„Ce - a spus el - pentru diavol:
Cinci capace există lumină,
Căldura și fumul nu sunt prezente,
P. P. Ershov. cocoșat de cai
Nu toate imagina de ce ore de lumină. Nu o dată a trebuit să explice - oral și în scris - că nu există nici un element de fosfor nu au nimic de a face cu ea. ore de lumină sunt necesare fosforescente - substanțe care pot fi date sub formă de radiații de energie în exces, pe care le-au primit atunci când excitat, sau dacă preferați, de încărcare, de exemplu, lumina vizibila sau razele ultraviolete. Destul de des pun această întrebare: Nu este dăunătoare pentru sănătate strălucire? Se spune despre acele fosforescente sunt aplicate pe față și mâini, faptul de ceea ce fac și cum; pe scurt a spus despre partea igiena a lucrurilor.
Absorbirea razele soarelui
Știința și practica există multe fosforescente diferite. De exemplu, biolyuminofory (excitatoare energie - o reacție biochimică); electroluminophors, care luminează în sus sub acțiunea descărcării electrice; hemilyuminofory excitat de reacții chimice, și multe altele. În industria de ceas utilizează doar o mică parte din ele, și anume fosforescent și radiolyuminofory.
În cazul în care substanța după excitație emite doar miliardimi de secundă, astfel de luminiscență se numește fluorescență (cuvântul vine de la fluorină - fluorină, unele dintre speciile sale de lumină). Când substanța emite raze de minute, ore, zile, acest fenomen se numește fosforescență și materiale luminoase - fosfor. Ca și în denumirea chimică, cuvântul provine din „Fosforos“ greacă - luminos.
Termenul „fosfor“ în raport cu substanța luminiscent a apărut în mijlocul secolului al XVII - după ce sa descoperit că, după calcinare, unele minerale devin capabili, cum ar fi pentru a absorbi razele soarelui, și apoi în întunericul EMIT lor. In 1612, Galileo a fost interesat de astfel de minerale; el ne-a lăsat una dintre primele descrieri ale fosforescența, dar cauza acestui fenomen ciudat, nu a putut explica.
A fost nevoie de încă 250 de ani înainte de a fi fost în stare să dezlege misterul pietrelor stralucitoare. În anii șaptezeci ai secolului trecut, firma britanica „Balmain“ a început balmenovskoy producției industriale vopsea fosforescentă. Așa cum era de așteptat, a fost o parte din secretul firmei. La scurt timp, cu toate acestea, el a fost crăpat de chimistul francez Verneuil. Oamenii de știință au stabilit că vopseaua de bază - sulfura de calciu și proprietățile ușoare dobândește printr-un amestec de săruri de bismut nesemnificativ. Acum, astfel de impurități sunt numite activatori.
electronii prins
Fosforescente sau fosforescente cristaline constau dintr-o bază și activator (de exemplu, sulfura de calciu și săruri de bismut ca balmenovskoy vopsea, există multe alte combinații). Cu toate acestea, capacitatea de a lumina nu are întregul fosfor, dar numai unele părți din ea, așa-numitele centre de luminiscenta, sau centre de fosforescență. Acesta este locul unde în rețeaua cristalină a elementelor de bază există încălcări. Acesta este modul în care acestea apar: amestecul de bază și activator sunt supuse unui tratament termic; apoi un număr fix de impurități incluse în cadrul zăbrele și cristalizarea lor simultană are loc; unde a avut loc, rețeaua cristalină este rupt. De altfel, sa constatat că penetrarea impurităților facilitează sare fuzibil - mlaștini, astfel încât în fabricarea de fosfor adăugat în mod specific la masa de reacție.
In cristal există trei benzi de energie; acestea diferă în măsura în care nivelul de energie umplut cu electroni; prin urmare, zonele de nume umplute sau valență (I), interzise (II), sau zona de conducere neumplut (III). Șansa de a lovi un perfect electroni de cristal în zona II este foarte mică, de aceea se numește diferența. Atunci când a introdus în matricea impurităților specifice - activatori, locațiile de intrarea lor în modelul cu zăbrele este schimbat: în zona II sunt noi niveluri - Centre de luminiscență (C) și capcana (A), în care electronii pot urca fosfor.
De fapt, desigur, nici capcane reale aici nu este doar în această stare de energie a unui electron poate fi destul de mult timp după excitarea cristalului; natura acestui fenomen nu este încă pe deplin clar. Sub influența vibrațiilor termice ale electronilor cu zăbrele sunt eliberați treptat de capcane, pierd energie și fosfor strălucește. Sa observat că durata afterglow a cea mai mare, cea mai mică este o capcană, adică, este necesară mai multă energie pentru a elibera un electron.
Sub influența luminii ultraviolete sau raze vizibile prin coliziune cu particulele în mișcare rapidă încărcate (de exemplu, alfa sau beta) și un fosfor electroni excitați trece la niveluri mai ridicate de energie. Revenind apoi la starea inițială, electronii emit excesul de energie sub formă de cuante de lumină. Cu ochiul liber, nu vedem unele flash-uri, și un flux continuu de lumină, ci printr-o lupă, puteți observa și scintilație unică, deși durata fiecărui - aproximativ 0.00005 secunde.
Pentru ore fosforescente incomod strălucire scurt (deși mai devreme, și, uneori, din păcate, iar acum unele companii de astfel de substanțe este încă folosit). Cadranele trebuie să fie distinse de cel puțin după 10-12 ore de la expunere. Printre fosforescente acțiune temporară, astfel de compoziții au, de exemplu, de sulfură de stronțiu fosfor; acesta emite lumina de aproximativ 12 ore fără reîncărcare. Cu toate acestea, această substanță are un dezavantaj semnificativ: în prezența umidității are loc hidroliza sulfurii de stronțiu și hidrogen sulfurat este eliberat - gaz coroziv, mecanism de ceas coroziv.
În ceasornicărie sunt din ce în ce aplicarea fosforescente de acțiune constantă. Aceste centenari sunt radiolyuminofory. În compoziția lor, în afară de bază obișnuită și activatorul include, de asemenea, o sursă de energie - substanța radioactivă. acest tip de amestec fluorescente nu are nevoie de iluminare periodică: fosfor sunt forțați să lucreze particulele încărcate emise de aditiv radioactiv.
Prin aditivi radioactive în industria de ceas are cerințe stricte. Inițial, fosforescente de radiu-220 injectat compus. Dar ei timp de înjumătățire - 1.500 de ani. Ceasuri au fost îmbătrânire, rupt, iar cadranul este continuat să fie o sursă de radiație. Mai târziu, a devenit clar că formulările fluorescente sunt mai acceptabile ca sursă de energie de tritiu, promețiu-147, carbon-14. Ei trăiesc aproximativ 10 de ani. În plus, aceste substanțe emit raze beta moi, care este, de asemenea, foarte importantă.
Substanțele mai radioactive se adaugă la greutatea fosforescent, deci este mai iluminați puternic. Dar bombardament constant de particule incarcate nu trece la fosforul în sine complet. În cazul în care particulele sunt prea multe și ele sunt prea multe centre de energie fosforescente glow sunt distruse rapid. Să locatarii din casă, și l-au distrus. Prin urmare, din substanțe radioactive ia cele care emit raze beta: în primul rând, ele sunt mai puțin distructive pentru fosforul, și, pe de altă parte, acestea sunt aproape complet absorbite de către organism și de ceas de sticlă.
Pentru fosforescente impune cerințe stricte de igienă. La momentul respectiv, a fost contorizarea cu atenție valoarea radiațiilor din cadranele de fosfor cu acțiune constantă, iar medicii au ajuns la concluzia că poartă un ceas cu astfel de phosphors pot fi, ele nu reprezintă o amenințare pentru sănătate. Cu toate acestea, nu a fost complet rezolvată problema hazardului industrial: cum să se aplice compoziții luminoase, în timp ce aderarea la normele de securitate; în cazul în care pentru a pune deșeurile; cum se păstrează loturi mari de aceste ore. Acest lucru a condus la faptul că, în 1958 URSS a fost întreruptă cu eliberarea de ore de fosfor radioactive. Acum, datorită eforturilor de ingineri, chimiști, medici și ingineri a creat zone speciale în care pregătite și fosforescente aplicate; aceste zone îndeplinesc toate cerințele de siguranță.
amestec fosforescentă - este o pulbere cristalină incoloră, foarte delicat și capricios: distrugerea rețelei cristaline sau apariția impurităților reduce dramatic luminozitatea luminiscență sale. Cu toate acestea, unele de prelucrare este necesară pentru a expune pulberea. cel puțin pentru puțin să-l lipiți pentru a apela.
Cel mai bun lucru ar fi, desigur, pentru a face cristale într-un înveliș transparent, astfel încât să se atașeze ceas. Dar această metodă nu este întotdeauna posibil. Prin urmare, avem nevoie de comunicare: adezivi, lacuri. Cu ajutorul lor, de altfel, nu ține numai fosforul pe cadran, dar, de asemenea, protejați-o de expunerea la umiditate atmosferică, de la deteriorări mecanice, și chiar de la razele ultraviolete, poate distruge stratul luminos.
Cel mai frecvent utilizat în industria de ceas, acrilic, vinylite polistiren si vopsele; mai puțin probabil să utilizeze acetat tsaponlak sau celuloză; și în special se preferă damar pacu, formează o peliculă solidă transparentă care este impermeabil la razele ultraviolete.
Cantitatea de liant să fie amestecat cu fosfor, de obicei este foarte mică, în caz contrar lac straturi de cristale și foarte mult reduce luminozitatea strălucirea. Componentele sunt atent amestecate într-un vase de sticlă sau porțelan, pe amestec triturare și poate fi vorba. Se prepară imediat înainte de aplicarea compoziției. Amestecul rezultat se aplică cu pensula, un stilou, o baghetă de sticlă, o seringă sau o unitate de imprimare.
Nu atât de mult timp în urmă, în literatura de specialitate străină au existat rapoarte despre o altă metodă de aplicare a fosforescent smesey- despre metoda de depunere a electroliți, împreună cu metale: nichel, argint, paladiu, aur. Cadranul este format de acoperire frumos combinat, acesta este un aspect la fel de bine și lumina și în întuneric.
Uita-te acum industria țării produce ceasuri cu cadrane care sunt acoperite cu fosforescente de acțiune continuă în mai multe variante, cum ar fi „amfibiu“ pentru scafandri. (De asemenea, încă mai face ceasuri de alarmă cu cadrane inscripționate cu vopsea fluorescentă, dar ea nu a efectuat rolul său -. Și jumătate sau două ore după încărcare nu mai este iluminat) În gama viitoare de ceasuri cu fosfor-centenari va extinde creșterea lor de producție .
Candidatul tehnic Stiinte E. Ya Besidovsky,
Institutul de Cercetare a industriei de ceas