Adventslichter an Fassaden und Bäumen erleichtern uns den Abschied
von einem grossen Sommer.
Energieverschwendung? Das war einmal. Die heutigen Lichterketten
verwenden LEDs und bleiben kalt, da sie bei gleicher Leuchtkraft nur einen
Zehntel Energie verbrauchen. Licht emittierende Dioden (LED)
sind ein Produkt der Halbleiterphysik. Auf ihnen ruht die Beleuchtungstechnik
der kommenden Jahrzehnte. Wie eine Glühlampe leuchtet, erfährt jedes Kind, wenn
es das erste Mal einen Draht erhitzt; wenn es heiss wird, kommt das Licht. Das
Wiensche Verschiebungsgesetz erklärt die Beziehung zwischen der Temperatur und
der Wellenlänge des Lichts: Je heisser das Metall, desto weisser glüht es. Die
Sonne benötigt knapp 6000 Grad für ihr weissblaues Licht. - Wie aber begreifen
wir die LED? Sie leuchtet weissblau und bleibt fast kalt! Wie in der Glühlampe,
liegt ein Leiter an einer elektrischen Spannung. 3 Volt sind genug. Fliessen 2 Ampère,
sind das 6 Watt, und die 40 Watt Glühlampe ist ersetzt. Die LED erwärmt sich
kaum, die Leistung wird fast völlig in Licht umgesetzt. Das Geheimnis liegt im
Leiter, genauer ist es ein Halbleiter, ein Art Salzkristall, zum Beispiel
Galliumnitrid. Stellen Sie sich eine Golfwiese vor mit vielen Löchern, alle
sind 10 cm tief. Bei Raumtemperatur vibriert der Golfplatz, so dass einige
Bälle (Elektronen) herausspringen und vom Wind (elektrische Spannung) über das
Feld getrieben werden. Einige treffen wieder auf ein Loch und fallen 10 cm
tiefer. Sie liegen dort auf einem tieferen
Niveau fest. Die Rekombination eines Balls mit einem Loch setzt ein immer
gleiches Energiequantum frei (hörbar durch einen „Klack“). Im Atomgitter des
Halbleiters entsteht stattdessen ein Lichtquant, seine Farbe entspricht der
Fallenergie, ist also für einen bestimmten Golfplatz (Halbleitermaterial)
typisch. LEDs waren früher einfarbig. Heute bettet man sie in eine
Lumineszenz-Schicht ein, die einfarbige Lichtquanten in weissliches Licht
umwandelt. So erreicht man eine natürliche Farbtemperatur. (Geposted im November 2013)
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