Vážené kolegyně a kolegové.
Jak definovat poznání? Pomohu si citátem pana Empedokla z Akragantu.
„Člověk pozná jen maličký kousek jsoucna, ale každý věří, že objevil všechno“
Tato slova starého řeckého filosofa vyjadřují nemilosrdnou pravdu spojenou s naším sebevědomím a zároveň předurčují téma této série keší. Ano, chci tady hovořit o poznání základů a funkcí věcí v našich životech běžně užívaných. Vysvětlit principy a zákony na kterých, tyto věci fungují a o kterých řada z nás nemá ani ponětí. Keše budou umístěny formou tak trochu rozházeného power trailu do veřejně přístupné části přírodní rezervace Kotvice a budou vás provázet touto krásnou lokalitou po celý rok 2023. Žádám však tímto všechny hráče o důsledně dodržování pravidel ochrany přírody platných v této přírodní rezervaci.
LED světelný zdroj
LED, světelný zdroj dneška, možná i zítřka, člověk nikdy neví, kam se vývoj v tomto odvětví posune.
A co zkratka LED vlastně znamená?
LED (Light Emitting Diode) (česky elektroluminiscenční dioda), nebo též, světlo vyzařující dioda. Tato je založena na optoelektrickém jevu polovodiče, který při průchodu elektrického proudu vyzařuje světlo různých vlnových délek.
Trochu historie
Ano, ano tito pánové stáli za vznikem dnešního LED světelného zdroje.
První z pánů, Henry Round byl objevitelem elektroluminiscence a to už v roce 1907, kdy při výzkumu hrotové diody vyrobené z polykrystalického karbidu křemíku, zpozoroval vznik světla různých barev poblíž místa připojení kovového vodiče k elektrodě. Tento jev byl v následujících letech pozorován i u dalších materiálů, jako je germanium, křemík, oxid měďňatý aj.
V meziválečném období tento jev podrobněji popsal druhý z pánů Oleg Vladimirovič Losev, který pozoroval světelné vyzařování u různých krystalů. Vyloučil možnost vzniku světla na tepelném principu a potvrdil iluminiscenci. Uváděl, že světlo vytvořené na přechodu různých materiálů je podobné světlu výbojky s velmi rychlým náběhem. Tady je však třeba říci, že iluminiscence u hrotových diod nebyla přímým předchůdcem LED zdroje.
Polovodičový P-N přechod u krystalického křemíku popsal až pán Russel Ohl a to v roce 1940, kdy k podrobnému pochopení podstaty přechodu P-N přispěl vynález tranzistoru. Pánové John Bardeen a Walter Brattain popsali vlastnosti minoritních nosičů elektrického náboje v polovodičích.
Třetí z pánů na obrázku Nick Holonyak v roce 1962 vynalezl první červenou LED diodu a následovala dlouhá časová přestávka spojená s dalším výzkumem, neboť se nedařilo vyvinout LED diodu emitující bílé světlo.
V roce 1990 se podařilo čtvrtému z pánů Shuji Nakamurovi vyloudit z P-N přechodu pronikavé modré paprsky, čímž zahájil revoluci ve světelné technice. K již známému červenému a zelenému záření se přidala modrá a bylo tak možné mícháním barev vytvořit zdroje svítící bílé, což otevřelo cestu k širokému použití LED zdrojů, které známe dnes. Tento pán si dokonce za svůj objev vysloužil Nobelovu cenu.
Jak vlastně funguje světelný zdroj tvořený LED
Jak je již výše uvedeno LED je vlastně polovodičový P-N přechod. Prochází-li P-N přechodem chcete-li také diodou elektrický proud v propustném směru, přecházejí volné elektrony z části typu N (s přebytkem volných elektronů) do části typu P (s nedostatkem volných elektronů, s tzv. dírami). Volný elektron z části N zapadne do atomové struktury v části P a tím se dostane na nižší energetickou hladinu. Přebytečná energie je v podobě vlnění vyzářena mimo materiál. Toto záření může mít různé podoby, jako je např. viditelné světlo, infračervené, nebo ultrafialové paprsky. Použijeme-li vhodné příměsi v polovodičovém materiálu je na odhaleném P-N přechodu přebytečná energie vyzářena ve viditelném spektru. Barva světla je závislá na chemických příměsích použitého polovodiče. LED dioda však neumí vyrobit světlo bílé, protože vzniká smícháním základních barev světelného spektra. Z tohoto důvodu byl tak důležitý objev pana Shuji Nakamury.
V počátcích výroby LED zdrojů bylo bílé světlo míseno ze světel zdrojů různé barvy. Současné bílé LED zdroje už využívají polovodičového čipu ve spojení s luminoforem, látkou schopnou světlo zachycovat a opět vyzařovat. Barvy se tak mísí přímo na čipu a výsledkem je bílé světlo.
Materiály, z nichž se LED zdroje vyrábějí mají poměrně vysoký index lomu a velká část vyzařovaného světla by se odrážela na rovinném rozhraní se vzduchem. Proto se vrchní části diod překrývají kulovými vrchlíky s požadovanými optickými vlastnostmi z epoxidové pryskyřice, nebo akrylového polyesteru. Tyto vrchlíky potom umožňují usměrňovat světlo dle potřeby. ( různé vyřazovací úhly světla) LED zdroje jsou různých barev, velikostí a výkonů a protože vše jde ohromnou rychlostí vpřed, byl křemík například nahrazen drahými kameny, jako je třeba syntetický safír vydávající více a čistějšího světla. Různé druhy pryskyřice vrchlíků jsou schopny doslova ladit barvy světla, které LED čip vyzařuje.
Informace ke keši
Vylouskané odpovědi jednoduše dosadíme do níže uvedených souřadnic a můžeme vyrazit za poklad.
N 49°4X.XXX kde X.XXX = BFEC + EC - EBBE + ED
E 018°0Y.YYY kde Y.YYY = AFDC + DE - AF - FAF
Při luštění tohoto jednoduchého kvízu přeji dobrou zábavu.
Pozor některé keše série budou v logbooku obsahovat bonusová čísla, která budete v budoucnu potřebovat.
Stupně vítězů
Zkontrolujte Vaše řešení.
Keše série
- Stezka poznání 1 - GPS
- Stezka poznání 2 - BATERIE-MONOCLANEK
- Stezka poznání 3 - FOTOVOLTAIKA
Použité zdroje
- https://obchod.aulix.cz/page/svitivost-rozhoduje-watt-nebo-lumen
- http://www.odbornecasopisy.cz/elektro/casopis/tema/zdroje-led-v-osvetlovaci-technice--9897
- https://www.svet-svitidel.cz/clanky/historie-a-zajimavosti-o-led-osvetleni/
Historie keše:
2.4.2023 Publikace keše
29.1.2024 Kontrola keše, vyčištění,doplnění tužky, výměna popisky