Sådan fungerer Neonlys (en simpel forklaring)

Neonlys er farverige, lyse og pålidelige, så du kan se dem brugt i skilte, skærme og endda landingsstrimler til lufthavnen. Har du nogensinde spekuleret på, hvordan de fungerer, og hvordan forskellige farver af lys produceres?

Key takeaways: Neon Lights

Du kan lave en falsk neonskilt dig selv, men ægte neonlamper består af et glasrør fyldt med en lille mængde (lavt tryk) af neon gas. Neon bruges, fordi det er en af ædelgasser. Et kendetegn ved disse elementer er, at hvert atom har en fyldt elektronskal, så atomerne ikke reagerer med andre atomer, og det tager en masse energi at fjerne en elektron.

Der er en elektrode i hver ende af røret. Et neonlys fungerer faktisk ved hjælp af enten vekselstrøm (vekselstrøm) eller jævnstrøm (jævnstrøm), men hvis der anvendes jævnstrøm, ses gløden kun omkring en elektrode. AC strøm bruges til de fleste neonlamper, du ser.

Når en elektrisk spænding tilføres terminalerne (ca. 15.000 volt), tilføres der nok energi til at fjerne en ydre elektron fra neonatomerne. Hvis der ikke er nok spænding, er der ikke nok kinetisk energi for elektronerne at undslippe deres atomer, og intet vil ske. De positivt ladede neonatomer (kationer) tiltrækkes af den negative terminal, mens de frie elektroner tiltrækkes til den positive terminal. Disse ladede partikler kaldes plasma, fuldfør lampens elektriske kredsløb.

Så hvor kommer lyset fra? Atomer i røret bevæger sig rundt og rammer hinanden. De overfører energi til hinanden, plus der produceres en masse varme. Mens nogle elektroner undslipper deres atomer, får andre nok energi til at blive "begejstret". Dette betyder, at de har en højere energitilstand. At være ophidset er som at klatre på en stige, hvor en elektron kan være på en bestemt stige på stigen, ikke bare hvor som helst på dens længde. Elektronen kan vende tilbage til sin oprindelige energi (jordtilstand) ved at frigive denne energi som en foton (lys). Farven på det lys, der produceres, afhænger af, hvor langt fra hinanden den ophidsede energi er fra den originale energi. Ligesom afstanden mellem en stige, er dette et fast interval. Så frigiver hvert ophidset elektron fra et atom en karakteristisk bølgelængde af foton. Med andre ord frigiver hver ophidset ædelgas en karakteristisk lysfarve. For neon er dette et rødligt orange lys.

Du ser masser af forskellige farver på tegn, så du måske undrer dig over, hvordan dette fungerer. Der er to hovedmåder til at producere andre farver af lys udover den orange-røde af neon. En måde er at bruge en anden gas eller en blanding af gasser til at producere farver. Som nævnt tidligere frigiver hver ædelgas en karakteristisk lysfarve. For eksempel lyser helium lyserødt, krypton er grøn og argon er blå. Hvis gasserne blandes, kan der produceres mellemfarver.

Den anden måde at fremstille farver på er at beklæde glasset med en fosfor eller et andet kemikalie, der vil gløde en bestemt farve, når det tændes. På grund af de tilgængelige belægninger bruger de fleste moderne lys ikke længere neon, men er lysstofrør, der er afhængige af en kviksølv / argonudladning og en fosforbelægning. Hvis du ser et klart lys, der lyser i en farve, er det et ædelgaslys.

En anden måde at ændre lysets farve på, selvom det ikke bruges i lysarmaturer, er at kontrollere energien, der leveres til lyset. Mens du normalt ser en farve pr. Element i et lys, er der faktisk forskellige energiniveauer til rådighed for ophidsede elektroner, der svarer til et spektrum af lys, som elementet kan producere.

• Geissler betragtes som faren for lysstofrør. Hans "Geissler Tube" var et glasrør med elektroder i hver ende indeholdende en gas ved delvist vakuumtryk. Han eksperimenterede lysbue gennem forskellige gasser for at producere lys. Røret var basis for neonlyset, kviksølvdamplys, fluorescerende lys, natriumlampe og metalhalogenidlampe.

• Ramsay og Travers lavede en neonlampe, men neon var ekstremt sjælden, så opfindelsen var ikke omkostningseffektiv.

• Moore installerede kommercielt "Moore Tube", der løb en elektrisk lysbue gennem nitrogen og kuldioxid for at producere lys.

• Mens Claude ikke opfandt neonlampen, udtænkte han en metode til at isolere neon fra luft, hvilket gjorde lyset overkommeligt. Neonlyset blev demonstreret af Georges Claude i december 1910 på Paris Motor Show. Claude arbejdede oprindeligt med Moore's design, men udviklede et pålideligt lampedesign og indrettede markedet for lysene indtil 1930'erne.