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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
全部评论(85)
  • 31楼
    2014-10-07 21:40 电工师傅陈
    引用@流氓神猫 的话:太阳是6300K吗?不是K数越高越近红黄的吗?

    K值小是偏红,K大偏蓝。K其实就是温度,绝对温度开尔文。6300K色温指的是在6300K温度下黑体辐射的光谱,显然温度越高光波长会越短,就越偏(紫)。

    [0] 评论
  • 32楼
    2014-10-07 21:53 已注销用户
    引用@电工师傅陈 的话:K值小是偏红,K大偏蓝。K其实就是温度,绝对温度开尔文。6300K色温指的是在6300K温度下黑体辐射的光谱,显然温度越高光波长会越短,就越偏(紫)。

    哦,这样啊,但是我看那个白光的是4500K,而我手上这个黄光竟然是6000K,这是为什么呢?

    飞利浦的LED

    [0] 评论
  • 33楼
    2014-10-07 22:00 电工师傅陈
    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。

    矮油,好不容易在果壳上碰到点内行的东西。

    LED发光的来源是电子与空穴的复合,电子与空穴复合时会释放一个光子;由于结电压是固定值,电子与空穴的电势也是固定值,所以释放的光子能量也是固定值(估算了一下,420nm波长差不多对应2.8V结电压,也和实际值蛮相近的),也就是说LED是个单色的发光体,也就是说单纯就LED而言,没法发出白光,因为白光是混合光。

    [0] 评论
  • 34楼
    2014-10-07 22:00 老钚正经
    引用@流氓神猫 的话:太阳是6300K吗?不是K数越高越近红黄的吗?

    早晨4000K

    晴天正午5500K

    阴天6500K

    [0] 评论
  • 35楼
    2014-10-07 22:00 电工师傅陈
    引用@流氓神猫 的话:哦,这样啊,但是我看那个白光的是4500K,而我手上这个黄光竟然是6000K,这是为什么呢?飞利浦的LED

    不可能,技术手册发过来,6000K是正白,怎么可能是黄呢

    [0] 评论
  • 36楼
    2014-10-07 22:01 老钚正经
    引用@流氓神猫 的话:哦,这样啊,但是我看那个白光的是4500K,而我手上这个黄光竟然是6000K,这是为什么呢?飞利浦的LED

    你记反了,或者色温标注有误

    [0] 评论
  • 37楼
    2014-10-07 22:02 孤狐无悔
    引用@reiiv 的话:在12W的LED灯照明下敲键盘,表示敬意

    在关闭着的6w的LED台灯旁边敲键盘,表示敬意。

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  • 38楼
    2014-10-07 22:03 reiiv

    话说淘宝一块五一个的LED球泡灯是不是也要付专利费?

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  • 39楼
    2014-10-07 22:39 w4890888

    正用着LED发光的笔记本电脑,致敬!

    [0] 评论
  • 40楼
    2014-10-07 22:40 hankonly

    5w led灯下敲击键盘的表示敬意

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  • 41楼
    2014-10-07 22:54 命数之零

    赞一个,我刚刚参加了我们学校的半导体协会,以后有很多机会用发光二极管做些小发明呢

    [0] 评论
  • 42楼
    2014-10-07 22:55 fu-80 DIYER,摄影师,电容技术顾问

    10w led灯板 下敲击键盘的表示敬意

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  • 43楼
    2014-10-08 00:05 Strobist
    引用@流氓神猫 的话:太阳是6300K吗?不是K数越高越近红黄的吗?

    k越高越蓝,你是被相机白平衡误解了吧,相机的参数是互补的,刚好反过来了

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  • 44楼
    2014-10-08 00:28 已注销用户
    引用@电工师傅陈 的话:不可能,技术手册发过来,6000K是正白,怎么可能是黄呢

    我可能记错了,明天去市场看看。

    引用@Strobist 的话:k越高越蓝,你是被相机白平衡误解了吧,相机的参数是互补的,刚好反过来了
    引用@老钚正经 的话:你记反了,或者色温标注有误。
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  • 45楼
    2014-10-08 02:08 赵雪冰Steven
    引用@流氓神猫 的话:太阳是6300K吗?不是K数越高越近红黄的吗?

    直射的阳光,有效色温5770K,

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  • 46楼
    2014-10-08 07:37 已退休少先队员

    要有光...

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  • 47楼
    2014-10-08 08:47 wy12345389

    为什么尼克·何伦亚克没有呢

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  • 48楼
    2014-10-08 09:03 D00弟

    日本人太强了!

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  • 49楼
    2014-10-08 09:52 已注销用户
    引用@Snowice 的话:直射的阳光,有效色温5770K,

    谢谢

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  • 50楼
    2014-10-08 10:00 LANL2DZ

    LED灯淘宝好便宜了,应大力推广,确实好省电,半年前自家厕所镜前灯又坏了,淘宝十二块包邮换了个十几厘米长含几个发光片的LED灯管照明,超亮,才几瓦,至今状态良好,算算性价比都暗爽。

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  • 51楼
    2014-10-08 10:49 dinomark

    为什么第一个发明LED的人没有得奖呢?至少也应该和这3个人一起得奖才对呀,没有第一个人的基础怎么会有后来的发明呢,毕竟是一个系列的呀。哪位大侠能解答一下。

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  • 52楼
    2014-10-08 11:05 糖僧

    很久以前有个巨大纯平的廉价品牌叫大水牛 还是大喜牛? 那个屏幕啊,蓝莹莹的,有个选项是当时主流的crt 17寸球屏没有的,就是调整色温。 从那显示器直观的感觉到,色温。原来如此敏感。

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  • 53楼
    2014-10-08 12:20 GY80

    这个。。。我说点题外话,20世纪90年代就发明出来了,现在才拿奖,估计他们都有点意外吧?

    幸亏他们还健在啊,否则又因为过世而拿不到诺贝尔奖了。。。

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  • 54楼
    2014-10-08 13:56 None

    LED是不是也有闪烁?

    真要长时间看书照明的话,还是白炽灯比较护眼吧?

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  • 55楼
    2014-10-08 14:22 lotus_wang

    为什么蓝光LED这么难才得到?是因为其能量高吗?

    获奖者在这方面的贡献是什么?只是不停地找材料做试验?还是提出什么理论,在相关的方面下去做研究?



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  • 56楼
    2014-10-08 14:39 Elecky
    引用@LiTerry1 的话:LED是不是也有闪烁?真要长时间看书照明的话,还是白炽灯比较护眼吧?

    灯具的闪烁应该是来源于发光亮度不稳定,可能由于电流大小变化。如果这个解释没错的话,相对于交流电(我们国家是50还是60Hz来着?)驱动的白炽灯来说,由直流电驱动的LED是没有闪烁的,至少闪烁低很多(可能由于电流不稳定闪烁)。

    非专业解释,有错请指出。

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  • 57楼
    2014-10-08 14:48 波多野斯基
    引用@流氓神猫 的话:要暖色光,我不喜欢白光,太伤眼睛了。

    所谓“暖色”也不可能离开蓝光的好不好?自己打开电脑色板,试试在RGB里去掉蓝色,只用R+G两个通道,你能调出的最“亮”的色调里只能是“黄色”,很黄很暴力的黄喔,这不可能是任何正常人所期望的“暖色”。所以你猜对了,就算是白炽灯也包含蓝光,而且不是一点点,是很多,仅仅是比红绿色调少了一点点而已

    [0] 评论
  • 58楼
    2014-10-08 14:49 None
    引用@Elecky 的话:灯具的闪烁应该是来源于发光亮度不稳定,可能由于电流大小变化。如果这个解释没错的话,相对于交流电(我们国家是50还是60Hz来着?)驱动的白炽灯来说,由直流电驱动的LED是没有闪烁的,至少闪烁低很多(可...

    LED不了解啊。白炽灯的工作原理是钨丝在高温下的白炽现象,是温度引起的发光。因为温度上升下降都是需要一小段时间的,所以50Hz60Hz的电流变化不会对温度产生很明显的影响。白炽灯肯定是不会闪烁的。

    [0] 评论
  • 59楼
    2014-10-08 14:59 阿飞2_抱枕头的猫猫

    哈哈

    [0] 评论
  • 60楼
    2014-10-08 15:08 阿飞2_抱枕头的猫猫

    哈哈,机箱风扇是LED蓝光 台灯也是二极管的

    [0] 评论

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