Чёрный свет - NiNa.Az

Ла́мпа «чёрного све́та», или лампа Ву́да (англ. Black light, Wood's light), лампа ультрафиоле́тового света — люминесцентная, дуговая или светодиодная лампа, излучающая длинноволновый (наиболее «мягкий», ближайший к видимому свету) ультрафиолет (UVA) с немного различным в зависимости от конкретной модели и применяемого типа излучателя диапазоном и, в отличие от кварцевой лампы, имеет сравнительно слабое (вплоть до его отсутствия) видимое свечение и не испускает более агрессивные диапазоны ультрафиолета с меньшей длиной волны: UVB (ответственный, например, за загар и ожоги кожи от солнечного излучения) и UVC (ответственный за быстрое губительное влияние излучения кварцевых ламп на микроорганизмы, и на глаза и кожу человека; солнечный UVC не достигает поверхности земли, но излучается электрической дугой в воздухе и других газах (пары ртути, ксенон, и так далее) и кварцевыми лампами) .

Включённая лампа «чёрного света» типа КЛЛ, видимое слабое фиолетовое свечение от проникающего частично через слой люминофора спектра свечения паров ртути в диапазоне 404 нм, свечение самого люминофора в диапазоне 350-370 нм невидимое для человеческого глаза, хотя это излучение является видимым, например, для насекомых.

Хотя многие другие типы ламп излучают ультрафиолет одновременно с видимым светом, лампа черного света необходима, когда требуется УФ-свет без видимого света, особенно при наблюдении флуоресценции, свойственной многим веществам при воздействии ультрафиолетового излучения. Лампа «черного света» используется для декоративных и художественных световых эффектов, диагностических и терапевтических применений в медицине, обнаружения веществ, специально помеченных флуоресцентными красителями (например в составе банкнот), охоты на минералы в любительской и профессиональной минералогии, обнаружения фальшивых денег, отверждения пластмассовых смол, привлечения насекомых и обнаружения утечек хладагентов.

Принцип действия

Спектр лампы «чёрного света». 1 — линия европия в тетраборате стронция, ~370 нм; 2 — линия ртути 404,656 нм

Варианты трубчатых ртутных газоразрядных ламп Т5 (16 мм): «чёрного света» 350-370 нм и кварцевая 253 нм со штырьковыми цоколями G5

Газоразрядная ртутная лампа «чёрного света» с цоколем E27

Изготавливаются такие лампы по тем же принципам, что и обычные люминесцентные, с тем лишь отличием, что в производстве ламп чёрного света используется особый люминофор и (или) вместо прозрачной стеклянной колбы используется колба из очень тёмного, почти чёрного, сине-фиолетового увиолевого стекла с добавками оксида кобальта или никеля. Такое стекло называется стеклом Вуда (англ. Wood's glass). Оно практически не пропускает видимый свет с длиной волны больше 400 нм.

Для того чтобы получить пик излучения лампы в диапазоне 368—371 нм, в качестве люминофора используются активированный европием борат стронция (SrB₄O₇:Eu²⁺), в то время как для получения излучения в диапазоне 350—353 нм используется активированный свинцом силикат бария (BaSi₂O₅:Pb²⁺).

Лампа чёрного света может быть изготовлена и без применения специальных люминофоров. В этом случае колба является светофильтром или в ней установлен светофильтр, который пропускает только (преимущественно) ультрафиолетовое излучение. Для светофильтра обычно используется стекло Вуда.

Через такой светофильтр также проходит излучение, генерируемое разрядом в парах ртути, с длинами волн 365,0153 нм, 398,3931 нм, 404,6563 нм и 407,783 нм. Именно такую конструкцию имели самые первые лампы чёрного света.

Выпускаются и светодиоды ультрафиолетового спектра свечения и светильники на их основе.

Применение

Модель с флюоресцирующим макияжем

Ловля насекомых на свет. Лампа ДРЛ (слева) и лампа чёрного света (справа)

Флюоресценция кореллы в УФ-свете

Применяется:

• в криминалистике для обнаружения следов крови, мочи, спермы или слюны, которые флуоресцируют в свете лампы;
• при установлении подлинности банкнот (многие современные банкноты имеют флуоресцирующие метки);
• в медицине при определении дерматологических поражений, в частности, при выявлении грибковых поражений и стригущего лишая (трихофития). Специальная лупа с ультрафиолетовой подсветкой в сочетании с таблицей позволяет определить данные о состоянии кожи по её свечению.
• в индустрии развлечений (красители, флуоресцирующие в свете лампы, нередко используются при изготовлении клубных украшений или детских игрушек).
• для отверждения полимеров. Несмотря на то, что для этих целей для максимального эффекта правильней использовать УФ-лампы с диапазоном длин волн 350...400 нм, многие производители применяют лампы с чёрным стеклом. Расширенный диапазон длин волн 315...400 нм у таких источников УФ-излучения также подходит для полимеризации с несколько увеличенным временем экспозиции.

Помимо этого, лампы с такими характеристиками нередко применяются при ловле насекомых на свет, нередко в сочетании с лампами, излучающими в видимой части спектра. Это связано с тем, что у большинства насекомых видимый спектральный диапазон смещён по сравнению с человеческим в коротковолновую часть спектра: насекомые не видят красную часть спектра, но видят мягкий ультрафиолетовый свет.

Ультрафиолетовые лампы используются в радиолюбительской технологии для засвечивания светочувствительных фоторезистов и стирания данных с микросхем некоторых ПЗУ.

Также лампы Вуда используются для организации ночных экспозиций зоопарков, которые позволяют увидеть жизнь ночных животных (они, как правило, не видят в ультрафиолетовом диапазоне). Человеческий глаз (после нескольких минут адаптации) позволяет видеть слабый свет и незначительную флуоресценцию окружающих предметов, что позволяет наблюдать за животными, которых люди обычно никогда не видят.

См. также

• Синяя лампа
• Синий светодиод

Примечания

1. Захарьевский, 1972.
2. Kitsinelis, Spiros. The Right Light: Matching Technologies to Needs and Applications (англ.). — CRC Press, 2012. — P. 108. — ISBN 978-1439899311. Архивировано 27 мая 2013 года.
3. Miller, Larry S.; McEvoy Jr., Richard T. Police Photography. — 6th. — Elsevier, 2010. — С. 202. — ISBN 978-1437755817. Архивировано 26 мая 2013 года.
4. Booth, C. Methods in Microbiology. — Academic Press, 1971. — Т. 4. — С. 642. — ISBN 978-0080860305. Архивировано 27 мая 2013 года.
5. Simpson, Robert S. Lighting Control: Technology and Applications (англ.). — Taylor & Francis, 2003. — P. 125. — ISBN 978-0240515663. Архивировано 27 мая 2013 года.
6. Osram Archive.org
7. Зайдель А. П., Прокофьев В. П., Райский С. М., Слитый В. А., Шрейдер Е. Я. Таблицы спектральных линий. — 4-е изд. — М.: Hаука, 1977.
8. Гальчина Н. А., Коган Л. М., Сощин Н. П., Широков С. С., Юнович А. Э. Спектры электролюминесценции ультрафиолетовых светодиодов на основе p−n-гетероструктур InGaN/AlGaN/GaN, покрытых люминофорами Архивная копия от 10 февраля 2020 на Wayback Machine // «Физика и техника полупроводников». ISSN 0015-3222. 2007 г., том 41, № 9. — С. 1143-1148.
9. Toshio Nishida, Tomoyuki Ban, Naoki Kobayashi High-color-rendering light sources consisting of a 350-nm ultraviolet light-emitting diode and three-basal-color phosphors Архивная копия от 21 февраля 2022 на Wayback Machine / https://doi.org/10.1063/1.1580649 // Applied Physics Letters. 27.05.2003. Volume 82, Issue 22.

Литература

• А.В. Захарьевский и др. О лампах «чёрного света» // Светотехника. — 1972. — № 6. — С. 15−16.

Ссылки

• U.V.C to U.V.A conversion Phosphors for Black Light sources  (неопр.). Sylvania. Архивировано 24 июля 2011 года.
• [chemistry.about.com/cs/howthingswork/f/blblacklight.htm What Materials Glow Under a Black or Ultraviolet Light?]  (неопр.) About.com.
• Database of fluorescent minerals with pictures, activators and spectra  (неопр.). fluomin.org.
• http://mississippientomologicalmuseum.org.msstate.edu/collecting.preparation.methods/Blacklight.traps.htm