霓虹灯为什么是五颜六色的

小美的姑姑生活在农村，与小美家离得很远，所以姑姑不经常来小美家。

暑假的时候，姑姑带来了小表妹西西。西西很乖巧，小美很喜欢她。

这天晚上，吃完晚饭后，小美跟长辈们打了招呼后，就带着表妹去公园了。公园里可热闹了，孩子们有的在滑旱冰，有的玩玩具车，也有的在玩电子设备，这可把西西看花眼了。

“姐姐，这么多好玩的东西，真好。”西西说。

“那你以后经常来呀，现在交通很方便。”

小美说完，西西点了点头，但转眼，眼神又转向别处了，原来西西在看公园边上闪烁的霓虹灯。

“西西，我们不能走太远，晚上不安全。”小美提醒她。

“我知道，我就是好奇，为什么灯能有那么多颜色。”

“因为那是霓虹灯啊，与我们家里用的灯不一样的。”

“那为什么不一样呢？”

“你这可把我难倒了，不过我爸知道，他是老师嘛……”小美有点不好意思。

暮色降临，华灯初上。色彩绚丽的霓虹灯组成了各种文字和图案，把整个闹市区装点得如火树银花一般，让人目不暇接。

当你在观察这城市美景时，可曾想过，为什么霓虹灯会发出五颜六色的光呢？

人类最早使用的电灯叫白炽灯，是发明家爱迪生研制成功的。这种灯是让电流通过灯丝，达到白炽状态后发光，效率很低，因为大部分电能都变成了热耗损掉了，只有小部分转化为光。1802年，美国有位科学家叫休伊特，他设想，如果在真空的玻璃管里不装灯丝，而填充一些气体，让气体受激发光，岂不可以减少热损耗？于是他把少量水银蒸气填充到真空管里，在灯管的两端引出两个电极，加上电压后，水银蒸气在电弧激发下发出炫目的辉光。这种灯光光谱与太阳光接近，亮度很强，很适合于拍摄电影。后来，大家都叫它水银灯。

水银灯的成功引起了人们的兴趣，既然水银蒸气通电后会发光，那么别的气体行不行呢？于是有人想起，在十几年前化学家们找到了几种性格很不活泼的惰性气体。这类气体性质很稳定，几乎不与别的物质发生反应，用它们来受激发光倒是一个很好的选择。1910年，法国化学家克劳德把无色的惰性气体氖充入灯管，通电后，氖气受到电场的激发，放出橘红色的光。氖灯射出的红光，在空气中穿透力很强，可以穿过浓雾。因此氖灯常用在港口、机场和交通线的灯标上。根据“氖灯”的英文译音，人们把这类灯叫作霓虹灯。

氩是另一种惰性气体，在空气里含量大约为1%，比较容易获得，在电场的激发下，氩会射出浅蓝色的光，因此它也被用来填充到霓虹灯管里。除了氖和氩之外，有的霓虹灯里充进氦气，它会射出淡红色的光；有的霓虹灯还充进了氖、氩、氦和水银蒸气四种气体（或三种、两种）的混合物，由于各种气体的比例不同，便能获得五颜六色的霓虹灯了。

那么，为什么不同的气体发出的光会有不同的颜色呢？我们知道，原子是由原子核和若干绕核旋转的电子组成的。电子允许在若干特定的轨道上运行。内层的电子受到电场的激发会吸收“一份”能量跃迁到某个外层轨道上，处于受激状态。由于受激状态很不稳定，过不了一会儿，电子又会跃迁回原来的轨道，并把刚才吸收的那“一份”能量以光的形式辐射出来。这一份能量恰好等于原子在受激状态和初始状态的能量之差。显然，不同的气体有不同的原子结构和能级，吸收和辐射的那一份能量就有大有小。所以由这“一份”能量决定的辐射光的频率就不一样，而光的颜色完全由频率决定，所以，充入各种不同气体的霓虹灯，就发出了五颜六色的光。

知识小链接

惰性气体又称稀有气体，是指元素周期表上的18族元素（IUPAC新规定，即原来的0族）。在常温常压下，它们都是无色无味的单原子气体，很难进行化学反应。天然存在的惰性气体有六种，即氦（He）、氖（Ne）、氩（Ar）、氪（Kr）、氙（Xe）和具放射性的氡（Rn）。