Stále zelené stromy držali špeciálne miesto pri oslavách zimného slnovratu. Pri príležitosti najkratšieho dňa v roku a oficiálneho začiatku zimy zavesili ľudia v predkresťanskej Európe vždyzelené vetvy na dvere a okná, ako talisman, ktorý držal ďalej od zla a symbol nádeje na jar a večný život. Keď sa kresťanstvo rozšírilo do Európy v 3. a 4. storočí nl, tradícia zdobenia vždyzelenými vetvičkami bola začlenená do Vianoc.
Uvádzanie živých vždyzelených stromov do interiéru a ich zdobenie sa stalo tradíciou v Nemecku v 16. storočí. Protestantskému reformátorovi Martinovi Lutherovi sa v minulosti pripisovali pripájanie sviečok a osvetlenia k vianočným stromčekom v jeho dome po tom, ako v noci videli stromy osvetlené hviezdami. Sviečky osvetlené stromami sa stali nemeckou tradíciou, ktorú do Spojených štátov priniesli prví nemeckí osadníci, hoci v USA sa nestali senzáciou, kým nebolo v britskom spravodajskom vydaní The Illustrated London News uverejnené vyrytie vianočného stromu britskej kráľovskej rodiny na zámku Windsor. v roku 1848. Princ Albert bol Nemec a matka kráľovnej Viktórie bola nemčina, takže zdobené stromy boli pre kráľovskú rodinu známe. Toto gravírovanie, znázorňujúce stupňovitý strom pokrytý ornamentami a zapálenými sviečkami, popularizovalo vianočné stromčeky. Boli určujúcimi trendami dňa; ako to urobili Victoria a Albert, nasledoval zvyšok sveta.
Gravírovanie kráľovnej Viktórie, princa Alberta a ich detí obdivujúcich kráľovský vianočný stromček v decembri 1848. (Websterské múzeum) Osvetlenie stromu sviečkami bolo veľmi nebezpečné; strom musel byť čerstvý. Osvetlenie vianočného stromu obyčajne zahŕňalo vedrá naplnené vodou umiestnenú v blízkosti, aby sa strom vyhodil, ak sa tento strom alebo jeho okolie vznietilo. S ohľadom na všetky tieto opatrenia by sa sviečky zapálili raz na Štedrý deň.
V roku 1882, keď Thomas Edison vyvinul praktickú elektrickú žiarovku, Edward Johnson, jeho priateľ a partner v Edison's Illumination Company, vytvoril prvú súpravu „vianočných svetiel“, reťazec 80 červených, bielych a modrých svetiel, ktoré okolo jeho vianočný stromček. V roku 1895 osvetľoval vianočný strom Bieleho domu stovky viacfarebných žiaroviek.
1901 Všeobecná elektrická reklama Žiarovky osvetľovali vianočné stromčeky v priebehu 20. storočia. Kým došlo k zlepšeniu, všetky fungovali rovnako ako pôvodná Edisonova žiarovka: tok elektrickej energie si myslel, že vlákno v žiarovke, vlákno sa zahreje elektrickým odporom, žiarovka sa veľmi zahreje a svetlo sa vytvára, keď sa vo vlákne nachádzajú kovy. sú tak horúce, že elektróny sú vzrušené na vyššiu orbitálnu úroveň a takmer okamžite klesnú na pôvodnú orbitálnu úroveň.
Farba vyrobeného svetla priamo súvisí s excitáciou elektrónov v materiáli použitom na výrobu svetelného zdroja. Elektróny skočia z jednej orbitálnej úrovne nazývanej HOMO alebo najvyššie obsadeného molekulárneho orbitálu na najbližší LUMO alebo najnižšiu neobsadenú molekulárnu orbitál a keď sa elektrón uvoľní, elektromagnetické žiarenie, ako napríklad viditeľné svetlo, sa uvoľní. Povaha elektromagnetického žiarenia súvisí so vzdialenosťou medzi dvoma úrovňami (HOMO-LUMO).
Farba svetla vytváraného touto excitáciou závisí tiež od vzdialenosti medzi orbitálnymi úrovňami. Tradičné žiarovky Edison (žiarovky) produkujú biele svetlo, pretože existuje veľa rôznych úrovní energie, takže sa vytvárajú všetky farby spektra. To je dôvod, prečo keď dáte biele svetlo z žiarovky cez hranol, rozdelí sa na rôzne farby.
Žiarovky nie sú príliš energeticky účinné - dobré percento energie sa stráca ako teplo. A zatiaľ čo žiarovky sú oveľa bezpečnejšie ako použitie sviečok na osvetlenie stromu a môžu sa používať viackrát, stále sú veľmi horúce. Mnoho suchých vianočných stromčekov vznietilo teplo generované žiarovkami, ktoré zapálili suché, extrémne horľavé, vždyzelené ihly.
Vianočné svetlá LED (Light Emitting Diode), na druhej strane, poskytujú výhody, pokiaľ ide o energetickú účinnosť a teplotu, ako aj nové návrhy a techniky osvetlenia. LED diódy produkujú svetlo rovnakým spôsobom, ako majú klasické žiarovky na kvantovej úrovni: elektróny sú vzrušené a pri relaxácii vydávajú svetlo. Rozdiel je v tom, ako k tomuto excitácii dochádza: v prípade LED diódy, ktorá prechádza materiálom, excitujú elektróny priamo, nie teplo. Pri tomto postupe LED svetlá spotrebujú o 80 až 90 percent menej energie ako porovnateľné klasické vianočné svetlá.
LED diódy prvýkrát patentovali James Biard a Gary Pittman pri práci pre Texas Instruments. Ich patent (patent č. 3 293 513), nazvaný „Polovodičová žiarivá dióda“ a udelený 20. decembra 1966, opisuje prvé patentované polovodičové zariadenie na výrobu svetla z elektriny. Dióza gália a arzenidu produkovala infračervené svetlo, ktoré nie je pre ľudské oko viditeľné.
„Semiconductor Radiant Diode“ JR Biard a kol., Patentovaný 20. decembra 1966 (US patent č. 3 293 513) Počas práce v spoločnosti General Electric vynašiel Nick Holonyak prvú LED diódu, ktorá produkovala viditeľné svetlo, v tomto prípade červenú, modifikáciou gália-arzenidu fosforom, ktorý posunul svetlo emitované kryštálmi z infračerveného žiarenia na červenú. Základ tejto práce pokrýva jeho patent (patent č. 3 249 473), udelený 3. mája 1966.
Na rozdiel od klasických žiaroviek, ktoré produkujú široké spektrum svetla a nie sú biele, pokiaľ nie sú potiahnuté farbou, ktorá mení farbu, LED svetlá vytvárajú farbu v závislosti od zlúčenín zvolených na výrobu svetla: z vianočných svetiel LED sa dá vyrobiť červená zlúčeniny, ktoré vyžarujú červené svetlo, modré zo zlúčenín, ktoré vyžarujú modré svetlo, atď. Biele LED svetlá sú rôzne. Existuje niekoľko materiálov, ako napríklad materiály Yttrium-Aluminium grannet (Y 3 AL 5 O 12 ), ktoré po vložení do diód LED produkujú biele svetlo. Väčšina bielych LED svetiel však vytvára svetlo starostlivou kombináciou rôznych zlúčenín emitujúcich svetlo v štruktúre banky (napr. Typicky zlúčenina emitujúca modrú farbu, zlúčenina emitujúca červenú a zelenú).
Veľký pokrok vo výrobe červených LED diódy nastal v práci Paula Baileyho a jeho kolegov pracujúcich v Monsante, ktorým bol udelený Pat. 4 039 890 z 2. augusta 1977. Vynašli dvojrozmerné pole diód LED, v ktorých by bolo možné jednotlivo ovládať svetlá. Aj keď táto štruktúra produkovala červené svetlo v mriežkovom vzore, „Odborníci v odbore si môžu ľahko predstaviť ďalšie kombinácie a materiály, aby poskytli rôzne farebné alebo viacfarebné displeje.“
Patentované 2. augusta 1977 (patent USA č. 4 039 890) od Baileyho a kol. „Integrované polovodičové svetlo emitujúce zobrazovacie pole“. Tento základný patent poskytol základ pre LED obrazovky používané pre všetko od počítačov po televízory až po telefóny. LED obrazovky produkujú rôzne farby zmiešaním červeného, zeleného a modrého svetla v rôznych kombináciách; na základe farebného modelu RGB (červeno-zelená-modrá) je možné z týchto troch farieb vyrobiť akúkoľvek farbu.
Moderné LED pole červených, zelených a modrých svetiel (Martin Kraft cez WikiCommons) Súbor pixelov prítomných v modernej LED dióde poskytuje základ pre laditeľné vianočné svetlá a displeje, kde sú jednotlivé svetlá ovládané. Rovnakým spôsobom, ako pixel na obrazovke mení farbu na zobrazovaciu časť obrázka, môžu vianočné svetlá s červenými, zelenými a modrými LED diódami v tej istej žiarovke produkovať akúkoľvek farbu dúhy, ako aj biele svetlo. Jednotlivé svetlá je možné zapínať a vypínať a meniť farbu.
Jeden môže teraz mať jednu sadu svetiel na vianočný strom a nechať ich zmeniť na ľubovoľnú farbu. Tento typ technológie umožňuje aj veľké vonkajšie displeje, kde môžu svetlá tancovať naprieč budovou a meniť farby synchronizované s hudbou. Tieto svetlá a počítačové ovládače, ktoré sú každým rokom prístupnejšie pre technicky zdatných spotrebiteľov, majú s televíznymi obrazovkami viac spoločného ako skoré reťazce červených, bielych a modrých svetiel, ktoré Edward Johnson omotal okolo svojho vianočného stromu.
24. decembra 2013, Pat. Č. 8 614 632 bol udelený Kenneth Wellsovi a Victorovi Hatchovi na „Spôsob a zariadenie na reguláciu zdroja svetla v súlade so zdrojom zvuku.“ Tento systém riadi RGB svetlá a prevádza zvukové vlny na signály, ktoré ovládajú svetlá., takže namiesto toho, aby ste museli naprogramovať svetlá na hudbu, môžete systému umožniť interpretáciu hudby a vytvorenie svetelnej show.
„Metóda a zariadenie na kontrolu zdroja svetla v zhode so zdrojom zvuku, Wells et al.“, Patentovaný 24. decembra 2013 (patent USA č. 8 614 632). Takže odkiaľ pôjdu svetlá vianočných stromčekov? Mám niekoľko predpovedí.
Farba bielych svetiel LED sa zlepší a čím viac ľudí bude používať svetlá LED, spotreba energie a náklady na prevádzkové svetlá klesnú. Spôsob, akým budú osvetlené vianočné stromčeky, sa bude ďalej vyvíjať a svetlá budú čoraz menej podobné pôvodným použitým žiarovkám; môžu byť malé a zároveň jasné a nemusia mať tvar pôvodnej žiarovky.
Wainwrightovo zariadenie na simuláciu plameňa patentované 24. októbra 2006 (patent USA č. 7 125 142). Viem si dokonca predstaviť bezpečnejšiu verziu sviečok, ktoré osvetľujú stromy Martina Luthera a Viktórie a Alberta. Koniec koncov, ako vynálezca Harry Wainwright opísal vo svojom patente z roku 2006 na „zariadenie na simuláciu plameňa“, diódy LED môžu byť usporiadané tak, aby skutočne vyzerali ako skutočné sviečky.
