Co svítí ve tmě kromě fosforu?

Ivan zde byl ohromen.

“Co,” řekl, “co je to za ďábla?

Na světě je pět klobouků,

Ale není tam žádné teplo a kouř,

Ekologické zázračné světlo!

P. P. Ershov. Malý hrbatý kůň

Ne každý chápe, proč hodiny svítí. Nejednou jsem musel slovně i písemně vysvětlovat, že ne, prvek fosfor s tím nemá nic společného. Za své světlo vděčí hodinky fosforům – látkám schopným vydávat ve formě záření přebytečnou energii, kterou dostávaly při vzrušení, nebo chcete-li dobití, řekněme viditelným světlem nebo ultrafialovými paprsky. Poměrně často se ptají na následující otázku: je tato záře zdraví škodlivá? Zde mluvíme o těch luminoforech, které se aplikují na číselníky a ručičky, o tom, z čeho jsou vyrobeny a jak; Krátce řečeno k hygienické stránce věci.

Absorpce slunečních paprsků

Vědci a praktici znají mnoho různých fosforů. Například bioluminofory (aktivátor energie – biochemická reakce); elektroluminiscenční fosfory, které začnou svítit pod vlivem elektrického výboje; chemiluminofory excitované chemickými reakcemi a mnoho dalších. V hodinářském průmyslu se jich využívá jen malá část, a to fotoluminiscenční fosfory a radioluminiscenční fosfory.

Pokud látka po excitaci emituje pouze miliardtiny sekundy, pak se tato záře nazývá fluorescence (to slovo pochází z názvu kazivec – fluorit; některé jeho odrůdy svítí). Když látka vyzařuje paprsky po dobu minut, hodin, dnů, tento jev se nazývá fosforescence a svítící materiály se nazývají fosfory. Stejně jako název chemického prvku, toto slovo pochází z řeckého „fosfor“ – světelný.

Termín „fosfor“ ve vztahu k luminiscenčním látkám se objevil v polovině 1612. století – poté, co bylo zjištěno, že po kalcinaci některé minerály získávají schopnost absorbovat sluneční světlo a poté je vyzařovat ve tmě. V roce XNUMX se o takové minerály začal zajímat Galileo; zanechal nám jeden z prvních popisů fosforescence, ale nedokázal vysvětlit důvod tohoto podivného jevu.

Uplynulo dalších 250 let, než byla záhada zářících kamenů vyřešena. V sedmdesátých letech minulého století zahájila anglická společnost Balmain průmyslovou výrobu svítivé barvy Balmain. Jak se dalo očekávat, její složení bylo firemním tajemstvím. Brzy to však vyřešil francouzský chemik Verneuil. Vědec zjistil, že základem barvy je sulfid vápenatý a díky nevýznamné příměsi solí bismutu získává vlastnost září. Nyní se takové nečistoty nazývají aktivátory.

Elektrony jsou zachyceny

Luminofory neboli krystalové fosfory se skládají z báze a aktivátoru (například sulfid vápenatý a soli vizmutu, jako v barvě Balmain; existuje mnoho dalších kombinací). Schopnost svítit však nemá celý fosfor, ale pouze některé jeho části, tzv. luminiscenční centra, neboli fosforescenční centra. Jsou to místa, kde dochází k poruchám v krystalové mřížce základny. Vznikají takto: směs báze a aktivátoru je podrobena tepelnému zpracování; poté se do základní mřížky dostane přesně definované množství nečistot a dojde k jejich společné krystalizaci; kde se to stalo, krystalová mřížka se zdá být narušena. Mimochodem, bylo zjištěno, že pronikání nečistot usnadňují soli s nízkou teplotou tání – tavidlo, proto se při výrobě fosforu speciálně zavádějí do reakční hmoty.

V krystalickém fosforu jsou tři energetické zóny; liší se tím, do jaké míry jsou jejich energetické hladiny naplněny elektrony; odtud název pásem: naplněný, neboli valenční (I), zakázaný (II), nevyplněný nebo vodivý pás (III). Pravděpodobnost vstupu elektronů z ideálního krystalu do zóny II je zanedbatelná, proto se nazývá zakázaná. Když se do mřížky zavedou speciální nečistoty – aktivátory, změní se obraz v místech, kde vstoupí do mřížky: v zóně II se objeví nové úrovně – luminiscenční centra (C) a pasti (L), do kterých mohou být přijímány fosforové elektrony.

Ve skutečnosti zde samozřejmě nejsou žádné skutečné pasti, jde jen o to, že elektron může v tomto energetickém stavu setrvat poměrně dlouho i poté, co se excitace krystalu zastaví; povaha tohoto jevu není dosud zcela jasná. Vlivem tepelných vibrací mřížky se elektrony postupně uvolňují z pastí, ztrácejí energii a fosfor září. Bylo zjištěno, že doba dosvitu je delší, čím níže je past umístěna, to znamená, že k uvolnění elektronu je potřeba více energie.

Vlivem viditelného světla nebo ultrafialových paprsků ze srážek s rychle se pohybujícími nabitými částicemi (například alfa nebo beta) jsou elektrony fosforu excitovány a pohybují se na vyšší energetické hladiny. Poté, co se vrátí do svého původního stavu, elektrony emitují přebytečnou energii ve formě světelných kvant. Pouhým okem nevidíme jednotlivé záblesky, ale nepřetržitý proud světla, ale přes lupu můžeme pozorovat i jednotlivé scintilace, i když délka každého z nich je asi 0,00005 sekund.

Šipky označují hlavní přechody, které vysvětlují dosvit fosforu:

1 – ionizace fosforu excitačním zářením nebo částicemi

2 – zachycení elektronů v pasti:

3 – uvolnění elektronu pod vlivem tepelných vibrací

4 – přechod elektronu do středu záře s emisí světelného kvanta

Fosfory s dlouhou životností

Fosfory se dělí na dočasné a trvalé. Vzpomeňte si na ozdoby na vánoční stromky pokryté luminiscenčními barvami. Tyto barvy obsahují fosfory s krátkou životností. Lampy jsou zhasnuté. Hračky jasně září. Ale po chvíli už nejsou vidět. Pokud světlo znovu rozsvítíte a poté zhasnete, hračky se znovu rozsvítí.

Základem dočasných světelných kompozic jsou sirné sloučeniny zinku, vápníku, kadmia, stroncia a barya. Jsou kalcinovány zanedbatelným množstvím solí těžkých kovů: mědi, manganu, vizmutu. Některé fosfory svítí modře, jiné červeně a další zeleně.

Barva fosforů v odraženém denním světle a barva jejich záře se nejčastěji neshodují

Luminofory, které dlouho nesvítí, jsou pro hodinky nepohodlné (i když dříve a někdy bohužel některé podniky takové látky stále používají). Ciferníky by měly být viditelné alespoň 10 až 12 hodin po nasvícení. Mezi dočasné fosfory takové kompozice zahrnují například fosfor sulfidu strontnatého; na jedno nabití svítí přibližně 12 hodin. Tato látka má však významnou nevýhodu: v přítomnosti vlhkosti se sulfid strontnatý hydrolyzuje a uvolňuje se sirovodík – agresivní plyn, který koroduje mechanismus hodinek.

V hodinářství se stále častěji používají permanentní fosfory. Mezi takové materiály s dlouhou životností patří radioluminiscenční fosfory. Kromě obvyklé báze a aktivátoru obsahují také zdroj energie – radioaktivní látku. Luminiscenční směsi tohoto druhu nevyžadují periodické osvětlení: luminofor je přiváděn k činnosti nabitými částicemi emitovanými radioaktivní přísadou.

Hodinářský průmysl má přísné požadavky na radioaktivní přísady. Nejprve byly do fosforů zavedeny sloučeniny radia-220. Ale jeho poločas rozpadu je 1500 let. Hodinky zestárly, rozbily se a ciferník byl nadále zdrojem radioaktivního záření. Následně se ukázalo, že tritium, promethium-147 a uhlík-14 jsou jako zdroje energie v luminiscenčních kompozicích přijatelnější. Žijí asi 10 let. Tyto látky navíc vyzařují měkké beta paprsky, což je také velmi důležité.

Čím více radioaktivní látky je do fosforeskující hmoty přidáno, tím jasněji září. Neustálé bombardování nabitými částicemi však nezanechává stopy na samotném fosforu. Pokud je částic příliš mnoho a nesou příliš mnoho energie, centra fosforové záře jsou rychle zničena. Vpustili obyvatele do domu, ale zničili ho. Proto ty, které vyzařují beta paprsky, jsou převzaty z radioaktivních látek: za prvé méně ničí fosfor a za druhé jsou téměř úplně absorbovány pouzdrem a sklem hodinek.

Luminofory podléhají přísným hygienickým a hygienickým požadavkům. Svého času bylo pečlivě měřeno množství radioaktivního záření z číselníků s konstantními fosfory a lékaři došli k závěru, že je možné nosit hodinky s takovými fosfory, které neohrožují zdraví. Problémy průmyslových rizik však nejsou zcela vyřešeny: jak aplikovat světelné kompozice při dodržení bezpečnostních předpisů; kam odkládat odpad; jak skladovat velké množství takových hodinek. To vedlo k tomu, že v roce 1958 byla v SSSR zastavena výroba hodinek s radioaktivním fosforem. Nyní, díky úsilí technologů, chemiků, lékařů a inženýrů, byly vytvořeny speciální oblasti, kde jsou fosfory připravovány a aplikovány; Tyto prostory splňují všechny bezpečnostní požadavky.

Fosforový rozmar

Fosforeskující směs je bezbarvý krystalický prášek, velmi jemný a náladový: zničení krystalové mřížky nebo výskyt cizích nečistot prudce snižuje jas její záře. A přesto se prášek musí podrobit nějakému zpracování. Alespoň nalepit na číselník.

Nejlepší by samozřejmě bylo krystaly uzavřít do průhledné skořepiny a v této podobě je připevnit na hodinky. Ale tato metoda není vždy možná. To znamená, že jsou zapotřebí pojiva: lepidla, laky. S jejich pomocí mimochodem nejen udržují fosfor na číselníku, ale také jej chrání před atmosférickou vlhkostí, mechanickým poškozením a dokonce i před ultrafialovými paprsky, které mohou zničit světelný povlak.

Nejčastěji používanými laky v hodinářském průmyslu jsou akrylové, vinylitové a polystyrenové laky; méně často používají tsaponlak nebo acetát celulózy; a zvláště výhodný je dammarový obal, který tvoří odolný průhledný film, který je neprostupný pro ultrafialové paprsky.

Množství pojiva přimíchané do fosforu je obvykle velmi malé, jinak lak obaluje krystaly a velmi snižuje jas jejich záře. Komponenty jsou pečlivě smíchány ve skleněné nebo porcelánové misce, mletí směsi nepřipadá v úvahu. Připravte kompozici bezprostředně před aplikací. Hotová směs se nanáší štětcem, perem, skleněnou tyčinkou, injekční stříkačkou nebo tiskařským strojem.

Nedávno se v zahraniční literatuře objevily zprávy o jiném způsobu aplikace fosforeskujících směsí — o způsobu jejich vylučování z elektrolytů spolu s kovy: nikl, stříbro, palladium, zlato. Na ciferníku se tvoří krásný kombinovaný povlak, který vypadá stejně dobře na světle i ve tmě.

Nyní hodinářský průmysl v zemi vyrábí hodinky s číselníky, které jsou pokryty permanentními fosfory, v několika verzích, například „Obojživelník“ pro potápěče. (Navíc stále vyrábí budíky s ciferníky, na kterých je nanesena luminiscenční barva, ta ale neplní dobře svou roli – po jedné a půl až dvou hodinách po dobití již nesvítí.) Do budoucna bude dosah hodinky s luminiscenčními barvami s dlouhou životností se rozšíří, zvýší se jejich produkce .

Kandidát technických věd E. Ya Besidovský,

Sledujte průmyslový výzkumný ústav

Kolem poloviny 1800. století byly objeveny první případy „fosforeskujících čelistí“. V té době tento jev nesouvisel přímo s fosforem, ale byl považován spíše za příznak záhadné nemoci, která postihla především tovární dělníky. Onemocnění začalo bolestí čelisti a otokem dásní a poté se čelistní kost pacientů stala křehkou a začala ve tmě zářit nazelenalým světlem. Amputace čelisti byla považována za nejúčinnější léčebnou metodu – lidé tak doufali, že zabrání šíření infekce do dalších částí těla.

Po nějaké době bylo zjištěno, že příčinou onemocnění byl bílý fosfor. V důsledku toho byla pozastavena průmyslová výroba bílého fosforu a v továrnách byly zavedeny nové bezpečnostní normy, které se uplatňují dodnes. Ale hrůza z „fosforeskující čelisti“ zůstala: nebyla způsobena ani tak následky nemoci, ale pověrčivým strachem z fosforu samotného. Při častém vdechování jeho výparů to může vést k poškození plic, pokud se fosfor dostane do kontaktu s pokožkou, můžete se otrávit, a pokud se dostane do těla, lze otravu považovat za zaručenou. Nebylo však zcela jasné, proč bylo vizuálně nadbytečné množství fosforu v těle vidět pouze v čelistní kosti.

Klíčové je, jak fosfor ovlivňuje tkáň. I když se zdá, že kosti zůstávají v průběhu času stejné, také podléhají transformaci: mohou se ztenčit, zesílit, zlomit se a znovu srůst. Buňky odpovědné za tyto procesy jsou osteoklasty a osteoblasty. Osteoklasty způsobují, že kosti jsou křehčí a v některých ohledech dokonce spotřebovávají kostní tkáň. Osteoblasty ji naopak obnovují – tento proces je zásadní pro udržení kostní tkáně ve správném stavu. Při práci osteoklastů tkáň při delším kontaktu s fosforem absorbuje fosfor a osteoblasty nejsou schopny tento proces zvrátit, takže se obnova kostní tkáně zpomaluje. V čelistní kosti, na rozdíl od jiných kostí lidského těla, proces „omlazení“ probíhá obrovskou rychlostí. V důsledku toxických účinků fosforu dochází k poškození osteoklastů, zpomaluje se regenerace a začíná se zhoršovat kostní tkáň čelisti. Proto můžeme pozorovat následky delšího kontaktu s fosforem v čelistní kosti.

6 důležitých faktů o chirurgickém hubnutí vám nikdo neřekne

Obezita je jednou z hlavních nemocí lidstva. Kila navíc člověka nezdobí, navíc mohou vyvolat mnoho vážných zdravotních problémů. Jedním z nejradikálnějších a nejúčinnějších způsobů, jak vrátit váhu zpět do normálu, je chirurgická operace zkrácení žaludku, k níž by se však mělo přistoupit pouze v případě, že situace zašla tak daleko, že prostě nezbývají jiné možnosti. Kromě toho existují některé nuance provádění takových postupů, o nich se dozvíte z našeho výběru. 1. Zažívací potíže. Číst dále.

Je možné „vyčistit tělo od toxinů“?

Média, reklama, známé osobnosti i někteří lékaři nám neustále připomínají, jak je to pro člověka těžké. Vlivem intenzivní zemědělské činnosti nám v těle bublají litry pesticidů, lehký průmysl nás otravuje konzervanty a potravinářskými přísadami, ve vzduchu visí toxický smog, stres, nedostatek pohybu a špatné návyky narušují metabolismus. Toxiny se hromadí v těle a podkopávají všechny systémy: imunita klesá – nemoci se prostě drží. Jakmile něco vstoupí do těla, znamená to, že to může být odstraněno. Přišli na spoustu způsobů. Přečíst více.

Největší vědecké objevy roku 2014

Letos lidstvo přistálo na své první kometě, žena s transplantovanou dělohou porodila dítě a zkamenělé mušle nás donutily zcela přehodnotit naše chápání lidské kultury. To jsou jen některé z hlavních vědeckých pokroků uvedených níže. 1. Nejstarší kresba vytvořená před érou moderního člověka V roce 2007 archeologové studovali zkamenělé lastury v muzejní sbírce a narazili na jeden detail, který předchozím badatelům jaksi unikal: rytiny na lasturách v podobě abstraktních vzorů. Věk… Přečíst více…

Experiment: muž vypije 10 plechovek coly denně, aby dokázal její škodlivost

50letý George Pryor se rozhodl ukázat celému světu, jak škodlivá může být Coca-Cola pro lidský organismus. Nasadil speciální „dietu“, při které pije 10 plechovek denně každý den po dobu tří měsíců. To je 35 g cukru na sklenici, tedy 350 g cukru denně, což odpovídá 70 kouskům rafinovaného cukru. Asi je zbytečné říkat, že výsledky takové „diety“ vypadají velmi katastrofálně. Dříve měl George silnou postavu, ale nyní se dramaticky změnila.… Přečíst více…

Jak rychle zhubnout na Nový rok: přijetí mimořádných opatření

Ženy mají před Novým rokem své vlastní starosti. A ne, to není kupování dárků, tvorba svátečního menu ani jiné domácí práce. Naším hlavním a primárním úkolem je nějak vymyslet a zapadnout do nových šatů, které se z nějakého důvodu opět ukázaly být příliš malé. Za tímto účelem zadáme do vyhledávacího pole na internetu „rychle zhubnout“, načež zjistíme, že dieta Larisy Doliny, grapefruitová dieta, kefírová dieta, hercova dieta, záhadná dieta „6 okvětních lístků“ a několik. Přečtěte si více.

Normálně vypadající holandská vesnice, kde všichni trpí demencí

Izolovaná nizozemská vesnice Hogewey, která se nachází na okraji města Visp, je domovem pouze 152 obyvatel, kteří podle všeho žijí normální život: jedí, spí, chodí po vesnici a navštěvují obchody a restaurace. Každý z nich je však neustále sledován. To proto, že Hogeway je vlastně zdravotnické zařízení a všichni jeho obyvatelé trpí demencí. Hlavním úkolem „vesnice“ je udržovat mezi obyvateli iluzi, že žijí normální život. 152 pacientů nemá nejmenší. Číst dále.

7 málo známých triků, které vám pomohou zhubnout

Redukují diety váhu? Samozřejmě. Mnoho nezdravých diet však vede pouze ke krátkodobému úbytku hmotnosti, ale zbavit se přebytečných kilogramů dlouhodobě je mnohem obtížnější. K dosažení tohoto cíle vám pomůže několik jednoduchých triků přidaných do vašeho každodenního životního stylu. 1. Řekněte „ne“ číslům Pokud názvy složek na obalu produktu obsahují čísla, vložte obal zpět na své místo. Aditiva, jejichž názvy se skládají převážně z čísel. Přečíst více.

5 nejnepředstavitelnějších lidských genetických patologií

Fatální rodinná nespavost, dětské stáří a kosti navíc na nesprávných místech nejsou jen nápady, které inspirují filmové režiséry, ale také skutečná dědičná onemocnění, která vznikají v důsledku genetických mutací. „Teorie a praxe“ sestavil seznam nejnepředstavitelnějších nemocí a popsal důvody jejich výskytu. Fatální familiární insomnie Fatální familiární insomnie je vzácné dědičné onemocnění, při kterém člověk umírá na neschopnost spát. Až dosud se slavil pouze ve čtyřiceti rodinách po celém světě. Fatální nespavost se většinou projeví. Číst dále.

5 lidových léků na léčbu nachlazení – funguje to nebo ne?

Natáhněte si vlněné ponožky, vypijte panáka vodky, pět kyselin askorbových a jděte spát. Nějaké známé techniky? Takzvané „lidové léky“ vás vyléčí za týden a pilulky – za sedm dní. Ale vážně, jak účinná je „babičkovská medicína“? Zde jsou odpovědi a doporučení BBC. 1. Nezvyšujte si dávku vitaminu C (i když se možná vyplatí zvýšit dávku zinku) „První věc, kterou mnoho lidí dělá při nachlazení, je spolykání nasycovací dávky vitaminu C např. ve formě tablet. Přečíst více.

Proč byste neměli držet půst, abyste zhubli

Maxim Kuderov napsal pro Zozhnik text o nejjednodušší věci, která vám vždy pomůže zůstat ve formě: o kalorickém deficitu. Nikdo není imunní vůči chybám. Poté, co se lidé vydali na obtížnou cestu boje s nadváhou, často spěchají se vší vážností: pijí čaje, aby zhubli, koupí si v lékárně sadu „zhubnout za týden!“, jedí jen jednu věc (například jablka) , chodit na procedury (od hubnoucí masáže až po masérky, které vytřepou tuk), rozpustit tuk v lázních (nebo v suchém víně) a dokonce si píchnout injekci zázračnou jehlou. Číst dále.

5 nemožných věcí, které vaše tělo dělá každý den

Co děláme, abychom zůstali naživu? Dýcháme a jíme a je žádoucí, aby tyto procesy probíhaly blíže k pohovce a televizi. Naše těla ale pracují přesčas a každý den řeší super složité problémy, o kterých ani nevíme. 1. Vaše ledviny doslova ochutnávají vaši moč a zkoumají v ní toxiny Receptory chuti a čichu se nenacházejí pouze v hlavě. Za posledních deset let vědci ke svému velkému překvapení zjistili, že tyto speciální buňky jsou roztroušeny po. Přečíst více.

Dvě dívky, které nikdy nevyrostly

Dvě dívky se zdají být odhodlané vzdorovat tomu nejnevyhnutelnějšímu v životě: stárnutí. Novináři už dlouho sledují dívky s podivnou nemocí, kterou nikdo nedokáže vysvětlit, a jeden vědec, který věří, že tyto děti mohou mít klíč k nesmrtelnosti. Richard Walker se snažil porazit stárnutí jako 26letý hippie. To bylo v 1960. letech, byl mladý, ale vždy chápal, že stáří mu nakonec vezme vitalitu. Přečíst více.