縄文人はスーパースター!?【月刊Newsがわかる11月号】

「照明の原理」のナゾを解こう!

科学かがくコミュニケーターの本田隆行ほんだたかゆきさんと相棒あいぼうのボットンが、日常にちじょうのあちこちに潜ひそむ科学かがくを探さぐっていきます。今回こんかいは蛍光灯けいこうとう、LEDエルイーディー、何なにが違ちがうの?「照明しょうめいの原理げんり」をナゾ解とき!(「Newsがわかる2025年2月号」より)

 光ひかり方かたが違ちがうって、どういうこと?

まずは、うちにあるLエルEイーDディー照しょう明めいの光ひかり方かたから話はなそうか。そもそも「LエルEイーDディー」って、どういう意い味みだと思おもう?

えー! 「LエルEイーDディー」に意い味みなんてあったの!?

電でん気きを流ながすと光ひかる仕し組くみの「発はっ光こうダイオード」を英えい語ごにした「Lightライト Emittingエミッティング Diodeダイオード」の頭かしら文も字じをとってLエル、Eイー、Dディーなんだよ

えええ頭かしら文も字じだったのか! で、LエルEイーDディーはどうやって光ひかるのさ?

LエルEイーDディーの光ひかる部ぶ分ぶんは、二ふたつの「半はん導どう体たい」という材ざい料りょうを重かさねた作つくりになってるんだ。その両りょうサイドから電でん気きを流ながすと、片かた方ほうからはプラスの電でん気きを持もった“あな”が、もう片かた方ほうからはマイナスの電でん気きを持もった“つぶ”が流ながれてきて、ちょうど材ざい料りょうの境さかい目めでぶつかる。すると……

すると……、“あな”に“つぶ”が入はいっちゃうんじゃない? スポン!って

そう! そうなんだよ。その時ときのエネルギーで光ひかってるんだ。一いっ方ぽう、蛍けい光こう灯とうはどうやって光ひかるかというと、ここで活かつ躍やくするのは、さっき出でてきたマイナスの電でん気きを持もった“つぶ”だ

蛍けい光こう灯とうは“つぶ”の方ほうだけなんだね。またどこかにスポッと入はいるの?

それが違ちがうんだ。蛍けい光こう灯とうの中なかには水すい銀ぎん蒸じょう気きが入はいっていて、そこに電でん気きを通とおそうとすると、管かんの中なかを勢いきおいよく“つぶ”が飛とんでいく。そして、“つぶ”と水すい銀ぎんが当あたると紫し外がい線せんが出でるんだ

紫し外がい線せんって、日ひ焼やけの元もとだね。あれ? 紫し外がい線せんって目めに見みえたっけ?

それが見みえないんだよね。かわりに蛍けい光こう灯とうの管かんの内うち側がわには紫し外がい線せんが当あたると光ひかる「蛍けい光こう塗と料りょう」が塗ぬってあるんだ。蛍けい光こう灯とうの光ひかりって、蛍けい光こう塗と料りょうの光ひかりなんだよ

同おなじように見みえても、仕し組くみが全ぜん然ぜん違ちがうんだね!!

LEDを光らせる部分は、プラスの電気をおびた“あな”を持つp型半導体(※)と、マイナスの電気をおびた“つぶ”を持つn型半導体からできている。これに電気を流すと、プラスの電気を持った“あな”とマイナスの電気を持った“つぶ”がぶつかって結合。この時、お互いが持っていた余分なエネルギーが光として放たれる(※物質には電気をよく通す「導体」と電気を通さない「絶縁体」があり、この二つの中間的な性質を持つのが「半導体」)

 何なんでそんないろいろあるのさ?

でもさ、なんで同おなじような光ひかりなのに、いろんな仕し組くみがあるのさ?

確たしかに、不ふ思し議ぎに感かんじるよね。実じつは、照しょう明めいにはいろんな歴れき史しがあってね。ボットン、エジソンさんって知しってる?

知しってるよ! 電でん球きゅうを発はつ明めいした人ひとでしょ? 有ゆう名めい人じんだよね!

エジソンさんの発はつ明めいした電でん球きゅうを改かい良りょうすべく、後のちに真しん空くうにしたガラスの中なかを流ながれる電でん流りゅうの研けん究きゅうが進すすんだんだ。この「真しん空くう放ほう電でん」の研けん究きゅうの延えん長ちょうで生うまれたのが蛍けい光こう灯とうだよ

へ~、電でん球きゅうから蛍けい光こう灯とうはつながってるんだね、知しらなかった!

一いっ方ぽう、LエルEイーDディーは、レーザー光こうの研けん究きゅうから生うまれたよ。昔むかしは赤あかと緑みどりのLエルEイーDディーしか作つくれなくて、これだとどう組くみ合あわせても白しろ色いろの光ひかりが作つくれないんだ

赤あかや緑みどりって、なんだかクリスマスみたいだ……

ところが、1990年ねん以い降こうに青あお色いろLエルEイーDディーが発はつ明めいされて、ついに白しろい光ひかりがLエルEイーDディーで作つくれるようになったんだ。ここからLエルEイーDディーの光ひかりが、世せ界かい中じゅうで使つかわれるようになってきたわけさ

へ~! 時じ代だいが一いっ気きに変かわってきたんだね。だから本ほんちゃんは、蛍けい光こう灯とうを見みて「なつかしい」って言いってたのか~。納なっ得とく!!

ナビゲーター:本田隆行(ほんだ・たかゆき)
「科学とあなたをつなぐ人」。大学院時代の専攻は地球惑星科学。市役所と日本科学未来館の勤務を経て、プロの科学コミュニケーターとして活動中。

【本田隆行さんのX】
https://x.com/taka_honchan

イラスト:こばやし あさみ

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