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霓虹灯如何发光的?

2022-12-09 广告标识 加入收藏

夜色中的霓虹灯广告牌颇有些怀旧风味。这种广告牌在几十年前相当流行,现在它们大多已经被LED和各种大屏幕取代,但这种独特的风格依然为人们所熟悉。


霓虹灯如何发光?就像极光那样(图1)


霓虹灯管如何发光?本质上说,它和极光的原理其实是类似的。


在霓虹灯的玻璃灯管里封装着某些种类的稀薄的气体,比如说氖、氦,灯管的两头装有电极。制作传统的霓虹灯,需要参照图纸把玻璃管加热拗成各种造型:

霓虹灯如何发光?就像极光那样(图2)


霓虹灯管工作的时候,需要在两个电极之间加上足够高的电压(几千伏),在这样的高电压之下,一些原本中性的气体原子会被电离,变成分开的电子,以及带正电的离子。在高压电的作用下,这些带电粒子还会被加速,获得较高的动能,并且和其他的原子发生碰撞。


碰撞的结果之一是,被撞的原子并没有完全地电离,但其中的电子受到了激发,进入能量较高的激发态。接下来发生的事情听起来就比较熟悉了:受激发的电子还可以再回到基态,并且把多出来的能量以光子的形式释放,于是霓虹灯就发起了光。这种光的颜色取决于受激发的气体类型,比如说装有氖气的霓虹灯是漂亮的橙红色:


霓虹灯如何发光?就像极光那样(图3)


如果再在灯管内壁加上荧光物质,还能进一步调整光的颜色,日光灯管采取的也是这样的思路。


而极光其实也是一个类似的过程:大气层中的一些气体原子受到带电粒子的撞击,进入激发状态,并在受激发之后发出对应颜色的光。只不过,这一次带电粒子的来源是太阳。


霓虹灯如何发光?就像极光那样(图4)


一个比较丑的示意图:

霓虹灯如何发光?就像极光那样(图5)


话说最近正好就有极光爆发,不知道有没有人有条件看_(:з」∠)_




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