Leuchtdioden sind elektrische Komponenten, die in einer Vielzahl von Anwendungen verwendet werden, um Licht oder elektromagnetische Strahlung durch einen als Elektrolumineszenz bekannten Prozess zu erzeugen. Die Farbe der LED hängt von ihrer Frequenz innerhalb des elektromagnetischen Spektrums ab. Heute gibt es LEDs in einer Vielzahl von Farben, die einer Reihe von Frequenzen entsprechen, bei denen sie betrieben werden.
TL; DR (zu lang; nicht gelesen)
Die elektromagnetischen Frequenzen von Leuchtdioden reichen von unter 400 Terahertz bis über 600 Terahertz, entsprechend rotem bzw. blauem Licht.
Rote LED-Geräte
Rote LED-Geräte erzeugen Licht mit einer Wellenlänge von ungefähr 633 Nanometern (nm). Die folgende Gleichung ist nützlich, um die Frequenz eines LED-Geräts zu ermitteln:
\text{Frequenz}=\frac{\text{Lichtgeschwindigkeit}}{\text{Wellenlänge}}=\frac{3\times10^8\text{ m/s}}{633\times10^{-9} \text{m}}
Diese Berechnung führt zu einer Frequenz von 474 Terahertz (THz) und liegt damit im roten Bereich des sichtbaren elektromagnetischen Spektrums. An der University of Illinois entwickelte Professor Nick Holonyak 1962 die ersten praktischen roten LED-Geräte. Rote LEDs verwenden das Material Indium-Gallium-Aluminiumphosphid und finden viele Verwendungen in elektronischen Anzeigen, Anzeigeleuchten und anderen Anwendungen.
Blaue LED-Geräte
Der ehemalige Nichia-Wissenschaftler Shuji Nakamura erfand 1993 blaue LED-Geräte. Diese Geräte arbeiten bei einer Wellenlänge von ca. 470 nm, daher:
\text{Frequenz}=\frac{\text{Lichtgeschwindigkeit}}{\text{Wellenlänge}}=\frac{3\times10^8\text{ m/s}}{490\times10^{-9} \text{m}}
Das Vervollständigen der Berechnung führt zu einer Frequenz von ungefähr 638 THz. Moderne blaue LEDs basieren auf dem Materialien Siliziumkarbid und Galliumnitrid, und sind jetzt billig genug, um in der alltäglichen Elektrotechnik eingesetzt zu werden Haushaltsgeräte.
Grüne LED-Geräte
Im Jahr 2010 entwickelten Forscher des National Renewable Energy Laboratory die erste grüne LEDs. Diese Geräte arbeiten bei einer Wellenlänge von ca. 560 nm und haben eine Frequenz:
\text{Frequenz}=\frac{\text{Lichtgeschwindigkeit}}{\text{Wellenlänge}}=\frac{3\times10^8\text{ m/s}}{560\times10^{-9} \text{m}}
Diese Berechnung führt zu einer Frequenz von 535 THz. Die endgültige Erfindung grüner LED-Geräte ebnete den Weg für die Entwicklung weißer LED-Lichtquellen.
Weiße LED-Geräte
Weißes Licht besteht aus einzelnen roten, blauen und grünen Komponenten, hat also keine einzige Wellenlänge oder Frequenz. Weiße LED-Geräte haben eine Mischung aus den Frequenzen 474 THz, 535 THz und 638 THz. Die Entwicklung von weißen LED-Geräten hat zu einer kostengünstigen, energieeffizienten Beleuchtung geführt, die in einer Vielzahl von Umgebungen eingesetzt werden kann, von Straßenlaternen bis hin zu Schreibtischen Beleuchtung.
