ПРИМЕНЕНИЯ ЛЮМИНЕСЦЕНЦИИ

Перечислим важнейшие применения люминесценций:

1. Люминесцентная лампа представляет собой стеклянную трубку (рис. IV.92), наполненную парами ртути и аргоном. Стенки лампы покрыты изнутри тонким слоем люминесцирующего состава — люминофором. В концы трубки впаяны электроды в виде вольфрамовых спиралей. При работе лампы температура ее стенок близка к и давление паров ртути при этом составляет около а давление аргона — около

При включении лампы в электрическую цепь с достаточно высоким напряжением между электродами происходит разряд в парах ртути (аргон только улучшает условия возбуждения паров ртути и замедляет разрушение электродов). Ртутные пары дают кроме видимого излучения еще и ультрафиолетовые лучи с длинами волн 0,254 и эти лучи используются для возбуждения дополнительного видимого свечения люминофора, нанесенного на стенках лампы. Таким образом, в люминесцентных лампах часть электрической энергии сначала превращается в энергию ультрафиолетового излучения, а затем благодаря люминесценции в энергию видимого излучения.

Изменяя состав люминофоров, можно подобрать спектральный состав излучения люминесцентных ламп в соответствии с требованиями эксплуатации.

Рис. IV.92

Основные преимущества люминесцентных ламп:

а) большая светоотдача (порядка что в 3—4 раза превышает светоотдачу ламп накаливания);

б) небольшая поверхностная яркость (около одного стильба);

в) большой срок службы (от 3000 до что в 3—10 раз превышает срок службы ламп накаливания).

К недостаткам люминесцентных ламп следует отнести сложность их включения и мелькание при питании переменным током.

2. Применение люминесценции для создания слабых освещенностей (аварийное и маскировочное освещение).

Такие освещенности необходимы для получения местного освещения, незаметного при наблюдении издали, или запасного освещения на случай аварий. Сюда же относится изготовление светящихся циферблатов и стрелок измерительных приборов и т. п.

3. Люминесцентный анализ и дефектоскопия. Так как люминесцентное излучение имеет спектр, характерный для каждого вещества, то можно обнаружить и исследовать различные объекты с помощью люминесценции.

Так, в биологии и микробиологии с помощью люминесценции можно наблюдать свечение отдельных бактерий. В археологии исследование старинных рукописей при ультрафиолетовом облучении позволяет читать на них стертые и попорченные места. В палеонтологии это дает возможность рассмотреть многие дополнительные детали отпечатков доисторических растений и животных, включенных в осадочные породы.

Цвет люминесценции позволяет отличать одни продукты от других, выявлять фальсификацию и примеси, обнаруживать подделки документов, характер пятен (судебная экспертиза).

Люминесцентный анализ по сравнению с химическим и спектральным обладает некоторыми преимуществами:

1) не требуется такого воздействия на исследуемое вещество, при котором могли бы измениться его состав, структура или агрегатное состояние (например, нет необходимости оказывать химические воздействия или переводить исследуемое вещество в газообразное состояние и т. п.);

2) очень высокая чувствительность, позволяющая обнаружить миллиардные доли процента люминесцирующих примесей в различных средах, растворах или смесях (например, следы нефти в породе и т. д.);

3) при люминесцентном анализе определяются не химические элементы, из которых состоит исследуемое вещество, а непосредственно наличие того или иного интересующего нас вещества: органического соединения, краски и т. п.;

4) простота методики анализа и дешевизна необходимой аппаратуры.

Важное значение имеет в настоящее время люминесцентная дефектоскопия, т. е. обнаружение невидимых глазу трещин в металлических изделиях с помощью люминесцентных веществ. Для этой цели поверхность исследуемой детали смазывается люминесцентным раствором, который заполняет и трещины. Далее люминесцирующий раствор смывается с поверхности образца, но в трещинах он остается. При облучении образца ультрафиолетовым светом трещина обнаруживается ярким свечением заключенного в ней раствора.

Широкое применение получил люминесцентный анализ при сортировке оптических стекол.