Lysdioder i gymnasiefysiken
Årskurs: Gymnasiet
Ämnesområde: Atom- och kärnfysik
Halvledarfysik och nano- och mikroelektronik har enorm betydelse för samhällsutvecklingen och våra liv idag. Lysdioder är en av de mikroelektroniska komponenter som förväntas få en kraftigt ökad användning och betydelse.
Framtidens energiförsörjning
Solceller, som i princip är lysdioder använda "bakänges", har stor potential när det gäller framtidens energiförsörjning. Den infallande solstrålningen vid jordytan per timme motsvarar till exempel hela mänsklighetens energikonsumtion under år 2008.
Förslag på experiment
Vi har sammanställt några förslag på experiment i dokumentet nedan som går ut på att undersöka diodens elektriska och optiska egenskaper samt lysdioders likhet med solceller.
Lysdioder skiljer sig på flera sätt från lampor baserade på någon variant av uppvärmning, exempelvis genom en glödtråd. Här listar vi några iakttagelser:
- Lysdioder är energisnåla. Större delen av energin går åt till att generera ljus. I en glödlampa blir över 90 procent av energin värme istället för ljus. Lysdioden blir inte varm som exempelvis glödlampor eller halogenlampor.
- Lysdioder tänds och släcks snabbare än andra lampor. Detta syns på bilar, där blinkers och bromsljus ofta är vanliga lampor medan dekorativa ljuslister, även blinkande, ofta är lysdioder. Glödlamporna tänds och släcks mycket långsammare eftersom de bygger på att en glödtråd värms upp och kyls av.
- Färgade lampor emitterar ett brett spektrum av våglängder och man filtrerar fram till exempel rött eller grönt ljus med hjälp av färgade höljen. Lysdioder i olika färger emitterar idealt bara en våglängd (i verkligheten finns en viss linjebredd) – de genererar alltså bara en färg.