光り輝くネオン！LEDや蛍光灯と違うの？

繁華街を彩るネオン！蛍光灯やLEDとは違いどこかはかなく鮮やかな色を放ちますよね。

今回はその仕組みと違いについて解説していきます

街を彩るネオンの仕組み
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まとめ
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街を彩るネオンの仕組み

ネオンってそもそも何？

・空気の中に少しだけ混ざっている気体

ネオンは、特別な人工の液体などではなく、私たちが普段吸っている空気の中にほんの少しだけ混ざっている天然の気体です。無色無臭で、普段は吸い込んでも触ってもまったく気づきません。

・他のものと絶対に混ざり合わないマイペースな仲間

ネオンはとても安定した性質を持っていて、他の物質とくっついて燃えたり爆発したりすることがありません。安全性が高く、ずっと変わらない状態を保ち続けられる特徴があります。

どうして光り輝くの？（LEDや蛍光灯との違い）

・ガラス管の中にネオンを閉じ込める

透明なガラス管の中の空気を抜き、代わりにネオンガスを少しだけ入れて両端に金属の電極を取り付けます。これがいわゆるネオン管です。

・電気を流すとエネルギーを受け取って発光する

管の両端から強い電気を流すと、飛び出した電子がネオンの粒に勢いよくぶつかります。電気のショックを受けたネオンが元の落ち着いた状態に戻るときに、余ったエネルギーを鮮やかな「光」として外に吐き出します。

・蛍光灯やLEDと光り方の仕組みが違う

蛍光灯は水銀ガスを使って目に見えない紫外線を作り、それをガラス管の内側に塗った粉に当てて白い光に変えています。また、LEDは気体を使わずに半導体という小さな電子部品そのものが直接光っています。ネオンは「気体そのものが直接キレイな色を放つ」という点が大きな違いです。

いろんな色があるのはどうして？

・ネオンそのものが放つ光は赤オレンジ色だけ

実は、純粋なネオンガスが光ると「鮮やかな赤オレンジ色」にしかなりません。

・ほかの気体や蛍光塗料を使ってカラフルにしている

街で見かける青や緑の看板は、アルゴンという別の気体を入れたり、ガラス管の内側に特別な粉（蛍光体）を塗ったりして色を変えています。赤以外の色も含めてまとめてネオンサインと呼ばれています。

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原子の構造と電子のジャンプ

・基底状態と励起状態（れいきじょうたい）

物質を細かく分けると「原子」という粒になり、中心にある原子核の周りを「電子」が回っています。普段はエネルギーの低い内側の軌道（基底状態）にいますが、電気のエネルギーを受けると外側の高い軌道へと飛び移ります（励起状態）。

・光子（フォトン）の放出

外側に移った電子は不安定なため、すぐに元の軌道へ戻ろうとします。このとき、軌道同士のエネルギーの差が「光」となって飛び出します。ネオン特有の赤い色は、この飛び移る段差の大きさで決まっています。気になる方は「原子模型」や「エネルギー準位」「ボーアの原子模型」というキーワードを図鑑やネットで調べてみてください。