كيف تعمل أضواء النيون (شرح مبسط)

كيف تعمل أضواء النيون (شرح مبسط) | كيف يعمل :

أضواء النيون ملونة وساطعة  ، لذا تراها مستخدمة في الاشارات والشاشات وحتى شرائط معلومات الرحلة في المطار. هل تساءلت يومًا عن كيفية عملها وكيف يتم إنتاج ألوان الضوء المختلفة في هذه الاضواء؟

شرح مبسط لالية عمل ضوء النيون 

كيف يعمل ضوء النيون :

يحتوي ضوء النيون على كمية ضئيلة من غاز النيون تحت ضغط منخفض ، توفر الكهرباء الطاقة لتجريد الإلكترونات من ذرات النيون المؤينة لها. تنجذب الأيونات إلى أطراف المصباح ، وتكمل الدائرة الكهربائية.

يتم إنبعاث الضوء عندما تكتسب ذرات النيون طاقة كافية لتصبح متهيجة . عندما تعود الذرة إلى حالة طاقة أقل وتستقر ، فإنها تطلق فوتونًا (ضوءًا) وهذا ما نراه عندما يعمل ضوء النيون .

الية عمل ضوء النيون

 أضواء النيون تتكون من أنبوب زجاجي مملوء بكمية صغيرة (ضغط منخفض) من غاز النيون ، يستخدم النيون لأنه أحد الغازات النبيلة وهو خامل لايتفاعل مع اي عناصر اخرى ،  إحدى خصائص هذه العناصر هي أن كل ذرة لها غلاف مكتمل بإلكترونات اي لاتحتاج الى عناصر اخرى للتشارك معها بالاكترونات وتستقر، وهذا الامر يجعل هذه الغازات تحتاج الى الكثير من الطاقة لتتخلص من الكترون واحد موجود في مدارها .

لذا يوجد قطب كهربائي في طرفي الأنبوب لتوفير طاقة كافية لنزع الالكترونات ، يعمل ضوء النيون في الواقع إما باستخدام تيار متردد (تيار متناوب) أو تيار مستمر (تيار مباشر) ، ولكن إذا تم استخدام تيار مستمر ، فإن التوهج يمكن رؤيته فقط حول قطب واحد. يستخدم التيار المتردد لمعظم أضواء النيون التي تراها.

عندما يتم تطبيق جهد كهربائي على الضوء (حوالي 15000 فولت) ، يتم توفير طاقة كافية لإزالة إلكترون خارجي من ذرات النيون. إذا لم يكن هناك ما يكفي من الجهد ، فلن تكون هناك طاقة حركية كافية للإلكترونات للهروب من ذراتها ولن يحدث شيء. تنجذب ذرات النيون الموجبة الشحنة ( الكاتيونات ) إلى الطرف السالب ، بينما تنجذب الإلكترونات الحرة إلى الطرف الموجب. هذه الجسيمات المشحونة ، تسمى البلازما ، وتعمل على اكمال  الدائرة الكهربائية للمصباح.

إذن من أين يأتي الضوء؟

 تتحرك الذرات في الأنبوب وتضرب بعضها البعض. ينقلون الطاقة لبعضهم البعض ، بالإضافة إلى إنتاج الكثير من الحرارة. بينما تهرب بعض الإلكترونات من ذراتها ، يكتسب البعض الآخر طاقة كافية لتصبح " متهيجة"هذا يعني أن لديهم حالة طاقة أعلى. أن تكون متحمسًا مثل تسلق سلم ، حيث يمكن أن يكون الإلكترون على درجة معينة على السلم ،  يمكن للإلكترون العودة إلى طاقته الأصلية (حالة الأرض) ) عن طريق إطلاق تلك الطاقة كفوتون (ضوء). يعتمد قوة الضوء الذي يتم إنتاجه على مدى تباعد الطاقة عن الطاقة الأصلية. مثل المسافة بين درجات السلم ، هذه فترة زمنية محددة. كل إلكترون متهيج للذرة يطلق طول موجي مميز للفوتون ، وبعبارة أخرى ، كل غاز نبيل  يطلق لونًا مميزًا للضوء. بالنسبة للنيون ، ضوءه برتقالي محمر.

كيف يتم إنتاج ألوان أخرى من الضوء

ترى الكثير من الألوان المختلفة للعلامات ، لذلك قد تتساءل كيف يعمل هذا. هناك طريقتان رئيسيتان لإنتاج ألوان أخرى من الضوء إلى جانب اللون البرتقالي والأحمر للنيون. إحدى الطرق هي استخدام غاز آخر أو خليط من الغازات لإنتاج الألوان. كما ذكرنا سابقًا ، يطلق كل غاز نبيل لونًا مميزًا للضوء. على سبيل المثال ، يضيء الهيليوم باللون الوردي ، والكريبتون أخضر ، والأرجون أزرق. إذا كانت الغازات مختلطة ، يمكن إنتاج ألوان مزيجة منها.

والطريقة الأخرى لإنتاج الألوان هي طلاء الزجاج بالفوسفور أو مادة كيميائية أخرى توهج لونًا معينًا عند تنشيطه. بسبب مجموعة الطلاء المتاحة ، لم تعد معظم الأضواء الحديثة تستخدم النيون ،

هناك طريقة أخرى لتغيير لون الضوء ، على الرغم من عدم استخدامه في تركيبات الإضاءة المعتادة ، وهي التحكم في الطاقة المزودة للضوء (الجهد المتغير). بينما ترى عادة لونًا واحدًا لكل عنصر ، هناك بالفعل مستويات طاقة مختلفة متاحة للإلكترونات المثارة لنفس الغاز ولها لون محدد عند كل مستوى طاقة مثلا عند منحها 15000 فولت تعطينا لون احمر بينما 16000 فولت تعطينا لون ازرق وهكذا، اي عند تغير الجهد  تتغير الطاقة الممنوحة للغاز فيتغير اللون و هذا ما نراه في الاضاءات متغيرة  الالوان ويتم ضبط الطاقة عن طريق محول صغير يقع بالعادة قرب زر التشغيل  .