Alles Physik! Folge 15: Neonröhre ohne Neon

Neon-Leuchtreklame

Alles Physik! Folge 15: Neonröhre ohne Neon

Neonreklame verrät uns etwas über den Aufbau unserer Welt. Denn hinter dem Leuchten einer Neonröhre steckt ein fundamentales physikalisches Prinzip, das auch Aufschluss darüber gibt, wie Atome in ihrem Inneren aufgebaut sind.

Zuerst ist etwas sprachliche Genauigkeit nötig: Das, was im Büro oder der Garage an der Decke hängt, ist keine Neonröhre, denn echte Neonröhren, die Neon enthalten, leuchten orange-rot. Die Farbe ist eine Besonderheit, ein Fingerabdruck des Neongases.

Elektronen können verschiedene Energien haben, allerdings nicht jede beliebige, sondern nur bestimmte Stufen; Physiker sprechen von "Energieniveaus". Wenn ein Elektron Energie aufnimmt, springt es ein Niveau, oder auch mehrere, nach oben - wenn es Energie abgibt, fällt es nach unten.

Genau das passiert in der Neonröhre: Durch den angeschlossenen Strom bekommen die Elektronen der Neonatome kurzfristig Energie, und wenn sie sie nach einer Weile spontan wieder abgeben, fallen sie auf der Energie-Treppe wieder nach unten. Dabei senden sie Licht aus; die Fallhöhe bestimmt die Farbe.
Beim Neonatom fallen die Elektronen eine ganz bestimmte Höhe, und diese Höhe, dieser Energieunterschied, verursacht just orange-rotes Licht. Andere Atome sind anders aufgebaut und senden deshalb auch anderes Licht aus.

Aus diesem charakteristischen Licht können Astrophysiker daher schließen, aus welchem Gas ein planetarischer Nebel besteht. Und Biophysiker nutzen das charakteristische Leuchten bestimmter Proteine, um damit andere Proteine in einem lebenden Gewebe einzufärben und zu beobachten.

Redaktion:
Peter Ehmer

Stand: 07.09.2015, 16:05