עצים ירוקי עד תפסו מקום מיוחד בחגיגת היפום החורף. כדי לציין את היום הקצר ביותר בשנה ואת תחילתו הרשמית של החורף, אנשים באירופה שלפני הנוצרים תלו שדרות ירוקות-עדות על דלתות וחלונות, בתור קמע להרחיק את הרע ואת סמל התקווה לאביב ולחיים נצחיים. עם התפשטות הנצרות לאירופה במאה ה -3 וה -4 לספירה, שולבה המסורת של קישוט בעיטורים ירוקי-עד בחג המולד.
הבאת עץ ירוק-עד-פנים לבית וקישוטו הפכה למסורת בגרמניה של המאה ה -16. לרפורמטור הפרוטסטנטי מרטין לותר זוכה היסטורית הוספת נרות והדלקה לעצי חג המולד בביתו לאחר שראה עצים מוארים על ידי הכוכבים בלילה. עצים מוארים בנרות הפכו למסורת גרמנית, כאלה שהובאו לארצות הברית על ידי מתיישבים גרמנים מוקדמים, אם כי הם לא הפכו לסנסציה בארה"ב עד אשר פורסם בעיתון " The Illustrated London News" תחריט של עץ חג המולד של משפחת המלוכה הבריטית בארמון ווינדזור. בשנת 1848. הנסיך אלברט היה גרמני, ואמה של המלכה ויקטוריה הייתה גם כן גרמנית, כך שעצים מעוטרים היו משהו מוכר למשפחת המלוכה. תחריט זה, בו נראה עץ שכבתי מכוסה קישוטים ונרות דולקים, פופולרי עצי חג המולד. הם היו מתיישבי המגמה של היום; כפי שעשו ויקטוריה ואלברט, שאר העולם הלך בעקבותיו.
תחריט של המלכה ויקטוריה, הנסיך אלברט וילדיהם מתפעלים מעץ חג המולד המלכותי בדצמבר 1848. (מוזיאון וובסטר) הדלקת עץ בנרות הייתה מסוכנת מאוד; העץ היה צריך להיות טרי. בדרך כלל, הדלקת עץ חג המולד הייתה כרוכה בדליים מלאים במים שהונחו בקרבת מקום בכדי להפיל את העץ אם הוא או האזור שמסביב יצאו באש. בהתחשב בכל אמצעי הזהירות הללו, הדלקת הנרות פעם אחת בערב חג המולד.
בשנת 1882, לאחר שתומס אדיסון פיתח נורה חשמלית מעשית, יצר אדוארד ג'ונסון, חברו ובן זוגו בחברת ההארה של אדיסון, את הסט הראשון של "אורות חג המולד", מחרוזת של 80 נורות אדומות, לבנות וכחולות, שאותן פצע סביב עץ חג המולד שלו. בשנת 1895 הואר עץ חג המולד של הבית הלבן על ידי מאות נורות ליבון רב-צבעוניות.
1901 פרסומת ג'נרל אלקטריק אורות ליבון האירו עצי חג המולד לאורך המאה העשרים. אמנם היו שיפורים, כולם תפקדו באותה צורה בסיסית כמו הנורה המקורית של אדיסון: זרמי חשמל חשבו כי הנימה בנורה, הנימה מתחממת על ידי התנגדות חשמלית, הנורה מתחממת מאוד, ואור מיוצר כאשר מתכות בחוט הנימה הופכים לחמים עד כדי כך שהאלקטרונים נרגשים לרמות גבוהות יותר של מסלול וכמעט מייד נופלים לרמת המסלול המקורית שלהם.
צבע האור המיוצר קשור ישירות לעירור של אלקטרונים בחומר המשמש לייצור מקור האור. אלקטרונים קופצים מדרגה מסלולית אחת, הנקראת HOMO, או מסלול המולקולרי המולקולרי הגבוה ביותר, אל ה- LUMO הבא, או מסלול המולקולרי המולקולרי הנמוך ביותר, וכאשר האלקטרון נרגע לאחור, קרינה אלקטרומגנטית, כמו אור גלוי, מנותקת. אופי הקרינה האלקטרומגנטית קשור למרחק בין שני המישורים (HOMO-LUMO).
צבע האור המיוצר על ידי עירור זה תלוי גם במרחק בין רמות המסלול. נורות אדיסון מסורתיות (ליבון) מייצרות אור לבן מכיוון שישנן רמות אנרגיה רבות ושונות, ולכן כל צבעי הספקטרום מיוצרים. זו הסיבה שכשמניחים אור לבן מנורה דרך פריזמה היא מתפרקת לצבעים שונים.
נורות ליבון אינן חסכוניות במיוחד באנרגיה - אחוז טוב מהאנרגיה הולך לאיבוד כחום. ובעוד שנורות ליבון הן הרבה יותר בטוחות מאשר להשתמש בנרות להדלקת עץ, ואפשר להשתמש בהן לא פעם, הם עדיין מתחממים מאוד. עצי חג מולד יבשים רבים עלו באש מהאש שנוצרה על ידי נורות המציתות מחטים יבשות, דליקות במיוחד, ירוקי עד.
נורות LED (דיודה פולטת אור) אורות חג המולד, לעומת זאת, מספקים יתרונות בכל הקשור ליעילות אנרגטית וטמפרטורה, כמו גם עיצובים וטכניקות תאורה חדשות. נוריות LED מייצרות אור באותו אופן כמו שאורות ליבון עושים ברמה הקוונטית: אלקטרונים נרגשים ומפיצים אור כשהם נרגעים. ההבדל הוא באיך מתרחש עירור זה: במקרה של נורת לד, החשמל העובר בחומר מרגש ישירות את האלקטרונים, ולא את החום. בתהליך זה, נורות LED משתמשות באנרגיה של 80 עד 90 אחוז פחות מאורות חג המולד ליבון דומים.
נוריות נוריות פטנט לראשונה על ידי ג'יימס ביארד וגארי פיטמן בזמן שעבדו עבור מכשירי טקסס. הפטנט שלהם (פט 'מס' 3, 293, 513), שכותרתו "מוליכים למחצה דיודה קורנת" והוענק ב- 20 בדצמבר 1966, תיאר את המכשיר הראשון שהוגש כפטנט המוצק כפטנט המייצר אור מחשמל. דיודת הגליום-ארסניד הפיקה אור אינפרא אדום, שאינו נראה לעין האנושית.
"דיודה קורנת למחצה" של ג'יי ביארד ואח ', פטנט ב- 20 בדצמבר 1966 (פט. ארה"ב 3, 293, 513) במהלך עבודתו בג'נרל אלקטריק, המציא ניק הולוניאק את ה- LED הראשון שייצר אור גלוי, במקרה זה אדום, על ידי שינוי גליום-ארסניד עם זרחן, שהעביר את האור שנפלט מהגבישים מהאינפרא אדום לאדום. יסוד יצירה זו מכוסה על ידי הפטנט שלו (פט '3, 249, 473) שהוענק ביום 3 במאי 1966.
בשונה מנורות ליבון המייצרות קשת רחבה של אור ונראות לבנות אלא אם כן הן מצופות בצבע כדי לשנות את הצבע, נורות LED מייצרות צבע בהתאם לתרכובות שנבחרו לייצר את האור: ניתן לייצר מחרוזת אדומה של פנסי חג המולד LED תרכובות הפולטות נורות אדומות, כחולות מתרכובות הפולטות אור כחול וכן הלאה. נורות LED לבנות שונות. ישנם כמה חומרים, כמו חומרים Yttrium-Aluminum (Y 3 AL 5 O 12 ) שכאשר מכניסים לד נוריות מפיקים אור לבן. עם זאת, מרבית נורות LED לבנות מייצרות אור על ידי שילוב זהיר של תרכובות פולטות אור במבנה הנורה (למשל, בדרך כלל, מתחם פולט כחול, מתחם פולט אדום ותורם ירוק).
התקדמות רבה בייצור נוריות נוריות אדומות הגיעה מהעבודה של פול ביילי ועמיתיו העובדים במונסנטו, שקיבלו פט. מס '4, 039, 890 ב- 2 באוגוסט 1977. הם המציאו מערך דו-ממדי של נוריות LED, בהן ניתן היה לשלוט על האורות בנפרד. בעוד שמבנה זה ייצר אור אדום בתבנית רשת, "שילובים וחומרים אחרים יכולים להעלות על הדעת בקלות על ידי מיומנים בתחום כדי לספק תצוגות צבעוניות או צבעוניות שונות."
"מערך תצוגה פולשני מוליכים למחצה משולב אור של ביילי ואח '", רשם פטנט ב- 2 באוגוסט 1977 (פט. ארה"ב 4, 039, 890) פטנט זרע זה היווה בסיס לתצוגות מסך LED המשמשות לכל דבר, החל ממחשבים לטלוויזיות לטלפונים. מסכי LED מייצרים צבעים שונים על ידי ערבוב של נורות אדומות, ירוקות וכחולות בשילובים שונים; בהתבסס על דגם ה- RGB (אדום-ירוק-כחול), ניתן לייצר כל צבע משלושת הצבעים הללו.
מערך לד מודרני של נורות אדומות, ירוקות וכחולות (מרטין קראפט דרך WikiCommons) מערך הפיקסלים הקיים בתאורת LED מודרנית מספק בסיס לאורות חג המולד הניתנים לכוונון ומציג בו נשלטים האורות האישיים. באותה צורה שבה פיקסל על גבי מסך משנה את הצבע כדי להציג חלק מתמונה, אורות חג המולד עם נוריות LED פולטות אדום, ירוק וכחול באותה נורה יכולות לייצר כל צבע בקשת, כמו גם אור לבן. ניתן להפעיל ולכבות את האורות האישיים, והצבע משתנה.
אפשר עכשיו להרכיב מערכת אורות אחת על עץ חג המולד ולגרום להם להשתנות לצבע הרצוי. טכנולוגיה מסוג זה מאפשרת גם תצוגות חיצוניות גדולות בהן אורות יכולים לרקוד על פני בניין ולשנות צבעים המסונכרנים למוזיקה. אורות ובקרי מחשב ממוחשבים, שהופכים נגישים יותר לצרכנים מנוסים טכנולוגיים בכל שנה, הם משותפים למסכי טלוויזיה יותר מאשר למחרוזת האורות האדומים, הלבנים והכחולים שאותם עטף אדוארד ג'ונסון סביב עץ חג המולד שלו.
ב- 24 בדצמבר 2013, פט. מס '8, 614, 632 הוענק לקנת וולס וויקטור האץ' עבור "שיטה ומכשירים לשליטה על מקור אור בהתאמה במקור סאונד." מערכת זו שולטת באורות RGB וממירה גלי קול לאותות השולטים באורות כך שבמקום צורך לתכנת את האורות למוזיקה, אפשר לאפשר למערכת לפרש את המוזיקה ולהפיק מופע אור.
"שיטת ומכשירים לשליטה על מקור אור בהסכמה במקור סאונד" של וולס ואח ', הוגשה כפטנט ב- 24 בדצמבר 2013 (ארה"ב מספר 8, 614, 632) אז לאן אורות עץ חג המולד ילכו מכאן? יש לי כמה תחזיות.
צבע הנורות הלבן הלבן ישתפר, וככל שאנשים רבים יותר משתמשים בפנסי LED, כך צריכת האנרגיה ועלות פנסי ההפעלה יירדו. האופן בו מוארים עצי חג המולד ימשיך להתפתח, והאורות יהפכו פחות ופחות כמו אורות ליבון מקוריים ששימשו; הם יכולים להיות קטנים ובו זמנית בהירים, ואינם צריכים ללבוש צורה של הנורה המקורית.
"מכשיר הדמיה של להבה" של וויינרייט, הוגש פטנט ב- 24 באוקטובר 2006 (פט. ארה"ב 7, 125, 142) אני אפילו יכול לדמיין גרסה בטוחה יותר של הנרות שהדליקו את העצים של מרטין לותר וויקטוריה ואלברט. אחרי הכל, כפי שתיאר הממציא הארי וויינרייט בפטנט שלו מ -2006 על "מכשיר הדמיה להבה", ניתן לארגן נוריות לד שייראו בפועל כמו נרות אמיתיים.
