发光二极管（LED）的工作原理基于半导体材料的电子能级结构。当电流通过LED时，电子从高能级跃迁到低能级，这个过程中释放的能量以光子的形式发出。具体步骤如下：
1. 半导体材料：LED的核心是半导体材料，如砷化镓（GaAs）、磷化镓（GaP）等，这些材料具有特定的能级结构。
2. 电流注入：当电流通过LED时，电子从电源的正极注入到半导体材料中。
3. 电子跃迁：注入的电子在高能级和低能级之间跳跃，当电子从高能级跃迁到低能级时，会释放出能量。
4. 光子发射：释放的能量以光子的形式发出，光子的波长取决于半导体材料的能级差。
5. 发光：光子与半导体材料中的原子相互作用，最终以可见光的形式发出。
通过控制半导体材料的能级结构，可以调节LED发出的光的波长，从而实现不同颜色的发光。
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