ネオンライト(ネオンサイン)は化学発光？ルミノール反応やケミカルライト(サイリウム)は？

高校化学（今日売鵜テスト2025化学）の問題

以下の光のうち、化学発光ではないのはどれですか？
・ホタルの光
・ルミノール反応
・ネオンサイン
・ケミカルライト(サイリウム)

■光の仕組み～化学発光とグロー放電～

皆さん、こんにちは！

今回は、美しい光を生み出す現象である「化学発光」と「グロー放電」について、高校化学の範囲で解説していきます。

身近な例として、ホタルの光、ルミノール反応、ケミカルライト、そしてネオンライト(ネオンサイン)を取り上げ、それぞれの光がどのようにして生まれるのかを見ていきましょう。

化学発光とは、化学反応によって物質が励起状態になり、基底状態に戻る際にエネルギーを光として放出する現象です。

つまり、物質が化学反応によってエネルギーの高い状態になり、安定な状態に戻る時に、そのエネルギー差が光として放出されるのです。

ホタルの光: ホタルのお尻が光るのは、ルシフェリンという物質が体内の酵素ルシフェラーゼと反応することで起こる化学発光です。これは生物発光の一種で、生物が自ら化学反応を起こして発光する現象です。
ルミノール反応: 血液の鑑定などに使われるルミノール反応も化学発光です。ルミノールが血液中のヘミンという物質と反応することで、青白い光を発します。
ケミカルライト: コンサートや夜釣りなどで使われるケミカルライトも化学発光を利用しています。

グロー放電とは、低圧の気体に電圧をかけると気体分子が電離し、プラズマ状態になることで発光する現象です。ネオンサインはこのグロー放電を利用しています。

ネオンサインでは、ガラス管にネオンやアルゴンなどの希ガスを封入し、両端に電極を設けます。電圧をかけると、気体分子が電離し、陽イオンと電子に分かれます。このとき、電子は高いエネルギー状態になり、基底状態に戻る際に光を放出します。ネオンガスでは赤い光が、アルゴンガスでは青い光が放出されます。

ちなみに、ネオンサインは、一般的には様々な色の灯体が「ネオンサイン」と総称されていますが、実際にはネオンガスのみで出せる色は限られているため、アルゴンガスなども併用されています。

ネオンライト(ネオンサイン)の仕組み

ネオンライト(ネオンサイン)は、ガラス管の中にネオンなどの希ガスを封入し、両端に電極を設けた構造をしています。電極に高電圧 (6000 – 15000V) を加えることで放電が起こり、鮮やかな光を放出します。

ネオンサインの色の仕組み

ネオンサインは様々な色で輝きますが、その色のバリエーションは主に次の2つの要素によって生まれます。

ガスそのものの色: ネオンガスを封入した透明なガラス管の場合、ネオンガス特有の赤い光が放出されます。アルゴンガスを封入した透明管では、青い光を発光します。
蛍光体の利用: ガラス管の内側に蛍光体を塗布することで、様々な色を表現することができます。例えば、ネオンガスを封入した蛍光管では、ピンクやオレンジ色の光を出すことができます。アルゴンガスの蛍光管では、青、緑、紫、白など、多様な色の光を表現することが可能です。

ネオンサインの歴史

ネオンサインは、フランスの化学者ジョルジュ・クロードによって発明されました。彼は、空気を液化する際に発生する廃棄物であるネオンの利用方法を模索する中で、ネオンが光を発することを発見しました。
1912年のパリ万国博覧会で、クロードはネオンサインを初めて公開しました。これがきっかけとなり、ネオンサインはヨーロッパやアメリカに広まっていきました。
日本では、1918年頃に東京都中央区銀座の谷沢カバン店に初めてネオンサインが設置されたと言われています。

ネオンサインからLEDへ

近年では、LEDの普及により、ネオンサインは徐々に姿を消しつつあります。 LEDはネオンサインと比べて、

などの利点があります。

しかし、ネオンサイン独特の温かみのある光や、歴史的な価値を評価する声も多く、ネオンサインの文化を守り続ける動きもあります。例えば、アメリカのラスベガスにはネオン博物館があり、過去のネオンサインが展示されています。

ネオンサインは、単なる広告看板を超えて、都市の景観を彩り、時代を象徴する存在として、私たちの生活に深く関わってきました。

このように、光には様々な発生メカニズムがあります。身の回りの光がどのようにして生まれているのか、考えてみるのも面白いですね！