Una mezcla de Penning es una mezcla de gases que se utiliza en lámparas eléctricas de descarga de gas . Se define como una mezcla de un gas inerte con una cantidad mínima de otro gas, que tiene un voltaje de ionización menor que el componente principal. Recibe su nombre en honor a Frans Michel Penning . [1] [2]
Las conocidas luces de neón y las lámparas y displays de neón no están llenos de neón puro , sino de una mezcla de Penning.
El otro gas, llamado gas de extinción , debe tener una energía de ionización menor que el primer estado excitado del gas noble. La energía de los átomos de gas noble excitados, pero neutros, puede entonces ionizar las partículas de gas de extinción mediante transferencia de energía a través de colisiones; conocido como efecto Penning .
En algunas lámparas de neón, especialmente las que funcionan a 120 voltios, se utiliza una mezcla Penning muy común de aproximadamente 98-99,5 % de neón con 0,5-2 % de argón . La mezcla es más fácil de ionizar que el neón o el argón solos, y reduce el voltaje de ruptura en el que el tubo se vuelve conductor y comienza a producir luz. El nivel óptimo de argón es de aproximadamente 0,25 %, pero parte de él se adsorbe en el vidrio de borosilicato utilizado para los tubos, por lo que se utilizan concentraciones más altas para tener en cuenta las pérdidas; un mayor contenido de argón se utiliza en tubos de mayor potencia, ya que el vidrio más caliente adsorbe más argón. El argón cambia el color de la "luz de neón", volviéndola ligeramente más amarillenta. El gas neón utilizado en algunos tubos Nixie incluye una pequeña cantidad de vapor de mercurio (por diversas razones), que brilla en azul.
Una mezcla Penning de neón y argón también se utiliza como gas de arranque en las lámparas de vapor de sodio , donde es responsable del tenue brillo rosado antes de que comience la emisión de sodio.
La mezcla de Penning utilizada en las pantallas de plasma suele ser helio o neón con un pequeño porcentaje de xenón , a varios cientos de torr .
Las mezclas de Penning con las fórmulas argón-xenón, neón-argón, argón- acetileno y xenón- TMA se utilizan como gases de relleno en detectores de ionización gaseosa .
Otros tipos de mezcla de Penning incluyen helio -xenón.