字要大 颜色要绚烂...妖艳的霓虹灯如何制作?
1898 年英国化学家威廉·拉姆齐和莫里斯·特拉弗两人首次发现了氖气,并发现氖气在发电管里放电能发出明亮的红光。特拉弗后来回忆道:「管中气体赤红色的光线讲述着它自己的故事,这种场景终生难忘」。
人们惊讶于奇异的氖气能发出这般美丽的光彩,很自然的就想到应用在灯具制作上,也就是 neon lighting ,直译叫「氖灯」,更为人熟知的名字是音译的「霓虹灯」。
发展到现如今五光十色的霓虹灯,可不是仅靠氖气的一束红光,氩气也是能发光的,它产生的是淡紫色的光。再配合上灯管内表面的各色荧光粉,就能组合出各色灯光了,这个叠加效果很好理解。但氖气为啥能发光呢?可以简单理解为玻璃管里充的是「气体燃料」,一通电就「燃烧」发光了,而这个燃料又极其经烧,用上 15 年才会烧完。来看看霓虹灯怎么制作的吧~
玻璃造型
闪烁的霓虹灯管需要做出各种艺术效果,这就需要先把灯管做出各种千奇百怪的造型。这里用到的透明玻璃管是含铅的,比普通玻璃的导热性更好,用喷灯软化的过程也你能更好地操作,之后再靠技师熟练的手艺活儿做弯折。
荧光涂层
想要发出其他颜色的光,使用的玻璃管内表面就需要附着磷光体粉末涂层,也就是我们常说的荧光粉。
荧光粉的「冷发光现象」,很常见的应用就是夜光手表...用在霓虹灯上,通电后不仅氖气能发出颜色,这层磷光体粉末涂层也能发出颜色。下图是荧光粉接触波长较短,能量较高的紫外线后,电子吸收光子的能量,从低能级跃迁到高能级,并把多余的能量释放,这就产生了波长较长的荧光。
在《荧光笔是如何制作的?》中也介绍过「荧光发光」并不能制造光线,只是对外来光源能量的转移。
完成设计
按照既定的设计图做好所有玻璃管的弯折。
封接电极
技师会给每根独立的玻璃管两端都烧融「粘」上电极,氖气的发光就靠它导电。
轰击电极
在给霓虹灯抽真空充氖气之前,还要给电极通上 15000 伏的高压电,这个过程叫「轰击」,在这样的电力下才能活化电极,像是一个给电极充电的过程。
通过观察电极颜色的变化,来确认电极活化的进程。
灯管充气
接着用真空机通过玻璃管的排气孔把空气都抽走再充进氖气,最后把排气孔一密封就完成霓虹灯的制作了。
让颜色更饱和
有的霓虹灯会在密封的玻璃管里加一点汞,能让氖气发出的颜色更饱和。而放进去的过程也很有意思:先加热软化玻璃管,做出一个下图的小膨胀。在膨胀处上方继续加热融化玻璃,趁玻璃软化用针筒注射进去少量汞,然后快速拔出针管,再一烧融玻璃管也还能保持密封。
等等!Cast 还有话说
我的干妈王丫米(高龄未婚)刚看完初稿提出的疑问:「为啥霓虹灯的颜色都这么土?大红大绿的,是技术上有什么实现不了的问题么?」
我随手 Google 一搜指给她:「你看有一些也不是很土的!你觉得土,可能是气体本身的颜色配合灯管里加涂的荧光粉叠加后,显示出来的觉得土?」
王丫米若有所思:「可能霓虹灯是做招牌的,天然需要高饱和度的颜色来抢占路人的注意力?所以越惹眼越好?」
王叉叉突然大吼:「我研究过!跟城市化、心理学、以及民族文化都有关,现在的都市人每天接受大量信息,会更偏爱有灰度的颜色,比如近几年流行的性冷淡风,就是简单的色块。人们逐渐对高饱和度的颜色接受不能了,就开始觉得土了,颜色还是这个颜色,是你的感觉变了。」