Ультрафиолетовое преобразование
В техническом отношении гораздо важнее этих только что описанных диковинок преобразование ультрафиолетового света в видимый с помощью флуоресценции. Практически все флуоресцирующие вещества обладают способностью превращать невидимое ультрафиолетовое . излучение в видимый свет. Повсеместно используемая флуоресцентная «холодная трубка—это длительно светящийся разряд в парах ртути.
Пары ртути светятся, сильным темно-синим цветом, который,, придавая цветным предметам весьма нереальный облик сам по себе довольно неприятен. Этот свет связан также с очень большим количеством ультрафиолета. Обычно он не причиняет вреда, поскольку светящаяся трубка либо сама сделана иа стекла, либо заключена в стеклянный футляр; стекло же задерживает любой вредный ультрафиолет. Но этот ультрафиолетовый свет, который в обычном ртутном свечении полностью потерян для глаза, интенсивно используется в яроизводимых серийнв флуоресцентных трубках. Изнутри стен трубки покрыты флуоресцирующими кристаллами. Они поглощают невидимый ультрафиолет, который действительно весьма силен, и преобразуют его в очень полезный видимый свет.
Больше того, цвет флуоресцирующего слоя можно менять при помощи примесей, добавляемых к фосфору. Если ввести металлическую сурьму, то флуоресцентное свечение будет голубым, если марганец — желтым, а некоторые другие вещества дают красный свет. Существует множество коммерческих секретов в отношении состава этих флуоресцентных покрытий, но общий вывод таков: ртутные трубки не только испускают гораздо больше света, чем до использования флуоресценции, но, кроме того, их излучение может быть доведено до дневного света, если использовать соответствующие фосфоры. Коэффициент полезного действия как ультрафиолета, так и электрического разряда для возбуждения флуоресцентного свечения достаточно велик, причем трубка работает при. достаточно низкой температуре и с ней удобно обращаться.
Самые важные основные кристаллические фосфоры, используемые для этих ламп, — это сульфид цинка и сульфид кадмия, которые «присаживаются» со сложным набором примесей промышленным способом. Многочисленные варианты кристаллов этих двух типов используются не только в лампах, но и в телевизионных экранах, экранах радиолокаторов и многих узко специализированных фосфоресцирующих устройствах, йод тщательным контролем находится теперь время между моментами возбуждения и переизлучения. Уже было упомянуто, что некоторые флуоресцентные свечения в «холодных» лампах возникают от бомбардировки потоком электронов. Уже к концу XIX в. была известно, что бомбардировка целого ряда кристаллов электронами вызывает их свечение. Пример — свечение телевизионного экрана, к которому мы все привыкли. Эта особого рода флуоресценция имеет свое наименование — катодолюминесценция.
В начале нашего столетия было обнаружено, что различные кристаллы, если их бомбардировать пучком электронов, светятся разными» цветами. Недавно это свойство стало основой для создания определенных цветных телевизионных устройств.
Телевизионный экран состоит из тонкой мозаики небольших флуоресцентных кристаллов трех типов, которые светятся красным, зеленым и синим цветом соответственно. Возбуждаемые бегущим электронным пучком строящим телевизионное изображение, три фосфора, приводят к появлению цветной картины в соответствии с тем, что передают по телевидению.
Тот факт, что разные вещества могут флуоресцировать разными цветами, привел к появлению одного из важнейших методов в медицинской диагностике — флуоресцентной микроскопии, к которой мы еще вернемся. Аналогичная идея была недавно применена к оптическим исследованиям строения поверхности Луны. При фотографировании Луны с использованием специальных узкополосных цветных фильтров было обнаружено существование окрашенных пятен. Было высказано предположение, что поверхность Луны, совсем не защищенная атмосферой, может сильно флуоресцировать под действием ультрафиолетового света и корпускулярной радиации Солнца. В каждой данной области могут оказаться преобладающими различные минералы, которые соответственно составу будут флуоресцировать. Может быть, удастся воспроизвести правильно эту флуоресценцию в лаборатории с искусственно созданными кристаллами и таким образом подобрать ключи к минеральной структуре лунной поверхности