【正文】 圖 實驗儀器信號燈 發(fā)光二極管 成為 目前 最 具 潛力的新型光源， 正 日益引起人們 的 廣泛 關注 。 2．顯示應用： LED 光源亮度較高，可以應用于商場宣傳、教育教學以及各種服務行業(yè)，如大屏幕顯示、指示牌、廣告牌等。近幾年隨著 LED 生產(chǎn)技術的不斷 革新 ， LED 的價格也有所 下跌 ，目前 LED 在國內(nèi)許多地區(qū)已經(jīng)投入使用， 因為 LED 光效較高 ，政府也一直提倡用 LED 路燈替代傳統(tǒng)路燈， 民眾 逐漸意識到 LED 光 源的優(yōu)點。 由于 電子的遷移率 比空穴高近 20 倍左右 ， 電子 便 很快從 N 區(qū) 移動 到 P 區(qū) [8]；而 P 區(qū)因受主能級很深，并且形成了 雜質(zhì)能帶，因而減少了有效帶隙的寬度，電子易于湖南科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 8 跌落到價帶與空穴復合并發(fā)光 。 LED 是一種注入型電致發(fā)光器件，是由Ⅲ－Ⅳ族化合物在 Si 型襯底的外延生長而形成 ，其主要部分是 PN 結。 ：既有白光 LED，也有紅、 藍 、黃等多種色光的 LED，并且其光譜 大都較窄，單色性 相對較 好。 ： LED 大都由一塊被 密封 在 透明 樹脂內(nèi)部的微型晶片 構成 ， 尺寸 較小，使用方便。 LED 光源 LED 作為 綠色 節(jié)能的新時期照明光源，有著許多傳統(tǒng)光源 未曾有過的 優(yōu)點及用途。 湖南科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 6 圖 低壓鈉燈結構 圖 高壓鈉燈結構 傳統(tǒng)光源的應用與發(fā)展 人類社會自發(fā)現(xiàn)火并利用火 照明以來，走過了制造和使用油燈、煤氣燈和蠟燭 的漫長 歲月 ，自 1879 年美國科學家 愛迪生發(fā)明第一盞電燈以來，人類在照明之路上一直不斷前進。 高壓鈉燈大都由多晶氧化鋁管，鐵絲框架，電極 與 玻殼等 部分 組成， 燈管內(nèi)充 滿了鈉，汞蒸氣和 稀有 氣體。 低壓鈉燈是利用鈉 在低壓環(huán)境下放電 形成 可見光的電光源，其 正常 工作 時，燈內(nèi) 氣壓最多只有幾個帕。芯柱起到固定燈絲的作用，同時與玻璃燈管相連形成密閉空間，燈管內(nèi)充滿了水銀蒸氣與惰性氣體 [5]。在通電后，燈 內(nèi)的氣壓迅速降低， 氣態(tài) 汞在低氣壓的作用下會釋放紫外線，從而使玻殼 內(nèi)壁上的 熒光 物質(zhì)被激 活 ，并發(fā)出可見光。所以 鹵鎢燈的尺寸比白熾燈就要小很多，玻殼 只能 由耐 強熱 的石英玻璃或硬質(zhì)玻璃制成。在普通白熾燈中， 高溫下蒸發(fā)的鎢容易在玻殼 內(nèi)表面 大量積淀 ，會產(chǎn)生使燈泡玻殼變黑的現(xiàn)象，從而使光的透過率下降 ，降低光效 。將其下端燒焊密封后，空氣就無法進入燈內(nèi)了 。通電以后， 燈 絲溫度可以達到兩千攝氏度以上， 只要 玻殼內(nèi)存在 少許 空氣，鎢絲 就 會迅速被氧化成三氧化鎢并被燒斷。 圖 白熾燈結構 湖南科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 4 玻殼：外形呈圓球狀，由鉑組玻璃制成，它使燈絲和外界隔離，既能起到保護燈絲的作用，又能最大限度地保持光的透過率。 傳統(tǒng)光源的種類 1. 白熾燈 白熾燈是 照明史上出現(xiàn)得 最早的電 燈 ， 它是通過將燈絲 升高 至 一定 溫度 ，然后 向外輻射 形成 可 光的。湖南科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） 3 第二章 LED 光源與傳統(tǒng)光源 本章簡要介紹了傳統(tǒng)光源和 LED 光源的主要特征與工作原理，并指出了兩者各自的發(fā)展史和應用情況。本文一共 四個章節(jié)， 具體結構安排如下： 第一章，緒論， 對課題的背景來源、研究的意義和主要 內(nèi)容 作了簡要說明 ，并對相關研究 的 現(xiàn)狀做簡要分析。發(fā)光二極管除了具有以上優(yōu)點外 ， 還具有單向?qū)ㄐ?、工作?率小、顏色多樣等特性。除此之外，這類光源發(fā)光效率普遍不高，使用壽命較短，安全性也不高 [2]。近幾年 半導體技術發(fā)展迅猛 ， LED新品不斷地出現(xiàn) 。 作為常用電子器件， LED被廣泛地應用于電子產(chǎn)品、家用電器、儀器儀表中，并且在照明領域正逐漸取代傳統(tǒng)光源。隨著產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，在競爭激烈的當今社會，資源的使用愈發(fā)緊張，而照明耗能約占世界用電總能耗的 25%。 關鍵詞 : LED 光源 ； 傳統(tǒng)光源 ； 物理實驗 ABSTRACT With the characteristics of small, longlife, environmental protection and security, LED is the fourth generation lighting after the incandescent lamp, fluorescent lamp and high intensity discharge lamp. In the paper, the applications and operating principles of LED in physical experiment are researched. Firstly, the history and prospects of LED lights are briefly introduced。 湖 南 科 技 大 學 畢 業(yè) 設 計（ 論 文 ） 題 目 LED 光源在物理實驗中的應用研究 作者 XXX 學院 物理與電子科學學院 專業(yè) 光信息科學與技術 學號 110804XXX 指導教師 XXX 二〇一 五年 五 月 二十 日 湖 南 科 技 大 學 畢業(yè)設計（論文）任務書 物理 與電子科學 學 院 光信息科學與技術 系（教研室） 系（教研室）主任 : （簽名） 年 月 日 學生姓名 : XXX 學號 : 110804XXX 專業(yè) : 光信息科學與技術 1 設計（論文）題目及專題： LED 光源在物理實驗中的應用研究 2 學生設計（論文）時間：自 2020 年 3 月 1 日開始至 2020 年 5 月 20 日止 3 設計（論文）所用資源和參考資料： （ 1） 中國知網(wǎng) （ 2） 百度百 科 （ 3） 圖書 4 設計（論文）應完成的主要內(nèi)容： （ 1）簡介 LED 的發(fā)展現(xiàn)狀及應用 （ 2） 介紹 LED 和幾種傳統(tǒng)光源的結構及工作原理 （ 3） 介紹 LED 光源在物理實驗中的應用 5 提交設計（論文）形式（設計說明與圖紙或論文等）及要求： （ 1）提交形式：論文 。本文主要研究 LED 光源在物理實驗中的應用及 工作原理 ，首先簡要介紹了 LED 光源的發(fā)展歷史及應用前景；接著 將 LED 與傳統(tǒng)光源進行了比較， 并分析了 LED 相較于傳統(tǒng) 光源 的 一些 優(yōu)點 ；最后 探討了 用 LED 光源改良物理實驗的 方法，并提出了幾點 意見 。 Physical experiments 湖南科技大學本科生畢業(yè)設計（論文） i 目 錄 第一章 緒論 .............................................. 1 本文研究背景及意義 .............................................. 1 本文主要內(nèi)容與結構安排 .......................................... 2 第二章 LED 光源與傳統(tǒng)光源 ................................. 3 傳統(tǒng)光源 ........................................................ 3 傳統(tǒng)光源的種類 .............................................. 3 傳統(tǒng)光源的應用與發(fā)展 ......................................... 6 LED 光源 ........................................................ 7 LED 的特性及其工作原理 ....................................... 7 LED 的應用及其發(fā)展前景 ....................................... 8 LED 光源與傳統(tǒng)光源的比較 ........................................ 9 本章小結 ....................................................... 11 第三章 LED 光源在物理實驗中的應用 ........................ 12 LED 光源在光學實驗中的應用 ..................................... 12 薄透鏡焦距測定實驗 ......................................... 12 LED 在全息照相實驗中的應用 .................................. 13 分光計讀數(shù)照明 ............................................. 14 LED 光源在電學實驗中的應用 ..............................