Неоновый свет ассоциируется с ночной жизнью, вывесками кафе и баров, вечеринками. Он настолько глубоко проник в современную культуру, что сегодня мир высокотехнологичного будущего не представляется без сияния неоновых ламп или цветовой гаммы, повторяющей этот свет. Хотя неоновые лампы существуют уже около сотни лет, многие до сих пор считают их чудо-изобретением. Рассказываем, откуда берется это таинственное свечение.

Что такое неон

Неон — это простое вещество, является пятым по распространенности во Вселенной после водорода, гелия, кислорода и углерода. В виде простого вещества неон — это инертный (одноатомный) газ, он не имеет цвета и запаха, в 1898 году английские химики Уильям Рамзай и Морис Траверс впервые выделили его «методом исключения» из сжиженного воздуха.

Поскольку открытый газ был сравнительно новым, назвали его, чтобы отразить это качество. Согласно легенде, эту идею Уильяму Рамзаю подал его маленький сын. Название газ получил от греческого слова neon, а мог бы звучать на латыни — novus.

Несмотря на свою распространенность в масштабе Вселенной, по факту неон распределен в пространстве очень неравномерно. Наибольшая концентрация неона отмечается на Солнце, в горячих звездах и газовых туманностях, а также в атмосфере планет-гигантов: Урана, Сатурна и Юпитера.

Но если он инертный, не обладает цветом и запахом, то откуда берется свечение ламп и пластиковых палочек для вечеринок?

Как светится неон

Впервые использовать неон для освещения придумал изобретатель Жорж Клод в 1910 году, в декабре того года он представил первую газоразрядную лампу, заполненную неоном. Принцип работы такой лампы очень напоминает то, что происходит в воздухе во время грозы, когда виднеется молния.

Когда электрический импульс проходит от облаков к земле, разряд испускает свет, находящийся в спектре видимости для человека. Газоразрядная лампа действует по схожему принципу: в стеклянной трубке под давлением находится сжиженный неон, через который с помощью электродов проводится электрический импульс. Это похоже на то, как в плотно забитом людьми вагоне метро один пассажир на максимальной скорости пытается пробиться через толпу под бесчувственное «Осторожно, двери закрываются», вызывая возмущение всех присутствующих, что пытаются не потерять себя в час пик.

Проходящий через газ электрический импульс выводит атомы неона из равновесия, особенно электроны, которых вокруг каждого атома вращается аж по 10 штук. Пощекоченные разрядом, они начинают скакать с атома на атом, пока не вернутся на свое законное место и баланс не будет восстановлен, бесхозных электронов в свободном полете не останется. В момент этого дисбаланса испускаются фотоны света. Когда подача тока прекращается, свечение угасает. Все это происходит так быстро, что человеческий глаз практически не улавливает мерцания, ему кажется, что лампа горит ровным светом и постепенно тускнеет по мере отключения от сети.

В чистом виде неон светится красно-оранжевым цветом. Но неоновые вывески бывают и других оттенков: желтые, синие, лиловые, зеленые. Разнообразие цветов достигается с помощью смешения различных газов — у каждого из них свой цветовой диапазон свечения. Так, пары ртути излучают голубой свет, а в натриевых лампах свечение будет желтым. Интенсивность и плотность света зависят также от высоты напряжения и размера лампы. Чем выше уровень электрического напряжения, тем сильнее будет свечение. Некоторые неоновые лампы настолько чувствительны, что могут начать светиться даже от соприкосновения с источником минимального тока, например человеком, но это работает только с неоновыми лампами низкого давления.

Как светятся неоновые палочки

Еще один вид источника света, который называют неоном, — ХИС (химический источник свечения). Это пластиковые трубки, которые нужно сломать и потрясти, чтобы они начали испускать мягкое неоновое свечение зеленого, синего или фиолетового (или любого другого) цвета. Здесь электричество не принимает участия, и, скажем по секрету, неона там тоже нет. Название свое палочки получили за схожесть с неоновыми лампами, но их свечение получается совсем по-другому.

В плотную трубку помещены два химиката — флуоресцирующая жидкость с красителем и реагент, который находится внутри палочки в специальном сосуде. При сгибании палочки внутренний сосуд повреждается и реагент смешивается с основной субстанцией, в результате чего возникает свечение. Оно не прекратится до окончания реакции, а после угасания возобновить его будет невозможно.

Химические источники используются для вечеринок, но у них есть и более серьезное назначение — их применяют при поисково-спасательных операциях, в условиях, когда невозможно подключить источник света к сети или подзарядить.