1. Вторым способом генерации излучения в оптическом диапазоне спектра является
люминесценция. Люминесценция (от латинских слов luminis — свет и escent — слабое
действие) представляет собой вторичное оптическое свечение. Оно возбуждается за счёт
энергии любого вида, кроме теплового, и имеет длительность излучения намного
превышающую период световых волн.
Под действием электромагнитного излучения, электрического тока, химических реакций
или других источников дополнительное (по отношению к тепловому излучению) число
электронов переходит с нижних уровней на более высокие. Через промежуток времени ~
10 8 с эти частицы переходят в состояние с меньшей энергией, излучая свет.
Распределение же частиц на других уровнях остаётся практически равновесным. Поэтому
наряду с тепловым излучением появляется дополнительное свечение — это и есть
люминесценция, или «холодное свечение». Вещества, в которых возбуждается
люминесценция, называются люминофорами.
Люминесценция, прекращающаяся сразу после окончания действия источника
дополнительной энергии, называется флуоресценцией. Время её затухания или
послесвечения от 10 9 с до 10 5 с.
Люминесценция, сохраняющаяся длительное время после прекращения действия
источника, называется фосфоресценцией.
В зависимости от того, за счёт какой энергии осуществляется возбуждение атомов или
молекул, различаются фотолюминесценция, катодолюминесценция,
электролюминесценция и хемилюминесценция.
Фотолюминесценция — свечение некоторых веществ под действием падающего на них
света (свечение красок, которыми покрывают многие ёлочные игрушки, создание
световых эффектов в театрах, рекламах и т. д.).
Катодолюминесценция — свечение веществ, вызываемое ударами быстро движущихся
электронов (свечение телевизионного экрана).
Электролюминесценция — свечение веществ под действием электрического поля
(северное сияние, трубки рекламы).
Хемилюминесценция — свечение веществ под действием химических реакций, идущих с
выделением энергии (светящиеся живые организмы: бактерии, насекомые, рыбы;
светящиеся в темноте кусочки гниющего дерева).
Газоразрядные люминесцентные источники в настоящее время широко используются в
технике и быту. Кроме освещения помещений, они применяются для сигнального и
рекламного освещения, для биологических и медицинских целей. Современные
газоразрядные источники имеют ряд существенных преимуществ перед лампами
накаливания: высокие КПД, значительная световая отдача, получение излучения
определённого спектрального состава, отсутствие инерционности, значительная яркость.
Всем хорошо известен такой люминесцентный газоразрядный источник, как лампа
дневного света (рис. 3).
2. Рис. 3.
Она представляет собой цилиндрическую стеклянную трубку, по концам которой впаяны
стеклянные ножки с укрепленными на них электродами. На внутреннюю поверхность
трубки наносится тонкий слой люминофора. Лампа наполняется инертным газом —
аргоном, неоном, криптоном или их смесью. Внутрь лампы вводится дозированное
количество ртути, которая при работе лампы переходит в парообразное состояние.
Газовый разряд происходит в парах ртути при низком давлении. В этих условиях атомы
ртути генерируют главным образом ультрафиолетовое излучение и в небольшом
количестве видимый свет. Преобразование ультрафиолетового излучения в видимый
свет основано на люминесценции таких веществ, как фтор, хлор, сурьма, марганец,
которые, находясь в составе люминофора, поглощают ультрафиолетовое испускание и за
счёт полученной энергии начинают испускать видимый свет. В зависимости от природы и
параметров люминофорного слоя, покрывающего внутреннюю поверхность разрядной
трубки, меняется спектр испускаемого им света.
Спектр испускания лампы дневного света ближе по своему спектральному составу к
видимому свету, чем свет лампы накаливания. Отсюда они и получили своё бытовое
название.
Термин «энергосберегающая лампа» обычно применяют к люминесцентной лампе,
которую можно ввернуть вместо обычной лампы накаливания без всяких переделок. В
отличие от трубчатой лампы здесь не требуются ни специальные светильники, ни
пускатели и ни дроссели. Все эти полезные приспособления уже встроены в саму лампу.
Только с появлением таких ламп стало реально экономить электричество в квартирах.
Рис. 4.
Лампы дневного света содержат пары ртути, которые являются опасным ядом. Попадая в
почву, ртуть надолго заражает её. Поэтому такие лампы после выработки срока службы
должны утилизироваться специальными службами.
