Neon to gaz. Pomysłowi inżynierowie wymyślili lampy neonowe, a w latach 20. XX wieku neony podbiły cały świat.
Prawdziwy kolor neonu
Kiedy myślimy o neonach, wyobrażamy sobie nazwy sklepów i restauracji, które świecą różnymi kolorami. W rzeczywistości neon świeci jasnym, czerwono - pomarańczowym światłem. Bogatą gamę kolorów uzyskuje się poprzez wprowadzenie rtęci i pary sodu do lamp gazowych. W Las Vegas ulice są jasno oświetlone zakrzywionymi rurami gazowymi, zachęcającymi turystów do grania w kasynach lub słuchania śpiewu Wayne'a Newtona.
Jak wydobywa się neony?
Neon jest zawarty w atmosferze, więc może w tym momencie wdychasz trochę neonu. Nie martw się, w jednym litrze powietrza jest tak mało neonu, że nie wystarczy wypełnić ziarno popcornu. Aby oddzielić neon od powietrza, powietrze musi zostać upłynnione. Podobnie jak woda, kiedy zmienia się ze stanu pary w ciecz podczas chłodzenia, powietrze zmienia się w ciecz, gdy temperatura spada. Tylko przy wodzie dzieje się to w temperaturze 100 stopni Celsjusza, a przy neonie w temperaturze minus 246 stopni Celsjusza - jest to dokładnie temperatura wrzenia neonu. Ciekły neon oddziela się od innych składników powietrza. Podczas upłynniania uzyskuje się neon w mieszaninie z azotem i helem.
Podnosząc temperaturę i ciśnienie mieszaniny, chemicy usuwają z niej azot. Hel usuwa się za pomocą procesu zwanego adsorpcją. W tym przypadku cząsteczki gazu osadzają się na ciałach stałych.Cząsteczki neonu lepiej przylegają do powierzchni węgla aktywnego niż cząsteczki helu. Ich właściwość służy do rozdzielania mieszaniny. Aby uzyskać kilogram neonu, musisz przetworzyć 88 000 kilogramów powietrza.
Dlaczego neon świeci?
Jeśli wlejesz zimny płynny neon do szklanki, zobaczysz, że jest przezroczysty i bezbarwny - w każdym razie nie ma śladu jasnoczerwonego koloru. Dlaczego zatem w reklamie neon świeci jasno w różnych kolorach? Neon pompowany do tub składa się z miliardów atomów. Każdy atom neonu ma dziesięć elektronów na orbicie wokół jądra. Oba końce rurki neonowej są podłączone do obwodu elektrycznego.
Gdy prąd jest włączony, przechodzi on wzdłuż rurki: elektrony przeskakują z atomu na atom, tak jak powinno być z przepływem prądu. Atomy neonowe są podekscytowane zderzeniem z elektronami w taki sam sposób, jak osoba, która została z grubsza wepchnięta w tłum. Elektrony w atomie neonu nie są podatne na włóczęgostwo, więc po wzbudzeniu atom uspokaja się i elektron powraca na swoje miejsce. W rezultacie atom emituje foton światła. Energia tych fotonów leży w czerwonej części spektrum światła widzialnego.
Barwy innych gazów
Inne gazy emitują fotony o innych kolorach po wzbudzeniu. Na przykład para rtęci, która zawiera 80 elektronów w atomie, emituje niebieskie światło po wzbudzeniu. Różnica między światłem niebieskim a czerwonym to różnica energii fotonów. Fotony emitowane przez atom rtęci mają wyższą energię niż fotony atomów neonu. Lampy sodowe stosowane do oświetlenia autostrad emitują jasne żółte światło. Jego fotony są bardziej energochłonne niż fotony światła czerwonego, ale mniej energochłonne niż fotony niebieskie.
Kiedy prąd przepływa przez rurkę neonową, niektóre atomy są wzbudzane (w zderzeniu z elektronami), podczas gdy inne pozostają w normalnym, nie wzbudzonym stanie. Potem zmieniają miejsca. Każdy atom wygląda jak migocząca żarówka: jeden mruga, a potem drugi. W rezultacie widzimy neonową rurkę świecącą stałym światłem. Kiedy prąd się wyłącza, neon wraca do normalnego stanu, czyli staje się bezbarwny.