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霓虹灯为什么五光十色?

书名:叶永烈科普经典阅读系列·元素的故事作者名:叶永烈本章字数:923更新时间:2024-06-07 15:27:59

霓虹灯是法国化学家威廉·拉姆赛在1910年发明的,它的英文原意是“氖灯”。这是因为世界上第一盏霓虹灯是填充氖气制成的。

氖是由英国化学家拉姆赛在1898年发现的,它的希腊文原意是“新的”,意即从空气中发现的新气体。

氖是一种无色的气体,在-246℃会变成液体,温度降到-248.6℃会变成白色的结晶体。

氖是惰性气体,化学性质极不活泼,几乎不与别的元素化合。在空气中,氖的含量极少,1立方米的空气中也只有18立方厘米的氖。现在,人们用分馏液态空气的办法制取氖。

在电场的激发下,氖能射出红色的光,霓虹灯便是利用氖的这一特性制成的。霓虹灯的两端装着两个用铁、铜、铝、镍制成的电极,灯管里装着氖气,通电后,氖气一受到电场的激发,便放出红色的光。氖灯射出的红光,在空气中透射力很强,可以穿过浓雾,因此,氖灯还被常用在港口、机场、水陆交通线的灯标上。

除了氖,惰性气体氩也是霓虹灯里的“居民”。

氩是最早被发现的惰性气体,1894年拉姆赛和瑞利就发现了它,它的希腊文原意是“不活泼”。

在空气中,氩的含量并不太少,按体积计算,约占万分之九十三—将近百分之一,比起别的惰性气体来,氩是空气中含量算多的了。

氩是无色的气体,密度较大。在一个大气压和0℃时,1升氩气重1.7837克,几乎比空气重百分之五十。在电场激发下,氩会射出浅蓝色的光,因此,它被用来填充在霓虹灯管里。除了装氖和氩,有的霓虹灯里还会充进氦气,让灯射出淡红色的光;有的充进水银蒸汽,射出绿紫色的光。也有的是装着氖、氩、氦、水银蒸汽等四种气体的混合物。由于充进灯管的各种气体的比例不同,霓虹灯的颜色便五光十色的。

除了制造霓虹灯,氩气还用来填充普通的白炽电灯泡。因为氩是空气中含量最多的一种惰性气体,比较易得,而且氩分子运动速度相当小,导热性差,用氩来填充电灯泡,可以大大延长灯泡的寿命和增加亮度。在焊接一些化学性质非常活泼的金属时,常用氩做保护气体,如镁、铝等,可防止这些金属在高温中氧化。原子能反应堆中的核燃料钚,在空气中也会迅速氧化,同样需在氩气保护下进行机械加工。现在,我国许多工厂都已采用氩弧焊接技术。

在低温下,可以用铝硅酸钠做“分子筛”,吸附氧而使氩穿过,也就是把氧留在“筛”上,使氩“筛”过去,这样,可以制得纯度为百分之九十九点九九六的氩气。