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世纪的新灯

时间:2022-09-30 百科知识 版权反馈
【摘要】:自爱迪生发明白炽灯以来,在100多年里,几乎每个家庭都受益于这项发明。LED灯的使用实属偶然,它曾经是一项被人们几度抛弃的发明。在每个约1米见方的缶面上嵌入一个由触发式LED灯组成的发光面。LED灯还对病人有加速伤口愈合、淡化色斑、缩减皱纹等作用,因此,可用于剖腹产孕妇、痤疮治疗等方面。更令人惊奇的是,LED灯还可用于宽带无线上网。不过,现在平常用的LED灯只有照明的作用,必须安装一个小设备,让其实现高频闪烁。

自爱迪生发明白炽灯以来,在100多年里,几乎每个家庭都受益于这项发明。但是,不用多久,白炽灯将会让位于LED灯这位电光源的新秀。LED是Light Emitting Diode的英文缩写,即发光二极管。LED灯大小只有几毫米,功率仅为0.03 ~ 0.06瓦,但亮度远远超过白炽灯和荧光灯,耗电只有白炽灯的1/8,荧光灯的1/2,寿命高达10万小时。它不发热,无辐射,安全可靠。LED灯正在悄悄地改变着我们的生活。小到手电筒,手电筒上的电珠(白炽灯)不见了,代之是一种更为小巧、更光亮的LED灯;大到彩色液晶电视机,用LED灯作背光,产生的图像更明亮,颜色更鲜艳。

LED灯的结构

LED灯的结构非常简单,没有普通灯泡的灯丝,只是一片半导体晶片,晶片的两端附在一个支架上,一端是负极,另一端是正极,与普通晶体管收音机里的晶体二极管十分相似,只不过它是用来发光的。当电流通过晶片时,就会发出耀眼的光来。不同的半导体材料会发出不同颜色的光。

LED灯的使用实属偶然,它曾经是一项被人们几度抛弃的发明。1907年,英国的朗德在研究碳化硅晶体时,发现电流通过碳化硅,碳化硅会发出暗淡的黄光。由于它的光太暗,没有实用价值,这项研究被摒弃了。到了20世纪20年代后期,两位德国科学家对它进行重新研究,最终也是因它的光太暗而停止了研究。到了50年代末,英国科学家用半导体砷化镓做成发光二极管,尽管它只能在低温的液化氮里发出不可见的红外光,但在光电领域里找到了它的用武之地。1962年,美国通用电气公司的何伦亚克开发出第一种可实用的可见光发光二极管,最初只能发出很亮的红光,后来相继开发出橙光、绿光、黄光、蓝光的发光二极管。1996年,白光发光二极管最终制造成功。这使它向照明用途迈出了关键性的一步。

在北京奥运会的开幕式上,LED灯派上了大用场。当一束强光从硕大的“鸟巢碗边”集结出中国最古老的计时器—日晷时,场内2 008个中国男儿,仿佛被从远古的日晷射出的一道闪电惊醒,渐次开始“击打缶鼓”,缶声狂飙全场。2 008个缶面,忽然神采奕奕,闪烁成一片光的海洋。随着光阴流逝,在缶鼓组成的方阵中,突然连续跳出“60”、“50”、“40”、“30”、“20”、“10”的硕大数字。全场观众恍然大悟,这不是在奥运会倒计时吗?于是全场观众奋力共同吼:“9、8、7、6、5、4、3、2、1!”

缶是古代一种大腹小口的乐器。这次用以表演的缶,有2 008个,每个高约1米。要让2 008个缶发光组成一幅由2 008个像素构成的神奇画面,通过缶的发光与变暗,使演出场面变幻无穷。在每个约1米见方的缶面上嵌入一个由触发式LED灯组成的发光面。发光面上成千上万个LED灯,只在敲击时才会发亮光。纯白色的LED灯在黑暗中格外显眼,在奥运会的开幕式上大放异彩。可以说,这是凭借新科技把最古老的文明与现代的文明进行了完美的融合。

现在,LED灯的用途也越来越广泛。

在医疗上,它可以代替荧光灯观看X光片。由于它比荧光灯更亮、更均匀,可以看清X光片上更多的细节,有助于医生做出精准的判断。LED灯还对病人有加速伤口愈合、淡化色斑、缩减皱纹等作用,因此,可用于剖腹产孕妇、痤疮治疗等方面。

在农业上,用LED的诱虫灯会区分益虫与害虫,能将害虫“一网打尽”,留下益虫,成为诱捕害虫的杀手。LED灯作为植物生长的控制光源,可以加速植物生长,使植物生长周期缩短2/3。例如,它可使生菜的生长周期从52至60天,缩短至20天左右,并不会影响生菜的品质。

更令人惊奇的是,LED灯还可用于宽带无线上网。在一间照耀着雪亮的LED灯光的房间里,一台笔记本电脑没有网线连接,照样可以观看流畅的网络视频、上网浏览……

人们对光通信并不陌生,从古代的烽火台到现代的光纤通信,都是光通信,前者是无线光通信,后者则是有线光通信。LED无线光通信是刚刚出现的一种新技术。LED灯有一种人的肉眼无法觉察的高频闪烁,以极快的频率不停地开关(亮暗),理论上速度可以达到每秒500万次,不亚于现在的网速。灯光的闪烁就可以实现信号传送。LED灯可以做到照明、信号传输两不误。

光的漫反射会把整个房间照亮,无线光通信的信号也会充斥整个房间。更神奇的是,通过镜子反射的LED灯光也一样可以传送信号!不过,现在平常用的LED灯只有照明的作用,必须安装一个小设备,让其实现高频闪烁。将来,无论是小区的LED路灯还是家里的LED灯,都能传送上网信号。

无线光通信对于解决光网“最后几米”的问题,其优势不言而喻。现在,光网进小区,最后一段的费用往往令人生畏。如果采用无线光通信,借助小区的LED路灯及家中的LED灯就可以把网络信号“照”到每家每户。

LED灯被赋予智慧后,它发出的光不仅照亮了桌面,还满载了丰富的资讯。在灯光下,人们不仅可以读书、写作,借助小巧的液晶屏幕,还可以通过灯光观看电影、欣赏音乐、下载信息。

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