Night-time ist mit Neon gemalt: Wer eine verdunkelte Stadt zum Leben erwecken möchte, kann mit Neonlampen nicht viel falsch machen . Diese blinkenden Farbröhren sind wie Lichtschwerter, die unsere atavistischen Ängste vor der Dunkelheit durchschneiden und unsere urbanen Räume zum Leben erwecken. Aber das ist nur über alles , was sie sind gut für. Wenn Sie etwas anspruchsvolleres als farbige Lichtlinien erstellen möchten, z. B. eine Uhr, einen Taschenrechner oder einen Countdown für die Missionskontrolle, benötigen Sie Lampen, die der Aufgabe gewachsen sind. Moderne numerische Displays basieren auf LEDs, LCDs und VFDs. Aber in den 1950er Jahren, bevor diese netten Technologien verfügbar wurden, taten elektronische Kästen, die Zahlen anzeigen mussten, dies mit erstaunlich leuchtenden Lampen, die Nixie-Röhren genannt wurden; In jüngerer Zeit haben sie ein Comeback mit Uhren im Retro-Stil gemacht (Apple-Erfinder Steve Wozniak hat sogar eine Uhr aus Nixie-Röhren).
Was sind sie und wie funktionieren sie? Lass uns genauer hinschauen!
Was ist eine Nixie-Röhre?
Wenn Sie einen digitalen Wecker (oder einen Timer in einem Mikrowellenherd , Videorecorder oder DVD-Player ) haben, hat er wahrscheinlich blau-grüne Zahlen (in diesem Fall verwendet er ein Vakuumfluoreszenz-Display , VFD) oder rote (was bedeutet, dass es aus Leuchtdioden , LEDs besteht). In jedem Fall werden Sie feststellen, dass jede der Ziffern in der Zeit (10:30 oder was auch immer) angezeigt wird, indem ein Muster aus sieben ganz separaten Balken aufleuchtet, die allgemein als „Segmente“ bezeichnet werden. Mit einer Sieben-Segment-Anzeige können Sie alle Zahlen 0–9 schreiben und dazu noch einige Buchstaben und Wörter.
Nixie-Röhren zeigen auch die Zahlen 0–9 an, aber auf ganz andere Weise. Schauen Sie genau auf einem Nixie und Sie werden sehen , es die zehn Dezimalstellen gemacht aus gebogenem Draht hat und in einem Stapel, einer vor dem anderen angeordnet ist , in einem verschlossenen Glasbirne. Unter der Glühbirne befinden sich viele elektrische Kontakte. Verdrahten Sie diese mit einem geeigneten elektronischen Schaltkreis und Sie können die Zahlen nacheinander zählen lassen, die Zeit anzeigen oder alle möglichen anderen netten Dinge tun. Im Gegensatz zu VFDs und LEDs ist eines der skurrilen Dinge an Nixie-Röhren, dass verschiedene Zahlen vor oder hintereinander (auf verschiedenen „Ebenen“) aufleuchten, sodass einige Ziffern heller erscheinen als andere und näher oder weiter von Ihrem Auge entfernt. Das sieht man gerade daran Wikimedia-Foto einer zählenden Nixie-Röhre.
Wie funktioniert eine Nixie-Röhre?
Nixie-Röhren funktionieren ähnlich wie Neonlampen (wenn auch nicht genau wie Neonlampen, wie wir gleich sehen werden). Warum müssen alle Metallnummern in einem Glaskolben versiegelt werden ? Nun, man sieht nicht einfach nur hin, aber der Glaskolben ist mit einer Mischung aus unsichtbaren Gasen (normalerweise Neon, Quecksilber und Argon) gefüllt und hat den Zweck, das Entweichen dieser Gase zu verhindern (Quecksilber ist giftig möchte nicht, dass das in deiner Nähe herumschwebt). Die gebogenen Metalldrähte, die jede Zahl anzeigen, sind keine Glühfäden wie bei einer Glühlampe. Jeder von ihnen arbeitet als separater Minuspol (Kathode) in einer effektiven Gasentladungsröhre– also hat eine Nixie-Röhre zehn Kathoden. Die Kathoden berühren sich nicht wirklich, sondern werden durch winzige Keramik-Abstandshalter voneinander getrennt. Es gibt auch einen einzelnen positiven Anschluss (Anode), der wie ein Netz oder Gitter geformt ist, der um den Stapel numerischer Kathoden gewickelt ist und alle 10 bedient.
Verschiedene Arten von Lampen machen Licht auf ganz unterschiedliche Weise. Alte elektrische Lampen und Taschenlampen (Fackeln) verwenden Glühlampen , die leuchten, weil ein Metallfaden in ihnen heiß wird, wenn Strom durch sie fließt. Leuchten diese Lampen glühend heiß, leuchten Leuchtstofflampen „weiß kalt“: Sie wandeln Elektrizität in unsichtbares ultraviolettes Licht um , das durch die weiße Beschichtung, die die Innenseite ihrer Röhren auskleidet, in sichtbares Licht umgewandelt wird. Neonlampen ähneln Leuchtstofflampen, außer dass sie direkt sichtbares (rotes) Licht erzeugen. Wenn Sie den Strom einschalten, Atomedes Neongases werden in der Röhre aufgespalten, um Elektronen und Ionen zu erzeugen, die kollidieren und rotes Licht abgeben (wie wir ausführlich in unserem Artikel über Neonlampen erklären ).
Nixie-Röhren sind Neonlampen sehr ähnlich. Beide sehen ein bisschen aus wie Kathodenstrahlröhren ( Fernseher alten Stils ), bei denen Elektronen an einem Ende von einer heißen Metallkathode abkochen und die Röhre hinunter zu einer positiv geladenen Anode am anderen rasen. Aber in Neonlampen und Nixen bleiben die Kathoden relativ kühl (Röhren wie diese werden als „Kaltkathoden“ bezeichnet , obwohl sie im Allgemeinen auf der warmen Seite liegen – etwa der menschlichen Körpertemperatur), aber das Gasgemisch, das sie umgibt, ist bei einer sehr niedriger Druck(vielleicht 1/100 des normalen atmosphärischen Drucks oder noch weniger – also typischerweise weniger als 1000 Pa oder 0,01 Atmosphären). Wenn zwischen der Anode und einer der Kathoden eine Spannung von etwa 170–180 Volt angelegt wird, wird das Niederdruckgas ionisiert (seine Atome oder Moleküle werden in positiv geladene Ionen und negativ geladene Elektronen umgewandelt). Wenn Elektronen, Ionen und Atome miteinander kollidieren (und mit Metallatomen, die von der Kathode ausgestoßen oder „gesputtert“ werden), erhalten wir eine glühende, unscharfe „Beschichtung“ aus Licht, die sich um die Kathode herum bildet, ganz in der Nähe, das folgt seine Form präzise – und lässt es effektiv erscheinen, als ob eine der Zahlen 0–9 beleuchtet wäre. Das Anlegen einer Spannung an eine andere Kathode lässt eine andere Ziffer „leuchten“.
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