为什么灯泡在不同电压下会发出不同颜色的光?
灯泡作为我们日常生活中随处可见的照明物体,但其散发出的光芒颜色却大相径庭。暖色调和冷色调灯光颜色作为我们的照明主色调,但我们又常常思考是不同电压造成的灯泡光的颜色的改变吗?
小编我目前在大学恰好学过这个问题,今天就和大家分享一下我对于这个问题的理解。
一、电压,电流,灯泡颜色三者的关系
要想弄清楚电压与灯泡颜色的关系,首先得弄清楚电压与电流的关系。
因为电流才是直接控制灯泡颜色的“元凶”,电流的不同变化造成灯泡颜色的改变,而电流的产生离不开电压,所以三者之间的关系可以理解为电压与电流是直接关系,电压与灯泡颜色是间接关系。
根据初高中所学过的欧姆定律,即I=U/R,(I代表电流;R代表电阻;U代表电压)。从这组定律公式中我们可以得出,随着电压的增大,电流也将随之增大,反之亦然。
而电流与灯泡颜色的关系大致为,电流强度越强,灯泡颜色越鲜明;反之,电流强度越若,灯泡颜色越暗淡。
综上可知,电流与灯泡颜色是正相关,电压与电流也是正相关,所以得出结论:电压和灯泡颜色为正相关关系。
二、材质影响颜色不同
在目前市面上使用的二极管灯和LED灯中大多掺杂了多种化学元素,这也导致其在不同电压下,灯泡散发出不同的颜色。
目前较为常用的灯中都含有镓(Ga)、 砷(As)、 磷(P)、 氮(N)等的化合物,其呈现出的颜色也大不相同。
例如,在不同电压条件下,砷化镓(GaAs)二极管灯散发红色的光芒;磷化镓(GaP)二极管灯散发绿色光芒;碳化硅(SiC)二极管灯散发黄色光芒;氮化镓(GaN)二极管灯散发蓝色光芒等等。
在不同的电压下,掺杂上述化合物的灯泡颜色也会随着电压的改变而改变。
三、电压影响光的颜色波长
光的波长决定着我们人看到光的颜色,而长波和短波也受到了电压强度的影响。
例如在特定电压条件下,电压在2.8-3.4V时,LED灯呈现白色光芒;电压在1.8-2.4V时,呈现红色光芒等等。
所以灯泡在不同电压下由于对光的颜色波长的影响,从而也能造成灯泡散发的颜色不同。
以上就是小编对这个问题的解答,希望能给帮助到你!
在大街上我们常常看到不同颜色的灯泡,所以有没有考虑过为什么灯泡会有不同颜色的光呢?和电压有什么关系呢?现在我就来谈谈:
一、什么是发光二极管
二极管具有单向导电性,加以正向电压就产生了能量,这种能量要么以发热的方式呈现,要么以发光的形式呈现,只有发光二极管以发光的形式,普通的二极管是不能发光的。
二、不同颜色和电压的关系
所以为什么二极管能发出不同颜色的光呢?原因就是里面掺杂了一些化合物如:镓、砷、磷、氮等。很多人都以为二极管发出的光是白色的,但其实是红色的,亮度非常微弱,当掺入砷化镓,使之发出了红色,随着科技的发展,慢慢的出现了一些其他的颜色如:掺入磷化镓使二极管发出绿色的光,掺入碳化硅使二极管发出黄光等等。
但是白色光是怎么发出的呢?其实最早要追溯到蓝色光源,白色光是红色、绿色和蓝色混合而成。红包蓝三色把三原色集齐混合后,高亮度的白色光源就出来了,用这种方法就制造出白色的光源。不过随着科技的进步,白光很少用这个方法制造,比如将蓝色的芯片上抹上黄色的荧光粉,肉眼看起来就是白色的光了。
但是这些不同颜色的光和电压有什么关系呢?
原因就是每个颜色都有对应着自己的波长,波长和掺杂的不同杂质和电压有关。一般情况下,二极管根据颜色不同,正向导通电压也不同,一般是波长越短正向导通电压也越高。灯珠的正向电压是由芯片决定的。所需的能量也越大,则发出的光的波长越短。可以从发光波长看出所需的电压不同。比如:红光电压最小,蓝光电压最大。这些电压还跟生产的工艺有关,但是一般相差不是很大。
总结:所以灯泡发出不同颜色的光的原因就是因为每种颜色的波长不同,而不同的波长所需电压也不同,所以才有了市面上颜色各异的灯光。