Il principio fisico🔌

I LED emanano luce colorata, ma su quale principio fisico si basano?

La luce è un insieme di particelle, dette fotoni, prive di massa. I fotoni sono dotati di energia ed essa è direttamente proporzionale alla loro frequenza di oscillazione: E = hf = hc/λ, h è la costante di Planck e vale circa 6x10-34Js

L'occhio umano è sensibile a fotoni di lunghezze d'onda comprese tra 0.4 e 0.8 µm (dal rosso al violetto). 

La tecnologia LED  rappresenta l’evoluzione dell’ illuminazione allo stato solido, in cui la generazione della luce è ottenuta mediante semiconduttori anziché utilizzando un filamento o un gas. Questo tipo di illuminazione è più efficiente dal punto di vista energetico, ha una durata maggiore ed è più sostenibile, per questo i LED sono destinati, nel tempo, a sostituire le lampade tradizionali ad incandescenza e le lampade a fluorescenza.

I LED sono dei particolari tipi di diodi a giunzione, formati da due parti di materiale semiconduttore. Sottoponendo una tensione ai LED, le due parti di semiconduttore vengono drogate una positivamente e l'altra negativamente: gli elettroni della banda di conduzione vanno nella banda di valenza riscaldando energia sufficiente sotto forma di fotoni ottici, cioè luce. Infatti gli elettroni, passando da un livello energetico più alto (banda di conduzione) a un livello energetico più basso (banda di valenza), devono in qualche modo cedere energia, che viene persa sotto forma di radiazione elettromagnetica.

Il LED può avere emissione continua o intermittente (ovvero che emettono luce a intervalli di tempo regolari). 

I LED possono emettere diversi colori in base alla diversa tensione di giunzione, ovvero dalla differenza di energia tra le due bande citate sopra: maggiore sarà l'energia di "gap", minore sarà la lunghezza d'onda. Poiché l'energia di gap è caratteristica di ogni atomo, per cambiare lunghezza d'onda si deve cambiare anche il materiale con cui è stato costruito il LED. Cambiando materiale però, cambia anche un altro parametro: la tensione di soglia, che varia per ogni colore.

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Fonti: 

- https://it.wikipedia.org/wiki/LED

- https://www.ne555.it/led-e-loro-funzionamento/

- https://eltctricon.ru/it/tools/multicolor-led-principle-of-operation-how-the-led-works-its-power-brightness-and-chroma/