É possível criar uma câmara para ver todo o espectro da luz?

A resposta é simplesmente não.

Câmaras modernas (CCD, EMCCD, CMOS...) funcionam com poços electrónicos que se enchem quando um fotão atinge um semicondutor que depois liberta um electrão no poço, antes de o poço ser lido.

O fotão pode desencadear a libertação de um electrão da banda de valência para a banda de condução apenas se o seu comprimento de onda for suficientemente curto para que a sua energia seja, pelo menos, a do intervalo de energia do semicondutor.

Como é que isso funciona ? Bem a energia de um fóton é dada por :

[matemática]E = \frac{hc}{\lambda}[/math]

Então comprimentos de onda mais curtos têm mais energia. E para ser detectado, um fóton precisa derrubar um elétron com força suficiente para "saltar" sobre o intervalo da banda, então o fóton só precisa ter mais energia do que a amplitude energética do intervalo. Portanto, há um limite superior para o comprimento de onda detectável. Você pode brilhar trilhões de fótons por nanossegundo que cada um tem energias mais baixas e você simplesmente não será capaz de fazer uma quantidade significativa de elétrons saltar.

Na verdade, a maioria das câmeras (sua webcam, sua câmera telefônica ...) são baseadas em Silício, que tem uma lacuna que permite a detecção de fótons infravermelhos próximos (até [matemática]\lambda \aprox 1100 \ nm [/math] )!

A eficiência quântica é basicamente a relação de conversão de fótons para elétrons. Um detector perfeito teria o mesmo valor de [matemática]1[/math] para que cada fotão seja convertido em um elétron.

O problema é que a eficiência quântica geralmente é máxima em um determinado comprimento de onda, então despenca (nossos olhos, por exemplo - mesmo que não sejam detectores quânticos - são mais sensíveis a [matemática]\lambda = 550 nm[/math] e é por isso que o amarelo parece o mais brilhante para um determinado fluxo de fótons... o mesmo se aplica aos detectores. Eles têm uma "faixa preferencial" de conversão).

Uma câmera que seria capaz de ver "todo o espectro da luz" :

1. Need um semicondutor com um intervalo muito pequeno (o que faz do ruído térmico um problema muito sério, porque quando o intervalo é muito pequeno, a própria temperatura começa a derrubar uma quantidade significativa de elétrons para a faixa de energia superior), mas também uma eficiência quântica apreciável em todo o espectro.##li>Need para ser capaz de detectar raios gama que desaparecem extremamente rápido em meios transparentes típicos como o vidro.#li>Need para ser capaz de ver ondas de rádio que têm comprimentos de onda enormes, o que torna os problemas de difração e funções de espalhamento de pontos demasiado horríveis para fazer qualquer imagem !