节能灯并没有灯丝,为什么通电后也能发光?

节能灯并没有灯丝,为什么通电后也能发光?,第1张

生活中各种各样的电灯充斥在我们身边,有日光灯、LED灯、白炽灯等等,目前白炽灯已经很少见了,我们在小学学过爱迪生试验了一千多种材料才制造出电灯,那电灯到底是怎样发光的呢?

爱迪生

普通白炽灯的灯丝由钨丝做成,钨丝具备的特性就是在加热到100℃时就可发光,它的熔点高,电阻率大,强度好。白炽灯用钨丝的工作温度常在1300~1500℃之间(一般灯泡功率越大,灯丝的工作温度也越高)。制作灯泡时,将钨丝放入玻璃壳后,抽走内部空气,然后装入氮气、氩气等不燃烧气体,密封,这就形成了电灯泡。白炽灯通电时,电流经过钨丝,由于钨丝电阻率高达5.3*10^-8,强大的电阻使得钨丝发热,进而发出光,因此发光的白炽灯会很热。

白炽灯

生活中常见的日光灯管与日光灯泡发光原理相似,灯管中含有微量的水银蒸汽,水银蒸汽里面含有许多游离状态的汞原子,日光灯两极各有一个普通的灯丝,灯丝加热以后会发射出电子,电子在电场作用下加速形成电子流击打在汞原子上,汞原子由低能级升到高能级,而后自发由高能级降到低能级时会释放出紫外线,灯管内壁的荧光物质吸收紫外线然后发光。

日光灯泡

LED灯又被称为发光二极管,外层由树脂等材料密封,它的发光应用到了“电致发光”原理,LED中最重要的部分是一个半导体晶片,它由三部分构成:一部分是P型半导体,在它里面空穴占主导地位,另一端是N型半导体,在这边主要是电子,中间通常是量子阱,当电流通过导线作用于这个晶片的时候,电子和空穴就会被推向量子阱,在量子阱内电子跟空穴复合,然后就会以光子的形式发出能量,这样LED就发出了光。

半导体的发现实际上可以追溯到很久以前。

1833年,英国科学家电子学之父法拉第最先发现硫化银的电阻随着温度的变化情况不同于一般金属,一般情况下,金属的电阻随温度升高而增加,但巴拉迪发现硫化银材料的电阻是随着温度的上升而降低。这是半导体现象的首次发现。

不久,1839年法国的贝克莱尔发现半导体和电解质接触形成的结,在光照下会产生一个电压,这就是后来人们熟知的光生伏特效应,这是被发现的半导体的第二个特征。

1873年,英国的史密斯发现硒晶体材料在光照下电导增加的光电导效应,这是半导体又一个特有的性质。

半导体的这四个效应,(jianxia霍尔效应的余绩──四个伴生效应的发现)虽在1880年以前就先后被发现了,但半导体这个名词大概到1911年才被考尼白格和维斯首次使用。而总结出半导体的这四个特性一直到1947年12月才由贝尔实验室完成。

在1874年,德国的布劳恩观察到某些硫化物的电导与所加电场的方向有关,即它的导电有方向性,在它两端加一个正向电压,它是导通的;如果把电压极性反过来,它就不导电,这就是半导体的整流效应,也是半导体所特有的第三种特性。同年,舒斯特又发现了铜与氧化铜的整流效应。

扩展资料:

人物贡献:

1、英国科学家法拉第(MIChael Faraday,1791~1867)

在电磁学方面拥有许多贡献,但较不为人所知的,则是他在1833年发现的其中一种半导体材料。

硫化银,因为它的电阻随着温度上升而降低,当时只觉得这件事有些奇特,并没有激起太大的火花;

然而,今天我们已经知道,随着温度的提升,晶格震动越厉害,使得电阻增加,但对半导体而言,温度上升使自由载子的浓度增加,反而有助于导电,这也是半导体一个非常重要的物理性质。

2、德国的布劳恩(Ferdinand Braun,1850~1918)。

注意到硫化物的电导率与所加电压的方向有关,这就是半导体的整流作用。

但直到1906年,美国电机发明家匹卡(G. W. PICkard,1877~1956),才发明了第一个固态电子元件:无线电波侦测器(cat’s whisker),它使用金属与硅或硫化铅相接触所产生的整流功能,来侦测无线电波。

在整流理论方面,德国的萧特基(Walter Schottky,1886~1976)在1939年,于「德国物理学报」发表了一篇有关整流理论的重要论文,做了许多推论,他认为金属与半导体间有能障(potential barrier)的存在,其主要贡献就在于精确计算出这个能障的形状与宽度。

3、布洛赫(Felix BLOCh,1905~1983)

在这方面做出了重要的贡献,其定理是将电子波函数加上了周期性的项,首开能带理论的先河。

另一方面,德国人佩尔斯(Rudolf Peierls, 1907~ ) 于1929年,则指出一个几乎完全填满的能带,其电特性可以用一些带正电的电荷来解释,这就是电洞概念的滥觞;

他后来提出的微扰理论,解释了能隙(Energy gap)存在。

参考资料来源:百度百科-半导体


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