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【2014诺贝尔奖】物理学奖揭晓:蓝光LED照亮世界

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环球科技观光团 发表于  2014-10-07 18:48

2014年诺贝尔物理学奖得主的贡献是发明了一种高效而环保的光源——蓝色发光二极管(LED)。继承阿尔弗雷德·诺贝尔的精神,本次奖项奖励的是一项对全人类带来巨大益处的发明;蓝光LED的出现使得我们可以用全新的方式创造白光。随着LED灯的诞生,我们有了更加持久、更加高效的新技术来替代古老的光源。

2014年诺贝尔奖奖项解读图示。资料来源:nobelprize.org 制图:果壳网

当赤崎勇(Akasaki Isamu),天野浩(Amano Hiroshi)和中村修二(Nakamura Shuji)在20世纪90年代初期用半导体中发出一道蓝光时,他们在发光技术的基础领域开启了一次转型。红光和绿光LED当时已经问世很久,但是没有蓝光LED的存在,白光灯就无法制造出来。尽管在科学界和工业界都为此付出了巨大的努力,但30年间,蓝光LED都是一项艰巨的挑战。

在其他人都失败之时,他们成功了,赤崎勇与天野浩在名古屋大学共同奋斗,中村修二则是日亚化学——德岛市一家的小公司——的雇员。他们的发明是革命性的。白炽灯泡点亮了20世纪,而21世纪将由二极管点亮。

白光二极管灯发出明亮的白光,既持久又节能。它们一直在被改进,每个电力输入单位(以瓦特计)带来的光通量(以流明计)更高,同时更高效。最近的纪录是刚刚超过300流明/瓦特,而白炽灯的效率只有16流明/瓦特,而荧光灯的效率也不过70流明/瓦特。由于全球电力的近1/4都用在照明上,LED为节约地球资源贡献良多。鉴于LED的使用寿命可达10万小时——而白炽灯只可用1000小时,荧光灯可用10000小时——照明材料的消耗也节约下来了。

在提高全球15亿无法接受电网供应的人们的生活质量方面,LED灯有着明朗的前途——由于所需的能量较低,廉价的本地太阳能就能给LED灯供能。尽管蓝光LED仅仅被发明了20年,但它已带来了一种全新的白光生产方式,我们全部人都因此受益。

想要马上了解LED的发展简史?果壳网制作了精美的信息图示:

(编辑:Calo)

文章题图:nobelprize.org

拓展阅读

【2014诺贝尔奖】物理学奖直播/解读帖

编译来源

nobelprize.org, The Nobel Prize in Physics 2014

热门评论

  • 2014-10-07 19:03 Muon

    果壳酱好快!!

    话说看到今年物理诺奖第一反应是这张图,hhhhh

    [46] 评论
  • 2014-10-07 19:48 老钚正经
    引用@kkRabbitLiu 的话:我记得LED灯不少都是白色的吗?为什么还要蓝色的LED去创造白光呢?求解释啊。

    三脚猫回答:先产生蓝光,蓝光波长短能量高,照射到其它颜色荧光粉上可以激发出能量较低的光子,比如红光黄光,混合后得到白光,这就是目前最常见的白光led。反过来是不行的,低能量的红绿光子没法激发出高能量的蓝光光子。正是这种产生方法导致普通白光led中蓝光含量高于常见光源,成为老式灯具厂商制造阴谋论的切入点。

    另外还有一种通过对红绿蓝led进行混色产生白光的方法,但需要用到3块芯片,成本比较高,一般不用于日常照明。

    [22] 评论
  • 2014-10-07 19:22 wuou 果壳网副主编

    这可能是最通俗易懂、最应用的一次诺贝尔物理学奖了吧?#看不懂前面那么多届的就直说#

    [15] 评论

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全部评论(85)
  • 1楼
    2014-10-07 19:00 Velocity-guoke

    虽然不太全面,但总结速度很快哈

    [0] 评论
  • 2楼
    2014-10-07 19:03 康西坦丁

    赞果壳的速度呢!!!

    [0] 评论
  • 3楼
    2014-10-07 19:03 Muon

    果壳酱好快!!

    话说看到今年物理诺奖第一反应是这张图,hhhhh

    [46] 评论
  • 4楼
    2014-10-07 19:04 窗敲雨 药学硕士
    引用@Muon 的话:果壳酱好快!!话说看到今年物理诺奖第一反应是这张图,hhhhh

    萌萌哒~

    [0] 评论
  • 5楼
    2014-10-07 19:05 Muon
    引用@窗敲雨 的话:萌萌哒~

    =ω= let's do some hard rock

    [0] 评论
  • 6楼
    2014-10-07 19:16 福尔摩咩

    求深度解读 =ω=

    [0] 评论
  • 7楼
    2014-10-07 19:21 老钚正经

    蓝光led说法不准确,实际上是被蓝光激发的白光led。原理是先产生蓝光,然后照射到其它颜色荧光粉上最终产生混合白光。

    [0] 评论
  • 8楼
    2014-10-07 19:22 wuou 果壳网副主编

    这可能是最通俗易懂、最应用的一次诺贝尔物理学奖了吧?#看不懂前面那么多届的就直说#

    [15] 评论
  • 9楼
    2014-10-07 19:25 流氓神猫

    要暖色光,我不喜欢白光,太伤眼睛了。

    [0] 评论
  • 10楼
    2014-10-07 19:26 老钚正经
    引用@wuou 的话:这可能是最通俗易懂、最应用的一次诺贝尔物理学奖了吧?#看不懂前面那么多届的就直说#

    2003年诺贝尔物理学奖,高锟凭借发明光纤拿的那届。

    [2] 评论
  • 11楼
    2014-10-07 19:26 EdwardXn

    就等着这个呢!

    [0] 评论
  • 12楼
    2014-10-07 19:27 老钚正经
    引用@流氓神猫 的话:要暖色光,我不喜欢白光,太伤眼睛了。

    目前市面上流行的led中的蓝光伤眼是伪科学,原因还是那句话“离开剂量谈毒性就是耍流氓”

    [4] 评论
  • 13楼
    2014-10-07 19:33 Paradoxian

    赞速度!!!

    [0] 评论
  • 14楼
    2014-10-07 19:33 kkRabbitLiu

    我记得LED灯不少都是白色的吗?

    为什么还要蓝色的LED去创造白光呢?

    求解释啊。

    [1] 评论
  • 15楼
    2014-10-07 19:38 老钚正经

    诺奖网站上的获奖原因是“for the invention of efficient blue light-emitting diodes which has enabled bright and energy-saving white light sources”,这么看的话主要授奖原因还是发明蓝光led。

    [0] 评论
  • 16楼
    2014-10-07 19:40 海妖贝壳

    好快哦

    [0] 评论
  • 17楼
    2014-10-07 19:47 福尔摩咩
    引用@kkRabbitLiu 的话:我记得LED灯不少都是白色的吗?为什么还要蓝色的LED去创造...

    因为这是二十年前的发明啊……所以现在才有白的…

    [2] 评论
  • 18楼
    2014-10-07 19:48 老钚正经
    引用@kkRabbitLiu 的话:我记得LED灯不少都是白色的吗?为什么还要蓝色的LED去创造白光呢?求解释啊。

    三脚猫回答:先产生蓝光,蓝光波长短能量高,照射到其它颜色荧光粉上可以激发出能量较低的光子,比如红光黄光,混合后得到白光,这就是目前最常见的白光led。反过来是不行的,低能量的红绿光子没法激发出高能量的蓝光光子。正是这种产生方法导致普通白光led中蓝光含量高于常见光源,成为老式灯具厂商制造阴谋论的切入点。

    另外还有一种通过对红绿蓝led进行混色产生白光的方法,但需要用到3块芯片,成本比较高,一般不用于日常照明。

    [22] 评论
  • 19楼
    2014-10-07 19:48 馒头老妖 有机化学博士,法学学士

    恭喜,这个奖给的有道理。

    [0] 评论
  • 20楼
    2014-10-07 19:57 kkRabbitLiu
    引用@老钚正经 的话:三脚猫回答:先产生蓝光,蓝光波长短能量高,照射到其它颜色荧光粉上可以激发出能量较低的光子,比如红光黄光,混合后得到白光,这就是目前最常见的白光led。反过来是不行的,低能量的红绿光子没法激发出高能量的...

    十分感谢

    [0] 评论
  • 21楼
    2014-10-07 20:02 小白螭

    太励志了,LED从小喽罗一路升级成小BOSS

    [0] 评论
  • 22楼
    2014-10-07 20:07 流氓神猫
    引用@老钚正经 的话:目前市面上流行的led中的蓝光伤眼是伪科学,原因还是那句话“离开剂量谈毒性就是耍流氓”

    但是那个颜色我看起来真的不舒服……

    [0] 评论
  • 23楼
    2014-10-07 20:17 wuou 果壳网副主编

    这几天买新灯,稍微好点的灯,哪怕最简答一个吸顶灯,也是LED的。一直以为这玩意就是纯粹的技术升级而已,原来也可以这么高上洋!这下LED产业会更加红火了吧。


    [0] 评论
  • 24楼
    2014-10-07 20:22 MooerFoes

    我笑了好几回了,这个颁奖是颁给他们上世纪九十年代的成果啦,不是说他们最近发明的(^o^)

    不要再有人弄错了啦

    [0] 评论
  • 25楼
    2014-10-07 20:23 老钚正经
    引用@流氓神猫 的话:但是那个颜色我看起来真的不舒服……

    是不舒服,特别是一些老式的多头白光led,色温能有8000多K,看上去蓝幽幽的。

    但不舒服的原因一个是led光谱和日光差别比较大,容易导致被照射物体颜色失真,另一个是人类天然对暖色光的偏好,但这属于心理学范畴,和led中包含多少蓝光无关。

    [0] 评论
  • 26楼
    2014-10-07 20:55 梁兵兵

    我念初中时,大街上就能够买到廉价,相对高效的LED了,当时大概是96年,0.5元一个的LED,最常见的是红色,也有绿色的。绿色的如果加上十几伏的电压的话,亮度没怎么变,颜色却变红了,然后就变红烧LED了。

    [0] 评论
  • 27楼
    2014-10-07 20:59 Chataigne

    ご受賞おめでとうございます。

    [0] 评论
  • 28楼
    2014-10-07 21:03 小猫抽烟

    好吧,也许我太loss。印象中诺贝尔不是宇称不守恒这类不明觉厉的东西吗?至少也要像光电效应这种才高大上吧。

    [0] 评论
  • 29楼
    2014-10-07 21:09 流氓神猫
    引用@老钚正经 的话:是不舒服,特别是一些老式的多头白光led,色温能有8000多K,看上去蓝幽幽的。但不舒服的原因一个是led光谱和日光差别比较大,容易导致被照射物体颜色失真,另一个是人类天然对暖色光的偏好,但这属于心理...

    太阳是6300K吗?

    不是K数越高越近红黄的吗?

    [0] 评论
  • 30楼
    2014-10-07 21:34 reiiv

    在12W的LED灯照明下敲键盘,表示敬意

    [2] 评论

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