استفاده از گازهای صنعتی در تولید لامپ نئون

نئون به همراه هلیوم، آرگون، کریپتون، زنون و رادون به دسته ی گازهای نجیب تعلق دارد. آنها با هم گروه ۱۸ جدول تناوبی را تشکیل می دهند. گازهای نجیب خاصیت غیرواکنش پذیری دارند، این بدان دلیل است که پوسته خارجی همه آنها از الکترون پوشیده شده است، بنابراین کاملاً پایدار هستند. به زبان ساده، نئون در دمای اتاق بی رنگ، بی بو و بی اثر بوده، بنابراین گاز خطرناکی به شمار نمی رود. گاز نئون به طور طبیعی در هوایی که تنفس می کنید و حتی در جو بیرونی کره ماه وجود دارد. به محض اینکه آن را در چگالی بالاتر جدا کنید (اینجا همان جایی است که تیوب شیشه وارد می شود) و ولتاژ الکتریکی متوسطی روی آن اعمال کنید، واکنش پذیر شده و درخشان می گردد.

چراغ های نئون از یک لوله یا تیوب شیشه ای مهر و موم شده تشکیل شده است که حاوی مقدار کمی گاز نئون می باشد. در هر انتهای لوله یک الکترود وجود دارد که اجازه می دهد لوله به منبع برق متصل شود و یک مدار الکتریکی ایجاد کند. هنگامی که ولتاژ الکتریکی به اتم های نئون اعمال می شود، انرژی یک الکترون را از پوسته خارجی اتم خارج می کند – با از دست دادن یک الکترود در این مرحله، اتم های نئون بار مثبت پیدا می کنند و به پایانه منفی جذب می گردند، در حالی که الکترون های منفرد جذب ترمینال های مثبت می شوند.

این حرکت اتم ها و الکترودها باعث تولید نور می شود: با برخورد اتم ها به یکدیگر و آزاد شدن الکترودها به شکل فوتون، نور و گرما تولید می گردد. الکترودهای هر گاز نجیب طول موج مشخص و معینی از فوتون ها را آزاد می کند که تعیین کننده رنگ تابش گاز است – به عنوان مثال نئون قرمز / نارنجی می درخشد. نئون به شکل خالص و در یک لوله شیشه ای شفاف به رنگ قرمز کلاسیک درمی آید.

تمام علائم نئون که به رنگ قرمز کلاسیک نیستند، در واقع حاوی نئون گازی نیستند. هر یک از گازهای نجیب هنگام قرار گرفتن در معرض ولتاژ بالا به رنگ خاص خود می درخشند. به عنوان مثال گاز هلیوم صورتی، کریپتون خاکستری، زنون در آبی تیره و آرگون در آبی روشن، نئون نارنجی-قرمز، کربن دی اکسید سفید و هیدروژن قرمز می درخشد. امروز همه رنگ ها به جز قرمز کلاسیک در واقع حاوی آرگون هستند. دلیل آن این است که آرگون گازی است که برای واکنش دادن به کمترین مقدار ورودی الکتریکی نیاز دارد و بنابراین از همه کمترین انرژی را مصرف می کند. پس نیاز به انواع گاز لامپ نئون دارند.

علاوه بر قرمز نارنجی-نئون، دو روش اصلی برای تولید رنگ های دیگر وجود دارد. یک راه استفاده از گاز دیگر یا مخلوط گازها برای تولید رنگ است. همانطور که قبلاً ذکر شد، هر گاز نجیب رنگ مشخصی از نور را آزاد می کند. در صورت مخلوط شدن گازها می توان رنگ های میانی تولید کرد. روش دیگر برای تولید رنگ، پوشش شیشه با فسفر یا ماده شیمیایی دیگری است که با روشن شدن انرژی، به رنگ خاصی می درخشد. به دلیل طیف وسیعی از پوشش های موجود، اکثر چراغ های مدرن دیگر از نئون استفاده نمی کنند، بلکه لامپ های فلورسنت هستند که به تخلیه جیوه / آرگون و یک پوشش فسفر متکی هستند. اگر می بینید که یک نور شفاف در یک رنگ می درخشد، این نور گاز نجیب است. روش دیگر برای تغییر رنگ نور، اگرچه در وسایل روشنایی استفاده نمی شود، کنترل انرژی تأمین شده به نور است. در حالی که شما معمولاً به ازای هر عنصر در یک نور یک رنگ می بینید، در واقع سطح انرژی متفاوتی برای الکترون های برانگیخته وجود دارد که مربوط به طیفی از نور است که این عنصر می تواند تولید کند.