0 просмотров

Как работают неоновые огни (простое объяснение)

Простая демонстрация того, почему благородные газы не вступают в реакцию

  • Делиться
  • флипборд
  • Эл. адрес

Неоновая вывеска «Открыть» ночью

  • Доктор биомедицинских наук, Университет Теннесси в Ноксвилле
  • Бакалавр физико-математических наук, Гастингсский колледж

Доктор Хельменстин имеет докторскую степень. в области биомедицинских наук и является научным писателем, педагогом и консультантом. Она преподавала научные курсы в средней школе, колледже и аспирантуре.

Неоновые огни красочны, ярки и надежны, поэтому вы видите, как они используются в вывесках, дисплеях и даже на взлетно-посадочных полосах в аэропортах. Вы когда-нибудь задумывались, как они работают и как рождаются разные цвета света?

Основные выводы: неоновые огни

  • Неоновый свет содержит небольшое количество неонового газа под низким давлением.
  • Электричество дает энергию, чтобы отрывать электроны от атомов неона, ионизируя их. Ионы притягиваются к клеммам лампы, замыкая электрическую цепь.
  • Свет возникает, когда атомы неона получают достаточно энергии, чтобы возбудиться. Когда атом возвращается в более низкое энергетическое состояние, он испускает фотон (свет).

Как работает неоновый свет

Вы можете сделать фальшивую неоновую вывеску самостоятельно, но настоящие неоновые огни состоят из стеклянной трубки, заполненной небольшим количеством (низкого давления) неонового газа.Неон используется, потому что это один из благородных газов. Одной из характеристик этих элементов является то, что каждый атом имеет заполненную электронную оболочку, поэтому атомы не реагируют с другими атомами, и для удаления электрона требуется много энергии.

На каждом конце трубки есть электрод. Неоновый свет на самом деле работает, используя либо переменный ток (переменный ток), либо постоянный ток (постоянный ток), но если используется постоянный ток, свечение видно только вокруг одного электрода. Переменный ток используется для большинства неоновых огней, которые вы видите.

Когда на клеммы подается электрическое напряжение (около 15 000 вольт), поступает достаточно энергии, чтобы удалить внешний электрон из атомов неона. Если напряжения недостаточно, то электронам не хватит кинетической энергии, чтобы покинуть свои атомы, и ничего не произойдет. Положительно заряженные атомы неона (катионы) притягиваются к отрицательной клемме, а свободные электроны притягиваются к положительной клемме. Эти заряженные частицы, называемые плазмой, замыкают электрическую цепь лампы.

Так откуда берется свет? Атомы в трубке движутся, ударяя друг друга. Они передают энергию друг другу, плюс выделяется много тепла. В то время как одни электроны покидают свои атомы, другие получают достаточно энергии, чтобы «возбудиться». Это означает, что они имеют более высокое энергетическое состояние. Возбуждение похоже на восхождение по лестнице, где электрон может находиться на определенной ступени лестницы, а не где-то на ее длине. Электрон может вернуться к своей первоначальной энергии (основному состоянию), высвобождая эту энергию в виде фотона (света). Цвет производимого света зависит от того, насколько далеко возбужденная энергия находится от исходной энергии. Как и расстояние между ступенями лестницы, это заданный интервал. Итак, каждый возбужденный электрон атома испускает фотон с характерной длиной волны. Другими словами, каждый возбужденный благородный газ испускает характерный цвет света. Для неона это красновато-оранжевый свет.

Как производятся другие цвета света

Вы видите много разных цветов знаков, поэтому вам может быть интересно, как это работает. Есть два основных способа получения других цветов света, кроме оранжево-красного неона. Один из способов — использовать другой газ или смесь газов для получения цветов. Как упоминалось ранее, каждый благородный газ испускает характерный цвет света. Например, гелий светится розовым, криптон — зеленым, а аргон — синим. Если газы смешаны, могут быть получены промежуточные цвета.

Другой способ получения цвета — покрыть стекло люминофором или другим химическим веществом, которое будет светиться определенным цветом, когда на него подается напряжение. Из-за большого количества доступных покрытий в большинстве современных светильников больше не используется неон, а используются люминесцентные лампы, в которых используется разряд ртути/аргона и люминофорное покрытие. Если вы видите чистый свет, светящийся цветом, это свет благородного газа.

Еще один способ изменить цвет света, хотя он и не используется в осветительных приборах, — это управление энергией, подаваемой на свет. Хотя вы обычно видите один цвет для каждого элемента в свете, на самом деле возбужденным электронам доступны разные энергетические уровни, которые соответствуют спектру света, который может производить этот элемент.

голоса
Рейтинг статьи
Статья в тему:  Факты о тупиках: виды, поведение, среда обитания
Ссылка на основную публикацию
0
Оставьте комментарий! Напишите, что думаете по поводу статьи.x
Adblock
detector