Hoe neonlichten werken (een eenvoudige uitleg)

Neonlichten zijn kleurrijk, helder en betrouwbaar, dus je ziet ze worden gebruikt in borden, displays en zelfs landingsbanen op luchthavens. Heb je je ooit afgevraagd hoe ze werken en hoe verschillende kleuren licht worden geproduceerd?

Belangrijkste afhaalrestaurants: Neonlichten

• Een neonlicht bevat een kleine hoeveelheid neongas onder lage druk.
• Elektriciteit levert energie om elektronen van neonatomen te verwijderen en te ioniseren. Ionen worden aangetrokken door de aansluitklemmen van de lamp, waardoor het elektrische circuit wordt voltooid.
• Licht wordt geproduceerd wanneer neonatomen voldoende energie krijgen om opgewonden te raken. Wanneer een atoom terugkeert naar een lagere energietoestand, laat het een foton (licht) vrij.

Hoe een neonlicht werkt

Je kunt zelf een nep-neon-teken maken, maar echte neonlichten bestaan ​​uit een glazen buis gevuld met een kleine hoeveelheid (lage druk) neongas. Neon wordt gebruikt omdat het een van de edelgassen is. Een kenmerk van deze elementen is dat elk atoom een ​​gevulde elektronenschil heeft, zodat de atomen niet reageren met andere atomen en het kost veel energie om een ​​elektron te verwijderen.

Er is een elektrode aan beide uiteinden van de buis. Een neonlicht werkt eigenlijk met behulp van AC (wisselstroom) of DC (gelijkstroom), maar als DC-stroom wordt gebruikt, is de gloed alleen rond één elektrode zichtbaar. Wisselstroom wordt gebruikt voor de meeste neonlichten die u ziet.

Wanneer een elektrische spanning op de klemmen wordt aangelegd (ongeveer 15.000 volt), wordt voldoende energie geleverd om een ​​buitenelektron uit de neonatomen te verwijderen. Als er niet genoeg spanning is, is er niet genoeg kinetische energie voor de elektronen om aan hun atomen te ontsnappen en gebeurt er niets. De positief geladen neonatomen (kationen) worden aangetrokken door de negatieve pool, terwijl de vrije elektronen worden aangetrokken door de positieve pool. Deze geladen deeltjes, plasma genoemd, voltooien het elektrische circuit van de lamp.

Dus waar komt het licht vandaan? Atomen in de buis bewegen rond en raken elkaar. Ze dragen energie over op elkaar en er wordt veel warmte geproduceerd. Terwijl sommige elektronen aan hun atomen ontsnappen, krijgen anderen voldoende energie om "opgewonden" te raken. Dit betekent dat ze een hogere energietoestand hebben. Opgewonden zijn is als het beklimmen van een ladder, waarbij een elektron op een bepaalde sport van de ladder kan staan, niet alleen ergens op zijn lengte. Het elektron kan terugkeren naar zijn oorspronkelijke energie (grondtoestand) door die energie vrij te geven als een foton (licht). De kleur van het geproduceerde licht hangt af van hoe ver de opgewonden energie van de oorspronkelijke energie verwijderd is. Net als de afstand tussen sporten van een ladder, is dit een ingesteld interval. Dus elk geëxciteerd elektron van een atoom geeft een karakteristieke golflengte van foton af. Met andere woorden, elk opgewonden edelgas geeft een karakteristieke lichtkleur af. Voor neon is dit een rood-oranje licht.

Hoe andere kleuren licht worden geproduceerd

Je ziet veel verschillende kleuren tekens, dus je kunt je afvragen hoe dit werkt. Er zijn twee hoofdmanieren om andere kleuren licht te produceren dan het oranjerood van neon. Een manier is om een ​​ander gas of een mengsel van gassen te gebruiken om kleuren te produceren. Zoals eerder vermeld, geeft elk edelgas een karakteristieke lichtkleur af. Helium gloeit bijvoorbeeld roze, krypton is groen en argon is blauw. Als de gassen worden gemengd, kunnen tussenliggende kleuren worden geproduceerd.

De andere manier om kleuren te produceren, is door het glas te coaten met een fosfor of een andere chemische stof die een bepaalde kleur zal gloeien wanneer deze wordt geactiveerd. Vanwege het scala aan beschikbare coatings, gebruiken de meeste moderne lampen niet langer neon, maar zijn fluorescentielampen die afhankelijk zijn van een kwik / argon-ontlading en een fosforcoating. Als u een helder licht in een kleur ziet gloeien, is het een nobel gaslicht.

Een andere manier om de kleur van het licht te veranderen, hoewel het niet in verlichtingsarmaturen wordt gebruikt, is om de aan het licht geleverde energie te regelen. Hoewel je meestal één kleur per element in een licht ziet, zijn er in feite verschillende energieniveaus beschikbaar voor geëxciteerde elektronen, die overeenkomen met een spectrum van licht dat dat element kan produceren.

Korte geschiedenis van het neonlicht

Heinrich Geissler (1857)

• Geissler wordt beschouwd als de vader van fluorescentielampen. Zijn "Geissler Tube" was een glazen buis met elektroden aan beide uiteinden met een gas met gedeeltelijke vacuümdruk. Hij experimenteerde boogstroom door verschillende gassen om licht te produceren. De buis was de basis voor het neonlicht, kwikdamplicht, fluorescerend licht, natriumlamp en metaalhalogenidelamp.

William Ramsay & Morris W. Travers (1898)

• Ramsay en Travers maakten een neonlamp, maar neon was uiterst zeldzaam, dus de uitvinding was niet kosteneffectief.

Daniel McFarlan Moore (1904)

• Moore installeerde commercieel de "Moore Tube", die een elektrische boog door stikstof en kooldioxide liet stromen om licht te produceren.

Georges Claude (1902)

• Hoewel Claude de neonlamp niet heeft uitgevonden, heeft hij wel een methode bedacht om neon van lucht te isoleren, waardoor het licht betaalbaar is. Het neonlicht werd gedemonstreerd door Georges Claude in december 1910 op de Autosalon van Parijs. Claude werkte aanvankelijk met het ontwerp van Moore, maar ontwikkelde zelf een betrouwbaar lampontwerp en zette de markt voor de lichten in de hoek tot de jaren 1930.