Почему непрерывно светятся в темноте циферблаты некоторых часов, компасов?

Для того чтобы ответить на этот вопрос, нужно понять природу явления, которое заставляет циферблаты часов и компасов непрерывно светиться в темноте. Это связано с физическим явлением, называемым люминесценцией.

Люминесценция – это способность некоторых веществ излучать свет после воздействия на них энергии извне. В зависимости от источника энергии, вызывающего свечение, различают несколько видов люминесценции. Для свечения циферблатов часов и компасов, как правило, применяются два основных механизма:

1. Фосфоресценция: Это вид люминесценции, при котором вещество после поглощения света способно медленно излучать свет в течение длительного времени, даже когда источник света уже отсутствует. Материалы, которые демонстрируют фосфоресценцию, называют фосфорами. Они имеют способность "запоминать" поглощенную энергию, так как энергия света, падающего на вещество, переводит электроны атомов вещества на более высокий энергетический уровень. После того как внешний источник света исчезает, электроны постепенно возвращаются на свои исходные энергетические уровни, высвобождая накопленную энергию в виде света. Именно это явление обеспечивает длительное свечение циферблатов в темноте.

В современных часах и компасах часто используются специальные фосфоресцирующие вещества, такие как люминофоры. Они способны накапливать свет при освещении (например, от солнечного или электрического света) и затем долгое время излучать этот свет в темноте.

1. Радиолюминесценция: Этот механизм свечения основан на использовании радиоактивных материалов. В прошлом это был популярный способ обеспечения свечения циферблатов, особенно в военной технике. Радиолюминесценция происходит из−за взаимодействия радиоактивного излучения, испускаемого радиоактивным веществом (например, тритием или радией), с специальным материалом (люминофором). Люминофор под воздействием излучения возбуждается и начинает светиться.

Однако радиолюминесценция имеет свои недостатки: радиоактивные вещества со временем теряют активность, а также могут представлять опасность для здоровья человека. Поэтому в современных устройствах радиоактивные материалы применяются реже, их заменяют безопасные и долговечные фосфоресцирующие вещества.

1. Фотолюминесцентные материалы: Это более современный и безопасный вариант. Такие материалы заряжаются под действием света (например, солнечного или искусственного) и затем светятся в темноте. Они не являются радиоактивными, поэтому безопасны для здоровья. Этот метод используется в большинстве современных часов и компасов.

Важно отметить, что свечение, которое мы наблюдаем на циферблате, происходит в результате преобразования энергии. Энергия света (или радиоактивного излучения в случае радиолюминесценции) приводит к возбуждению атомов или молекул вещества. Возбужденные атомы или молекулы, возвращаясь в своё стабильное состояние, выделяют энергию в виде видимого света. Этот процесс сохраняется в темноте благодаря накопленной энергии.

Таким образом, свечение циферблатов часов или компасов в темноте объясняется использованием специальных материалов, которые обладают свойством излучать свет в результате накопления энергии или под воздействием излучения.