Le lampadine a LED (diodo a emissione luminosa) e le tradizionali lampadine a incandescenza funzionano secondo principi fondamentalmente diversi, che influiscono sulla loro efficienza, longevità e impatto ambientale.
La scienza alla base delle lampadine a LED ruota attorno al fenomeno dell’elettroluminescenza, in cui gli elettroni si ricombinano con le lacune elettroniche all’interno del materiale semiconduttore del LED. Quando una corrente elettrica passa attraverso il LED, eccita gli elettroni, facendoli emettere fotoni di luce. Questo processo è altamente efficiente rispetto alle tradizionali lampadine a incandescenza, dove l’elettricità riscalda un filamento di tungsteno finché non si illumina, producendo luce ma anche una significativa perdita di calore.
Le lampadine LED si caratterizzano per la loro efficienza energetica e longevità. Consumano molta meno energia per produrre la stessa quantità di luce delle lampadine a incandescenza, rendendole più rispettose dell’ambiente ed economiche durante la loro vita operativa. I LED emettono luce anche in una direzione specifica, riducendo la necessità di riflettori e diffusori spesso necessari con le lampadine a incandescenza, che emettono luce in tutte le direzioni.
La chimica alla base delle luci a LED coinvolge materiali semiconduttori drogati per creare giunzioni p-n all’interno della struttura del LED. Questi semiconduttori sono generalmente costituiti da composti come arseniuro di gallio (GaAs), fosfuro di gallio (GaP) o nitruro di gallio indio (InGaN), a seconda della lunghezza d’onda desiderata della luce emessa. Quando la corrente attraversa queste giunzioni, stimola l’emissione di fotoni nello spettro visibile.
La differenza tra le luci a LED e le lampadine normali, come quelle a incandescenza o fluorescenti, risiede principalmente nell’efficienza, nella longevità e nell’impatto ambientale. Le luci a LED consumano meno energia, emettono poco calore, hanno una durata di vita più lunga (in genere decine di migliaia di ore rispetto a poche migliaia delle lampadine a incandescenza) e sono più durevoli grazie alla loro struttura a stato solido. Al contrario, le lampadine a incandescenza sono meno efficienti, convertono gran parte della loro energia in calore anziché in luce e hanno una durata di vita più breve. Le lampadine fluorescenti sono più efficienti di quelle a incandescenza ma ancora meno dei LED e contengono mercurio, il che pone sfide ambientali e di smaltimento.
In sintesi, la scienza alla base delle lampadine LED ruota attorno all’elettroluminescenza e alla fisica dei semiconduttori, consentendo loro di essere più efficienti dal punto di vista energetico, più duraturi e rispettosi dell’ambiente rispetto alle tradizionali lampadine a incandescenza e fluorescenti. I LED hanno rivoluzionato la tecnologia dell’illuminazione offrendo prestazioni superiori in termini di risparmio energetico, durata e ridotto impatto ambientale.