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霓虹灯中的化学


化学先生 / 2019-05-28

  霓虹灯里“住”了几位特殊的“主人”,它们有一种奇特的本领,能使霓虹灯发出各种各样的光来。这几位“主人”就是氖、氩、氦和水银蒸气。氖可以使霓虹灯发出红光,氩可以使它发出浅蓝色的光,氮可以叫它发出淡红色的光,水银蒸气能使它发出绿紫色的光,有时候人们把它们混合在一起装在霓虹灯中,就可以叫它们发出五颜六色的光来。

   这里主要介绍前两个。
   氖气是在1898年由英国化学家拉姆塞发现的,它的拉丁文意思是新”,即氖气是一种从空气中发现的新气体。氖气是一种十分“懒惰”的气体,它见了谁都“不理不睬”的,平常,人们几平见不到它的化合物。它是一种无色气体,在空气中的含量很少,每立方米空气中氖的体积含量为18.18×x10米。在电场的激发下,氖气能射出红色的光。寬虹灯就是利用氖气的这个特性制成的。在霓虹灯的两端,装着两个用铁、铜、铝或镍制成的电极,灯管里装着氖气。通电时,氖气受到电场的激发,放出红色的光。它的这种红光在空气中的透射力很强,甚至可以穿过浓雾。因此,氖灯常用在港口、机场、水陆交通线的灯标上。
   氩气是一种无色气体,密度比空气重50%,它在空气中的含量将近1%,虽然不大,但比起别的情性气体来,却要多得多。除了制造五光十色的霓虹灯外,氩气还用来填充普通的白炽电灯。因为氩气是惰性气体家族中在空气中含量最多的一位成员,比较易得,而且氩分子的运动速度特别小,导热性差,把它装在电灯泡中,可以大大延长灯泡的使用寿命。氩气还是各种金属在焊接时的“保护神”。比如,铝、镁等金属在空气中焊接时,很容易氧化和燃烧,难以焊牢。如果向焊缝表面吹一层氩气,把金属和空气隔开,这样在氩气的安全保护下,它们就很容易焊牢。“原子锅炉”的核燃料钚,在空气中也会迅速氧化,同样需要在氨气的保护下进行机械加工。

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