霓虹灯里的“主人”

高长江

夜幕降临，很多店铺门口的霓虹灯闪烁着五颜六色的光芒，形成一道亮丽的风景线。霓虹灯是如何发出各种不同颜色的彩光呢?

原来，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，氦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。这里先谈谈氖和氩。

氖气的来历

氖是在1898年由英国化学家拉姆塞发现的，它的拉丁文意思是“新”，即氖是一种从空气中发现的新气体。那为何要用“新”来为氖命名呢?

那时，人们以为空气的成份不过是氮、氧、二氧化碳和水蒸气而已。而凭空出现的氖气让人们惊讶万分，便以“新”来为之命名。

氖是一种无色气体，在空气中的含量很少，每一立方米空气只有18立方厘米的氖气。氖是一种十分“懒惰”的气体，它见了谁都“不理不睬”的，平时，人们几乎见不到它的化合物。

在电场的激发下，氖能射出红色的光。霓虹灯就是利用氖的这个特性制成的。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，氖灯常出现在港口、机场、水陆交通线的灯标上。

氩气的出世

有句成语叫“差之毫厘，谬之千里”，氩气的出世恰好证明了这句成语的准确性。

事情要从1890年说起，当时人们认为，空气是由氮气、氧气、二氧化碳和水蒸气四种气体组成的。然而，英国科学家雷莱在测定氮气密度时却发现了一件怪事：他设法除掉了空气中的氧气、二氧化碳和水蒸气，按理来说剩下的气体都是氮气了。可是，测定下来的结果却是每升氮气重1.2572克。

为了证实这个结果是否可靠，他又从氨气中分离出了氮气，再测定一下，结果竟然是1.2501克，比上面测量的结果轻了0.071克。这可真是怪了，分明都是氮气，怎么会出现这么大的误差呢?

雷莱决心重新做这个实验。他异常小心地不放走一个小气泡。结果呢?还是每升相差0.071克。他想，不妨再从其他的含氮化合物中制出氮气来，多实验几次。可结果和从氨气中取得的氮气一样，每升也是相差千分之七克。

这是什么原因呢?雷莱百思不得其解。1892年，他在一家著名的杂志上发表了一封信，征求其他科学家的帮助。然而，他没有收到回信。

直至1894年的夏天，雷莱的朋友、化学家莱姆塞表示愿意和他一起探索这个秘密。

他们详细地研究了实验过程，最后莱姆塞想到，也许从空气中分离来的氮气并不纯净，其中含有某种密度大于氮的气体，因而造成了这个微小的误差。

于是，雷莱和莱姆塞分头进行了实验。经过夜以继日的努力，他俩都制得了少量的特殊气体。这种化学性质奇“懒”的气体，他们还是头一回碰到。他们就把它取名为“氩”，拉丁文的意思是“懒惰、不活泼”。

虽然误差只有千分之七，可是雷莱和莱姆塞抓住不放，打破砂锅“寻”到底，终于把氩气这个“懒家伙”从空气中“揪”了出来。这千分之七的误差虽然很小，却说明了1890年时人们对空气的认识是十分片面的。这真是“差之毫厘，谬之千里”呀!

氩气后来又有了不少特殊的用途。它是一种无色气体，密度比空气重一半，它在空气中的含量将近百分之一，虽然不大，但比起别的惰性气体来，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，同样需要在氩气的保护下进行机械加工。