2022-2023學(xué)年高二物理競賽課件：準(zhǔn)靜態(tài)過程中功和熱量的計算

半導(dǎo)體發(fā)光二極管的基本特性一、半導(dǎo)體發(fā)光二極管的基本特性1、什么是半導(dǎo)體發(fā)光二極管2、各種半導(dǎo)體對應(yīng)的發(fā)光波長3、白光LED與普通白熾燈的發(fā)光光譜4、有機半導(dǎo)體發(fā)光二極管（OLED）5、LED的發(fā)展歷史6、LED的分類什么是發(fā)光二極管？半導(dǎo)體發(fā)光器件主要包括半導(dǎo)體發(fā)光二極管（簡稱LED）、數(shù)碼管、符號管、米字管及點陣式顯示屏，事實上，數(shù)碼管、符號管、米字管及矩陣管中的每個發(fā)光單元都是一個發(fā)光二極管。LED具有高亮度、視覺遠大、圖像清晰、色彩鮮艷、穩(wěn)定性好、功耗低、光效高、壽命長等優(yōu)點。半導(dǎo)體發(fā)光機理1、發(fā)光中心的復(fù)合發(fā)光2、直接帶隙帶間復(fù)合發(fā)光各種半導(dǎo)體對應(yīng)的發(fā)光波長LED是由數(shù)層很薄的攙雜半導(dǎo)體材料制成，一層帶過量的電子，另一層因缺乏電子而形成帶正電的“空穴”，當(dāng)有電流通過時，電子和空穴相互結(jié)合并釋放出能量，從而輻射出光芒。LED的構(gòu)造圖基本物理量光通量：符號Φ，單位流明Lm，說明發(fā)光體每秒種所發(fā)出的光量之總和，即光通量。光通量是衡量光源的重要參數(shù)。單位為流明（符號為Lm）光強：符號I，單位坎德拉cd

定義為波長為550nm的單色光源發(fā)光時，如果它在某一方向上的輻射強度為1/681（W/sr)，稱此單色光源在該方向上的發(fā)光強度為1坎德拉(cd)。說明發(fā)光體在特定方向單位立體角內(nèi)所發(fā)射的光通量照度：照度是指單位面積上接收到的光通量。照度符號是E，照度單位是勒克斯（lx），計算式為：E=F/S

式中：F—光通量，流；

S—照明面積，米2；

E—照度，勒克斯Lm/m2。

1勒（lx）相當(dāng)于1米2被照面上光通量為1流明（lm）時的照度。夏季陽光強烈的中午地面照度約50000勒（lx），冬天晴天時地面照度約2000勒（lx），晴朗的月夜地面照度約0.2勒（lx)。

亮度：符號L，單位尼脫cd/m2，說明發(fā)光體在特定方向單位立體角單位面積內(nèi)的光通量光效：單位每瓦流明Lm/w，說明電光源將電能轉(zhuǎn)化為光的能力，以發(fā)出的光通量除以耗電量來表示平均壽命：單位小時，說明指光源強度下降至50%時的小時數(shù)顯色性

顯色性即光源射到物體上，呈現(xiàn)物體顏色的程度。顯色性越高，則光源對顏色的還原越好，觀察到的顏色就越接近自然色。國際照明委員會CIE把太陽的顯色指數(shù)定為Ra=100，各類光源的顯色指數(shù)各不相同。顯色性是照明裝飾設(shè)計上非常重要的環(huán)節(jié)，直接影響裝飾物品的效果。

發(fā)光光譜特性：帶間復(fù)合，峰值波長與禁帶寬度Eg相對應(yīng)，發(fā)光中心的復(fù)合發(fā)光，由發(fā)光中心位置決定，有一定的譜寬溫度特性：溫度T上升，禁帶寬度Eg下降，載流子復(fù)合速率減小，發(fā)光強度下降，譜線紅移發(fā)光效率和出光效率