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霓虹燈五顏六色的原因

時(shí)間:2023-08-01 15:16:02 興亮 好文 我要投稿
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霓虹燈五顏六色的原因

  無(wú)論是在學(xué)校還是在社會(huì)中,大家都不可避免地會(huì)接觸到霓虹燈吧,以下是小編為大家整理的霓虹燈五顏六色的原因,歡迎大家分享。

  人類最早使用的電燈叫白熾燈,是發(fā)明家愛(ài)迪生研制成功的。這種燈是讓電流通過(guò)燈絲,達(dá)到白熾狀態(tài)后發(fā)光,效率很低,因?yàn)榇蟛糠蛛娔芏甲兂闪藷岷膿p掉了,只有小部分轉(zhuǎn)化為光。1802年,美國(guó)有位科學(xué)家叫休伊特,他設(shè)想,如果在真空的玻璃管里不裝燈絲,而填充一些氣體,讓氣體受激發(fā)光,豈不可以減少熱損耗?于是他把少量水銀蒸氣填充到真空管里,在燈管的兩端引出兩個(gè)電極,加上電壓后,水銀蒸氣在電弧激發(fā)下發(fā)出炫目的輝光。這種燈光光譜與太陽(yáng)光接近,亮度很強(qiáng),很適合于拍攝電影。后來(lái),大家都叫它水銀燈。

  水銀燈的成功引起了人們的興趣,既然水銀蒸氣通電后會(huì)發(fā)光,那么別的氣體行不行呢?于是有人想起,在十幾年前化學(xué)家們找到了幾種性格很不活潑的惰性氣體。這類氣體性質(zhì)很穩(wěn)定,幾乎不與別的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),用它們來(lái)受激發(fā)光倒是一個(gè)很好的選擇。1910年,法國(guó)化學(xué)家克勞德把無(wú)色的惰性氣體氖充入燈管,通電后,氖氣受到電場(chǎng)的激發(fā),放出橘紅色的光。氖燈射出的紅光,在空氣中穿透力很強(qiáng),可以穿過(guò)濃霧。因此氖燈常用在港口、機(jī)場(chǎng)和交通線的燈標(biāo)上。根據(jù)“氖燈”的英文譯音,人們把這類燈叫做霓虹燈。

  氬是另一種惰性氣體,在空氣里含量達(dá)1%,比較容易獲得,在電場(chǎng)的激發(fā)下,氬會(huì)射出淺藍(lán)色的光,因此它也被用來(lái)填充到霓虹燈管里。除了氖和氬之外,有的霓虹燈里充進(jìn)氦氣,它會(huì)射出淡紅色的光;有的霓虹燈還充進(jìn)了氖、氬、氦和水銀蒸氣等四種氣體(或三種、兩種)的混合物,由于各種氣體的比例不同,便能獲得五顏六色的霓虹燈了。

  那么,為什么不同的氣體發(fā)出的光會(huì)有不同的顏色呢?我們知道,原子是由原子核和若干繞核旋轉(zhuǎn)的電子組成。電子允許在若干特定的軌道上運(yùn)行。內(nèi)層的電子受到電場(chǎng)的激發(fā)會(huì)吸收“一份”能量躍遷到某個(gè)外層軌道上,處于受激狀態(tài)。由于受激狀態(tài)很不穩(wěn)定,過(guò)不了一會(huì)兒,電子又會(huì)躍遷回原來(lái)的軌道,并把剛才吸收的那“一份”能量以光的形式輻射出來(lái)。這一份能量恰好等于原子在受激狀態(tài)和初始狀態(tài)的能量之差。顯然,不同的氣體有不同的原子結(jié)構(gòu)和能級(jí),吸收和輻射的那一份能量就有大有小。所以由這“一份”能量決定的輻射光的頻率就不一樣,而光的顏色完全由頻率決定,所以,充入各種不同氣體的霓虹燈,就發(fā)出了五顏六色的光。

  旺角黑夜霓虹燈

  霓虹燈是城市的美容師,每當(dāng)夜幕降臨時(shí),華燈初上,五顏六色的霓虹燈就把城市裝扮得格外美麗。那么,霓虹燈是怎樣發(fā)明的呢?據(jù)說(shuō),霓虹燈是英國(guó)化學(xué)家拉姆賽在一次實(shí)驗(yàn)中偶然發(fā)現(xiàn)的。那是1898年6月的一個(gè)夜晚,拉姆賽和他的助手正在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行實(shí)驗(yàn),目的是檢查一種稀有氣體是否導(dǎo)電。

  拉姆賽把一種稀有氣體注射在真空玻璃管里,然后把封閉在真空玻璃管中的兩個(gè)金屬電極連接在高壓電源上,聚精會(huì)神地觀察這種氣體能否導(dǎo)電。

  這時(shí),一個(gè)意外的現(xiàn)象發(fā)生了:注入真空管的稀有氣體不但開(kāi)始導(dǎo)電,而且還發(fā)出了極其美麗的紅光。這種神奇的紅光使拉姆賽和他的助手驚喜不已。拉姆賽把這種能夠?qū)щ姴⑶野l(fā)出紅色光的稀有氣體命名為氖氣(neon)。后來(lái)這類給氣體通電發(fā)光的燈被稱為氖燈(neon light),音譯就是霓虹燈。

  制造霓虹燈的辦法,是采用低熔點(diǎn)的鈉——鈣硅酸鹽玻璃做燈管,根據(jù)需要設(shè)計(jì)不同的圖案和文字,用噴燈進(jìn)行加工,然后燒結(jié)電極,再用真空泵抽空,并根據(jù)要求的顏色充進(jìn)不同的稀有氣體而制成,F(xiàn)代的霓虹燈更加精致,有的將玻璃管彎曲成各種各樣折形狀,制成更加動(dòng)人的圖形;還有的在燈管內(nèi)壁涂上熒光粉,使顏色更加明亮多彩;有的霓虹燈裝上自動(dòng)點(diǎn)火器,使各種顏色的光次第明滅,交相輝映,使城市之夜變得絢麗多彩。霓虹燈自1910年問(wèn)世以來(lái),歷經(jīng)百年不衰。它是一種特殊的低氣壓冷陰極輝光放電發(fā)光的電光源,而不同于其它諸如熒光燈、高壓鈉燈、金屬鹵化物燈、水銀燈、白熾燈等弧光燈。霓虹燈是靠充入玻璃管內(nèi)的低壓惰性氣體,在高壓電場(chǎng)下冷陰極輝光放電而發(fā)光。霓虹燈的光色是由充入惰性氣體的光譜特性決定:光管型霓虹燈充入氖氣,霓虹燈發(fā)紅色光;熒光型霓虹燈充入氬氣及汞,霓虹燈發(fā)藍(lán)色、黃色等光,這兩大類霓虹燈都是靠燈管內(nèi)的工作氣體原子受激輻射發(fā)光。

  特點(diǎn)

  霓虹燈是依靠燈光兩端電極頭在高壓電場(chǎng)下將燈管內(nèi)的稀有氣體擊燃,它不同于普通光源必須把鎢絲燒到高溫才能發(fā)光,造成大量的電能以熱能的形式被消耗掉,因此,用同樣多的電能,霓虹燈具有更高的亮度。

  溫度低

  霓虹燈因其冷陰極特性,工作時(shí)燈管溫度在60℃以下,所以能置于露天日曬雨淋或在水中工作。同樣因其工作特性,霓虹燈光譜具有很強(qiáng)的穿透力,在雨天或霧天仍能保持較好的視覺(jué)效果。

  低能耗

  在技術(shù)不斷創(chuàng)新的時(shí)代,霓虹燈的制造技術(shù)及相關(guān)零部件的技術(shù)水平也在不斷進(jìn)步。新型電極、新型電子變壓器的應(yīng)用,使霓虹燈的耗電量大大降低,由每米燈管耗電56瓦降到每米燈管耗電12瓦。

  壽命長(zhǎng)

  霓虹燈在連續(xù)工作不斷電的情況下,壽命達(dá)一萬(wàn)小時(shí)以上,這一優(yōu)勢(shì)是其他任何電光源都難以達(dá)到的。

  靈活多樣

  霓虹燈是由玻璃管制成,經(jīng)過(guò)燒制,玻璃管能彎曲成任意形狀,具有極大的靈活性,通過(guò)選擇不同類型的管子并充入不同的惰性氣體,霓虹燈能得到五彩繽紛、多種顏色的光。

  動(dòng)感強(qiáng)

  霓虹燈畫(huà)面由常亮的燈管及動(dòng)態(tài)發(fā)光的掃描管組成,可設(shè)置為跳動(dòng)式掃描,漸變式掃描、混色變色七種顏色掃描。掃描管由裝有微電腦芯片編程的掃描機(jī)控制,掃描管按編好的程序亮或滅,組成一副副流動(dòng)的畫(huà)面,似天上彩虹、像人間銀河、更酷似一個(gè)夢(mèng)幻世界,引人入勝,使人難以忘懷。因此,霓虹燈是一種投入較少、效果強(qiáng)烈、經(jīng)濟(jì)實(shí)用的廣告形式。

  霓虹燈是一種冷陰極輝光放電管,其輻射光譜具有極強(qiáng)的穿透大氣的能力,色彩鮮艷絢麗、多姿,發(fā)光效率明顯優(yōu)于普通的白熾燈,它的線條結(jié)構(gòu)表現(xiàn)力豐富,可以加工彎制成任何幾何形狀,滿足設(shè)計(jì)要求,通過(guò)電子程序控制,可變幻色彩的圖案和文字受到人們的歡迎。

  霓虹燈的亮、美、動(dòng)特點(diǎn),是任何電光源所不能替代的,在各類新型光源不斷涌現(xiàn)和競(jìng)爭(zhēng)中獨(dú)領(lǐng)風(fēng)騷。

  由于霓虹燈是冷陰極輝光放電,因此一支質(zhì)量合格的霓虹燈其壽命可達(dá)20000—30000小時(shí)。

  深南溢彩

  隨著中國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展,霓虹燈的品種、規(guī)格也已基本系列化,可供各種用途的選擇,其質(zhì)量已逐步向國(guó)際水平靠攏,隨著中國(guó)加入WTO與國(guó)際水平的差距將越來(lái)越小,在不久的將來(lái)必將趕超國(guó)際先進(jìn)水平,但在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的條件下,也確有少數(shù)廠商缺乏誠(chéng)信,在一些用戶不懂霓虹燈的性能、質(zhì)量的情況下,生產(chǎn)、制作低劣產(chǎn)品在市場(chǎng)上低價(jià)傾銷(xiāo),影響霓虹燈的聲譽(yù)。為了使大用戶熟悉霓虹燈,了解霓虹燈,我們?cè)诖撕?jiǎn)要介紹一些霓虹燈的品種、規(guī)格以及制作霓虹燈的主要器材,以幫助用戶識(shí)別“霓虹燈”的優(yōu)劣。

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