مثير للإعجاب

كيف تعمل أضواء النيون (شرح بسيط)

كيف تعمل أضواء النيون (شرح بسيط)

أضواء النيون ملونة ومشرقة وموثوق بها ، لذلك يمكنك رؤيتها تستخدم في العلامات والعروض وحتى أشرطة الهبوط بالمطار. هل تساءلت يوما كيف تعمل وكيف يتم إنتاج ألوان مختلفة من الضوء؟

الوجبات السريعة الرئيسية: أضواء النيون

  • يحتوي ضوء النيون على كمية ضئيلة من غاز النيون تحت ضغط منخفض.
  • توفر الكهرباء الطاقة لتجريد الإلكترونات من ذرات النيون ، مما يؤينها. تنجذب الأيونات إلى أطراف المصباح ، لتكمل الدائرة الكهربائية.
  • يتم إنتاج الضوء عندما تكتسب ذرات النيون طاقة كافية لتصبح متحمسًا. عندما تعود الذرة إلى حالة طاقة أقل ، فإنها تصدر فوتون (الضوء).

كيف يعمل ضوء النيون

يمكنك عمل علامة نيون مزيفة ، ولكن أضواء النيون الحقيقية تتكون من أنبوب زجاجي مملوء بكمية صغيرة (ضغط منخفض) من غاز النيون. يستخدم النيون لأنه واحد من الغازات النبيلة. إحدى خصائص هذه العناصر هي أن كل ذرة لها غلاف إلكترون ممتلئ ، لذلك لا تتفاعل الذرات مع ذرات أخرى وتستغرق الكثير من الطاقة لإزالة الإلكترون.

يوجد قطب كهربائي عند طرفي الأنبوب. يعمل ضوء النيون في الواقع إما باستخدام التيار المتردد (التيار المتردد) أو التيار المستمر (التيار المباشر) ، ولكن إذا تم استخدام التيار المستمر ، فإن التوهج لا يُرى إلا حول إلكترود واحد. يستخدم التيار المتردد لمعظم أضواء النيون التي تراها.

عندما يتم تطبيق الجهد الكهربائي على المحطات (حوالي 15000 فولت) ، يتم توفير طاقة كافية لإزالة الإلكترون الخارجي من ذرات النيون. إذا لم يكن هناك جهد كافي ، فلن تكون هناك طاقة حركية كافية للإلكترونات لتفادي ذراتها ولن يحدث شيء. تنجذب ذرات النيون الموجبة الشحنة (الموجبة) إلى الطرف السالب ، في حين تنجذب الإلكترونات الحرة إلى المحطة الموجبة. هذه الجسيمات المشحونة ، التي تسمى البلازما ، تكمل الدائرة الكهربائية للمصباح.

إذن من أين يأتي الضوء؟ ذرات الأنبوب تتحرك حولها ، تضرب بعضها البعض. ينقلون الطاقة لبعضهم البعض ، بالإضافة إلى إنتاج الكثير من الحرارة. بينما تفلت بعض الإلكترونات من ذراتها ، يكتسب البعض الآخر طاقة كافية لتصبح "متحمسة". هذا يعني أن لديهم حالة طاقة أعلى. إن الإثارة تشبه تسلق السلم ، حيث يمكن أن يكون الإلكترون على درجة معينة من السلم ، وليس فقط في أي مكان طوله. يمكن للإلكترون أن يعود إلى طاقته الأصلية (الحالة الأرضية) عن طريق إطلاق تلك الطاقة كفوتون (ضوء). يعتمد اللون الذي يتم إنتاجه على الطاقة البعيدة عن الطاقة الأصلية. مثل المسافة بين درجات سلم ، هذا هو الفاصل الزمني المحدد. لذلك ، كل إلكترون متحمس للذرة يطلق طول موجي مميز من الفوتون. بمعنى آخر ، يطلق كل غاز نبيلة متحمس لونًا مميزًا من الضوء. بالنسبة للنيون ، هذا ضوء برتقالي محمر.

كيف يتم إنتاج ألوان أخرى من الضوء

ترى الكثير من الألوان المختلفة للعلامات ، لذلك قد تتساءل كيف يعمل هذا. هناك طريقتان رئيسيتان لإنتاج ألوان أخرى من الضوء إلى جانب اللون البرتقالي والأحمر للنيون. طريقة واحدة هي استخدام غاز آخر أو مزيج من الغازات لإنتاج الألوان. كما ذكرنا سابقًا ، يطلق كل غاز نبيل لونًا مميزًا من الضوء. على سبيل المثال ، يضيء الهيليوم باللون الوردي ، والكريبتون أخضر ، والأرجون أزرق. إذا كانت الغازات مختلطة ، يمكن إنتاج ألوان وسيطة.

تتمثل الطريقة الأخرى لإنتاج الألوان في تغطية الزجاج بفوسفور أو مادة كيميائية أخرى تتوهج بلون معين عند تنشيطه. بسبب مجموعة الطلاءات المتاحة ، لم تعد الأضواء الحديثة تستخدم النيون ، بل مصابيح الفلورسنت التي تعتمد على تصريف الزئبق / الأرجون وطلاء الفسفور. إذا رأيت ضوءًا واضحًا يتوهج بلون ، فهو ضوء غاز نبيل.

هناك طريقة أخرى لتغيير لون الضوء ، على الرغم من عدم استخدامها في مصابيح الإضاءة ، وهي التحكم في الطاقة التي يتم توفيرها للضوء. بينما ترى عادةً لونًا واحدًا لكل عنصر في الضوء ، توجد بالفعل مستويات طاقة مختلفة متاحة للإلكترونات المفعمة بالحيوية ، والتي تتوافق مع طيف الضوء الذي يمكن لهذا العنصر إنتاجه.

تاريخ موجز لنور النور

هاينريش جيسلر (1857)

  • يعتبر Geissler والد مصابيح الفلورسنت. كان "أنبوب Geissler" عبارة عن أنبوب زجاجي به أقطاب كهربائية على كلا الجانبين يحتوي على غاز بضغط فراغ جزئي. جرب الانحناء الحالي من خلال غازات مختلفة لإنتاج الضوء. كان الأنبوب أساسًا لضوء النيون وضوء بخار الزئبق وضوء الفلورسنت ومصباح الصوديوم ومصباح الهاليد المعدني.

ويليام رامزي وموريس دبليو ترافرز (1898)

  • قام Ramsay و Travers بعمل مصباح نيون ، لكن نيون كان نادرًا للغاية ، لذلك لم يكن الاختراع فعالًا من حيث التكلفة.

دانييل مكفارلان مور (1904)

  • قام "مور" بتركيب "أنبوب مور" تجاريًا ، والذي يدير قوسًا كهربائيًا عبر النيتروجين وثاني أكسيد الكربون لإنتاج الضوء.

جورج كلود (1902)

  • في حين لم يخترع كلود مصباح النيون ، فقد ابتكر طريقة لعزل النيون عن الهواء ، مما جعل الضوء في متناول اليد. قام جورج كلود بإظهار ضوء النيون في ديسمبر عام 1910 في معرض باريس للسيارات. عمل كلود في البداية مع تصميم مور ، لكنه طور تصميمًا موثوقًا للمصباح من جانبه ، وحاصرت السوق للأضواء حتى الثلاثينيات.

شاهد الفيديو: مصباح النيون (أغسطس 2020).