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平凡的色彩,不平凡的發(fā)明閱讀與答案
平凡的色彩,不平凡的發(fā)明
、2014年,日本科學(xué)家赤崎勇、天野浩和日裔美籍科學(xué)家中村修二,由于對藍光發(fā)光二極管研發(fā)所作出的突出貢獻而獲得諾貝爾物理學(xué)獎。那么,藍光發(fā)光二極管究竟憑著(zhù)什么樣的魅力獲得諾貝爾的垂青呢?
傳統光源的困境
、谡彰鲗θ祟(lèi)文明的重要性不言而喻。自愛(ài)迪生發(fā)明白熾燈之后,熒光燈、蒸汽燈等傳統光源相繼出現,這些傳統的光源能夠出色地完成照明任務(wù),但也存在著(zhù)明顯的缺陷。如白熾燈需要將燈絲加熱到上千度的高溫,但電能大都轉化成了熱能,轉化成光能的很少。熒光燈利用汞原子輻射的紫外線(xiàn),來(lái)激發(fā)熒光粉出光,雖然有較高的效率,但汞是有毒的,不環(huán)保。蒸汽燈通過(guò)對放電管產(chǎn)生高溫電弧,使汞、鈉蒸發(fā),使其產(chǎn)生熒光,同樣不環(huán)保。鑒于此,傳統光源被稱(chēng)作“環(huán)保不友好”的光源。
A. 。
、凼馨雽w技術(shù)的啟發(fā),科學(xué)家們開(kāi)始研制發(fā)光二極管,尋求一種將電能直接轉化成光能的“電致發(fā)光”的照明方式。與傳統光源不同,發(fā)光二極管它包含著(zhù)復雜的結構,需要納米尺度的精確工藝和復雜的技術(shù),而且它的發(fā)光原理也是領(lǐng)先的,可以通過(guò)改變發(fā)光區的成分,改變光的顏色。發(fā)光二極管真的一點(diǎn)都不平凡。
、苡捎诎l(fā)光二極管的芯片非常的微小,所以可以在低電壓(僅需幾個(gè)伏特)、小電流(數毫安)下工作,即可獲得足夠的亮度,并且通電后立即穩定的狀態(tài)發(fā)光,幾乎沒(méi)有明顯的缺點(diǎn),堪稱(chēng)“終極光源”。
姍姍來(lái)遲的藍光
、莅l(fā)光二極管有如此多的優(yōu)點(diǎn),但為何沒(méi)有成為我們日常光源呢?這要從白光合成的原理說(shuō)起。大家知道,太陽(yáng)光的不同顏色,我們可以通過(guò)混合紅、綠、藍光模擬出來(lái),因此紅、綠、藍被人們稱(chēng)為三原色。如果三原色缺了一種,那么我們就像色盲一樣,看不到真實(shí)的色彩。
、抟虼,人類(lèi)要想實(shí)現“半導體照明夢(mèng)想”,就必須制作出能夠發(fā)出類(lèi)似這三原色的發(fā)光二極管。遺憾的是,紅光、綠光發(fā)光二極管在上個(gè)世紀70年代就已經(jīng)成功研制出來(lái),而藍光發(fā)光二極管的研發(fā)卻在很長(cháng)時(shí)間內陷入了停滯。因為制備藍光發(fā)光二極管所需的材料——氮化鎵,在很長(cháng)時(shí)間里,科學(xué)家們只能得到粉末狀的或者非晶體態(tài)的氮化鎵,而這種狀態(tài)的氮化鎵無(wú)法做成發(fā)光二級管。
、20世紀80年代后,氮化鎵材料的質(zhì)量已經(jīng)有了明顯的提高。赤崎勇、天野浩小組和中村修二,經(jīng)過(guò)不懈的努力,分別利用不同的方法得到了鏡面般光滑的氮化鎵薄膜,完成了具有里程碑式意義的工作。1993年,隨著(zhù)第一顆藍光LED首次由中村修二制成,半導體照明終于走出困境,踏上了快速發(fā)展之路。
B. 。
、嗨{光發(fā)光二極管幫助人類(lèi)實(shí)現半導體照明,節約了能源,但它帶給人類(lèi)的遠遠超出了“綠色環(huán)!钡姆懂。今天,發(fā)光二極管的影響已經(jīng)相當深遠,能夠覆蓋到信息、通訊以及生命科學(xué)領(lǐng)域,在生活中,從宏偉的摩天大樓到精致的電子產(chǎn)品,到處都有發(fā)光二極管注入絢麗的色彩。
、崴{光發(fā)光二極管獎,實(shí)至名歸。
16.本文介紹諾貝爾物理獎藍光發(fā)光二極管的研發(fā),為什么要從傳統光源寫(xiě)起?
、僬f(shuō)明傳統光源的缺陷,引出發(fā)光二極管的研究;②作為發(fā)光二極管的比較對象,突出發(fā)光二極管的特點(diǎn)、優(yōu)勢。
17.用簡(jiǎn)潔的語(yǔ)言分別在文章A、B兩橫線(xiàn)處擬一個(gè)恰當的標題。
A:發(fā)光二極管照明的優(yōu)點(diǎn)(或特點(diǎn)) B:發(fā)光二極管的功用及影響
18.下列說(shuō)法或推斷不符合原文意思的一項是( B )
A.發(fā)光二極管照明直接將電能轉化成光,發(fā)光原理領(lǐng)先,發(fā)光狀態(tài)穩定。
B.發(fā)光二極管芯片作為“終極光源”,沒(méi)有明顯的缺點(diǎn),必將取代傳統光源。
C.在很長(cháng)時(shí)間里,科學(xué)家們只能得到粉末的或者非晶態(tài)的氮化鎵,導致半導體照明陷入困境。
D.藍光發(fā)光二極管的研發(fā)成功,填補了發(fā)光二極管只有紅光、綠光的缺憾,給人民的生活注入了絢麗的色彩。
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