Wie Neonlampen Arbeit Erklären Sie, dass Stuff
W Hut macht nächtliche Städte sprudeln und Knistern mit dem Leben? Hell farbige Neonröhren eine große Rolle spielen. Wenn Sie jemals das Licht tanzt in Tokio, New York City oder London gesehen haben, wissen Sie genau, was ich meine. Ganze Straßenzüge scheinen die Neon schaltet lebendig die Minute zu springen. Streng genommen, Lampen mit Neon-Gas gefüllt ist, können nur rotes Licht machen, und Sie müssen andere Gase andere Farben zu bilden. In der Tat, durch verschiedene Gase mischen, ist es möglich, über 150 verschiedene Farben von „Neon“ mit fast jeder Farbe Licht und Farbe des Nachthimmel machen Sie mögen! Werfen wir einen genaueren Blick auf, wie diese Dinge funktionieren.
Foto: Neonleuchten im Shinjuku Bezirk von Tokyo, Japan. Foto von Lynn Jenkins mit freundlicher Genehmigung von Defense Bildern.
Wie Atome machen Licht zum Leben erweckt
Wenn Sie schon in unserem Artikel über Licht lesen. Sie wissen, dass Atome Licht erzeugen, wenn sie Energie und werden „aufgeregt“ absorbieren. In ihrem angeregten Zustand sind sie auch instabil, so dass sie schnell die Energie gibt sie absorbierten mich wieder zur Normalität zurück. Sie tun dies, indem sie winzige Pakete von Lichtenergie Photonen genannt.
Sie können diese Idee verwenden, um ein elektrisches Licht zu machen. Angenommen, Sie ein Rohr voller Atom füllen und abdichten an beiden Enden nach oben. stellt eine Art elektrischen Gerät jetzt im Innern der Röhre, die Energieeinspeisung an die Atom halten kann. Wenn Sie auf den Netzschalter, werden die Atome ständig aufregen und Licht geben. Das ist ziemlich viel, wie eine Leuchtstofflampe funktioniert-und es ist wie eine Neonröhre als gut funktioniert. (Lassen Sie sich beachten Sie auch beiläufig, dass es ist, wie ein Laser funktioniert auch, wenn auch in einem Laser das austretende Licht in einen super-konzentrierten Strahl hergestellt wird.)
Wie Neonlampen Arbeit
Warum ist Neonlicht rot?
Foto: Wenn Elektronen in Neon-Atom aus ihrem „angeregten“ Zustand zu ihrem „Boden“ (unexcited) Zustand zurückkehren, geben sie aus Energiepaketen genannt Quanten, die unsere Augen als rotes Licht zu sehen. In Argonatome, sind die Quanten größer und unsere Augen sehen, wie sie als höherfrequenten blaues Licht.
Die Energieniveaus in Atomen sind ein bisschen wie Sprossen einer Leiter oder Stufen auf einer Treppe. Elektronen können nur an den Sprossen oder Stufen, nicht auf den Lücken dazwischen. Das bedeutet, dass Atome Energie absorbieren oder freigeben nur in Paketen fester Größe (genannt Quanten., Welche die Mehrzahl von Quanten ist) und Atome verschiedenen chemische Elemente Quanten geben, die größer oder kleiner, je nach ihrem genauen inneren Aufbau. Atome, die geben größere Energiequanten stellen höherfrequenten (bluer) -Licht als Atome, die kleine Quanten geben. In Neon, die Quanten der Energie, die entspricht ausgegeben werden genau mit Licht, das wir als rot zu sehen. Andere Edelgase machen Licht unterschiedlicher Farben. Argon, zum Beispiel, macht blaues Licht so, wenn Sie „Neon“ Lampen leuchtenden blau sehen, sind Sie eigentlich an Rohren mit Argon gefüllt suchen, nicht Neon. Es gibt zwei Möglichkeiten, um andere Farben zu machen. Sie können in der gleichen „Neon“ Röhre mehr als ein Gas setzen. Um grüne Rohre zu machen, müssen Sie Neon und Argon zusammen. Für lila, dann würden Sie Argon und Xenon verwenden. Sie können auch die Farbe ändern, die ein Rohr durch die Malerei seiner Wände mit Leuchtstoffen in verschiedenen Farben macht. So können Sie einen blauen Leuchtstoff auf einem roten Neonröhre gemalt verwenden, um rosaes Licht zu machen, oder ein grüner Leuchtstoff mit roten Neon-orange Licht zu machen.
Warum „Kaltkathode“?
Sie werden manchmal Neonreklamen bezeichnet als Beispiel für Kaltkathoden-Beleuchtung sehen. Das macht keinen Sinn, es sei denn, Sie verstehen, dass verschiedene andere elektrische Geräte eine heiße Kathode verwendet werden. Aber was ist eine Kathode sowieso.
In einer Lampe mit zwei elektrischer Hinsicht ist die positive Klemme der Anode (der grüne Terminal in der Grafik oben oben) und die negative Eine davon ist die Kathode genannt genannt (der blaue Terminal auf der linken Seite). In einer Heißkathodeneinrichtung weist die Kathode mit einem Glühfaden (ein kleines Heizelement), um Elektronen „abkochen“ seine oberflächen und dann etwas nützlich, erhitzt werden. Glühkathoden wurden in Vakuumröhren verwendet, die als Computer-Schalter verwendet wurden vor Transistoren erfunden wurden. Sie sind auch in Kathodenstrahlröhren verwendet. wie diejenigen, die das Bild in einem altmodischen TV (einen dieser wirklich alten, die an der Rückseite herausragt) und die Graph-Spuren auf Oszilloskope machen. Das Licht, das Sie auf dieser Art von TV-Bildschirm zu sehen kommt von Energie freigesetzt, wenn die Kathode erhitzt wird, um es Elektronen abgibt. Die Elektronen (die als „Kathodenstrahlen“ historisch bekannt wurden) machen Ihr Fernsehbild, wenn sie das Rohr nach unten fliegen und zerschlagen in den phosphorbeschichteten Bildschirm an der Vorderseite. In einer Neonlampe wird Licht durch Anregen Gasatom in dem Raum zwischen zwei Elektroden und es gibt keine Notwendigkeit für eine heiße Kathode. Aber nur, weil die Kathode nicht erhitzt wird, so folgt daraus noch nicht, dass eine Neonlampe ist kalt; in der Tat, werden Sie Neonlampen überraschend heiß finden, wenn Sie irgendwo in der Nähe von ihnen stehen!
Wer erfand Neonlampen?
Hier ist eine faszinierende Darstellung von Claudes US-Patent, eingereicht in 1915. Sie können die Haupt Neonröhre an der Spitze sehen (was ich rot gefärbt habe), mit seinen zwei Elektroden (gelb) an jedem Ende. Claude hatte entdeckt, dass Verunreinigungen in Neon-Gas ernsthaft beeinträchtigen könnten, wie gut seine Lampen gearbeitet, so dass die Bits von Geräten in der Mitte wurden entwickelt, um das Neon zu reinigen, bevor das Rohr elektrisch beleuchtet war, dann entfernt. Die blaue Linie ist eine Verbindung zu einer Vakuumpumpe; Der grüne Kolben enthält Holz oder Holzkohle Verunreinigungen zu absorbieren; und die größere Orangengefäß unterhalb enthält flüssige Luft. Gemeinsam führten diese Dinge heraus, was Claude wie „an Ort und Stelle, um ein überaus wirksames Reinigungsverfahren mit einem hohen Reinheitsgrad des Neons zu erhalten.“
Finde mehr heraus
Für ältere Leser
Für jüngere Leser
- NASA Launchpad: Neon Lights - Spektroskopie in Aktion. Eine einfache Einführung in den Neonlichtern und wie das Prinzip der verschiedenen Gas verschiedene Farben machen kann in der astronomischen Forschung verwendet werden.
- Die Herstellung von Leuchtreklamen. Eine Einführung in den Menschen, die Zeichen Handwerk Neon, aus Hong Kong Museum für visuelle Kultur.
- Leuchtreklamen. Eine Video-Diashow von Leuchtreklamen in Las Vegas und Umgebung.