När börjar ljuset från en LED bli synligt för ögat?

[Magnus_K]

Som jag förstått det så avger LED:en fotoner när elektronerna vandrar mellan N och P-dopningarna för att rekombinera hålen.
Denna vandring börjar när det ligger en spänning över PN-övergången och strömmen börjar därmed flyta.

Det jag undrar över är "mängden" fotoner som krävs för att våra foton-sensorer (ögon) ska uppfatta det som synligt ljus?
Eller snarare, hur mycket ström behövs det genom en LED för att våra ögon ska uppfatta det som att den avger ljus?
Givetvis beror det mycket på omgivande ljus, känslighet från öga till öga, typ av LED med mera men har i regel en lysdiod en "gräns" där den börjar avge extra mycket fotoner eller är det helt linjärt efter hur mycket ström som flyter igenom?

En stor anledning till varför jag frågar är att jag vill påstå att jag reagerat på liknande ett flertal gånger men inte tänkt vidare på det, dvs när man driver en ström genom lysdiod så ser man inget förrän en viss mängd ström sen "tänds" den, därefter ökas styrkan med ökande ström. Har jag rätt i det?

Många flummiga funderingar men det kanske är någon där ute som förstår ungefär vad jag frågar efter...

[Icecap]

Det finns en skillnad mellan att LED'n "tillverkar" ljus och att vi uppfattar det.

Såklart beror det på omgivande ljus vilket nivå det ska till innan vi ser ljuset från LED'n men i grunden är det så att när det dras en ström genom LED'n skickas det ut ljus.

Är det en icke-vit LED antar jag att ljuset är relativt linjärt mot effekten som avsätts i LED'n upp till en viss gräns där det inre motstånd börjar ställa till det med verkningsgraden.

[xxargs]

Stavar i ögat kan reagera på enstaka fotoner när det är mörkeranpassat och ljusvåglängden är inom känsligaste området för staven i ögat (ca 498 nm - mellan grön och cyan-färg sedd med (normal) färgseendet)

Att vi ändå inte ser lika bra som tex. katter etc. beror på att dom flesta av inkommande fotoner genom linsen missar stavarna - nätet är för glest, katter har tex. ett reflekterande skikt bakom näthinnan för att fotoner som missade staven första gången kanske träffar staven efter studsen - till detta handlar det om hur tätt stavarna är utspridda över näthinnan - vi människor och högre ordningens apor har prioriterat att väldigt stor andel av totala antalet synnerver (som i antal begränsas av hur mycket nervstråk som får plats i synnerven till hjärnan) samlats i gula fläcken för att kunna se väldigt detaljerat - medans råttor eller katter har stavarna tätare och mer utspritt över hela näthinnan för att få bättre mörkerseende men till priset att de ser tillvaron ganska så suddigt och tex. på det sättet som iris arbeta på en katt och andra rovdjur med en avlång springa vid stark ljus så kan de inte se saker skarpt och med stor skärpeområde i starkare ljus hur mycket de än önskade.


- tapparna som står för färgseende i människoögat är mycket mer okänsliga för ljus och gula fläcken som står för vårat detaljseende är i stort sett packad med bara tappar med i stort sett våglängds avstånd mellan syn-sensorerna - det är därför svagare stjärnor 'försvinner' så fort man försöker titta med 'blicken' medans i sid-synen som till står del består av stavar och högre ljuskänslighet så ser man dessa.

---

Är det massiv intensitet av IR-dioder på 880 nm så kan man se det svagt om ögonen är något så när mörkeranpassade - både som grå ljuspunkt (om man inte direkt tittar på det) och är det mycket starkt så kan man se det som svagt rött. Men känsligheten för den typen av IR-ljus är jättelåg i våra ögons syn-sensorer och därför används som nästan helt osynlig belysning till hjälp för digitala-kameror för tex. övervakning.

[hcb]

Några W vid 800 nm är en angenämt rödaktig punkt på ett vitt papper. Samma effekt vid 532 nm är synnerligen obehaglig. Ögats känslighet är minst sagt varierande

[Magnus_K]

Hehe

Men är alltså "fotonutstrålningen" helt linjär med rekombineringen?

@xxargs:
Alltid lika lärorikt och intressant att läsa dina inlägg. Du borde bli lärare.
Nu förstår jag varför jag uppfattar gröna lysdioder bättre än andra färger

[adent]

Vad jag vet så behöver det inte gå mycket ström alls genom en LED för att den ska lysa (d.v.s. synas).

Om man PWM:ar in ström till en LED så kan man ha väldigt litet pulsbreddsförhållande och ändå se att lysdioden är tänd.
PWM-"Modulationen" är iaf inte linjär med upplevd ljusstyrka svjv.

MVH: Mikael

[xxargs]

Ögat har en 'skalnings' LOG10-funktion när det gäller relation mellan faktisk ljusstyrka och upplevd ljusstyrka (precis som örat), att för upplevd dubbla ljusstyrka så behöver man ösa på med 10 ggr mer ljus.

Det är också denna 'skal-kompression' som gör att man kan se ljus från en lysdiod redan vid enstaka µA och strömmen måste kunna regleras i en omfång på säkert 60 dB mellan sin märkström och när man inte tycker sig se något - släcker man belysningen i rummet kanske det handlar om - 80 dB i omfång - och av detta så inser man att PWM i 256 steg ger en ganska platt och litet styrkeomfång mellan fullt ljus och lägsta värde innan det slocknar helt - och det är ungefär den omfånget man har på en hyffsat normaljusterad TV/monitor - dvs 8 bitar och alla som pysslat lite med video vet att det är för tok för lite om man inte vill se stegningarna (kvantifieringarna) i mörka partier istället för en jämn toning

[Henry]

Att lysdioder inte behöver mycket ström märkte jag en gång när jag kopplat in en 3W vit led till ett 9V batteri och skulle precis montera dit resistorn (detta var bara för ett snabbt test) men ser att lysdioden lyser mycket svagt utan något tillkopplat på andra plattan. Visade sig att jag rörde vid den andra polen på batteriet med ena fingret och sedan med samma finger den andra kontakytan på undersidan på LEDen och den strömmen som detta gav räckte visst för att få den att lysa så pass att jag kunde se det. I helt mörker syntes det tydligt.

[Sparky]

Minner mig om en LED-lampa jag köpte på IKEA ett tag sen. Den lyser hur bra som helst när man tänder den, sen blinkar den med jämna mellanrum när man stänger av den! Jag har mätt över skruvsockeln och det är 0V när man släcker. Enda vettiga(?) förklaringen jag kan komma på är att knappen sitter på noll-kabeln istället för på fasen så lampan plockar upp brum från kablarna och likriktar det på nåt mysko vänster.

[elshorto]

Reglerar man spänningen över dioden och vrider upp från 0V så går det ingen ström och lyser inte fören man kommer upp till "knät" på ström-spänning kurvan. Då går det ström och och lyser.
Har aldrig märkt någon "ketchupeffekt" när man reglerar strömen.

[lillahuset]

Om jag inte har missuppfattat alltihop så är ljuset från en LED proportionellt mot strömen.
Jag tror dessutom att katter har i stort sett inget färgseende. Åtminstone inte vid svagt ljus. Däremot har de ett fantastiskt mörkerseende. Deras pupill är också på något sätt anpassad till jakt. Minns inte hur men de är underbara vidriga typer.

[xxargs]

Det är vi människor som är unika - vi har mikrorörelser på ögongloben som gör att ögat hela tiden byter blickpunkter och därmed en kontinuerlig belysningvariation på våra synceller och då matar in ny data till hjärnan.

Dom flesta andra djur har inte den rörelsen utan ögat betrakta omgivningen helt blickstilla i perioder och då får inte synnerven stimulans längre och slutar att sända - med en del vilja så kan somliga människor stå helt blick stilla med blicken och då upptäcker man att hela bildutsnittet man ser bleknar ut, inte att det blir svart, utan mer åt grått, men får också verkan att om det är någon som rör sig i bildutsnittet så blir det förstärkt och klart uppmärksamhetsindikerande - det blir rörelsedetektor-verkan.

Det är detta som rovdjur drar till sin fördel i jakt och ser man hur en katt jagar och håller huvudet blickstill i nivå och riktning medans resten av kroppen ålar och smyger sig fram så är det just att de har ögona som röresedetektor riktat i riktning sina bytesdjur. Och på bytesdjursidan så kan man se på en höna som går - huvudet står still medans kroppen rör sig framåt i jämn rörelse och så knyckar fram huvudet till nytt fixerat läge per steg - det är inget annat än vandrande rörelsedetektor på två ben för att upptäcka fara...

Detta gör att vi människor är väldigt dåliga på 'spanande' uppgifter under längre tider som i militär-operation, då hjärnan måste hela tiden vara inkoppla och sovra bort det oviktiga i bildutsnittet när ögona hela tiden hoppar runt med blicken och kvalitén sjunker fort med trötthet och är väldigt styrd av motivation, medans sedd med kattögon och katthjärna och filtrering direkt på synnervssidan i ögonbotten så är det i stort sett den naturliga tillståndet för dem när de spanar efter bytesdjur.


Vi människor är födda med mikrorörelserna (ja utom något fåtal där det blir 'fel' på mekanismen) att vi inte har ens den insikten att man kan använda ögona på det sättet och uppenbarligen har det varit evolutionär fördel (kanske för att det kräver stor hjärna för att filtrera inflödet hela tiden, vilket gav synergieffekter tillsamman med mycket annat, lite som att GPU-kärnor i ett grafikkort också går att använda till annat än att rita vektorer på en rasterskärm) eftersom människor är näst vanligaste däggdjuret efter råttor i antal numera...

[lillahuset]

Ingen vet ju riktigt hur många råttor det finns men i städer är de visst färre än människor.

[HUGGBÄVERN]

Det är ju när elektroner hoppar i gränslandet mellan N- och P-dopningen som ljus skapas. Men för att få elektroner att hoppa krävs ju viss energi alltså spänning. När den spänningen uppnås börjar hoppen.
Därmed kan jag tänka mig att först har man ingenting och sedan kommer allt på en gång, typ ...

[xxargs]

Det är ett zener-knä som spänningen måste över - men sedan hur många fotoner som skapas bestäms helt av strömmen och lysdioder kan synas i totalmörker redan vid nano och mikroampere om det inte finns annan läckage i halvledare som gör att spänningen inte kommer upp tillräckligt högt förrän tillräcklig ström finns.

ovanstående resonemang avser enfärgade lysdioder, 'vita' lysdioder med fluoriserande skikt kan ha annan beteende i själva fluoriserande lagret vid olika påstrålningsnivåer även om ljuset som matar på fluoriserande lagret är blått eller UV-ljus och dess intensiteten följer helt med strömmen.