Podstawy neonów: jak działają i dlaczego świecą

Wstęp
Neony są czymś więcej niż tylko ładnym pokazem świateł; wymagają skomplikowanej fizyki i chemii, aby stworzyć swój unikalny blask. W tym blogu, zapewnię Ci kompleksowe zrozumienie magii stojącej za neonami.

Neony działają poprzez przepuszczanie prądu elektrycznego przez szklane rurki wypełnione argonem. Ponieważ argon reaguje ze światłem ultrafioletowym z lamp rtęciowych, świeci w wyniku elektryczności. Kiedy widzisz neon osobiście, wydaje się, że gaz świeci od środka — ale tak nie jest! Zamiast tego gaz argonowy świeci, ponieważ jego elektrony są stymulowane przez światło ultrafioletowe lampy.

Hel – Hel jest również gazem szlachetnym, jednak ma inne właściwości niż argon. Ponieważ hel ma bardzo niską temperaturę wrzenia, potrzeba mniej energii, aby się ogrzać i wytworzyć światło.

Argon – Ponieważ ten gaz jest obojętny, nie reaguje z innymi substancjami ani chemikaliami. Jest również niepalny i stabilny chemicznie, dzięki czemu nadaje się do użytku wewnątrz pomieszczeń i jest łatwy do utrzymania w czystości.

Neon – Jest to gaz szlachetny. Jest stosowany w neonach, ponieważ świeci, gdy jest naelektryzowany. Dzięki temu idealnie nadaje się do oświetlania znaków, ponieważ jest jednym z najbardziej widocznych gazów.

Krypton – Ponieważ ma większy potencjał jonizacji niż argon, może emitować jaśniejsze światło. Krypton jest również chemicznie obojętny i niepalny, co sprawia, że jest bezpieczniejszy do stosowania w neonach niż inne gazy.

RURA SZKLANA:Rurka wypełniona gazem neonowym i uszczelniona z obu końców.

ELEKTRODY: Elektrody umieszczone są na obu końcach szklanej rurki podłączonej do źródła prądu przemiennego.

ZASILANIE: Zamienia prąd przemienny z gniazdka ściennego na prąd stały, który przepływa przez elektrody w szklanej rurce.

Prąd przemienny przepływa przez neon. Oznacza to, że w zależności od źródła prądu, prąd zmienia kierunki i płynie zgodnie z ruchem wskazówek zegara lub przeciwnie do ruchu wskazówek zegara.

Prąd elektryczny wchodzi do znaku przez elektrodę (zwykle wykonaną z metalu) i przechodzi przez wypełnioną argonem szklaną rurkę. Elektrony emitują światło, gdy zderzają się z atomami w rurce, powodując uwalnianie fotonów (cząsteczek światła). Cząsteczki światła odbijają się od ścianek rurki i zderzają się z dodatkowymi atomami, uwalniając więcej cząsteczek światła itd. Tę technikę powtarza się, aż do uzyskania określonego stopnia jasności.

Wzbudzenie to pochłanianie energii przez atom, podczas gdy de-wzbudzenie to uwalnianie tej energii. Te procesy w gazach są istotne, ponieważ mogą wyjaśnić, dlaczego gazy mają inne właściwości niż ciała stałe lub ciecze.

De-excitation ma miejsce, gdy wzbudzony atom traci energię poprzez promieniowanie cieplne lub emisję spontaniczną. Promieniowanie cieplne ma miejsce, gdy atom emituje światło jako ciepło; emisja spontaniczna ma miejsce, gdy atom emituje światło bez otrzymywania energii.

Aby emitować światło w neonach, należy uwzględnić trzy główne komponenty: gaz, elektrody i szklaną rurkę. Gaz jest zwykle gazem obojętnym, takim jak argon lub neon. Elektrody są wykonane z wolframu i zasilane są napięciem przemiennym. Szklana rurka jest uszczelniona metalową zaślepką na każdym końcu.

Prąd przepływający przez elektrodę wolframową usuwa z niej elektrony, które następnie wędrują wzdłuż jednej strony rury w kierunku jej dodatniego końca. Gdy dotrą do tego końca, zderzają się z atomami cząsteczek gazu argonu lub neonu i powodują, że uwalniają fotony światła.

Ten kolor lamp neonowych można zmienić poprzez zmianę mieszanki gazów i ładunku na elektrodach.