История

Свойства

Применение

Опыты

         Неон

 
    Неон, был открыт в конце девятнадцатого века Рамзаем и Траверсом практически одновременно с ксеноном и криптоном. Но в отличие от своих "родственников", испаряющихся из жидкого воздуха в последнюю очередь (т. кип. жидкого воздуха -194.35 °C; т. кип. криптона -153.22 °C; т. кип. ксенона -108.12°C), неон при таких температурах не сжижается, а остается в виде газа. При выделении неона, Рамзай и Траверс сначала приготовили из воздуха около 18 литров аргона путем поглощения кислорода раскаленной медью, а азота магнием. Затем они охладили полученный газ жидким воздухом и сжижили большую часть аргона. Оставшийса газ смешали с небольшим количеством кислорода, пропустили через него искровой разряд (для связывания азота в виде оксидов, которые поглотили содой), убрали избыток кислорода фосфором и наполнили смесью спектральную трубку. В спектре полученного газа, они увидели несколько ярких красных и оранжевую линию, которые не принадлежали ни одному известному в то время элементу. Открытый газ был назван "неоном" от греческого снова "новый". Копию статьи статьи Рамзая и Траверса можно скачать тут.

    Самое известное, да и пожалуй основное применение неона, это заполнение им всевозможных источников света. Причем, если аргон, криптон или ксенон часто используются просто как инертные наполнители лампочек, неон всегда применяется из-за его яркого оранжевого свечения.

    Цвет неонового разряда сложно спутать с чем-то еще, но кроме характерного оранжево-красного свечения, разряд в неоне отличается еще и высокой яркостью. Из всех запаянных колбочек с газами, неоновая светится ярче всех и оставляет далеко позади даже азот с гелием.

 
    Через несколько лет после открытия, из-за яркости свечения и цвета, неон стали применять для изготовления газосветных трубок. Впервые такие трубки были предложены Джоржем Клауде и независимо от него П. Наттингом в первом десятилетии прошлого века. Иногда неоновые трубки даже применялись для освещения, но затем были вытеснены люминесцентными лампами, поскольку последние имеют более высокую эффективность и дают белый свет.

 
    Первоначально, рекламные газоразрядные трубки наполнялись чистым неоном, как эта буква. Соответственно все они давали красно-оранжевый цвет. Но позже, так же стали выпускать флуоресцентные трубки с нанесенным на стенки люминофором и небольшим количеством ртути внутри. Под действием электрического разряда, ртуть испускала ультрафиолетовое излучение, которое вызывало свечение люминофора. Причем в зависимости от типа люминофора, такие трубки могут светиться самыми разными цветами и оттенками. То есть совремнный рекламный "неон" иногда не содержит неона вовсе, а называется так просто по традиции.

 
    Лампочка породы "неонка обыкновенная". Такие лампочки можно встретить во всевозможных бытовых приборах. От утюгов и часов до электроплит и кофемолок. Чаще всего она используется как индикатор включения прибора. Неонки работают от напряжения более ста вольт и токе в несколько миллиампер и имеют очень большой срок службы (несколько лет непрерывного горения). При включении неонки в сеть, это обязательно нужно делать через ограничивающий резистор в несколько десятков или сотен килоом. Иначе произойдет короткое замыкание из-за протекания слишком большого тока. Достаточно часто, внутри неоновой лампочки находится не чистый неон, а его смесь с 0.5% аргона, для облегчения зажигания лампочки. Давление газов внутри колбочки составляет несколько миллиметров ртутного столба.

 
    Иногда, так же можно встретить сувенирные неоновые лампы. Такие наприммер как эта лампочка в виде свечи, устанавливаемая в ночник. Еще две похожие лампы можно увидеть в разделе разное, Но как и в случае неоновой рекламы, неон содержит только первая лампа, а во второй скорее всего аргон.

 
    Как и всякий газ, неон можно хранить в стальных баллонах высокого давления. Но это имеет смысл, только если необходимо хранить большое количество газа. В производстве газосветной рекламы, расход газа обычно очень невелик, так как трубки заполняют неоном под давлением примерно в одну сотую от атмосферного. Сейчас, в рекламных фирмах чаще всего покупают неон или в баллонах низкого давления наподобие бытовых аэрозольных упаковок, туда он закачан под давлением около 10 атмосфер. Или вот в таких стеклянных колбах с разбиваемым клапаном (давление в такой колбе примерно равно атмосферному).

    Колба требует более аккуратного обращения чем металлический баллон и не так удобна если требуется отбирать небольшие порции газа в течении длительного времени (сложно надежно закрыть горлышко колбы после разбивания клапана). Но зато, если колба цела, газ может храниться в ней неограничено долго. Так же, цена колбы обычно ниже цены баллона (хотя колба и содержит меньшее количество газа).

 
    И еще одно устройство для получения света содержащее неон. Гелий-неоновый лазер. В отличие от неоновой лампы, лазер дает когерентное излучени, то есть монохроматическое (только одна длина волны, 632.816 нм вместо целой кучи у обычной неоновой лампы) и распространяющееся практически параллельным лучем (а не во все стороны, как у лампы). Сейчас у меня пока нет возможности показать внутренности лазера (не хочется разбирать рабочий аппарат) и сфотографировать луч (источник питания находится в другом месте). Но если разобрать такой лазер, внутри можно найти газоразрядную трубку особой формы, заполненную смесью гелия с неоном (обычно от 5% до 20% неона по объему) под давлением ниже атмосферного. Так же внутри находятся два зеркала, которые образуют резонатор лазера.
    Гелий-неоновый лазер был первым газовым лазером, а так же на нем впервые получили непрерывный луч. Обычно этот тип лазеров генерирует красное излучение с длиной волны 632.816 нм, но изредка встречаются так же ИК, зеленые и желтые гелий-неоновые лазеры. Мощность таких лазеров обычно очень небольшая и составляет несколько милливатт (хотя иногда встречаются и монстры на несколько сот милливатт длиной около двух метров), КПД - доли процента.