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発光の仕組み

私たちの生活に欠かせない照明ですが、白熱電球・蛍光灯・LEDなど種類によって発光の仕組みはそれぞれ異なるということをご存知ですか?こちらでは、3種類の発光の仕組みについてご説明します。
白熱電球
 
白熱電球には、核とも言えるフィラメントと呼ばれる発光部品があります。フィラメント の中を電子が高速で動いた際に生まれる摩擦によって光るというのが、白熱電球の発光の 仕組みです。白熱電球が熱くなってしまうのは摩擦があるためとなり、この熱くなる現象 は熱放射と呼びます。
蛍光灯
 
電子を流した時に生まれる摩擦によって発光させるという点では違いはありませんが、蛍光灯の場合はフィラメントではなく、ガスの中に電気を流します。蛍光管の中には、水銀ガスというものが入っています。電子と水銀ガスをぶつけ、水銀ガスから出た光を変換するというのが蛍光灯の発光の仕組みです。なぜわざわざ光を変換させるのかと言いますと、光が強すぎてしまうためです。
LED
 
マイナスの電子が足りないP型半導体とマイナスの電子が余っているN型半導体が接合され た「PN接合」がLEDチップの基本構造です。この2種類の半導体を接合したものをダイオー ドと呼びます。半導体の中でもダイオードはプラスとマイナスの電気を衝突させる特徴を 持っています。接合した半導体に電圧をかけることでプラスとマイナスの電気がぶつかり、 その時に発生した余分なエネルギーが光に変わって発光しているというのが、発光の仕組 みです。この発光現象は、1907年にカーボンランダム結晶というサンドペーパーの研磨剤 に電圧を加えた際に偶然発見されました。この仕組みは発光効率が良いため、省エネ・長 寿命にも繋がるというわけです。
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