Неон — это химический элемент, который обычно используется в вывесках и других осветительных приборах. Когда электричество подается на неоновый газ, он излучает яркое свечение. Неоновые вывески известны своими яркими цветами, особенно культовым красно-оранжевым оттенком. Однако неон на самом деле способен светиться различными цветами в зависимости от состава газа и электрических условий. В этой статье мы подробнее рассмотрим, как неон излучает свет, какие факторы определяют цвет и какие цвета неона возможны.
Неон — это благородный газ, который в небольших количествах содержится в атмосфере Земли. Его атомный номер равен 10, а химический символ — Ne. При нормальных условиях неон — это бесцветный инертный газ без запаха. Однако, когда электричество подается на неон, он излучает яркое свечение из-за явления, называемого электролюминесценцией. Это происходит, когда электроны в атомах неона поглощают энергию из электрического тока и временно переходят на более высокие энергетические уровни. Когда электроны возвращаются на свои нормальные уровни, энергия высвобождается в виде света. Цвет этого испускаемого света зависит от спектра длин волн.
Неон светится из-за электролюминесценции, как объяснялось выше. Более конкретно:
Электрический ток подается на неоновый газ, который содержит несвязанные атомы с электронами в их самых низких энергетических состояниях, называемых основным состоянием. Электрическое поле ускоряет электроны, давая им достаточно энергии для перехода на более высокие энергетические уровни.
Возбужденные электроны нестабильны на этих более высоких энергетических уровнях. Когда они возвращаются в основное состояние, электроны испускают энергию в виде фотонов.
Фотоны взаимодействуют с нашими глазами, и мы воспринимаем это как цветной свет. Цвет зависит от длины волны фотонов. В чистом неоновом газе это производит оранжево-красное свечение.
Существует несколько ключевых факторов, определяющих цвет неонового свечения:
Чистый неоновый газ излучает этот классический оранжево-красный свет. Однако другие цвета можно получить, используя различные комбинации благородных газов, например:
При использовании нескольких газов их электроны испускают фотоны на немного разных длинах волн, изменяя общий получаемый цвет.
Более высокое давление газа приводит к более частым столкновениям между атомами. Это немного смещает излучаемые длины волн, изменяя цвет неона. Более низкое давление смещает цвет в сторону синего, а более высокое — в сторону красного.
Интенсивность электрического тока также влияет на длины волн фотонов. Больший ток смещает цвет в сторону синего, а меньший ток смещает его в сторону красного.
Трубки малого диаметра приводят к более частым столкновениям атомов, создавая более интенсивный красный цвет. Трубки большего диаметра производят оранжевые и желтые оттенки.
Следы загрязнений вносят дополнительные уровни энергии электронов, изменяя испускаемые фотоны. Например, небольшое количество паров ртути может сместить неоновый оранжевый цвет на синий.
Управляя газовым составом, давлением, током, размером трубки и чистотой, неоновые трубки могут создавать радугу разных цветов. Вот несколько примеров:
| Цвет | Состав газа |
|---|---|
| Красно-оранжевый | Чистый неон |
| Синий | Неон + аргон |
| Фиолетовый | Неон + гелий или ксенон |
| Желтый | Неон + криптон |
| Белый | Неон + аргон + ртуть |
| Зеленый | Неон + аргон + гелий |
Более холодные белые оттенки также можно получить, комбинируя неон с аргоном, криптоном и ксеноном. Регулировка размера трубки, давления и тока вместе с составом газа позволяет получить широкий спектр возможных неоновых цветов.
Если вы когда-либо бродили по улицам большого города ночью, вы, вероятно, видели яркие неоновые вывески, освещающие фасады зданий множеством цветов. Хотя наиболее распространенными являются красный и синий, опытные художники по неону могут создавать вывески практически любого цвета, манипулируя условиями неоновой трубки.
Некоторые примеры цветов неоновых вывесок включают:
Когда вы едете или гуляете по городу ночью, внимательно смотрите на неоновые вывески местных баров и ресторанов. Вы, скорее всего, увидите неон, подсвеченный радугой разных оттенков.
Помимо вывесок, неон также может использоваться в качестве художественного средства для создания ярких, красочных произведений искусства и инсталляций.
Например, в Музее неона в Варшаве, Польша, представлены сохранившиеся неоновые вывески и объекты, которые демонстрируют неоновое наследие Польши.
Многие художники по неону сгибают и формируют трубки, превращая их в абстрактные скульптуры и картины. Поскольку можно получить любой цвет, это позволяет создавать неоновое искусство в оттенках от ярко-бирюзового до насыщенного пурпурного.
Подводя итог, можно сказать, что в то время как чистый неон создает это знаменитое теплое красно-оранжевое свечение, неоновые трубки на самом деле могут излучать свет в широком спектре цветов, изменяя:
Итак, да, неон может светиться практически любым цветом, от красного до фиолетового, от белого до зеленого. В следующий раз, когда увидите неоновую вывеску, присмотритесь к ее красочному свечению.
Хотя большинство людей ассоциируют яркое свечение неона с красно-оранжевым, неоновые трубки на самом деле могут производить спектр различных цветов, изменяя состав газа, давление, ток, размер трубки и чистоту. От неоново-синего до неоново-розового можно получить широкий спектр ярких оттенков. Цветовые возможности неона позволяют использовать его не только для вывесок, но и для подсветки произведений искусства и инсталляций. Так что в следующий раз, когда вы увидите неон, освещающий витрину магазина, присмотритесь, и вы можете стать свидетелем того, как неон светится в удивительном новом оттенке.