Kaip veikia neoniniai žibintai (paprastas paaiškinimas)

Neoninės šviesos yra spalvingi, ryškūs ir patikimi, todėl matote, kad jie naudojami ženkluose, ekranuose ir netgi oro uosto tūpimo juostose. Ar kada pagalvojote, kaip jie veikia ir kaip gaminamos skirtingos šviesos spalvos?

Pagrindiniai įleidžiami daiktai: neoninės lemputės

Galite padaryti netikras neono ženklas sau, bet tikras neonines lemputes sudaro stiklinis vamzdis, užpildytas nedideliu kiekiu (žemo slėgio) neonas dujos. Neonas naudojamas todėl, kad yra vienas iš tauriųjų dujų. Viena šių elementų savybė yra ta, kad kiekvienas atomas turi užpildytą elektronų apvalkalą, todėl atomai nereaguoja su kitais atomais, o norint pašalinti atomą, reikia daug energijos. elektronas.

Abiejuose vamzdelio galuose yra elektrodas. Neoninė lemputė iš tikrųjų veikia naudojant kintamąją (kintamąją) arba nuolatinę (nuolatinę) srovę, tačiau jei naudojama nuolatinė srovė, švytėjimas matomas tik aplink vieną elektrodą. Kintamoji srovė naudojama daugeliui matomų neoninių lempučių.

Kai gnybtams taikoma elektrinė įtampa (apie 15 000 voltų), tiekiama pakankamai energijos išoriniam elektronui pašalinti iš neono atomų. Jei nėra pakankamai įtampos, nebus pakankamai kinetinė energija kad elektronai ištrūktų iš jų atomų ir nieko neįvyks. Teigiamai įkrauti neono atomai (katijonai) pritraukiami prie neigiamo terminalo, o laisvieji elektronai - prie teigiamo terminalo. Šios įkrautos dalelės, vadinamos plazma, užbaikite lempos elektros grandinę.

Taigi iš kur sklinda šviesa? Vamzdyje esantys atomai juda aplink, smogdami vienas kitam. Jie perduoda energiją vieni kitiems, be to, išsiskiria daug šilumos. Nors vieni elektronai išvengia savo atomų, kiti įgyja pakankamai energijos, kad taptų „susijaudinęs". Tai reiškia, kad jie turi aukštesnę energijos būseną. Jaudulys yra panašus į kopimą į kopėčias, kur elektronas gali būti ant konkrečios kopėčios pakylos, ne tik bet kurioje jos ilgio vietoje. Elektronas gali grįžti į pradinę energiją (žemės būseną), paleisdamas tą energiją kaip fotoną (šviesą). Gaminamos šviesos spalva priklauso nuo to, kiek atstumu sužadinta energija yra nuo pradinės energijos. Kaip ir atstumas tarp kopėčių laiptelių, tai yra nustatytas intervalas. Taigi kiekvienas sužadintas atomo elektronas išskiria būdingą fotono bangos ilgį. Kitaip tariant, kiekvienos sužadintos tauriosios dujos skleidžia būdingą šviesos spalvą. Neonams tai yra rausvai oranžinė lemputė.

Matote daugybę skirtingų spalvų ženklų, todėl gali būti įdomu, kaip tai veikia. Be oranžinės raudonos spalvos neono, yra du pagrindiniai būdai, kaip gaminti kitas šviesos spalvas. Vienas iš būdų - spalvoms gauti naudojamos kitos dujos arba dujų mišinys. Kaip minėta anksčiau, kiekvienos tauriosios dujos skleidžia būdingą šviesos spalvą. Pavyzdžiui, helis švyti rožine spalva, kriptonas yra žalios spalvos ir argonas yra mėlyna. Jei dujos maišomos, gali būti gaunamos tarpinės spalvos.

Kitas būdas spalvoms gauti yra stiklo padengimas fosforu ar kita chemine medžiaga, kuri įžiebia tam tikrą spalvą, kai ji įtampa. Dėl daugybės dangų, dauguma šiuolaikinių šviestuvų nebenaudoja neono, o yra fluorescencinės lempos, kurių veikimas priklauso nuo gyvsidabrio / argono išmetimo ir fosforo dangos. Jei matote aiškią šviesą, šviečiančią spalva, tai yra tauriųjų dujų lemputė.

Kitas būdas pakeisti šviesos spalvą, nors jis nenaudojamas šviestuvuose, yra valdyti į energiją tiekiamą energiją. Nors paprastai šviesoje matote vieną elemento spalvą, sužadintiems elektronams iš tikrųjų yra skirtingi energijos lygiai, kurie atitinka šviesos spektrą, kurį tas elementas gali sukurti.

• Geissleris laikomas fluorescencinių lempų tėvu. Jo „Geissler vamzdis“ buvo stiklinis vamzdis, kurio abiejuose galuose buvo elektrodai, turintys dujas esant daliniam vakuumo slėgiui. Jis bandė lankinę srovę per įvairias dujas, kad gautų šviesą. Vamzdis buvo neoninės, gyvsidabrio garų, fluorescencinės, natrio ir metalo halogenido lempų pagrindas.

• Ramsay ir Traversas pagamino neoninę lempą, tačiau neonas buvo ypač retas, todėl išradimas nebuvo ekonomiškas.

• „Moore“ komerciškai įrengė „Moore Tube“, kuris elektros srovės lanku pro azotą ir anglies dioksidą išleido šviesą.

• Nors Claude'as neišrado neoninės lempos, jis sugalvojo metodą, kaip neoną izoliuoti nuo oro ir padaryti šviesą prieinamą. Neoninę šviesą Georges Claude pademonstravo 1910 m. Gruodžio mėn. Paryžiaus automobilių parodoje. Iš pradžių Claude'as dirbo su Moore'o dizainu, tačiau sukūrė patikimą savo lempos dizainą ir iki 1930 m.