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发光二极管的基本原理与荧光灯相同， 都是冷发光现象；但是发光二极管发光效率比荧光灯还要高， 可以将30%或者更高的电能转化为光能， 而研究人员更是希望将这个比例提高到60% 。 荧光灯点亮时虽然不像白炽灯那样烫手， 还是能明显地让我们感觉到它在发热；而把手放在一盏发光二极管灯具上时， 我们几乎感觉不到发热， 显然这意味着更少的电能被变成热能浪费掉 。 发光二极管的使用寿命也长于荧光灯， 可以持续使用20,000小时不会损坏， 有些更是可以达到50,000小时 。
除了比荧光灯更加节能， 发光二极管还由于不需要使用有毒的汞， 避免了汞释放带来的环境危害 。 另外， 发光二极管的构造也比荧光灯简单， 因此更加小巧；由此带来的使用上的便利以及降低运输过程中的能源消耗也不可忽视 。 比比看， 你的电脑显示器的背光源从荧光灯替换到发光二极管后是不是轻薄了许多？
冷发光如何发出白光？
细心的朋友可能注意到了， 与白炽灯相比， 冷发光虽然有许多优点， 但是也有一个问题， 那就是只能发出一种颜色的光 。 对于指示灯、信号灯等用途， 单色灯已经足够了， 然而如果用于室内照明， 单色光会让人觉得很不舒服 。 那么怎样才能让荧光灯和发光二极管发出柔和的白光呢？
大家知道， 白光是可见光中不同颜色的光混合的结果， 所以要想利用冷发光得到白光， 首先需要产生不同颜色的光 。 如果想改变足球从二楼落地的速度， 可以站在不同层高的二楼让足球落下——层高不同， 足球可以释放的能量也不同 。 同理也可以通过改变分子结构来调整电子所处的“层高” 。 我们之所以能够看到不同颜色的萤光棒， 就是因为其中添加了“层高”不同的分子， 发出的光自然就迥异了 。
有了发出不同颜色的光的荧光灯或者发光二极管， 我们就可以将它们组合起来形成白光， 但实际上白光中虽然包含了许多不同颜色的光， 但我们的眼睛只对其中红、绿、蓝最为敏感， 因此只需要将这三种颜色的光按照一定比例混合， 就会产生白光的效果 。 而红光和绿光混合又会产生黄光， 所以要想产生白光效果， 可以直接将黄光和蓝光混合， 这种混合后能产生白光效果的两种颜色就是通常所说的互补色 。 荧光灯和发光二极管就是利用互补色来产生白光 。
荧光管的内壁通常涂有两种不同的荧光材料， 受到紫外线照射时， 它们分别发出黄色和蓝色的荧光， 混合之后就达到了白色的效果 。 而常见的白光发光二极管则是将蓝光发光二极管封装到内壁涂有黄色荧光材料的灯管中——发光二极管产生的蓝光激发荧光材料产生黄光， 二者混合之后达到白光的效果——这种白光发光二极管实际上相当于发光二极管与荧光灯的混合体 。 另一种常见的白光发光二极管， 则是将发出红、绿和蓝这三种颜色的发光二极管封装在一起， 从而达到白色的效果 。 不过， 严格地说， 荧光灯和白光发光二极管发出的并非真正的白光， 而是通过巧妙的方式欺骗了我们的眼睛， 让我们觉得与真正的白光并无二致 。
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让数字说话
前面介绍了发光二极管这么多的优点， 那么用发光二极管代替白炽灯或者荧光灯到底能够为我们节省多少呢？让我们来看一看根据美国的情况做出的估算 。
假设我们有一盏功率为60瓦的白炽灯， 要达到与它同样的照明效果， 荧光灯和发光二极管分别只需要14瓦、10瓦的功率就够了 。 如果用这三种灯具持续提供5万小时， 也就是在每天照明6小时的情况下使用20多年， 各自需要多少支出呢？
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