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2010-09-13 00:39 |
LED應(yīng)用之可以上網(wǎng)的LED燈
在童話故事《一千零一夜》的《阿拉丁神燈》篇中，主人公阿拉丁在魔法師的帶領(lǐng)下，找到了一盞外觀普普通通，但卻威力無(wú)比的神燈，它可以讓人擁有數(shù)也數(shù)不盡的財(cái)富，可以讓人心想事成，最后阿拉丁憑借神燈的力量娶到了天下最美麗的公主。 Cj +{%^#
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而在最近上海世博會(huì)上，中科院展出了一盞外觀普通，發(fā)著柔和燈光的LED臺(tái)燈，這盞“神燈”雖然不會(huì)讓你家財(cái)萬(wàn)貫，夢(mèng)想成真，但是卻可以在它燈光的照耀下通過(guò)一個(gè)小小的接收裝置就可以讓你的筆記本電腦輕松連入互聯(lián)網(wǎng)，不需要網(wǎng)線，也不需要無(wú)線網(wǎng)卡。 )tD[Ffvr
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其實(shí)在很早以前的古代，人們就已經(jīng)用燈光和火光來(lái)交流信息了：烽火臺(tái)上燃燒的烽火；三國(guó)里面攜帶求救信息的“孔明燈”；在一場(chǎng)戰(zhàn)爭(zhēng)中盤(pán)踞在兩個(gè)山頭的部隊(duì)在漆黑的夜晚也會(huì)用火把互相交流不同的信息；在茫茫大海上，點(diǎn)滴火光也是船隊(duì)間交流的手段。 drM@6$k
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可是無(wú)論火光，后來(lái)愛(ài)迪生發(fā)明的電燈燈光，還是現(xiàn)在使用的熒光燈、LED燈，所有的燈光傳播的距離都很有限。光線只能沿著直線傳播，不能夠穿過(guò)不透明的物體一般的燈光發(fā)出的光線四面八方都有，隨著距離的增加光線的強(qiáng)度隨距離平方下降，一盞亮得刺眼的電燈在幾百米以外只剩下一個(gè)小亮點(diǎn)，在幾公里以外就只能淹沒(méi)在茫茫大氣中了。 7gx
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因此，可見(jiàn)光在很長(zhǎng)一段歷史時(shí)期內(nèi)不能夠作為一種有效的長(zhǎng)距離通信工具。而可見(jiàn)光的兄弟，同屬于電磁波家族的無(wú)線電波在一百多年前在特斯拉、馬可尼等科學(xué)家的手中就開(kāi)始在人類(lèi)通信事業(yè)中大展身手。無(wú)線電波的波長(zhǎng)更長(zhǎng)，碰到障礙物更聰明，會(huì)通過(guò)衍射“繞過(guò)去”，即使遇到微小的孔縫空隙，也可以鉆過(guò)去，它可以翻山越嶺，傳遞很遠(yuǎn)的距離。這樣，無(wú)線電波主導(dǎo)了通信世界很多年。 HtN!Hgpwg
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后來(lái)高準(zhǔn)直性、高亮度、高相干性的單色光源——激光出現(xiàn)了,激光的準(zhǔn)直性使得光在傳播過(guò)程中不會(huì)散失到其他方向上去，不會(huì)隨距離快速衰減，但是在大氣里利用激光傳遞信息還是會(huì)受到障礙物的影響以及空氣的散射，而且，由于地球是球形的，激光的長(zhǎng)距離直線傳播是不可能的。為了解決這些問(wèn)題，在20世紀(jì)六七十年代華裔科學(xué)家高錕等人的努力下，出現(xiàn)了世界上第一根用玻璃制造的光導(dǎo)纖維。激光在光纖里可以基本沒(méi)有損耗地曲折前進(jìn)。而且，利用一根光纖，我們可以同時(shí)基本沒(méi)有損耗地傳送很多束攜帶不同信息的激光。大量的信息通過(guò)光纖可以快速地傳播到世界各地，這就是我們常說(shuō)的信息高速公路。因?yàn)檫@項(xiàng)貢獻(xiàn)，高錕被稱(chēng)為“光纖之父”，他也因此和其他兩位科學(xué)家分享了2009年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。 I\8F.J1_
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以上說(shuō)的都是長(zhǎng)距離的通信。光線或許會(huì)說(shuō)，“長(zhǎng)距離通信我不可以像無(wú)線電波那樣在空間自由傳播，那么短距離呢，我還一定要扮成激光束、整天藏在光纖里嗎？為什么現(xiàn)在還很少用我，用的還是無(wú)線通信的wifi和藍(lán)牙一類(lèi)的東西呢？” q!y6 K*
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這跟傳遞信息的方式有關(guān)系。筆記本上高清晰的視頻節(jié)目，超鏈接下一張張的網(wǎng)頁(yè)，下載的各種應(yīng)用程序其中都包括了海量的數(shù)據(jù)，為了使電磁波能夠傳遞數(shù)據(jù)，就要讓電磁波的強(qiáng)度隨著時(shí)間不斷變化，以代表不同的信息，這樣的過(guò)程稱(chēng)為“調(diào)制”。無(wú)線電波可以通過(guò)一定的電路對(duì)它們進(jìn)行快速的調(diào)制，可是對(duì)于以前的電燈來(lái)講，卻是不容易的。電燈泡和熒光燈管是曾經(jīng)最常使用的照明燈具，他們發(fā)光的亮度從亮到暗、從暗到亮變化都需要一個(gè)比較緩慢的過(guò)程，一秒鐘最多只能變化上千次，能夠傳遞的信息很少。近些年來(lái)普遍使用的LED（發(fā)光二極管）燈就不同了，可以通過(guò)調(diào)節(jié)發(fā)光二極管兩端的電壓迅速調(diào)節(jié)燈的亮度，世博會(huì)上展示的LED燈每秒可以“閃爍”達(dá)200萬(wàn)次，提供的網(wǎng)速甚至足以超過(guò)現(xiàn)有的無(wú)線上網(wǎng)。在接受的一端，筆記本上的光電轉(zhuǎn)換器會(huì)把變化的光線源源不斷地轉(zhuǎn)換成電信號(hào)，經(jīng)過(guò)進(jìn)一步處理變?yōu)橐粡垙埼覀兛梢詾g覽的網(wǎng)頁(yè)。電腦的數(shù)據(jù)也可以通過(guò)接收器上的紅外LED燈發(fā)射出來(lái)，傳送給控制器。 O,c}T7A'?w
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值得一提的是，用來(lái)通信只能稱(chēng)得上LED燈的一個(gè)附屬功能 了，LED燈在本職工作——照明上，也在某些方面超過(guò)傳統(tǒng)的燈具，既節(jié)約能源又不容易壞，只是價(jià)格目前還偏高，但是在不斷降低之中，有希望會(huì)取代一部分現(xiàn)有的燈。 r YP72<
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你可能會(huì)問(wèn)，把電燈燈光當(dāng)“網(wǎng)線”用，除了讓電燈身兼二職、充分利用以外，還有別的好處嗎？ BB
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