Hvordan neonlys fungerer (en enkel forklaring)

Neon lys er fargerike, lyse og pålitelige, slik at du ser dem brukes i skilt, skjermer og til og med landingsstrimler på flyplassen. Har du noen gang lurt på hvordan de fungerer og hvordan forskjellige farger på lys produseres?

Key Takeaways: Neon Lights

Du kan lage en falske neonskilt deg selv, men ekte neonlys består av et glassrør fylt med en liten mengde (lavt trykk) av neon gass. Neon brukes fordi det er en av edle gasser. Et kjennetegn ved disse elementene er at hvert atom har et fylt elektronskall, så atomene ikke reagerer med andre atomer og det tar mye energi å fjerne en elektron.

Det er en elektrode i hver ende av røret. Et neonlys fungerer faktisk ved bruk av enten vekselstrøm (vekselstrøm) eller likestrøm (likestrøm), men hvis likestrøm brukes, blir gløden bare sett rundt en elektrode. AC strøm brukes til de fleste neonlys du ser.

Når en elektrisk spenning tilføres terminalene (ca. 15 000 volt), tilføres nok energi til å fjerne et ytre elektron fra neonatomene. Hvis det ikke er nok spenning, vil det ikke være nok kinetisk energi for elektronene å slippe unna atomene deres, og ingenting vil skje. De positivt ladede neonatomene (kationer) tiltrekkes av den negative terminalen, mens de frie elektronene tiltrekkes av den positive terminalen. Disse ladede partiklene, ringte plasma, fullfør den elektriske kretsen til lampen.

Så hvor kommer lyset fra? Atomer i røret beveger seg rundt og treffer hverandre. De overfører energi til hverandre, pluss at det produseres mye varme. Mens noen elektroner slipper unna atomene sine, får andre nok energi til å bli "spent". Dette betyr at de har en høyere energitilstand. Å være begeistret er som å klatre på en stige, der et elektron kan være på en spesiell trinn på stigen, ikke bare hvor som helst på lengden. Elektronet kan gå tilbake til sin opprinnelige energi (grunntilstand) ved å frigjøre den energien som et foton (lys). Fargen på lyset som produseres avhenger av hvor langt fra hverandre den spente energien er fra den opprinnelige energien. Som avstanden mellom en stige, er dette et bestemt intervall. Så frigjør hvert opphisset elektron fra et atom en karakteristisk bølgelengde for foton. Med andre ord frigjør hver opphisset edelgass en karakteristisk lysfarge. For neon er dette et rødoransje lys.

Du ser mange forskjellige farger på tegn, så du kan lure på hvordan dette fungerer. Det er to hovedmåter å produsere andre farger på lys i tillegg til den oransjerøde av neon. En måte er å bruke en annen gass eller en blanding av gasser for å produsere farger. Som nevnt tidligere frigjør hver edelgass en karakteristisk lysfarge. For eksempel lyser helium rosa, krypton er grønn, og argon er blå. Hvis gassene er blandet, kan det produseres mellomfarger.

Den andre måten å produsere farger på er å belegge glasset med en fosfor eller et annet kjemikalie som vil gløde en viss farge når det er strømforsynt. På grunn av utvalget av tilgjengelige belegg bruker de fleste moderne lys ikke lenger neon, men er lysrør som er avhengige av kvikksølv / argonutladning og et fosforbelegg. Hvis du ser et klart lys som lyser i en farge, er det et edelt gasslys.

En annen måte å endre fargen på lyset på, selv om det ikke brukes i lysarmaturer, er å kontrollere energien som leveres til lyset. Mens du vanligvis ser en farge per element i et lys, er det faktisk forskjellige energinivåer som er tilgjengelige for glade elektroner, som tilsvarer et lysspekter som elementet kan produsere.

• Geissler regnes som lysstoffrørens far. Hans "Geissler Tube" var et glassrør med elektroder i hver ende som inneholdt en gass ved delvis vakuumtrykk. Han eksperimenterte lysbue gjennom forskjellige gasser for å produsere lys. Røret var grunnlaget for neonlys, kvikksølvdamplys, lysstoffrør, natriumlampe og metallhalogenidlampe.

• Ramsay og Travers laget en neonlampe, men neon var ekstremt sjelden, så oppfinnelsen var ikke kostnadseffektiv.

• Moore installerte kommersielt "Moore Tube", som kjørte en elektrisk lysbue gjennom nitrogen og karbondioksid for å produsere lys.

• Mens Claude ikke oppfant neonlampen, utviklet han en metode for å isolere neon fra luft, noe som gjorde lyset rimelig. Neonlyset ble demonstrert av Georges Claude i desember 1910 på Paris Motor Show. Claude jobbet opprinnelig med Moores design, men utviklet en pålitelig lampdesign av seg selv og hjalp markedet for lysene frem til 1930-tallet.