Как работят неонови светлини (просто обяснение)

Неонови светлини са цветни, ярки и надеждни, така че ги виждате използвани в знаци, дисплеи и дори ленти за кацане на летището. Замисляли ли сте се как работят и как се получават различни цветове светлина?

Ключови заведения: неонови светлини

Можете да направите фалшив неонов знак себе си, но истинските неонови светлини се състоят от стъклена тръба, пълна с малко количество (ниско налягане) неон газ. Неон се използва, защото е един от благородни газове. Една характеристика на тези елементи е, че всеки атом има запълнена електронна обвивка, така че атомите не реагират с други атоми и е необходимо много енергия, за да се отстрани

В двата края на тръбата има електрод. Неоновата светлина всъщност работи с променлив ток или постоянен ток (постоянен ток), но ако се използва постоянен ток, сиянието се вижда само около един електрод. Променливотоковият ток се използва за повечето неонови светлини, които виждате.

Когато към клемите се прилага електрическо напрежение (около 15 000 волта), се доставя достатъчно енергия за отстраняване на външен електрон от неоновите атоми. Ако няма достатъчно напрежение, няма да има достатъчно кинетична енергия за да избягат електроните от своите атоми и нищо няма да се случи. Положително заредените неонови атоми (катиони) са привлечени към отрицателния терминал, докато свободните електрони са привлечени към положителния терминал. Тези заредени частици, наречени плазма, завършете електрическата верига на лампата.

И така, откъде идва светлината? Атомите в тръбата се движат наоколо, удряйки се един друг. Те предават енергия един на друг, освен това се отделя много топлина. Докато някои електрони избягват атомите си, други печелят достатъчно енергия, за да станат "развълнуван". Това означава, че те имат по-високо енергийно състояние. Да се ​​вълнуваш е като да се изкачиш по стълба, където електрон може да бъде на определена стъпка на стълбата, а не навсякъде по нейната дължина. Електронът може да се върне към първоначалната си енергия (основно състояние), като освободи тази енергия като фотон (светлина). Цветът на светлината, която се произвежда, зависи от това колко далеч е възбудената енергия от първоначалната енергия. Подобно на разстоянието между стълбовете на стълба, това е зададен интервал. И така, всеки възбуден електрон на атом освобождава характерна дължина на вълната на фотона. С други думи, всеки възбуден благороден газ отделя характерен цвят на светлината. За неона това е червеникаво-оранжева светлина.

Виждате много различни цветове на знаци, така че може да се чудите как става това. Има два основни начина за производство на други цветове светлина, освен оранжево-червения на неона. Един от начините е да се използва друг газ или смес от газове за производство на цветове. Както бе споменато по-рано, всеки благороден газ отделя характерен цвят на светлината. Например хелият свети розово, криптонът е зелен и аргон е синьо. Ако газовете са смесени, могат да се получат междинни цветове.

Другият начин за производство на цветове е да покриете стъклото с фосфор или друг химикал, който ще свети определен цвят, когато се зареди с енергия. Поради наличната гама покрития, повечето съвременни светлини вече не използват неонови, а са флуоресцентни лампи, които разчитат на разряд живак / аргон и фосфорно покритие. Ако видите ярка светлина, светеща в цвят, това е благородна газова светлина.

Друг начин за промяна на цвета на светлината, въпреки че не се използва в осветителни тела, е да се контролира енергията, доставена на светлината. Докато обикновено виждате един цвят на елемент в светлина, всъщност има различни енергийни нива на възбудени електрони, които съответстват на спектър от светлина, който елемент може да произведе.

• Гейслер се счита за бащата на флуоресцентни лампи. Неговата "Geissler Tube" беше стъклена тръба с електроди в двата края, съдържаща газ при частично вакуумно налягане. Експериментирал чрез изпускане на ток през различни газове, за да произвежда светлина. Тръбата беше основата на неоновата светлина, живачната пара, флуоресцентната светлина, натриевата лампа и металохалидната лампа.

• Рамсей и Травърс направиха неонова лампа, но неонът беше изключително рядък, така че изобретението не беше рентабилно.

• Мур инсталира в търговската мрежа "Moore Tube", който прокара електрическа дъга през азот и въглероден диоксид, за да произвежда светлина.

• Докато Клод не изобретил неоновата лампа, той измислил метод за изолиране на неона от въздуха, правейки светлината достъпна. Неоновата светлина е демонстрирана от Жорж Клод през декември 1910 г. на автомобилното изложение в Париж. Първоначално Клод работи с дизайна на Мур, но разработва надежден собствен дизайн на лампи и завършва пазара на светлините до 30-те години.