LED Taschenlampe erzeugt Töne auf Oberflächen

  • Hallo zusammen ,
    Nach ausgiebigen googlen habe ich noch immer keine Erklärung für folgendes Phänomen gefunden:
    Mit meiner Jetbeam BC 40 Taschenlampe mit Cree XM-L neutralweiß Ermitter kann ich im Low Modus (130Lumen)
    deutlich hörbare ,hell sirrende Töne auf aus kurzer Distanz angestrahlten Oberflächen erzeugen.Am lautesten auf dunklen Stoffen.
    Ich vermute das es irgendwie mit der PWM Dimmung zusammen hängt.Im High Modus hört man nichts!
    Meine eigene Erklärung bisher : Das pulsierende und gebündelte Licht regt die Stoffasern oder Staubteilchen hörbar zum schwingen an .
    Wer hat ähnliche Erfahrungen gemacht? Kann mir einer dieses Phänomen erklären oder hat eigene Theorien?
    Gibt es weitere Beispiele für Wechselwirkungen von Licht mit Materie?
    Das hier finde ich auch interessant https://de.wikipedia.org/wiki/Lichtm%C3%BChle


  • Ich vermute das es irgendwie mit der PWM Dimmung zusammen hängt.Im High Modus hört man nichts!
    Meine eigene Erklärung bisher : Das pulsierende und gebündelte Licht regt die Stoffasern oder Staubteilchen hörbar zum schwingen an .
    Wer hat ähnliche Erfahrungen gemacht? Kann mir einer dieses Phänomen erklären oder hat eigene Theorien?


    Hallo,
    an diese Erklärungsmodell kann ich nicht so recht glauben.
    Die Leistungdichte des Lichtes wird eine kaum messbare Erwärmung verursachen.
    Dass damit ein themisch induzierte Schallquelle hörbar wird, kann ich kaum glauben.
    Thermische Effekte sind auch eher träge.


    Sicher wird die PWM die eigentliche Quelle sein.
    Möglicherweise schwingt an der Lampe der abstahlende Teil und dieser wird an Flächen reflektiert.
    Da kann es z.B. zu Überlagerungen kommen.


    Ist den nichts zu hören, wenn du das Ohr an die Lampe hälst oder dir quasi ins Ohr leuchtest?
    Gruß Helles Licht

  • Die Töne kommen ganz eindeutig von der angestrahlten Oberfläche,das wurde mir auch schon von mehreren Personen bestätigt denen ich das vorgeführt hatte!
    Wenn man in die Ferne leuchtet hört man von der Lampe nichts selbst wenn man sie an das Ohr drückt!
    Habe einem Kollegen der einen dunkelblauen Fließpullover trug gegenübergestanden und ihm von der rechten Seite aus auf seine linke Schulter geleuchtet ,er sagte daraufhin das es sich anhöre als wenn eine Mücke um sein linkes Ohr schwirrt!

  • Und warum ist es dann draussen nicht ohrenbetäubend laut wenn sie Sonne scheint?


    v.A. wenn das nur im Low-Modus ist macht das noch weniger Sinn.
    Mag sein, dass Sonnenlicht Teile bewegen kann - aber nicht so stark, dass man es aufgrund von 130Lumen hören kann. Dann bräuchten die Chicks unter der Sonnenbank auch Ohrstöpsel.


    Ich hab hier ca. 50 Taschenlampen neben mir stehen, von 3 bis 80W - wenn eine surrt, dann nicht, weil ich sie auf mein schwarzes T-Shirt richte, sondern wegen der PWM Regulierung.

    A Christian telling an atheist he is going to Hell is about as scary as a small child telling an adult they wont get any presents from Santa.

    Bin kein RGB-Freund

  • Ich meinte das nicht im Bezug auf PWM, sondern im Bezug auf "Licht + Pullover = Surren" - Je mehr Licht, desto lauter müsste es doch sein.

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  • Es stimmt zwar, dass 130lm nicht viel sind, aber die Intensität, also auf welche Fläche das Licht fällt, spielt da auch eine Rolle.


    Der Strahlungsdruck berechnet sich zu Pst= I/C also Strahlungsintensität (W/m²) durch die Lichtgeschwindigkeit. 130lm entsprechen bei kaltweißem Spektrum etwa 0,4-0,5W Strahlungsleistung und bei einer runden beleuchteten Fläche von beispielsweise 5cm Durchmesser macht es eine Intensität von etwa 230W/m² und einen Strahlungsdruck von etwa 8 *10^-7 N/m². Extrem wenig, aber vielleicht doch ausreichend, damit man es gerade hören kann, wenn die Resonanzfrequenz der Oberfläche getroffen wird und es sich hochschaukelt? Ziemlich interessant das Ganze.


    Und warum ist es dann draussen nicht ohrenbetäubend laut wenn sie Sonne scheint?


    v.A. wenn das nur im Low-Modus ist macht das noch weniger Sinn.
    Mag sein, dass Sonnenlicht Teile bewegen kann - aber nicht so stark, dass man es aufgrund von 130Lumen hören kann. Dann bräuchten die Chicks unter der Sonnenbank auch Ohrstöpsel.


    Ich hab hier ca. 50 Taschenlampen neben mir stehen, von 3 bis 80W - wenn eine surrt, dann nicht, weil ich sie auf mein schwarzes T-Shirt richte, sondern wegen der PWM Regulierung.


    Die Sonne scheint ja auch im Mittel kontinuierlich, sodass der Lichtdruck nicht als Erreger einer Schwingung fungieren kann. Beim herunter geregelter PWM hat man aber scharfe Impulse, die theoretisch in der Lage sein müssten Oberflächen zum Schwingen anzuregen.

  • Der Bereich des sichtbaren Lichts fängt bei ein paar hundert Terraherz an. Wenn es wirklich am Licht liegen sollte, dann würde das Material sofort zerrieben werden schätz ich. Da das für Menschen wahrnehmbare Frequenzspektrum kaum über die 20kHz hinausgeht glaub ich kaum daß es wirklich am Licht selber liegt, daß Körper zum Schwingen angeregt werden.


    Beobachtungen wie z.B. Schwarzes Material lauter als weißes Material würde ich mal versuchen messtechnisch zu überprüfen. Normalerweise schwingen Sachen wie Fließpullis auch recht schlecht.


    Überlegung: Kann es sein daß du eine furchtbare EMV-Schleuder hast? Sodaß du bei der Entfernung noch Influenz stattfindet? Ich erinner mich da grad an einen Physikversuch, wo eine Kugel z.B. aus Styropor zwischen zwei geladene Platten gehängt wird. Wurde die Kugel an einer Platte geladen, so hat sie selbstständig angefangen hin- und herzupendeln wobei sie sich selbstständig umgeladen hat wenn sie die jeweils andere Platte berührt hat. Ich denke, da liegt die Erklärung für das von dir beobachtete Phänomen.


    Edit:
    Den Wikipedia-Artikel finde ich höchst interessant, das kannte ich noch gar nicht. Ob es aber mit deinem Pulli-Sirren zusammenhängt...wer weiß. Aber offensichtlich wissen wir trotz aller wissenschaflichen Bemühungen immer noch einen Scheiß darüber wie die Welt funktioniert.

    Das Erfolgskonzept von Windows ist eine gelungene Mischung aus Marketing, Korruption, Kartellmißbrauch und der erfolgreichen Spekulation auf das Naturgesetz, daß Scheiße oben schwimmt.


    Auch aus Steinen, die einem in den Weg gelegt werden,
    kann man Schönes bauen.
    Johann Wolfgang von Goethe

    Einmal editiert, zuletzt von White_Fox ()

  • Zitat

    Der Bereich des sichtbaren Lichts fängt bei ein paar hundert Terraherz an. Wenn es wirklich am Licht liegen sollte, dann würde das Material sofort zerrieben werden schätz ich. Da das für Menschen wahrnehmbare Frequenzspektrum kaum über die 20kHz hinausgeht glaub ich kaum daß es wirklich am Licht selber liegt, daß Körper zum Schwingen angeregt werden.


    Das Licht pulsiert durch die PWM Regelung.


    Zitat

    Beobachtungen wie z.B. Schwarzes Material lauter als weißes Material würde ich mal versuchen messtechnisch zu überprüfen.


    Messen tue ich mit den Ohren,ist sehr gut hörbar auch für andere! :D
    Habe noch mal ein paar Materialien ausprobiert,mit folgendem Ergebnis:
    Fließ lauter als Baumwolle,dunkeler Fließ lauter als heller Fließ,auf glatten Oberflächen wie Leder Holz,Stein nur sehr leise.


    Zitat

    Normalerweise schwingen Sachen wie Fließpullis auch recht schlecht


    Ich vermute es schwingt nicht die Oberfläche als ganzes sondern die einzenen Fasern die bei Fließ besonders fein sind.


    Zitat

    Überlegung: Kann es sein daß du eine furchtbare EMV-Schleuder hast? Sodaß du bei der Entfernung noch Influenz stattfindet? Ich erinner mich da grad an einen Physikversuch, wo eine Kugel z.B. aus Styropor zwischen zwei geladene Platten gehängt wird. Wurde die Kugel an einer Platte geladen, so hat sie selbstständig angefangen hin- und herzupendeln wobei sie sich selbstständig umgeladen hat wenn sie die jeweils andere Platte berührt hat. Ich denke, da liegt die Erklärung für das von dir beobachtete Phänomen.


    Die Lautstärke ist dort am größten wo das Licht am stärksten fokusiert ist.
    Läßt sich EM Strahlung bündeln? Emittiert eine LED überhaupt EM? eine Frage an die Experten hier!
    Der Treiber müsste doch durch das Alu-Lampengehäuse EMV abgeschirmt sein!


  • Deine Beobachtung, dass der Ton dort am stärksten ist, wo das Licht am meisten gebündelt auftrifft, spricht für meine These mit dem Strahlungsdruck. Dieser ist nämlich proportional zur Lichtintensität.


    Hallo,
    hast du den Wiki-Artikel auch mal komplett gelese
    Ich meine dies hier
    Zitat: "Die Solarkonstante beträgt ca. 1370 W/m². Daraus resultiert ein Solar-Strahlungsdruck (engl. solar radiation pressure, SRP) bei Absorption von ca. 4,6 μPa."


    Eine Strahlungleitung von über 1kW erzeugt auf einer Fläche also eine Kraftwirkung von knapp 5uPa.
    Eine Taschenlampe bringt aber kein kW, eher nur was in der Größenornung von 100mW (siehe Low-Mode mit ca. 130lm).
    Dem entsprechend ist die gesamte Kraftwirkung auf die bestrahlte Fläche in der Größenordnung unter 1nW.
    Der Strahlungsdruck ist so extrem winzig, dass ich nicht glauben kann, dass dies in dem genannten rahmen zu wahrnehmbaren Effekten führen kann.


    Wenn überhaupt, dann sind es eher thermische Effekte, die möglicherweise zu dem beobachteten Phänomen passen.
    -> siehe klassische Beispiel "Lichtmühle".


    Ich würde auch nicht ausschließen, dass es doch akkustische Effekte sind.
    Es gibt da auch seltsame nichtlinieare akkutische Effekte in Verbindung mit Ultraschallquellen.
    Gruß Öletronika

  • Ich habe es ja vorgerechnet, wie groß die Intensität bei 130lm und einer runden Fläche von 5cm Durchmesser ist, und in welcher Größenordnung der entstehende Druck sich etwa bewegt. Dass die Sonne 1,3kW pro m² erzeugt, mag ja sein, aber das bezieht sich eben auch auf einen m². Ist bei der Taschenlampe Bündelung des Lichtes in geringer Entfernung größer, kann diese sogar auch problemlos in den Bereich der Sonne und auch weit drüber vorstoßen. Daher sagt die absolute Lichtleistung noch wenig aus, wenn man nicht die dazugehörige Fläche kennt. Das ist aber wie gesagt wichtig, da der Lichtdruck sich über die Lichtintensität durch die Lichtgeschwindigkeit berechnet.


    Ob es aber ausreichend ist, um Töne zu erzeugen, weiß ich nicht. Was gegen die Lichtdruck-These spricht, ist, dass laut Lichtmachers Beobachtung der Ton bei hellen Oberflächen schwächer wird, der Lichtdruck bei vollständiger Reflexion aber doppelt so groß ausfällt. Gegen thermische Effekte spricht, wie schon von dir erwähnt wurde, dass diese eher träge sind.

  • Hallo.


    Nachdem man mit Laser Ultraschall in Metallen anregen kann, kann man sicher auch mit einer entsprechend starken und fokusierten Taschenlampe die mit PWM betrieben wird Töne im Hörbereich in absorbierenden Materialen erzeugen. Thermische Effekte sind nicht immer so Träge wie man glaubt, man kann damit Frequenzen bis 500MHz erzeugen.
    Hier ein interessanter Link: http://www.recendt.at/518_DEU_HTML.php


    Grüße


    Fasti

  • Nimm doch mal ein Mikrofon, schließ da ein Oszilloskop an und stell das Oszillogramm doch mal hier rein. Vielleicht kann man anhand der Wellenform ja Rückschlüsse ziehen.

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    Auch aus Steinen, die einem in den Weg gelegt werden,
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  • I
    Ob es aber ausreichend ist, um Töne zu erzeugen, weiß ich nicht. Was gegen die Lichtdruck-These spricht, ist, dass laut Lichtmachers Beobachtung der Ton bei hellen Oberflächen schwächer wird, der Lichtdruck bei vollständiger Reflexion aber doppelt so groß ausfällt. Gegen thermische Effekte spricht, wie schon von dir erwähnt wurde, dass diese eher träge sind.


    Hallo,
    die Lichtdruck-These wird IMHO durch den sehr schwachen Effekt des Strahlungsdrucks zweifelhaft.
    Um diesen nutzbar zu machen, braucht man riesige Flächen.


    Du hast zwar recht mit der Hypothese, dass der Wirkdruck auch auf kleiner Fläche äqivalent zur Sonnenstrahlung erzeugt werden kann,
    aber es bleibt dabei, dass die akustische Leistung trotzdem sehr klein sein muß. Da ändert die Fokussierung nichts dran.
    Abgesehen davon ist es nicht so einfach, mit einer LED-Lampe die Intensität der Sonne annähernd zu erreichen.
    Ich weise noch mal darauf hin, dass es im "Low-Mode" gemessen wurde (ca. 130lm -> nur max. ca. 1W LED-Leistungsaufnahme)
    Dann kann eine LED auch nicht einfach auf einen kleinen Fleck projiziert werden. Dagegen sprechen optische Abbildungsgesetze.
    Die genannte Lampe hat auch gar keine richtige Optik, mit der der Chip so klein abgebildet werden könnte.
    Da ist nur so ein billiger Reflektor. Die beleuchtete Fläche wird auf paar 10cm Abstand schon in der Größenordnung 0,1m² sein.
    Da braucht es dann immer noch um ca. 100W reine Strahlungsleistung, um auf die Leistungdichte der Sonne zu kommen.
    Vorhanden ist aber nur was in der Größenordnung 0,1W, also eben ca. 1/1000 der oben genannten Leistung.
    Dem entsprechden ist der Wirkdruck um mehrere Größenordnungen geringer.


    Aber wenn ich mal Zeit habe, dann teste ich das mal. mit einer XM-L und einem Generator.
    Das ist ja sehr schnell aufgebaut :-)


    Bei den themischen Effekten gibt es sogar praktische Anwendungen, die das ausnutzen.
    Nennt sich allg. Photoakustische Spektroskopie und im speziellen Photoakustischer Rußsensor
    siehe z.B. hier:
    http://link.springer.com/article/10.1007%2FBF01095272
    http://dropletmeasurement.com/…r-three-wavelength-pass-3
    auch hier, weiter unten unter "Photoakustische Spektroskopie MSS AVL 483 (1 Gerät)"
    https://www.tu-braunschweig.de…tikelmessgeraete/optische


    Allerdings haben Fasern vergleichweise eine riesige Masse und sollten deutlich träger sein,
    als Rußpartikel, deren mittere Partikelgröße im Bereich um 80nm liegt.
    Da bin ich eben auch im mZweifel, würde das aber eher als möglich einschätzen.
    Gruß Öletronika