知识点：水银灯、霓虹灯、氖灯、惰性气体、受激状态、原子结构

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能耗损掉了，只有小部分转化为光。1802年，美国有位科学家叫休伊特，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。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，人们把这类灯叫做霓虹灯。

氩是另一种惰性气体，在空气里含量达l％，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、氦和水银蒸气等四种气体(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。电子允许在若干特定的轨道上运行。内层的电子受电场的激发会吸收“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，充入各种同气体的霓虹灯，就发出了五颜六色的光。