Зимзелено дрвеће је заузимало посебно место у прослави зимског солстиција. Како би обележили најкраћи дан у години и званични почетак зиме, људи у преткршћанској Европи обешали су зимзелене гомиле преко врата и прозора, као талисман који ће спречити зло и симбол наде за пролеће и вечни живот. Како се кршћанство проширило у Европу у 3. и 4. веку нове ере, традиција украшавања зимзеленим гомилама била је уграђена у Божић.
Доношење живог зимзеленог стабла у затвореним просторима и његово украшавање постало је традиција у Немачкој 16. века. Протестантском реформатору Мартину Лутхеру историјски је заслужан додавање свијећа и освјетљење божићним дрвцима у свом дому након што је ноћу видио дрвеће освијетљено звијездама. Дрвећа осветљена свећама постала су немачка традиција, она коју су рани немачки досељеници донели у Сједињене Државе, мада у САД нису постали сензација све док гравирање божићног дрвца британске краљевске породице у дворцу Виндсор није објављено у Тхе Иллустратед Лондон Невс 1848. Принц Алберт био је Немац, а мајка краљице Викторије такође је била Њемица, тако да су украшена стабла била нешто познато краљевској породици. Ова гравура, која приказује троструко дрво прекривено украсима и запаљеним свећама, популаризирало је божићно дрвце. Они су били данашњи трендовци; као што су то чинили Викторија и Алберт, остатак света је следио.
Гравирање краљице Викторије, принца Алберта и њихове деце који су се дивили краљевском божићном дрвцу у децембру 1848. (Вебстер Мусеум) Запалити дрво свећама било је веома опасно; дрво је морало бити свеже. Обично се за осветљење божићног дрвца укључују канте напуњене водом у близини да би се дрво смрскало ако се оно или околина запали. С обзиром на све ове мере предострожности, свеће би се запалиле једном на Бадњак.
1882. године, након што је Тхомас Едисон развио практичну електричну сијалицу, Едвард Јохнсон, његов пријатељ и партнер у компанији Едисон'с Иллуминатион, створио је први сет „Божићних лампица“, низа од 80 црвених, белих и плавих лампица, које је намотао около његово божићно дрвце. 1895. године, божићно дрвце Беле куће било је осветљено стотинама разнобојних лампица.
1901 реклама Генерал Елецтриц Жаруље са лампама осветљавале су божићна дрвца током целог 20. века. Док је било побољшања, сви су функционисали на исти основни начин као Едисонова оригинална сијалица: струја струје мислила је да се жаруља у сијалици, жаруља загрева електричним отпором, сијалица се јако загреје, а светлост се ствара када метали у нити постају толико врући да су електрони побуђени на више орбиталне нивое и готово одмах падају на свој првобитни орбитални ниво.
Боја произведене светлости директно је повезана са побудом електрона у материјалу који се користи за прављење извора светлости. Електрони скачу са једне орбиталне разине, зване ХОМО, или највише заузете молекуларне орбите, на следећу ЛУМО, или најнижу незаузету молекуларну орбиту, а када се електрон опусти назад, електромагнетно зрачење, попут видљиве светлости, емитује се. Природа електромагнетног зрачења повезана је са растојањем између два нивоа (ХОМО-ЛУМО).
Боја светлости произведена овом побудом такође зависи од растојања између орбиталних нивоа. Традиционалне Едисонове (сијалице) жаруље производе белу светлост јер постоји много различитих нивоа енергије, тако да се производе све боје спектра. То је разлог зашто када ставите белу светлост са сијалице кроз призму, она се распада у различите боје.
Сијалице са жарном нити нису нарочито енергетски ефикасне - добар проценат енергије се губи као топлота. Иако су жаруље са жарном нити много сигурније од коришћења свећа за запаљивање дрвета, и оне се могу користити више пута, и даље се загреју. Многа сува божићна дрвца запалила су се од топлоте коју сијалице запале сухе, изузетно запаљиве, зимзелене иглице.
ЛЕД (диода која емитује светлост) божићне лампице, с друге стране, пружају предности када је реч о енергетској ефикасности и температури, као и новим дизајном и техникама осветљења. ЛЕД диоде производе светлост на исти начин као и жаруље са жарном нити на квантном нивоу: електрони су побуђени и одају светлост када се опусте. Разлика је у начину на који се ово побуђење дешава: у случају ЛЕД-а, електрицитет који пролази кроз материјал директно побуди електроне, а не топлоту. Овим поступком ЛЕД светла троше 80 до 90 процената мање енергије у поређењу са упоредним божићним лампицама.
ЛЕД-ове су прво патентирали Јамес Биард и Гари Питтман док су радили за Текас Инструментс. Њихов патент (патент бр. 3, 293, 513), под називом „Полупроводничка зрачења диода“ и одобрен 20. децембра 1966. године, описао је први патентирани чврсти уређај за производњу светлости из електричне енергије. Галијум-арсенид диода је произвела инфрацрвено светло, које није видљиво људском оку.
"Семицондуцтор Радиант Диоде" ЈР Биард ет ал., Патентиран 20. децембра 1966. (амерички патент бр. 3, 293, 513) Током рада у Генерал Елецтриц-у, Ницк Холониак је изумио први ЛЕД за производњу видљиве светлости, у овом случају црвене, модификујући галијум-арсенид са фосфором, који је светлост коју кристали емитују преусмерио из инфрацрвене у црвену. Темељ овог рада покривен је његовим патентом (пат. Бр. 3, 249, 473), одобреним 3. маја 1966. године.
За разлику од сијалица са жарном нити које производе широк спектар светлости и изгледају бело, осим ако нису премазане бојом за промену боје, ЛЕД светла производе боју у зависности од једињења изабраних за производњу светлости: од њих се може направити црвени низ ЛЕД божићних лампица једињења која емитују црвену светлост, плава од једињења која емитују плаву светлост и тако даље. Бијела ЛЕД свјетла су различита. Постоји неколико материјала, као што су итријум-алуминијумски гранат (И 3 АЛ 5 О 12 ), који када се ставе у ЛЕД производе белу светлост. Међутим, већина белих ЛЕД лампица производи светлост пажљивим комбиновањем различитих једињења која емитују светлост унутар структуре сијалице (нпр. Типично плаво емитовано једињење, црвено једињење и зелено).
Велики напредак у производњи црвених ЛЕД диода постигао је рад Пола Бејлија и његових колега који раде у Монсанту, а који су добили Пат. 4, 039, 890 2. августа 1977. Измислили су дводимензионални низ ЛЕД диода, у којима су светла могла да се појединачно контролишу. Иако је ова структура произвела црвено светло у облику решетке, „Особе које познају ово подручје могу лако да осмисле друге комбинације и материјале како би се обезбедиле различите боје или вишебојни дисплеји.“
Баилеи ет ал., „Интегрисани полутон-приказивачки светлећи низ екрана“, патентиран 2. августа 1977. (амерички патент бр. 4, 039, 890) Овај основни патент осигурао је основу за ЛЕД екране који се користе за све, од рачунара до телевизора до телефона. ЛЕД екрани производе различите боје мешањем црвених, зелених и плавих лампица у различитим комбинацијама; На основу РГБ (црвено-зелено-плаве) боје у боји, из ове три боје може се произвести било која боја.
Модерни ЛЕД низ црвених, зелених и плавих лампица (Мартин Крафт преко ВикиЦоммонс) Низ пиксела присутних у модерном ЛЕД-у даје основу за подешавање божићних лампица и дисплеја на којима се контролишу појединачна светла. На исти начин како пиксел на екрану мења боју да би приказао део слике, божићне лампице са црвеним, зеленим и плавим ЛЕД лампицама на истој сијалици могу произвести било коју боју дуге, као и белу светлост. Појединачна светла се могу укључивати и искључивати, а боја се мењати.
Сада можете имати један сет лампица на божићном дрвцу и променити их у било коју боју. Ова врста технологије такође омогућава велике спољне приказе на којима светла могу да плешу по згради и мењају боје синхронизоване са музиком. Ова светла и компјутеризовани контролери, који су потрошачима који постају све технички паметнији са сваке године, имају више заједничког са телевизијским екранима него рани низ црвених, белих и плавих лампица које је Едвард Јохнсон омотао око своје божићне јелке.
24. децембра 2013, Пат. Бр. 8, 614, 632 додељено је Кеннетх Веллс-у и Вицтор Хатцх-у за „Методу и апарат за контролу извора светлости у складу са извором звука.“ Овај систем контролише РГБ светла и претвара звучне таласе у сигнале који управљају светлима, па уместо да програмирате светла на музику, можете дозволити систему да интерпретира музику и производи светлосну емисију.
Веллс и остали „Метода и апарат за контролу извора светлости у складу са извором звука“, патентиран 24. децембра 2013 (амерички патент бр. 8, 614, 632) Па где ће одавде да пале лампице за божићно дрвце? Имам неколико предвиђања.
Боја ЛЕД белих светла ће се побољшати, а како све више људи користи ЛЕД светла, потрошња енергије и трошкови оперативних светла ће се смањивати. Начин на који ће се божићна дрвца осветљавати наставит ће се развијати, а свјетла ће постајати све мање попут оригиналних лампица са жарном нити. могу бити мале и истовремено сјајне и не морају попримити облик оригиналне сијалице.
Ваинвригхт-ов „Уређај за симулацију пламена“, патентиран 24. октобра 2006 (амерички патент бр. 7, 125, 142) Чак могу да замислим сигурнију верзију свећа које су запалиле дрвеће Мартина Лутера и Викторије и Алберта. Уосталом, као што је изумитељ Харри Ваинвригхт описао у свом патенту из 2006. за „уређај за симулацију пламена“, ЛЕД диоде могу да се поставе тако да изгледају као праве свеће.
