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チコちゃんに叱られる!LEDってどうして光るの? 12月14日

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12月14日放送のチコちゃんに叱られる!で
LEDってどうして光るの
という質問がありました。

なるほどという答えが気になったので調べてみました。

 

チコちゃんに叱られる!LEDってどうして光るの?

LEDってどうして光るの?

答えは、電子がパカッと穴にはまるから

 

詳しく教えてくださるのは
早稲田大学 理工学術院 先進理工学部 教授
牧本 俊樹 先生(まきもと としき)

 

  • LEDの大きさは、およそ1mm×2mmだそうです。
  • この小さなLEDが4つ入って一般的な電球型LEDが
    作られているそうです。
  • LEDは電流が流れる電子が穴にパカッとはまる瞬間に
    光エネルギーに変わって光るそうです。
  • もっと詳しく説明してもらうとなると専門的に
    この分野を勉強をしている大学生の講義で6時間必要
    だそうです。
  • かいつまんで説明すると…
  • 牧本先生がスタッフに質問しました。
  • 「まずは電流というものが、どういうものかわかりますか?」
  • スタッフは「電流…?」
  • 牧本先生「電流というのは電気の小さな粒、電子が流れることです。
    これは基本中の基本です。ちゃんと覚えてくださいね。」
  • それでは、普通の白熱電球の光る仕組みとは?
  • 白熱電球はフイラメント(金属線)に電気を流すそうです。
  • フイラメントの原子の間を電子が無理やり通ろうとするときに
    原子が振動することで摩擦熱が生まれるそうです
  • この熱が2500℃以上の高温になったとき白く光るそうです。
  • LEDの光る仕組みは?
  • 一方、LEDには2つの半導体が重ね合わさって内蔵されている
    そうです。
  • 1つの半導体の中では電子が、もう片方の半導体では
    電子のはまる穴が自由に動き回ることができるそうです。
  • これに電流を流すと電子と穴がお互いに決まった方向に
    流れ出し、すれ違いざまにパカッと、はまり光が発生
    するそうです。
  • 白熱電球と白熱電灯の違いは?
  • 光るために熱を作る白熱電球は多くのエネルギーが必要
    だそうです。
  • しかし、LEDは電子が持っているエネルギーが効率よく
    光に変換するそうです。
  • LEDの消費電力は白熱電球の1/8だそうです。
  • でさらに、白熱電球のようにフイラメントが熱で消耗しない
    そうです。
  • そのため、LEDの方が寿命が約20倍長持ちだそうです。
  • LEDが最近良い点が多いLEDですが、これだけ普及したのは
    つい最近のことだそうです。
  • これはもっとも多く使われる「白い光」を生み出すことが
    できなかったからだそうです。
  • 白い光を生み出すためには「赤・緑・青」の3色の光が必要
    だそうです。
  • 「赤・緑」のLEDは、今から50年前に発明されていたそうです。
  • しかし、青だけが長年の課題だったそうです。
  • 青色のLEDを全世界の研究者が作り出そうと必死になる中
    1993年についに実用化可能な青色LEDが誕生したそうです。
  • 生み出したのは、赤崎勇さん、天野浩さん、中村修二さん
    らの日本人研究者たちだそうです。
  • その後、3人は2014年にノーベル物理学賞を受賞している
    そうです。
更新情報

9月28日(土曜日)午後11時50分から10分間放送される

チコっとだけスペシャル「LEDはなぜ光る?」で再放送が決まりました。

以前、見損なった方は、この機会にご覧になってはいかがでしょうか!

チコちゃんに叱られる!LEDってどうして光るの? まとめ

今回は、チコちゃんに叱られる!LEDってどうして光るの?
について情報発信させていただきました。