
带有电阻的导电物体通电後会发光。日常用的电灯,手机,电脑,电视,电炉子等。
电灯泡(或称电球),其准确技术名称为白炽灯,是一种透过通电,利用电阻把细丝线(现代通常为钨丝)婡加冄头热条至白炽,用来发光的灯。电灯泡外围由玻璃制造,把灯丝保持在真空,或低压的惰性气体之下,作用是防止灯丝在高温之下氧化。
参照白炽灯,一般认为电灯是由美国人汤马士·爱迪生所发明。但倘若认真的考据,另一美国人亨利·戈培尔(HeinrichGöbel)比爱迪生早数十年已发明了相同原理和物料。1801年,英国化学家戴维将铂丝通电发光,他亦在1810年发明了电烛,利用两根碳棒之间的电弧照明。
1854年亨利·戈培尔使用一根炭化的竹丝,放在真空的玻璃瓶下通电发光。他的发明在今天看来是首个有实际效用的白炽灯。他当时试验的灯泡已经可维持400小时,但是并没有即时申请设计专利。
半导体发光是这样的:发光二极管的发光部位分成两个区域,P区域里富含空穴——价带顶部里的电子空轨道,N区中富含处于导带底部的几乎是自由的电子;两区域的分界处称为PN结,平常这里空穴与自由电子都很少,称为耗尽层;一旦在两区加上正向电压,自由电子和空穴都会向耗尽层逼近,当它们相遇时,自由电子就可能跳进空穴里,多余的能量就以光的形式发出。激光二极管大体类似——都是电子与空穴的复合,不同的是它还有光谐振和光放大,使得光更纯更亮。电致发光是这样的:发光材料中有发光中心(一种参杂元素),也有近自由的电子,这些电子在外加电场的加速下撞击发光中心的原子,使得其中的电子激发到高能级,这些电子退激返回低能态时,就以光的形式释放出多余的能量。
半导体发光与电致发光的区别主要就是:前者中的电子本来就处于高能级的导带底部,外加电场的作用是推动这些电子进逼耗尽层,在那里跳进本来就低的能级——价带顶部的空轨道;而后者中,外加电场是要先加速近自由的电子,使其具有足够的动能,然后去激发发光中心里本处于低能级的电子,然后退激发光。后者所需电压往往比前者大不少,因为加速需要较强的电场。
气体:稀有气体、金属气体等通电会发生电离,发光发热。液体:酸碱盐带指示剂的溶液等通电会发生电离,指示剂变色。
固体:灯丝、半导体发光二极管(即LED)等通电会发光。
液晶(LCD)通电会变色。
可以用LED或LCD中的半导体材料,LED发光,LCD不发光。
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