איך אורות ניאון עובדים (הסבר פשוט)

אורות נאון הם צבעוניים, בהירים ואמינים, כך שאתה רואה אותם משמשים בשלטים, בתצוגות ואפילו ברצועות נחיתה של שדה תעופה. האם תהית אי פעם איך הם עובדים ואיך נוצרים צבעי אור שונים?

Takeaways Key: אורות ניאון

אתה יכול לעשות שלט ניאון מזויף עצמך, אבל אורות ניאון אמיתיים מורכבים מצינור זכוכית מלא בכמות קטנה (לחץ נמוך) של ניאון גז. ניאון משמש כיוון שהוא אחד ה גזים אצילים. מאפיין אחד של היסודות הללו הוא שלכל אטום יש מעטפת אלקטרונית מלאה, כך שהאטומים אינם מגיבים עם אטומים אחרים ונדרש הרבה אנרגיה בכדי להסיר אלקטרונים.

יש אלקטרודה בשני קצות הצינור. נורת ניאון פועלת למעשה באמצעות AC (זרם חילופין) או DC (זרם ישר), אך אם משתמשים בזרם DC, הזוהר נראה רק סביב אלקטרודה אחת. זרם זרם חילופין משמש לרוב נורות הניאון שאתה רואה.

כאשר מופעל מתח חשמלי על הטרמינלים (כ 15,000 וולט), מסופקת אנרגיה מספקת בכדי להוציא אלקטרון חיצוני מאטומי הניאון. אם אין מספיק מתח, לא יהיה מספיק אנרגיה קינטית שהאלקטרונים יברחו מהאטומים שלהם ושום דבר לא יקרה. אטומי הניאון הטעונים בחיוב (קטיונים) נמשכים לטרמינל השלילי, ואילו האלקטרונים החופשיים נמשכים לטרמינל החיובי. החלקיקים הטעונים האלה, קראו פלזמה, השלם את המעגל החשמלי של המנורה.

אז מאיפה האור בא? אטומים בצינור נעים סביבם ופוגעים זה בזה. הם מעבירים אנרגיה אחד לשני, ובנוסף נוצר חום רב. בעוד אלקטרונים מסוימים נמלטים מהאטומים שלהם, אחרים מרוויחים מספיק אנרגיה כדי להפוך "נרגש". המשמעות היא שיש להם מצב אנרגטי גבוה יותר. להתרגש זה כמו לטפס על סולם, שם אלקטרון יכול להיות על סולם מסוים של הסולם, ולא רק בכל מקום באורכו. האלקטרון יכול לחזור לאנרגיה המקורית שלו (מצב קרקע) על ידי שחרור האנרגיה הזו כפוטון (אור). צבע האור המופק תלוי עד כמה המרוחק זה מזה מהאנרגיה הנרגשת מהאנרגיה המקורית. כמו המרחק בין פעימות הסולם, זהו מרווח מוגדר. אז כל אלקטרון נרגש של אטום משחרר אורך גל אופייני של פוטון. במילים אחרות, כל גז אצילי נרגש משחרר צבע אור אופייני. עבור ניאון זהו אור כתום-אדמדם.

אתה רואה המון צבעים שונים של שלטים, כך שתוכל לתהות איך זה עובד. ישנן שתי דרכים עיקריות לייצר צבעי אור אחרים מלבד הכתום-אדום של הניאון. דרך אחת היא להשתמש בגז אחר או בתערובת של גזים כדי לייצר צבעים. כאמור, כל גז אצילי משחרר צבע אופייני של אור. לדוגמה, הליום זוהר בוורוד, קריפטון ירוק, ו- ארגון הוא כחול. אם הגזים מעורבבים, ניתן לייצר צבעי ביניים.

הדרך הנוספת לייצר צבעים היא ציפוי הזכוכית בזרחן או כימיקלים אחרים שיאירו צבע מסוים כשיהיה מלא אנרגיה. בגלל מגוון הציפויים הקיימים, מרבית הנורות המודרניות כבר אינן משתמשות בניאון, אלא הן מנורות פלורסנט הנשענות על פריקת כספית / ארגון וציפוי זרחן. אם אתה רואה אור צלול זוהר בצבע, זה אור גז אצילי.

דרך נוספת לשנות את צבע האור, למרות שהיא אינה משמשת בגופי תאורה, היא לשלוט על האנרגיה המסופקת לאור. בעוד שבדרך כלל אתה רואה צבע אחד לכל אלמנט באור, ישנם למעשה רמות אנרגיה שונות העומדות לרשות האלקטרונים הנרגשים, המתאימים לספקטרום האור שהאלמנט יכול לייצר.

• גייסלר נחשב לאב המנורות הפלורסנטיות. "שפופרת גייסלר" שלו הייתה צינור זכוכית עם אלקטרודות בשני קצותיו המכיל גז בלחץ ואקום חלקי. הוא ניסה הזרמת זרם דרך גזים שונים כדי לייצר אור. הצינור היה הבסיס למאור הניאון, אור אדי כספית, אור ניאון, מנורת נתרן ומנורת הליד מתכת.

• רמזי וטרברס יצרו מנורת ניאון, אך ניאון היה נדיר ביותר, כך שההמצאה לא הייתה חסכונית.

• מור התקין באופן מסחרי את "צינור מור", שהעביר קשת חשמלית דרך חנקן ופחמן דו חמצני כדי לייצר אור.

• אמנם קלוד לא המציא את מנורת הניאון, אך הוא המציא שיטה לבודד ניאון מהאוויר, מה שהופך את האור לזול. אור הניאון הדגים ג'ורז קלוד בדצמבר 1910 בתערוכת הרכב של פריז. קלוד עבד בתחילה עם עיצובו של מור, אך פיתח עיצוב מנורות אמין משלו והפך את השוק לפנסים עד שנות השלושים.