النيون غاز. اخترع المهندسون الحكيمون مصابيح النيون ، وفي عشرينيات القرن العشرين غزت لافتات النيون العالم بأسره.
اللون الحقيقي للنيون
عندما نفكر في النيون ، نتخيل أسماء المتاجر والمطاعم المتوهجة بألوان مختلفة. في الواقع ، يضيء النيون مع ضوء أحمر برتقالي ساطع. يتم تحقيق مجموعة غنية من الألوان عن طريق إدخال بخار الزئبق والصوديوم في مصابيح الغاز. في لاس فيغاس ، تضاء الشوارع بشكل مشرق مع أنابيب غاز منحنية تدعو السياح للعب الكازينوهات أو الاستماع إلى غناء واين نيوتن.
كيف يتم استخراج النيون؟
النيون موجود في الغلاف الجوي ، لذلك ربما في تلك اللحظة ، تتنفس في القليل من النيون. لا تقلق ، يوجد القليل من النيون في لتر واحد من الهواء بحيث لا يكفي لملء حبة الفشار. لفصل النيون عن الهواء ، يجب تسييل الهواء. تمامًا مثل الماء ، عندما يتحول من بخار إلى حالة سائلة عند التبريد ، يتحول الهواء إلى سائل عند انخفاض درجة الحرارة. فقط مع الماء يحدث هذا عند 100 درجة مئوية ، ومع النيون عند سالب 246 درجة مئوية - هذه هي بالضبط نقطة غليان النيون. يتم فصل النيون السائل عن المكونات الأخرى للهواء. أثناء التميع ، يتم الحصول على النيون في خليط مع النيتروجين والهليوم.
من خلال زيادة درجة حرارة وضغط الخليط ، يزيل الكيميائيون النيتروجين منه. تتم إزالة الهيليوم باستخدام عملية تسمى الامتزاز. في هذه الحالة ، تترسب جزيئات الغاز على المواد الصلبة.تلتصق جزيئات النيون بسطح الكربون المنشط بشكل أفضل من جزيئات الهيليوم. يتم استخدام هذه الخاصية لفصل الخليط. للحصول على كيلوغرام واحد من النيون ، تحتاج إلى معالجة 88000 كيلوغرام من الهواء.
لماذا يتوهج النيون؟
إذا قمت بسكب نيون سائل بارد في كوب ، يمكنك أن ترى أنه شفاف وعديم اللون - على أي حال ، لا يوجد أي إشارة إلى لون أحمر ساطع. لماذا إذن في النور يتوهج النيون بألوان مختلفة؟ يتكون النيون الذي يتم ضخه في الأنابيب من مليارات ومليارات الذرات. تحتوي كل ذرة نيون على عشرة إلكترونات في مدار حول النواة. كلا طرفي أنبوب النيون متصلان بدائرة كهربائية.
عندما يتم تشغيل التيار ، فإنه يمر على طول الأنبوب: تقفز الإلكترونات من ذرة إلى ذرة ، كما يجب أن تكون عندما يمر التيار. تتأثر ذرات النيون في تصادم مع الإلكترونات بنفس الطريقة التي يتعرض لها الشخص الذي تم دفعه تقريبًا في حشد من الناس. الإلكترونات في ذرة النيون ليست عرضة للتشرد ، لذا بعد الإثارة تهدأ الذرة ويعود الإلكترون إلى مكانه. ونتيجة لذلك ، تنبعث الذرة من الفوتون من الضوء. تكمن طاقة هذه الفوتونات في الجزء الأحمر من طيف الضوء المرئي.
ألوان الغازات الأخرى
تنبعث غازات أخرى فوتونات من ألوان أخرى عندما تكون متحمسة. على سبيل المثال ، ينبعث بخار الزئبق ، الذي يحتوي على 80 إلكترونًا في الذرة ، من الضوء الأزرق عند الإثارة. الفرق بين الضوء الأزرق والأحمر هو الفرق في طاقة الفوتون. للفوتونات المنبعثة من ذرة الزئبق طاقة أعلى من الفوتونات لذرات النيون. تنبعث مصابيح الصوديوم المستخدمة لإضاءة الطرق السريعة ضوءًا أصفر ساطعًا. الفوتونات الخاصة بها تستهلك طاقة أكثر من الفوتونات ذات الضوء الأحمر ، ولكنها أقل استهلاكًا للطاقة من الفوتونات الزرقاء.
عندما يتدفق تيار كهربائي عبر أنبوب نيون ، تكون بعض الذرات متحمسة (في تصادم مع الإلكترونات) ، بينما تبقى أخرى في حالة طبيعية غير مستثارة. ثم يغيرون الأماكن. تبدو كل ذرة وكأنها لمبة وميض: وميض واحدة ثم أخرى. ونتيجة لذلك ، نرى أنبوبة نيون متوهجة بضوء ثابت. عندما يتم إيقاف التيار ، يأتي النيون إلى حالته المعتادة ، أي أنه يصبح عديم اللون.
