霓虹灯色彩斑斓、明亮、可靠，所以你可以在标志、显示器甚至机场跑道上看到它们。你有没有想过它们是如何工作的，不同颜色的光是如何产生的？

关键外卖：霓虹灯

• 霓虹灯在低压下含有微量的氖气。
• 电提供能量将电子从氖原子上剥离，使其电离。离子被吸引到灯的端子上，完成电路。
• 当氖原子获得足够的能量被激发时，就会产生光。当原子回到低能态时，它会释放光子（光）。

霓虹灯的工作原理

你可以自己做一个假霓虹灯，但真正的霓虹灯是由一个玻璃管组成，里面充满了少量（低压）的霓虹气体。之所以使用氖，是因为它是惰性气体之一。这些元素的一个特点是，每个原子都有一个充满的电子壳层，因此原子不会与其他原子发生反应，移除一个电子需要大量的能量。

管子的两端各有一个电极。霓虹灯实际上使用AC（交流电）或DC（直流电）工作，但如果使用直流电，则只能在一个电极周围看到辉光。交流电流用于您看到的大多数霓虹灯。

当向终端施加电压（约15000伏）时，提供的能量足以从氖原子中去除外部电子。如果没有足够的电压，就没有足够的动能让电子逃离原子，什么也不会发生。带正电的氖原子（阳离子）被吸引到负极，而自由电子被吸引到正极。这些被称为等离子体的带电粒子完成了灯的电路。

那么光是从哪里来的呢？管子里的原子在四处移动，相互撞击。它们相互传递能量，并产生大量热量。当一些电子逃离原子时，另一些电子获得足够的能量以“被激发”。这意味着它们具有更高的能量状态。被激发就像爬梯子，电子可以在梯子的某个特定梯级上，而不仅仅是在其长度上的任何地方。通过以光子（光）的形式释放能量，电子可以恢复到其原始能量（基态）。产生的光的颜色取决于激发能量与原始能量的距离。就像梯子横档之间的距离一样，这是一个设定的间隔。因此，一个原子的每个受激电子都会释放出一个特征波长的光子。换句话说，每一种被激发的惰性气体都会释放出一种特有的光色。对于霓虹灯，这是一个红橙色的光。

其他颜色的光是如何产生的

你会看到很多不同颜色的标志，所以你可能想知道这是怎么回事。除了霓虹灯的橙红色外，还有两种主要的方法可以产生其他颜色的光。一种方法是使用另一种气体或混合气体来产生颜色。如前所述，每种惰性气体都会释放出一种特有的光色。例如，氦发出粉红色的光，氪发出绿色的光，氩发出蓝色的光。如果混合气体，可以产生中间颜色。

另一种产生颜色的方法是在玻璃上涂上荧光粉或其他化学物质，当玻璃通电时会发出某种颜色的光。由于可用涂层的范围，大多数现代灯不再使用霓虹灯，而是依靠汞/氩放电和磷光体涂层的荧光灯。如果你看到一个清晰的光以某种颜色发光，那就是惰性气体光。

另一种改变灯光颜色的方法是控制提供给灯光的能量，尽管它不用于照明设备中。当你通常看到光中每个元素有一种颜色时，被激发的电子实际上有不同的能级，对应于元素能产生的光谱。

霓虹灯简史

海因里希·盖斯勒（1857）

• 盖斯勒被认为是荧光灯之父。他的“盖斯勒管”是一个两端带有电极的玻璃管，两端含有部分真空压力下的气体。他试验了电弧电流通过各种气体来产生光。这种灯管是霓虹灯、水银蒸气灯、荧光灯、钠灯和金属卤化物灯的基础。

拉姆齐；莫里斯w。特拉弗斯（1898）

• 拉姆齐和特拉弗斯制造了一个霓虹灯，但霓虹灯非常罕见，所以这项发明并不划算。

丹尼尔·麦克法兰·摩尔（1904）

• 摩尔在商业上安装了“摩尔管”，它通过氮气和二氧化碳产生电弧来发光。

乔治·克劳德（1902）

• 虽然克劳德并没有发明霓虹灯，但他确实设计了一种将霓虹灯与空气隔离的方法，使霓虹灯价格合理。1910年12月，乔治·克劳德在巴黎车展上展示了霓虹灯。克劳德最初从事摩尔的设计，但他自己开发了一种可靠的灯具设计，并垄断了灯具市场，直到20世纪30年代。