Холодный свет: физика люминесценции. Как выбрать ультрафиолетовый фонарик и зачем он нужен
Ультрафиолет — это часть спектра электромагнитного излучения, которая находится за границами нашего восприятия. Проще говоря — невидимое излучение. Но не совсем. Видимый нами свет ограничен длинами волн от 380 нм до 780 нм (нанометров). Длина волн ультрафиолета или ультрафиолетового излучения лежит в диапазоне от 10 нм до 400 нм. Получается, что все-таки мы можем видеть ультрафиолет — но только его малую часть, находящуюся в небольшом промежутке между 380 и 400 нм.
Все. Сухие факты закончились, начинаются факты интересные. Дело в том, что это еле видимое излучение на самом деле играет огромную роль не только в биосфере (об этом мы обязательно расскажем отдельно), но и в освещении. Проще говоря, ультрафиолет помогает нам видеть.
Ультрафиолет и освещение
Основное применение ультрафиолет нашел в светильниках. Электрические разряды заставляют светиться газ внутри люминесцентной лампы (или компактной люминесцентной лампы) в ультрафиолетовом диапазоне. Для того чтобы получить видимый свет , на стенки лампы наносится специальное покрытие из материала, который будет флуоресцировать — то есть светиться в видимом диапазоне — под воздействием ультрафиолетового излучения. Такой материал называется люминофором, и производители постоянно работают над улучшением его состава, чтобы повысить качество получаемого видимого света. Именно поэтому на сегодняшний день мы имеем неплохой выбор люминесцентных ламп, которые не только выигрывают у обычных ламп накаливания в энергоэффективности, но и производят достаточно приятный для глаза свет практически полного спектра.
Какие еще могут быть применения у ультрафиолета?
Существует целый ряд материалов, способных светиться в ультрафиолете. Эта способность называется флуоресценцией — ей обладают многие органические вещества. Кроме нее существует и так называемая фосфоресценция — ее отличие в том, что вещество испускает свет с более низкой интенсивностью, но продолжает светиться еще некоторое время (часто довольно длительное — до нескольких часов) после прекращения воздействия на него ультрафиолетового излучения. Эти свойства активно используются при изготовлении различных «светящихся в темноте» предметов и украшений.
Человечество издревле пыталось изобрести невидимые или, как их еще называют, симпатические чернила, которые не видны глазу в обычных условиях, зато начинают проявляться после воздействия на них каких-либо химических элементов, нагревания, ультрафиолетовых лучей. Они использовались для послания тайных сообщений, сохранения важной информации, секретной переписки.
В древности это были общедоступные вещества, которые можно было найти в каждом доме. Например, большим успехом пользовалась тайнопись, осуществляемая при помощи молока, лимонного сока, рисового отвара, воска, яблочного и лукового сока, сока брюквы. Позднее появились варианты изготовления симпатических чернил с помощью таблеток аспирина, медного купороса, йода, стирального порошка.




Современные ультрафиолетовые чернила
Наука не стоит на месте, поэтому в наше время уже никого не удивишь невидимыми чернилами, изготовленными промышленным путем. Большой популярностью пользуются составы, которые светятся под ультрафиолетовыми лампами. В продаже имеются даже ручки с ультрафиолетовыми чернилами, которые можно найти в магазинах шпионских штучек.
Альтернативой такой ручке могут стать невидимые антиподделочные краски и пигменты . Они представляют собой порошкообразные вещества, которыми можно маркировать банкноты, ценные бумаги, одежду. При дневном освещении порошок полностью неразличим, зато в ультрафиолетовом свете становится заметна каждая крупинка или порошка.



Как сделать невидимые флуоресцентные чернила в домашних условиях
В качестве хороших флуоресцентных чернил можно использовать обычный стиральный порошок, в состав которого входят оптические отбеливатели. Разведя порошок небольшим количеством воды, можно начинать писать тайное послание. Высохший раствор не оставит отпечатков на бумаге, зато будет прекрасно виде в свете ультрафиолетовой лампы.
Также можно приобрести и отдельно. Как правило, их используют для придания белизны с синеватым оттенком одежде, тканям, бумаге, предназначенной для принтерной печати. Также порошок можно использовать для создания симпатических чернил. Такие чернила проявляются на всех типах бумаги.
Еще один способ изготовить невидимые чернила – использование таблеток аспирина и спирта. В небольшом количестве спирта следует растворить 2-3 таблетки аспирина. Если в ходе растворения остался осадок, то жидкость следует процедить. После этого можно приступать к тайнописи. Светятся такие чернила не на всех типах бумаги, этот способ неприменим, если вы будете писать на принтерной бумаге.
Также для приготовления чернил можно использовать следующие препараты, которые можно попытаться приобрести в аптеке:
- куркумин;
- хинин сульфат;
- трипофламин.
Можно применять также натриевую соль флуоресцина, однако ее родной цвет может выделяться на белой бумаге после нанесения, поэтому такие чернила не относятся к невидимым.
Существует немало минералов, которые, будучи освещенными ультрафиолетовым светом, начинают сами светиться необычными яркими красками. При этом видимый, электрический свет должен быть выключен, а если вы желаете увидеть свечение в ультрафиолете днем — следует уйти в темную комнату и там светить на камень ультрафиолетовой лампой. Вы увидите чудесные картины, ярчайшие цвета и причудливые узоры…
Итак, у нас есть каменный шарик диаметром 6 см. Он состоит из нескольких минералов, голубой минерал — содалит. Точно определить минеральный состав трудно — для этого надо пилить шарик, делать из него шлиф толщиной в десятые доли миллиметра и смотреть под микроскопом (ну, не специалист я по щелочным породам, чтобы вот так на глаз…))
Но пилить шарик жалко. Поэтому ограничимся общим определением, уйдем в темноту, и… Включим ультрафиолетовую лампу. Такие лампы видели все — их используют в клубах, барах, иногда дома, как декоративное освещение. В свете этих ламп вискоза, хлопок, перо, бумага, светятся ярким голубым светом. Лампы дают длинноволновое ультрафиолетовое излучение.
В ультрафиолетовом свете наш камень преображается до неузнаваемости — светлые минералы начинают светиться ярким желтым светом, шарик кажется кружевным и полупрозрачным. В отдельных местах наблюдается свечение розовых и бирюзовых пятен. Эта картина чем-то похожа на снимки ночной Земли из космоса — яркие огни городов сливаются в сплошные пятна, вся Европа — светящееся море электрических огней…
Некоторые коллекционеры минералов собирают и такие, невзрачные в обычном свете, камни. Для них можно сделать специальную витрину или шкаф, а светильники расположить так, чтобы голубой свет лампы не бил в глаза, а светил только на образцы.
Собственно, сам ультрафиолет, ни коротковолновой, ни средневолновой, ни длинноволновой — глазу не виден. А лампы светят голубым (фиолетовым), так как они, наряду с ультрафиолетом, сохраняют видимую часть спектра.
Посмотреть, как светится в ультрафиолете гренландский содалит, можно .
Почему минералы светятся в ультрафиолете? Исследования химиков показали, что свечение создают химические элементы, имеющие не завершенные электронные оболочки атомов (элементы-люминогены).
Посмотрим в периодическую таблицу и увидим, что это металлы (группы железа) : собственно железо (трехвалентное), марганец, хром, вольфрам, молибден и уран. А также редкоземельные элементы — лантан, скандий, иттрий, церий и прочие. Ультрафиолет вызывает возбуждение электронов, и их вибрации приводят к излучению электромагнитных волн разной длины — света, который мы и видим.
Если свечение прекращается сразу после выключения лампы, то оно носит название флюоресценция или люминесценция . Но в некоторых минералах свечение прекращается только через несколько секунд, или минут после выключения, это явление называется фосфоресценция .
Минерал барит может светиться после воздействия ультрафиолета несколько часов (это обнаружил и описал Кашиаролла — алхимик из Италии в 1602 году). У него небыло электрической ультрафиолетовой лампы, но барит слабо светится в темноте даже после долгого пребывания на солнце.

Зеленоватый флюорит светится в ульрафиолете ярко-голубым светом (слева), а темно-зеленый апатит — слабым красноватым светом (справа)
Свечение может быть различным и ярким — всех цветов радуги. Вернее, свечение напоминает яркие неоновые огни большого города: желтые, синие, красные, фиолетовые, зеленые…

выставка минералов, светящихся в ультрафиолете

коллекция светящихся минералов
Одни и те же минералы могут светиться по разному — и по интенсивности, и по цвету. Это зависит от количества элементов — люминогенов .
Иногда свечение камней в ультрафиолете используется при поиске и обогащении полезных ископаемых. Например, ленту-конвеер с горной породой, в которой есть алмазы, освещают ультрафиолетом и руками выбирают алмазы, светящиеся ярко-голубым, светло-зеленым или желтым или другим светом. Голубым светится вольфрамсодержащий минерал шеелит. Урановые слюдки светятся зеленым, желто-зеленым и т. д.
Я использую стационарную лампу, обычный настенный светильник, купленный в электротоварах. Но существуют удобные переносные ультрафиолетовые лампы, работающие на батарейках. В России это редкая вещь. Но, думаю, в интернете можно найти магазин, который продает такие приборы, если не у нас, то за рубежом. И те, кто заинтересовался таким удивительным свойством камней, как флюоресценция, скоро найдут немало интересного в окружающем нас мире камня.

Свечение минералов в ультрафиолетовом свете (видео).
1. Татуировки
Для светящихся татуировок используется чернила реагирующие на чёрный свет, для того чтобы изображения светились.
2. Контактные линзы

Приобретите самый прикольный взгляд в городе с ультрафиолетовыми контактными линзами, которые отлично выглядят днём и просто обворожительно под ультрафиолетовым светом.
3. Книга

Несмотря на кризис, у компании «Adris Group» был успешный финансовый 2008 год, поэтому они хотели этим похвастаться в ежегодном отчёте. В тяжёлые времена, только хорошие идеи могут пролить свет на то, как выбраться из кризиса. Идеи это энергия! Они появляются в мгновение ока и передаются со скоростью мысли, когда люди придумывают их. Идеи передаются от человека к человеку, пока их величие не становится достаточно сильным, чтобы осветить будущее. У компании «Adris Group» есть 3000 таких огней - это сотрудники компании. Каждый из них может придумать идею, которая сделает мир лучше, но только когда они работают сообща, во имя единой цели, сила их идей становится способной потеснить тьму. Поэтому книга светится в темноте, она заряжена 3000 отличных идей!
4. Джинсы

Эти джинсы будут ярко светиться под ультрафиолетом (или чёрным светом), поэтому если вы оденете их в клуб, цвет ваших штанов станет прикольного зелёного неонового цвета.
5. Мыльные пузыри

Мыльные пузыри марки «Tekno Bubbles» содержат специальные запатентованные вещества с молекулами, которые выделяют видимый свет, после того, как впитывают ультрафиолетовый. Когда ультрафиолетовые фотоны, входят во флуоресцентные молекулы, часть световой энергии заставляет молекулы вибрировать. Когда свет вновь появляется, в нём уже содержится меньше энергии, которая теперь уже находится в спектре видимого света, который, в свою очередь, заставляет «Tekno Bubbles» светиться голубым или золотым светом.
6. Ресторан

Театральная феерия последовательных блюд и мульти-сенсорного опыта, футуристический ультрафиолетовый ресторан Пола Пэйре (Paul Pairet) ставит сам концепт приёма пищи с ног на голову. Комната, чистый холст, лишенный эмоционального искусства и не отвлекающий взгляд, скрывает роскошь проекторов высокого класса, осветительных установок и машин, создающих ветер, необходимых для застольного шоу, которое начинается по плану, ровно в 7.30 вечера. После шестимесячного ожидания, гости встречаются в предопределённом месте, где их запихивают в черные фургоны для перевозки в неизвестном направлении, на склад в центре Шанхая.
Гостей ведут в полутьме к одному большому столу, по бокам которого поставлено по 5 стульев. Когда гости рассаживаются, захватывающий кулинарный театр, начинается с забавно иронической увертюры к «Космической Одиссее» Стэнли Кубрика 2001 года.
Возглавляемая экстравагантным "Авангард" меню из 20 блюд, столовая превращается в 360-градусный театр проекций. Частью представления является вздымающееся торнадо из дыма и пепла от сигары, приуроченное к вашему первому укусу фуа-гра, приготовленного в виде сигареты. Далее следуют Устрицы «Поп-Рок», под проекцию в теме музыкальных легенд 60-х и изобретений 20-го века. Используя сочетания острого аромата сигарного дыма, земли и океанского бриза, Пэйре создает уникальный опыт "психо-дегустации", которая вполне может бросить вызов будущему изысканных ужинов, таких, какими мы их знаем сегодня.
7. Туалетная бумага

Теперь, благодаря туалетной бумаге светящейся в темноте, вам не придётся рыскать в потёмках, ища её, во время полусонных визитов в туалет, посреди ночи. Функционально и забавно, к тому же, вы будете знать, что у вас всё сухо, когда бумага перестанет светиться.
8. Искусство Граффити

Японский художник Ке Ксухо (Que Huxo) создаёт прикольные картины, светящиеся в темноте. Эта выставка называется «День и Ночь». Просто ах!
9. Аэрографический рисунок на машине

«Английская Россия» предлагает взглянуть дизайн аэрографического рисунка на Тойоте MRS, владельцем которой является русский. Он отлично выглядит днём, и ещё лучше ночью, так как краска светится в темноте.
10. Теннисные кеды

Все мы знаем, что «Yeezy», это никнэйм Канье Веста, и он работал несколько лет назад с компанией «Nike», над созданием новых дизайнов для кроссовок. Светящиеся в темноте кроссовки «Nike Air Yeezy» получились в результате этого сотрудничества. И они выглядят просто здорово - низ кроссовок светится, так же как и фирменный логотип «Nike». Их производство было запущено в 2009 году.
11. Конфеты

Пользователь сайта «Instructables», Брит Майкелсен (Britt Michelsen) недавно экспериментировала с флуоресцентными материалами, включая рибофлавин. Она решила использовать его для создания еды, которая выглядит как криптонит. Майкелсен сделала формы из алюминиевой фольги, добавила рибофлавин в сахар, и высыпала его в форму. В результате получились светящиеся конфеты, которые выглядели как летальное вещество из мифов о Супермене.
Рынок строительных технологий не стоит на месте и периодически удивляет потребителей своими новинками. Одна из них – невидимая при дневном свете ультрафиолетовая краска, которую сегодня широко используют декораторы и дизайнеры.
Ее название невольно вызывает фантастические ассоциации, хотя на самом деле это вполне обычный материал для отделки помещений.
Виды
Ассортимент таких продуктов можно разделить условно на две группы:
- люминесцентные;
- флуоресцентные.
У каждой есть свои особые свойства, определяющие специфику их применения, а также широкая цветовая гамма. Основу данных материалов составляют нерастворимые и непрозрачные пигменты на алкидной или водной основе. Днем на светлых поверхностях их практически нельзя заметить, в тоже время на темных покрытиях они выглядят в виде белесых следов.
На пигментах несколько задержимся, так как при окрашивании любой поверхности хорошо бы знать о них больше информации. Например, каждое красящее средство обладает такой характеристикой как укрывистость, т.е. сколько требуется материала, чтобы покрасить условное количество единицы площади.
Если взять ультрамариновый пигмент, его потребуется примерно 50 г/1 м 2 . Кстати, не многие знают, из какого минерала получают ультрамариновую краску: натуральную из лазурита, а вот искусственным способом – из смеси каолина, глауберовой соли, соды, серы и угля.

Лазурь может быть самостоятельным оттенком или использоваться для усиления цвета. Теперь вы знаете, из чего изготавливается ультрамариновая краска — из какого минерала она впервые была получена, и всегда сможете правильно дать ответ.
Флуоресцентная
- Невидимая краска светящаяся в ультрафиолете,оттенки ярко кислотные.
- Цветовая гамма краски:
- лимонная;
- желтая;
- синяя;
- голубая;
- красная;
- коричневая;
- фиолетовая;
- горчичная;
- пурпуровая;
а также другие цвета.
- Невидимая черная акриловая краска не светится в лучах ультрафиолета, зато дает возможность создавать 3D тени на рисунках.

- Материал применяется для дизайна:
- жилых помещений;
- клубов;
- ресторанов;
- и украшения текстиля и спортивного инвентаря;
- сигнальных знаков.
Люминесцентная
Данный вид невидимой краски может накапливать световую энергию, которую потом постепенно отдает, светясь в темноте.
Длительность и интенсивность свечения зависит от:
- пигментов и их качества;
- интенсивности и времени светового облучения материала;
- цвета базового слоя;
- степени освещенности.
В обычном свете у нее бледный зеленоватый оттенок, зато в темноте начинает светиться ярко соответствующим цветом.
Люминесцентные краски могут быт:
- желтыми;
- синими;
- зелеными;
- фиолетовыми;
- оранжевыми;
- красными.

Невидимые люминесцентные краски могут светиться только такими цветами:
- сине-зеленым;
- зелено-желтым;
- синим.
Материал нашел свое применение в отделке интерьеров, его наносят своими руками на обои, а также другие декоративные покрытия, им украшают элементы декора, в том числе, плафоны, подсвечники и вазы.
Места применения
Для интерьера
Краска на акриловой основе разработана специально для защиты и оформления , обоев внутри помещений. Такие материалы высыхают очень быстро, имеют химическую и механическую стойкость, а также высокую эластичность. К каждой прилагается инструкция по применению.
Специальные добавки в составе препятствуют появлению на окрашенной поверхности плесени и грибков.
Используется для потолков и стен, изготовленных из плотных и пористых материалов:
- кирпича;
- цементно-известковых штукатурок;
- бетона;
- обоев.

Для металла
Они образуют глянцевое прозрачное покрытие.
Обладают:
- атмосферостойкостью;
- повышенной прочностью;
- устойчивостью к воздействию масел;
- моющих средств;
- некоторых растворителей на органической основе.
Имеют высокий уровень высыхания, используются для и снаружи помещений. Применяются в аэрографии, автотюнинге, для покраски автомобильных дисков, в декоре и дизайне экстерьеров и интерьеров.

Совет: при используйте огнезащитные краски по металлу Полистил.
Основы для краски
В настоящий момент невидимые люминесцентные и флуоресцентные краски могут быть на алкидной и водной основе.
Рассмотрим ниже их характеристики:
- На водной основе материалы не токсичны, их цена вполне доступна, не имеют специфический запах, поэтому гораздо чаще используются для отделки интерьеров жилых помещений и развлекательных заведений
. Кроме того, их можно с успехом применять и для оформления фасадов и других отделочных работ снаружи зданий.
Краски устойчивы к внешним воздействиям и не смываются дождем и снегом. Наносить их следует на предварительно обезжиренные деревянные, стеклянные, металлические, тканные и каменные поверхности. - Алкидная основа в большей степени может противостоять различным воздействиям, кроме того она не смывается с поверхностей моющими средствами . За счет токсичных испарений при высыхании, использовать такие краски следует при внешнем оформлении.

Например, использовать составы при украшении фасадов зданий, которые приобретут оригинальный внешний вид при соответствующей подсветке. Часто их применяют при оформлении входов в рестораны, спортивные клубы, дискотеки, бары и другие подобные заведения.
Вывод
Если вы хотите придать интерьеру комнаты или дому снаружи оригинальный вид, используйте для этого специальные светящиеся краски. Они бывают двух видов – флуоресцентные и люминесцентные, отличающиеся друг от друга особыми характеристиками. Видео в этой статье поможет вам найти дополнительную информацию по данной тематике.
