Wellenlänge einer LED?
Ist die Wellenlänge ein Maß dafür welche Farbe eine LED von sich gibt oder wie Hell diese LED ist?
8 Antworten
Bei sichtbarem Licht ist die Wellenlänge immer die Farbe
(Quelle: studyhelp.de)
Die Helligkeit ist variabel. Die hängt vom Strom der durch die LED fließt ab.
Jedes Elektron, dass durch den pn-Übergang der LED fließt hat eine bestimmte Wahrscheinlichkeit ein Photon zu erzeugen, dass die LED verlässt. Je höher die Wahrscheinlichkeit, desto höher die Effizienz. Da hat sich über die Jahre sehr viel getan. Die ersten LEDs lieferten bei 20mA gerade genug Licht um zu sehen, dass die LED an ist. Zur Beleuchtung waren die gar nicht geeignet. Heutzutage gibt es LEDs die schon bei 1mA viel zu hell sind um da dauerhaft drauf zu gucken.
Mit dem Strom, also z.B. einen Vorwiderstand kann man also die Helligkeit verändern.
Bei der Farbe sieht es ganz anders aus. Die Farbe, also die Wellenlänge des Lichtes hängt von der Energie des Photons ab. Je mehr Energie das Photon hat, desto kurzwelliger, also "blauer" ist das Licht. Je weniger Energie, desto langwelliger oder roter ist das Licht.
Wenn Elektronen ihr Energieniveau senken müssen, können die überschüssige Energie abgeben in dem die ein Photon erzeugen. Das passiert wenn Atome untereinander oder mit Elektronen zusammen stoßen. Dann erhalten die Elektronen im Atom mehr Energie und würden irgendwann vom Atom weg fliegen. Zur Stabilisierung, also der Mechanismus der erlaubt, dass es überhaupt Atome gibt ist das erzeugen von Photonen zur Energieabgabe. Deswegen glühen heiße Objekte oder Gase fangen an zu leuchten wenn die mit Elektronen beschossen werden. Deswegen entstehen Nordlichter, Blitze leuchten und man kann Leuchtröhren bauen. Glühbirnen leuchten durch pure Hitze, die Farbe des Glühens hängt von der Temperatur ab. Ein Schmied kann an der Farbe des glühenden Metalls sehen, ob das Eisen heiß genug ist zum schmieden. Deswegen werden Lampen und Bildschirme in "Kelvin" bewertet. Die werden dann mit einem Objekt das mit "soundsoviel" Kelvin glüht verglichen. Kelvin ist wie °C, aber fängt beim Absoluten Nullpunkt, also der tieften physikalisch möglichen Temperatur an, hat aber die gleiche Einteilung. 0°C sind 273,15 Kelvin oder umgekehrt 0 Kelvin sind -273,15°C.
Die Farbe einer LED wird dadurch bestimmt, wie die gebaut ist. Im pn-Übergang einer Diode müssen Elektronen von einem hohen auf ein niedriges Energieniveau springen. Wir hoch dieses Niveau ist, das hängt vom Halbleitermaterial und der Stärke der Dotierung ab. Silizium leuchtet im Infrarotbereich, also kann man das leuchten normaler Gleichrichterdioden nicht sehen, auch wenn man welche verwendet, die in einem unlackierten Glasgehäuse verbaut sind. Man verwendet Silizium LEDs als IR Sender in Fernbedienungen.
Ende der 1960er gelang es Dioden sichtbar rot leuchten zu lassen in dem man Gallium-Arsenid als Halbleiter verwendete. Diese waren dann einfach als "GaAs" Dioden bezeichnet. Der Begriff "Leuchtdiode" oder "LED" kam später. Danach gelang es durch geschicktes Dotieren und zufügen anderer Elemente dann grüne LEDs und schließlich gelbe und orangene LEDs her zu stellen. Erst etwa 1988 gelang es dann auch blaue aber leider sehr kurzlebige LEDs her zu stellen. Haltbare blaue LEDs gibt es erst seit etwa 20 Jahren.
LEDs geben immer "monochromatisches Licht" ab. Also immer genau nur eine Frequenz und die hängt von der Bauweise ab.
Weiße LEDs gibt es gar nicht, das würde erfordern, dass die LED "alle" Lichtfrequenzen gleichzeitig abgeben kann. Die sogenannten weißen LEDs sind tatsächlich blaue oder UV-Nahe LEDs die mit ihrem kurzwelligen Licht einen Leuchtstoff anregen weiß zu leuchten, so wie man das mit dem UV Licht von Quecksilberdampf in einer Leuchtstoffröhre macht. Der Leuchtstoff leuchtet weiß, das Gas in der Röhre Violett und Ultraviolett. Daher der Name Leuchtstoffröhre.
Und das ist der Grund, warum weiße LEDs so einen hohen Blauanteil haben, das ist dann das Licht das von der eigentlichen LED durch scheint.
Das sind bereits die meisten "modernen" LEDs. Die muss man weiter drosseln wenn man die als Kontrollampe verwenden will, also direkt drauf gucken will. Bei 1mA reichen die immer noch nicht um etwas zu beleuchten. Eine einfache LED Taschenlampe hat dann so 20mA bis 100mA, eine richtige superhelle Taschenlampe natürlich mehr.
Die Wellenlänge bestimmt den Farbton!
Die Amplitude die Helligkeit!
Schau mal hier: Farbe und Wellenlänge von LED-Leuchten - Wissen - Shenzhen Light Victor Technology Ltd (light-victor.com)
Grüße
Das Farbspektrum hängt mit der Wellenlänge zusammen, siehe mal hier
Die Helligkeit hängt vom Strom und dem Wirkungsgrad ab. Die Farbe muss aber nicht von einer einzigen Wellenlänge kommen. Gelb wird z.B. aus Rot + Grün zusammengesetzt. Eine echte gelbe Wellenlänge siehst du nur als Bernstein, weil das Auge keine Gelbrezeptoren hat. Darum hat auch dein Bildschirm nur RGB, wobei G für Grün steht.
Welche LEDs sind das wo du meintest das sie bei 1mA schon zu hell sind das man fast nicht die LED anschauen kann? Kannst du mir vielleicht einen Link schicken?