Меню

Каким цветом светятся благородные газы



Почему неон светится?Свечение газов – описание, фото и видео

Неон — это газ. До конца 19 века он спокойно исполнял почетную обязанность быть частью земной атмосферы. Но тут его открыл английский химик Уильям Рамзай. И спокойной жизни пришел конец. Находчивые инженеры изобрели неоновые лампы, и в 20 годы 20 столетия неоновая реклама покорила весь мир.

Настоящий цвет неона

Когда мы думаем о неоне, то представляем себе горящие разными цветами названия магазинов и ресторанов. На самом – то деле неон светится ярким, красно – оранжевым светом. Богатой гаммы цветов добиваются введением в газ ламп паров ртути и натрия. В Лас-Вегасе улицы ярко освещены изогнутыми газовыми трубками, зазывающими туристов поиграть в казино или послушать пение Уэйна Ньютона.

Как добывают неон?

Неон содержится в атмосфере, поэтому может именно в этот момент, вы вдыхаете чуть – чуть неона. Не волнуйтесь, в одном литре воздуха неона так мало, что его не хватит, чтобы наполнить зернышко воздушной кукурузы. Чтобы отделить неон от воздуха, воздух приходиться сжижать. Точно так же как вода, когда она при охлаждении переходит из парообразного состояния в жидкое, воздух при снижении температуры превращается в жидкость. Только с водой это происходит при 100 градусах Цельсия, а с неоном при минус 246 градусах Цельсия – именно такова температура кипения неона. Жидкий неон отделяется от других составных частей воздуха. При сжижении неон получается в смеси с азотом и гелием.

Повышая температуру и давление смеси, химики удаляют из нее азот. Гелий удаляется с помощью процесса, называемого адсорбцией. При этом молекулы газов осаждают на твердых веществах. Молекулы неона лучше пристают к поверхности активированного угля, чем молекулы гелия. Это их свойство используют для разделения смеси. Чтобы получить один килограмм неона, надо обработать 88000 килограммов воздуха.

Почему неон светится?

Если налить холодный жидкий неон в стакан, можно увидеть, что он прозрачный и бесцветный — во всяком случае, на ярко – красную расцветку нет и намека. Почему же тогда в рекламе неон ярко светится разными цветами? Закачанный в трубки неон состоит из миллиардов и миллиардов атомов. Каждый атом неона имеет на орбите вокруг ядра десять электронов. Оба конца неоновой трубки подключены к электрической цепи.

Когда ток включен, он проходит вдоль трубки: электроны перескакивают с атома на атом, как им и положено при прохождении тока. Атомы неона возбуждаются при столкновении с электронами так же, как человек, которого грубо толкнули в толпе. Электроны в атоме неона не склонны к бродяжничеству, поэтому после возбуждения атом успокаивается и электрон возвращается на свое место. В результате атом испускает фотон света. Энергия этих фотонов лежит в красной части спектра видимого света.

Цвета других газов

Другие газы при возбуждении испускают фотоны других цветов. Например, пары ртути, которая содержит в атоме 80 электронов, при возбуждении излучают голубой свет. Разница между голубым и красным светом — это разница в энергии фотонов. Фотоны, испускаемые атомом ртути, обладают более высокой энергией, чем фотоны атомов неона. Натриевые лампы, используемые для освещения автострад, излучают ярко – желтый свет. Его фотоны более энергоемки, чем фотоны красного света, но менее энергоемки, чем фотоны синего.

Когда электрический ток протекает по неоновой трубке, некоторые атомы возбуждаются (при столкновении с электронами), другие же остаются в нормальном невозбужденном состоянии. Затем они меняются местами. Каждый атом выглядит, как мерцающая лампочка: то один мигнет, то другой. В результате мы воспринимаем неоновую трубку, светящуюся ровным светом. Когда ток выключается, неон приходит в своё обычное состояние, то есть становится бесцветным.

Интересное видео о неоне

Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник

Неон Аргон Криптон Ксенон

По своим свойствам все инертные газы тесно примыкают к гелию — это их сходство обусловлено строением атомов. Однако каждый член семьи имеет свои, лично ему присущие качества. Именно эти индивидуальные особенности определяют области практики, в которых находит применение каждый отдельно взятый газ.

Читайте также:  Что означает коричневый цвет ауры человека

Рассмотрим динамику некоторых свойств инертных газов. Гелий — очень легкий и превосходно проводящий тепло газ; последние члены группы, начиная с криптона, не имеют себе равных среди простых газов по тяжести и малой теплопроводности.

Наилучшая среди газов электропроводность гелия сменяется на относительно слабую электропроводность ксенона. Рентгеновы лучи свободно проходят сквозь гелий или неон, но тонкий слой криптона или ксенона их полностью поглощает. Теплота испарения ксенона почти в 150 раз больше, чем гелия; жидкий ксенон в 25 раз тяжелее жидкого гелия.

Если гелий — самый летучий компонент воздуха, то наименее летучими являются криптон и ксенон. Среди всех простых газов дисперсионные силы межмолекулярного взаимодействия у гелия рекордно малы, а у радона — наиболее велики.

Гелий и неон обладают характерными свойствами газов, но криптону, ксенону и тем более радону следовало бы быть твердыми веществами наподобие своих соседей в периодической системе элементов. Даже продукты распада их радиоизотопов — твердые вещества. «Твердость» их проявляется и в способности поглощать рентгеновские лучи не хуже тяжелых металлов.

Причина их аномального агрегатного состояния известна: слабое взаимодействие молекул с родственными и чужеродными молекулами вследствие замкнутости электронных конфигураций. Ближе всех к гелию стоит неон. Он почти так же легок и так же трудно поддается сжижению и адсорбции.

Ему присущи высокая электрическая проводимость, яркая эмиссия света при пропускании электрических разрядов. Неон образует наиболее холодную ,после гелия и водорода жидкость, но это уже обычная жидкость без специфических для сверхтекучего гелия квантовомеханических эффектов.

Радиус атома неона (1,62 А) достаточно мал, чтобы он мог в тысячи раз быстрее большинства газов диффундировать через тонкие перегородки из тефлона, кварцевого или боросиликатного стекла. Если принять проницаемость гелия за 100, то проницаемость неона составит 2, а аргона, азота, кислорода — меньше 10⁻⁵. Поэтому в очистке неона от следов тяжелых газов ныне прибегают к диффузионному способу, подобно тому, как очищают гелий.

Есть у неона одна черта, которая выделяет его из среды родственных газов. Это — характерный красный цвет свечения, причем очень чувствительного к напряжению тока, создающего электрический разряд. Вообще чем сложнее электронная оболочка атома, тем богаче его спектр. В неоновом спектре найдено более 900 линий; наиболее яркие образуют пучок в красной, оранжевой и желтой частях видимого спектра между длинами волн 6599 и 5400 А.

Эти лучи значительно меньше поглощаются и рассеиваются воздухом и микроскопическими капельками водного тумана, чем лучи коротких волн (например, голубые). Оттого неоновый свет лучше и дальше видим, а неон — лучший газ для заполнения электровакуумных приборов, в частности газоразрядных ламп.

В физическом смысле еще более близки к обычным газам аргон, криптон и ксенон. Их склонность конденсироваться в жидкости и кристаллы не менее сильна, чем у ряда двухатомных газов. То же относится к растворимости, адсорбции и т.д. Если принять адсорбцию гелия углем (при 0°) за единицу, то для аргона она будет составлять 6 единиц, для криптона и ксенона — соответственно 36 и 160 единиц. А склонность радона к адсорбции не имеет себе равных среди всех газов.

Тяжелые инертные газы, как и неон, в твердом виде имеют кубическую гранецентрированную кристаллическую решетку в отличие от гексагональных кристаллов гелия. Поэтому ни неон, ни другие инертные газы не дают смешанных кристаллов с гелием. Из смеси с гелием неон кристаллизируется в чистом виде, и это используется в технике для их разделения.

Зато прочие инертные газы способны совместно кристаллизоваться, образуя смешанные изоморфные кристаллы. Б. А. Никитин показал, что их можно рассматривать как молекулярные соединения благородных газов, созданные вандерваальсовыми силами сцепления. Более того, каждый из инертных газов (исключая гелий) может изоморфно кристаллизоваться с метаном и другими гидридами.

Весьма характерны оптические спектры этой группы газов. Именно с помощью спектров проще всего обнаружить их и отличить друг от друга. Пропуская ток умеренного напряжения через трубку с аргоном, мы будем наблюдать красное свечение, так как в этих условиях наиболее ярко горят красные линии, лежащие в пределах 8115,3 — 6965 А. При снижении давления газа и усилении напряжения разряда красное свечение сменится на сине-фиолетовое: на первый план выступят линии из синей, фиолетовой и ультрафиолетовой частей спектра.

Читайте также:  Декоративное растение с яркими красными цветами

Спектры криптона и ксенона изобилуют линиями по всему видимому диапазону, особенно в коротковолновой области. Самые яркие линии криптона расположены между 5870 и 4807,1 А. Поэтому в обычных условиях он светится зелено-голубым светом. В спектре ксенона наиболее интенсивны линия от 4923,2 до 4500,9 А и цвет свечения этого газа (если он не содержит примесей) — голубой.

Любопытно физиологическое действие тяжелых инертных газов. Еще в начале века Г. Мейер высказал мнение, что химически неактивные вещества должны действовать на организм как наркотики и тем сильнее, чем значительнее их растворимость в липоидах — жирах и жироподобных веществах, входящих в состав живых тканей.

С этой теорией отчасти согласуются результаты опытов Н. В. Лазарева, который нашел, что смесь инертных газов с кислородом является наркотиком более сильным, чем алкоголь или некоторые широко известные снотворные вещества.

На практике наркотическое действие благородных газов при обычном давлении сильно ограничивается их малой растворимостью в воде и соках организма. Но чем выше парциальное давление и атомная масса инертного газа, тем значительнее его действие.

Статья на тему Неон Аргон Криптон Ксенон

Источник

Каким цветом светятся благородные газы

Светотехника. Инертные газы.

Современная светотехника невозможна без инертных газов. В большинстве типов и конструкций разнообразных источников света обнаруживается их присутствие. В некоторых лампах благородные газы создают инертную защитную среду. В других под воздействием электрических разрядов продуцируют красивое цветное свечение.

При пропускании электрических разрядов в слоях различных благородных газов возникает свечение разного цвета. Оттенок свечения зависит от свойств самого газа и от дополнительно применяемых к нему условий.

Название газа Цвет света при прохождении электрического разряда Практическое применение свечения газа
Неон Красно-оранжевое свечение Создает очень яркое свечение. Широко применяется для изготовления световой неоновой рекламы и для газоразрядных неоновых ламп.
Криптон От сероватого тусклого грязно-белого до зеленоватого. Становится ярким синевато-белым при применении разрядов высокого напряжения. Иногда используется фото-художниками и художниками для создания специального освещения.
Гелий Свечение может быть синим, при определенных условиях принимает серые, зеленовато-голубые или голубые оттенки. Возможно и бело-оранжевое свечение. Также применяется для особого освещения художниками и фотохудожниками.
Аргон Фиолетово-голубой цвет. Аргон чаще применяют совместно с парами ртути.
Ксенон Сероватое или синевато-серое тусклое белое свечение. При использовании разрядов высокого напряжения, особенно в высоких пиковых потоках светится очень ярким синевато-зелёным светом. Применяется для ксеноновых фотовспышек. Используется при изготовлении ламп подсветки индикаторов. А также в специальных лампах для освещения сцен при съемках кинофильмов.
Радон Синее свечение. В силу отсутствия стабильных изотопов его свечение не имеет практического применения в газоосветительных приборах.

Аргон.
Применяется в основном в смеси с другими газами. На сегодняшний день аргон очень востребован в светотехнике. Современные экономические, энергосберегающие или, как их еще называют, компактные люминесцентные лампы заполняются смесью аргона и ртути. Производство таких ламп набирает обороты. Ввиду своей экономности, они становятся более востребованы у населения. Поэтому уже сейчас, достаточно большая часть вырабатываемого промышленностью аргона, применяется именно для их изготовления.

В некоторых случаях, в светотехнике, используется смесь аргона и криптона. Такие лампы обладают большой яркостью. Производятся определенные виды ламп накаливания, которые заполняются смесью аргона с азотом.

Гелий.
В чистом виде гелий практически не применяется в светотехнике. Для наполнения газоразрядных ламп в некоторых случаях используется смесь неона и гелия. Такие лампы используются для создания световой рекламы и разноцветных ламп, создающих праздничную иллюминацию городов. Газоразрядные лампы, содержащие гелий применяют для создания особого, имеющего определенные цвет освещения в студиях художников и фото-художников. А также для создания определенных сценических эффектов.

Читайте также:  Сопли гнойного цвета чем лечить

Гелий в чистом виде или вместе с аргоном используется для заполнения ячеек плазменных дисплеев. Проходящий через газ электрический разряд превращает эти газы в плазму, то есть ионизированный газ.

Неон.
Для индикации в различных приборах часто применяются неоновые лампы. Ассортимент их очень широк. Производятся эти лампы в различных типоразмерах. Кроме них выпускаются люминофорные варианты таких ламп, отличающиеся цветом свечения. Чаще всего применяются зеленые или красные индикаторные лампы, реже белые, синие или других цветов.

Световую рекламу сложно представить без неоновых ламп. «Неоновые огни» уже стали нарицательным ее названием. Характерное оранжево-красное свечение таких светильников отлично видно даже на большом расстоянии. Это возможно потому, что такой свет относительно слабо поглощается толщей воздуха. Кроме того, эти лучи способны противостоять рассеивающей способности капель, из которых состоит туман.

До недавнего времени почти весь неон, получаемый в промышленности, применялся в области светотехники. Трубки ламп для неоновой рекламы заполняются разными смесями газов. Содержание неона в них колеблется от двадцати до восьмидесяти процентов. Лампы тлеющего разряда или светодиоды тоже наполняются неоном, находящимся под пониженным давлением. Оно ниже атмосферного от сорока до ста раз.

Ксенон.
Широко применяются ксеноновые дуговые лампы высокого давления. Свет создается электрической дугой, которая горит в атмосфере ксенона. Газ в них находится под большим давлением в несколько десятков раз превышающим атмосферное. Свет в таких лампах вспыхивает сразу же после включения и отличается большой яркостью. Это позволяет использовать их как лампы — вспышки в фотографии.

Кроме работающих кратковременно фотовспышек промышленность выпускает еще и лампы длительного свечения. Они подразделяются на категории коротко-дуговых – шаровых и керамических, а также трубчатых длинно-дуговых ламп. Свет ксеноновых ламп обладает непрерывным спектром от ультрафиолетового излучения до ближней области инфракрасных лучей. Он имеет привычные глазу оттенки белого и чуть желтоватого цветов.

Обладая такой цветовой гаммой, ксеноновые лампы не искажают цветопередачи. Поэтому их используют там, где особенно важен цвет. Например, в текстильном и лакокрасочном производстве. При освещении киносъемок, съемок на телевидении и кинопроекции применяют лампы накаливания, чья мощность усилена за счет применения ксенона. Эти лампы настолько сильны, что на них можно смотреть только через фильтр.

Криптон.
Криптоном наполняют колбы обыкновенных ламп накаливания. Это позволяет повысить яркость свечения лампы на десять – двадцать процентов по сравнению с их вакуумными аналогами или лампами, работающими с применением аргоново–азотной смеси. Инертная среда криптона понижает скорость, с котрой происходит испарение нити накала, изготовленной из вольфрама. В результате лампа служит дольше.

В светотехнике криптон, как и ксенон, используется для рентгеновских и ультрафиолетовых ламп. Этим газом заполняют люминесцентные трубки и колбы ламп накаливания, рассчитанных на большую мощность. В некоторых случаях для достижения большего эффекта применяют смесь этих газов. Например, в импульсных лампах – вспышках.

Радон.
Радиоактивность этого газа осложняет работу с ним. Нестабильность изотопов радона не позволяет применять его в светотехнике.

Интересные факты на эту тему.

Плазменные дисплеи по техническим характеристикам и принципу работы тоже можно отнести к люминесцентным лампам. Еще их называют газоразрядными экранами.

Криптоном и ксеноном наполняют колбы источников света автомобильных фар дальнего света, маяков и прожекторов. Ртутно-ксеноновые лампы в последнее время применяют для фар автомобилей.

В определенный период на волне моды промышленностью выпускались разнообразные фигурные декоративные лампы, наполненные неоном. Применялись такие изделия в основном для ночников. Некоторые из них изображали пламя свечи или букетик из светящихся цветов. Сейчас их выпускают только некоторые заводы, в меньших количествах, чем раньше.

В поставляющей промышленные газы в Украине Компании «DP Air Gas» можно приобрести аргон и гелий. Здесь же можно купить другие газы и их специализированные смеси. Более подробная информация по реализации и доставке газов, а также по дополнительному обслуживанию газового оборудования находится здесь.

Источник