Hogyan működnek a neonfények (egyszerű magyarázat)

Neonfények színesek, fényesek és megbízhatóak, így láthatja őket táblákon, kijelzőken és akár repülőtéri leszállási szalagokon is. Gondolkozott már azon azon gondolkodás közben, hogyan működnek és hogyan állítják elő a különböző színű fényeket?

Elvihető kulcsok: Neonfények

Tudod készíteni a hamis neon felirat magad, de a valódi neonfények üvegcsőből állnak, kis mennyiségű (alacsony nyomású) töltött üveggel neon gáz. A Neont használják, mert az egyik nemesgázok. Ezeknek az elemeknek az egyik jellemzője, hogy minden atomnak van töltött elektronhéja, tehát az atomok nem reagálnak más atomokkal, és sok energiát igényel egy elektron.

A cső mindkét végén van egy elektróda. A neonfény valójában váltakozó áramú (váltakozó áram) vagy egyenáramú (egyenáramú) árammal működik, de ha egyenáramot használnak, akkor az izzás csak egy elektróda körül látható. A váltakozó áramot a legtöbb neonfényben használják.

Ha elektromos feszültséget alkalmaznak a kivezetésekre (körülbelül 15 000 volt), akkor elegendő energiát szállítanak a külső elektron eltávolításához a neon atomoktól. Ha nincs elég feszültség, akkor nem lesz elég kinetikus energia hogy az elektronok elmeneküljenek atomjukból, és semmi sem történik. A pozitív töltésű neon atomok (kationok) vonzza a negatív terminált, míg a szabad elektronokat a pozitív terminál felé. Ezeket a töltött részecskéket hívják vérplazma, fejezze be a lámpa elektromos áramkörét.

Tehát honnan jön a fény? A csőben lévő atomok körül mozognak, és ütik egymást. Energiat kölcsönöznek egymásnak, és sok hő keletkezik. Míg egyes elektronok elmenekülnek atomjukból, mások elegendő energiát nyernek ahhoz, hogy "izgatott". Ez azt jelenti, hogy nagyobb energiaállapotúak. Izgatás olyan, mint egy létrán mászni, ahol egy elektron a létra egy adott fokozata lehet, nem csak a hosszának bárhol. Az elektron visszatérhet eredeti energiájához (alapállapotba) azzal, hogy fotont (fény) engedi fel. A keletkező fény színe attól függ, hogy a gerjesztett energia milyen messze van egymástól az eredeti energiától. Mint a létra létrainak távolsága, ez egy beállított intervallum. Tehát minden atom gerjesztett elektronja a foton jellegzetes hullámhosszát engedi fel. Más szavakkal, minden gerjesztett nemesgáz a fény jellegzetes színét bocsátja ki. A neon esetében ez vöröses-narancssárga fény.

Sok különböző színű táblát látsz, így kíváncsi lehet, hogy ez hogyan működik. A neon narancssárga-vörös színén kívül más fénysugár előállításának két fő módja van. Az egyik módszer egy másik gáz vagy gázkeverék használata a színek előállításához. Mint korábban már említettük, minden nemesgáz a fény jellegzetes színét bocsátja ki. Például a hélium rózsaszínű, a kripton zöld és argon kék. Ha a gázok keverednek, köztes színek képződhetnek.

A színek előállításának másik módja az üveg bevonása foszforral vagy más vegyi anyaggal, amely fénnyel világít egy bizonyos színt. A rendelkezésre álló bevonatok sokfélesége miatt a legtöbb modern fényszóró már nem használ neont, hanem fénycsövek, amelyek higany / argon kisülésre és foszfor bevonatra támaszkodnak. Ha lát egy tiszta fényt izzó színben, ez nemesgáz fény.

A fény színének megváltoztatásának másik módja, bár nem világítótestekben használják, a fénybe juttatott energia szabályozása. Míg általában egy elemben egy szín látszik egy fénnyel, ténylegesen eltérő energiaszintek érhetők el az izgatott elektronok számára, amelyek megfelelnek az elem által létrehozott fény spektrumának.

• Geissler a fluoreszcens lámpák atyja. A "Geissler cső" egy üvegcső volt, amelynek mindkét végén elektródák voltak, és részleges vákuumnyomás alatt gázt tartalmaztak. Kísérletezett íváramot különböző gázokon keresztül, hogy fényt hozzon létre. A cső képezte a neon-, higanygőz-, fluoreszcens, nátrium- és fémhalogenid-lámpák alapját.

• Ramsay és Travers neonlámpát készítettek, de a neon rendkívül ritka volt, tehát a találmány nem volt költséghatékony.

• A Moore kereskedelmileg telepítette a "Moore Tube" -ot, amely elektromos ívben vezette a nitrogént és a szén-dioxidot, hogy fényt termeljen.

• Miközben Claude nem találta ki a neonlámpát, kidolgozott egy módszert a neon levegőből való elszigetelésére, ezáltal megfizethetővé téve a fényt. A neonfényt Georges Claude 1910 decemberében mutatta be a Párizsi Autószalonon. Claude kezdetben a Moore tervezésével dolgozott, de saját megbízható lámpatestet fejlesztett ki, és az 1930-as évekig sarokba vitte a világítás piacát.