Неон — это газ. До конца 19 века он спокойно исполнял почетную обязанность быть частью земной атмосферы. Но тут его открыл английский химик Уильям Рамзай. И спокойной жизни пришел конец. Находчивые инженеры изобрели неоновые лампы, и в 20 годы 20 столетия неоновая реклама покорила весь мир.
Настоящий цвет неона
Когда мы думаем о неоне, то представляем себе горящие разными цветами названия магазинов и ресторанов. На самом – то деле неон светится ярким, красно – оранжевым светом. Богатой гаммы цветов добиваются введением в газ ламп паров ртути и натрия. В Лас-Вегасе улицы ярко освещены изогнутыми газовыми трубками, зазывающими туристов поиграть в казино или послушать пение Уэйна Ньютона.
Как добывают неон?
Неон содержится в атмосфере, поэтому может именно в этот момент, вы вдыхаете чуть – чуть неона. Не волнуйтесь, в одном литре воздуха неона так мало, что его не хватит, чтобы наполнить зернышко воздушной кукурузы. Чтобы отделить неон от воздуха, воздух приходиться сжижать. Точно так же как вода, когда она при охлаждении переходит из парообразного состояния в жидкое, воздух при снижении температуры превращается в жидкость. Только с водой это происходит при 100 градусах Цельсия, а с неоном при минус 246 градусах Цельсия – именно такова температура кипения неона. Жидкий неон отделяется от других составных частей воздуха. При сжижении неон получается в смеси с азотом и гелием.
Повышая температуру и давление смеси, химики удаляют из нее азот. Гелий удаляется с помощью процесса, называемого адсорбцией. При этом молекулы газов осаждают на твердых веществах. Молекулы неона лучше пристают к поверхности активированного угля, чем молекулы гелия. Это их свойство используют для разделения смеси. Чтобы получить один килограмм неона, надо обработать 88000 килограммов воздуха.
Причина свечения?
Если налить холодный жидкий неон в стакан, можно увидеть, что он прозрачный и бесцветный — во всяком случае, на ярко – красную расцветку нет и намека. Почему же тогда в рекламе неон ярко светится разными цветами? Закачанный в трубки неон состоит из миллиардов и миллиардов атомов. Каждый атом неона имеет на орбите вокруг ядра десять электронов. Оба конца неоновой трубки подключены к электрической цепи.
Когда ток включен, он проходит вдоль трубки: электроны перескакивают с атома на атом, как им и положено при прохождении тока. Атомы неона возбуждаются при столкновении с электронами так же, как человек, которого грубо толкнули в толпе. Электроны в атоме неона не склонны к бродяжничеству, поэтому после возбуждения атом успокаивается и электрон возвращается на свое место. В результате атом испускает фотон света. Энергия этих фотонов лежит в красной части спектра видимого света.
Цвета других газов
Другие газы при возбуждении испускают фотоны других цветов. Например, пары ртути, которая содержит в атоме 80 электронов, при возбуждении излучают голубой свет. Разница между голубым и красным светом — это разница в энергии фотонов. Фотоны, испускаемые атомом ртути, обладают более высокой энергией, чем фотоны атомов неона. Натриевые лампы, используемые для освещения автострад, излучают ярко – желтый свет. Его фотоны более энергоемки, чем фотоны красного света, но менее энергоемки, чем фотоны синего.
Когда электрический ток протекает по неоновой трубке, некоторые атомы возбуждаются (при столкновении с электронами), другие же остаются в нормальном невозбужденном состоянии. Затем они меняются местами. Каждый атом выглядит, как мерцающая лампочка: то один мигнет, то другой. В результате мы воспринимаем неоновую трубку, светящуюся ровным светом. Когда ток выключается, неон приходит в своё обычное состояние, то есть становится бесцветным.