Kako delujejo neonske luči (preprosta razlaga)

Neonske luči so barvite, svetle in zanesljive, zato jih vidite na znakih, zaslonih in celo letaliških pristajalnih pasovih. Ste se že kdaj vprašali, kako delujejo in kako nastajajo različne barve svetlobe?

Ključni odvzemi: Neonske luči

Lahko naredite ponarejeni neonski znak sami, toda prave neonske luči so sestavljene iz steklene cevi, napolnjene z majhno količino (nizkega tlaka) neon plina. Neon se uporablja, ker je eden izmed žlahtni plini. Ena od značilnosti teh elementov je, da ima vsak atom napolnjeno elektronsko lupino, zato atomi ne reagirajo z drugimi atomi in potrebno je veliko energije, da se elektrona.

Na obeh koncih cevi je elektroda. Neonska lučka dejansko deluje z izmeničnim tokom ali izmeničnim tokom (enosmerni tok), če pa uporabimo enosmerni tok, sijaj vidimo le okoli ene elektrode. Izmenični tok se uporablja za večino neonskih luči, ki jih vidite.

Ko se na sponke priključi električna napetost (približno 15.000 voltov), ​​se porabi dovolj energije za odstranitev zunanjega elektrona iz neonskih atomov. Če ni dovolj napetosti, ne bo dovolj kinetična energija da bodo elektroni ušli iz svojih atomov in se ne bo zgodilo nič. Pozitivno nabiti neonski atomi (kationov) privlačijo negativni terminal, medtem ko prosti elektroni privlačijo pozitivni terminal. Ti nabiti delci, imenovani plazma, dokončajte električni tokokrog svetilke.

Torej od kod prihaja svetloba? Atomi v cevi se gibljejo naokoli, trkajo drug na drugega. Drug drugemu prenašajo energijo, poleg tega se proizvede veliko toplote. Medtem ko nekateri elektroni pobegnejo od svojih atomov, drugi dobijo dovolj energije, da postanejo "navdušen". To pomeni, da imajo višje energijsko stanje. Navdušiti je tako, kot da plezaš po lestvi, kjer je na določenem drogu lestve lahko elektron, ne le kjerkoli na njegovi dolžini. Elektroni se lahko vrnejo v prvotno energijo (zemeljsko stanje) tako, da sprostijo to energijo kot foton (svetloba). Barva svetlobe, ki se proizvaja, je odvisna od tega, kako daleč je vzburjena energija od prvotne energije. Tako kot razdalja med prečkami lestve je tudi ta nastavljen interval. Torej, vsak vzbujeni elektron atoma sprosti značilno valovno dolžino fotona. Z drugimi besedami, vsak vzneseni žlahtni plin sprošča značilno barvo svetlobe. Za neon je to rdečkasto oranžna luč.

Vidite veliko različnih barv znakov, zato se boste morda vprašali, kako to deluje. Obstajata dva glavna načina svetlobe poleg oranžno-rdeče neonske barve. Eden od načinov je uporaba drugega plina ali mešanice plinov za proizvodnjo barv. Kot smo že omenili, vsak žlahtni plin sprošča značilno barvo svetlobe. Na primer, helij sveti roza, kripton je zelen in argon je modra. Če se plini mešajo, lahko nastanejo vmesne barve.

Drugi način za proizvodnjo barv je, da steklo premažete s fosforjem ali drugo kemikalijo, ki bo ob energiji svetila določeno barvo. Zaradi razpoložljivih nanosov premazov večina sodobnih luči ne uporablja več neonskih, ampak so fluorescenčne sijalke, ki se zanašajo na odtok živega srebra / argona in fosforno prevleko. Če vidite jasno svetlobo, ki sveti v barvi, je to žlahtna plinska luč.

Drug način za spremembo barve svetlobe, čeprav se ne uporablja v svetilkah, je nadzor nad energijo, ki jo daje svetloba. Medtem ko običajno pri svetlobi vidite eno barvo na element, so vzbujeni elektroni na voljo različne ravni energije, ki ustrezajo spektru svetlobe, ki ga lahko ustvari element.

• Geissler velja za očeta fluorescenčnih sijalk. Njegova "Geisslerjeva cev" je bila steklena cev z elektrodami na obeh koncih, ki je vsebovala plin pod delnim tlakom vakuuma. Eksperimentiral je strežni tok skozi različne pline za proizvodnjo svetlobe. Cev je bila osnova za neonsko svetlobo, živosrebrno pare, fluorescenčno svetlobo, natrijevo žarnico in kovinsko halogenidno sijalko.

• Ramsay in Travers sta naredila neonsko svetilko, vendar je bila neonka izjemno redka, zato izum ni bil stroškovno učinkovit.

• Moore je komercialno namestil "Moore Tube", ki je vodil električni lok skozi dušik in ogljikov dioksid za proizvodnjo svetlobe.

• Medtem ko Claude ni izumil neonske svetilke, je zasnoval metodo za izolacijo neona iz zraka, s čimer je osvetlil ceno. Neonsko svetlobo je Georges Claude demonstriral decembra 1910 na avtomobilskem salonu v Parizu. Claude je sprva sodeloval z Moorejevo zasnovo, vendar je razvil zanesljivo zasnovo svetilk in na tržnicah luči privil do tridesetih let prejšnjega stoletja.