Неоновые лампы работают по тому же принципу, но они заполнены специальным газом (неоном), который создает красный свет при пропускании через него электрического тока. Неоновыми называют большую группу ламп, и не все они заполнены неоном. В других используются «благородные» газы ксенон и аргон (или смесь разных газов, известных как инертные). Они используются для получения разных цветов свечения, а также различных эффектов.
Для получения флуоресцентного света не нужно электричество. Всё, что способно атаковать атомы с достаточной энергией, может «выбить» из них вспышку света. Поэтому, например, некоторые леденцы светятся во рту, когда вы разгрызаете их зубами. Ваши зубы становятся источником энергии укуса и «жевания», а компоненты леденцов (обычно это винтергрен метилсалицилат) превращают ее в видимый свет примерно так же, как фосфорное покрытие во флуоресцентных лампах. Но свет получается голубой, а не белый.
Светодиодный свет
Почему разные типы света различаются по эффективности? Закон сохранения энергии говорит нам, что свет от лампы производится другой энергией. Чем легче мы заставим электроны генерировать свет, тем меньше будут потери энергии и тем более эффективным окажется ее источник. Поэтому флуоресцентные лампы (где атомы просто сталкиваются) намного эффективнее ламп накаливания (которые требуют нагревания нити или элемента накаливания), а лампы накаливания гораздо эффективнее свечей (где для получения света мы должны уничтожить гигантский кусок воска).
Получается, что самым эффективным способом получения света может стать только организация направленного движения электронов. Именно это и происходит в светодиодных лампах, которые по эффективности и долговечности превосходят даже компактные флуоресцентные. Диод – самый простой микрочип. Он работает наподобие улицы с односторонним движением для электронов. Электрический ток может течь в диоде только в одном направлении. Светодиод, как подсказывает его название, – особый вид диода, который светится при пропускании через него электричества. Это кремниевый (а лучше полупроводниковый) эквивалент нити накаливания.
Как он работает? Диоды изготавливаются из маленьких кристаллов кремния (маленькие черные точки на вашей ладони, если на нее высыпать немного сухого песка)[158]. Вырастите этот маленький фрагмент в кристалл, и вы получите сырье для внутренностей компьютеров, мобильных телефонов и других электронных устройств. В нормальном состоянии кремний не очень хорошо проводит электричество. Чтобы заставить его работать в светодиодах, к нему необходимо добавить примеси других материалов. Разрежьте кристалл на две части и к одной из них добавьте атомы бора. В результате некоторые атомы кремния потеряют свои электроны, на их местах останутся «дырки», и атомы получат некоторый положительный заряд (так называемая акцепторная примесь). К другой половине кристалла кремния добавьте атомы сурьмы; в нем появятся лишние электроны и отрицательный заряд (так называемая донорная примесь). Главное произойдет, когда вы соедините два этих «легированных»
