Что значит светящиеся часы

Подсветка в часах. История часовой подсветки от свечи до трития

Проблема определения времени в темное время суток возникла давно, но только изобретение башенных механических часов с боем впервые приблизило человечество к ее разрешению. Этим техническим достижением, правда, могли пользоваться лишь жители достаточно богатых средневековых городов. В деревнях и селах люди про должали определять время по солнечным часам днем и по свече с метками — ночью.

В XIX веке домашние часы, преимущественно маятниковые, уже стали доступным предметом интерьера. Популярными были часы, которые могли отбивать четверти часа « по требованию». С их помощью по числу ударов можно было определять время, даже не видя циферблата. Но эти хранители времени уступили место карманным часам, которые, в свою очередь, к 20-м годам XX века были вытеснены наручными. Мысль заставить часы светиться в темноте овладела умами многих, кто был занят их производством.
Люминесценция. Свет, как всем известно еще со школьных уроков физики, — это форма энергии. А два самых распространенных способа получения света — нагрев и люминесценция. Звезды и Солнце светятся благодаря происходящим в них ядерным реакциям. В лампочке вольфрамовую спираль до температуры свечения разогревает электрический ток.
Люминесценция, « холодный свет», наоборот, возникает при обычной температуре. Источником энергии является возбужденный электрон, который, стремясь к стабильному состоянию, перемещается с более высокого энергетического уровня ( т.е. орбиты, по которой он вращается вокруг ядра атома) на уровень, находящийся ближе к ядру. Во время этого « скачка» выделяется энергия в виде света.

Есть несколько типов люминесценции. Один из наиболее известных — хемилюминесценция, самым простым примером которой может служить светлячок. Его свечение возникает благодаря химической реакции. Тот же эффект можно получить в лаборатории, из соответствующих веществ. Но основная проблема заключается в том, что после окончания реакции свечение прекращается. В живых организмах химические вещества, которые создают свечение, постоянно синтезируются, обновляются. Очевидно, что сделать то же самое с « мертвы ми» стрелками и циферблатами часов невозможно.
Фотолюминесценция. Ученые обратили внимание на другой вариант « зарождения» света — фотолюминесценцию. В этом случае световая энергия получается за счет более жесткого электромагнитного излучения. Фотолюминесцентный материал поглощает световую энергию в течение значительного периода времени, а потом выделяет этот свет, но уже меньшей частоты по сравнению с частотой поглощенного. Как ни удивительно, но это явление было известно еще в Х веке. Тогда японские художники пользовались лаками, в состав которых добавляли фотолюминесцентные вещества, содержащиеся в раковинах устриц. Предание гласит, что один художник нарисовал картину, на которой в темноте появлялся бык, нарисованный краской с примесью фотолюминесцентных веществ.
Первый синтетический люминесцентный материал — сульфид бария — появился в Италии в XVII веке. Его называли « болонским камнем», или « световой губкой». А к концу XIX века швейцарские часовщики начали обрабатывать циферблаты часов натуральной светящейся « краской», созданной по технологии японских художников.
Радиолюминесценция — результат ядерного излучения. Некоторые химические соединения, излучающие гамма- и рентгеновские лучи, а также альфа- или бета-частицы, используют для образования радиолюминесцентного слоя в некоторых веществах, например, в сульфиде цинка, известном с 1920 года. Благодаря покрытию из смеси сульфида цинка и вещества-источника радиации циферблаты приобрели способность сохранять свет очень долго. Часто источником радиации служило небольшое количество тория или радия-226.
Радий открыла французский химик Мария Кюри, заплатив за это дорогую цену. В то время еще не было известно, насколько опасно это загадочное вещество, и проделавшая с радием множество экспериментов М. Кюри, в конце концов, умерла в 1934 году от лейкемии. Эта трагедия стала первым предупреждением об опасности. Но вот что странно: до 1945 года, когда были сброшены атомные бомбы на Хиросиму и Нагасаки, радиация считалась даже полезной! Вот только один пример: в 1936 году в Германии был сооружен реабилитационный центр внутри бывшей соляной шахты, насыщенной радиоактивным газом радоном. И даже после Второй мировой войны, когда люди стали понимать всю опасность радиации, в магазинах продолжали продавать будильники с циферблатами, обработанными веществом, содержащим радий, при приближении к которым счетчик Гейгера зашкаливало.

Показателен случай, произошедший в аэропорту Нью-Йорка. Торговец с чемоданом, полным хронографов и наручных часов с люминесцентными циферблатами, был остановлен на пропускном пункте. Суммарное излучение часов оказалось столь сильным, что сработала аппаратура бдительных таможенников, и ничего не понимающий « контрабандист-террорист» был тут же закован в наручники. Разобравшись, бедолагу отпустили, но этот случай сыграл значительную роль в дискредитации радиолюминесцентных материалов, используемых в часах.

Новый тип фотолюминесценции

Опасения покупателей и требования властей некоторых стран предоставлять сертификат экологической безопасности на ввозимую продукцию вынудили производителей часов пересмотреть свое отношение к материалам, используемым для подсветки.
Японские компании первыми стали использовать новые материалы — LumiNova и LumiBright. Хотя в целом они и превосходят по качеству используемые ранее, однако, не вполне соответствуют стандарту видимости ISO 3157. Если сравнить LumiNova и соединение трития, оказывается, что вначале интенсивность свечения LumiNova больше, затем она начинает резко спадать, и через 3-6 часов становится уже недопустимо низкой.
Еще один очень существенный недостаток заключается в том, что поверхность циферблата надо постоянно « подзаряжать», то есть подставлять часы под солнечные лучи или свет мощной лампы. Если наручные часы, как это обычно бывает, прикрыты рукавом одежды, то люминесцентный слой не получит необходимой подзарядки.
На сегодняшний день Швейцарская ассоциация по развитию часового производства (ASRH ) вкладывает немалые деньги в исследования путей совершенствования фотолюминесценции.

Еще одно вещество, используемое для подсветки циферблатов, — тритий, радиоактивный изотоп водорода. Его радиоактивность вызвана бета-частицами, которые, кстати, в часах полностью поглощает стекло колбы, в которую помещен газ.
Разработчиком данной технологии является швейцарская компания mb-microtec AG. Ей принадлежит запатентованная торговая марка trigalight, под которой производится газовые тритиевые световые колбы для подсветки в часах. Подсветка произведенная компанией mb-microtec AG установлена в часах Traser ( собственный часовой бренд mb-microtec AG), Luminox, Tawatec, Swiss military watches, Vostok Europa и еще более двадцати часовых марок.

Тритий, используемый в часах, соответствует международным стандартам ISO 3157 и NIHS 97-10, определяющим минимальное количество люминесцентного вещества, необходимого для того, чтобы видеть циферблат в темноте. При хорошем качестве люминесцентного состава он может сохранять способность светиться более 25 лет. Интенсивность подсветки, кроме качества состава, также зависит от площади поверхности покрытия и толщины слоя.
Гарантия, которую дает производитель для тритиевой подсветки составляет 10 лет. Период полураспада трития 12,3 года.

Так что же с безопасностью?

Сегодня подсветка на основе трития является наилучшим решением проблемы индикации времени в темноте. Исследования показали, что не следует отказываться от ношения часов с подобной подсветкой. В одной из статей британского медицинского журнала The Lancet ежегодная доза общего облучения человека от различных источников радиации сравнивается с ежегодной дозой облучения, получаемой организмом при ношении пластиковых часов с радиолюминесцентным циферблатом.

В соответствии с этим исследованием, часы дают ежегодную дозу облучения в 4 микрозиверта. А при рентгеновском снимке грудной клетки человек получает дозу облучения в 70 микрозиверт. Величина ежегодной дозы радиации, получаемой от натурального радиационного фона, составляет примерно 2100 микрозиверт.
Эти цифры наглядно демонстрируют, что радиационное излучение часов настолько незначительно, что не представляет опасности.

Источник

История часовой подсветки. Что лучше: Super-LumiNova, LumiBrite или Chromalight

Автор: shultzie · Опубликовано 15.06.2021 · Обновлено 05.10.2021

Выбирая часы, будущие владельцы все чаще обращают внимание на наличие подсветки, позволяющей комфортное считывание времени в темное время суток. В этой статье мы ознакомимся с историей часовой подсветки и расскажем, какие основные типы люминесцентных материалов используются в часах на сегодняшний день.

Урок истории

В начале 20 века в часовой промышленности широко применялась радиолюминесцентная краска с добавлением радия. Этот щелочноземельный металл, открытый в 1898 году учеными-физиками Пьером и Марией Кюри, характеризуется высокой радиоактивностью с периодом полураспада около 1600 лет. Физический принцип краски основывался на альфа-излучении радия, под действием которого светился люминофор – сульфид цинка.

Долгое время радиоактивные вещества считались безвредными и, как ни странно, даже полезными для здоровья: люди верили, что радий обладает целебными свойствами, и использовали его не только в часах, но и в косметике и медицине.

К середине 1920-х стало очевидно, что радиоактивная краска смертельно опасна. Больше всех пострадали работники часовых фабрик, которые занимались ручным окрашиванием циферблатов и стрелок часов. В процессе работы они облизывали кончики кистей с краской из радиевого порошка для придания им первоначальной формы, тем самым получая радиационное облучение. Работники начинали страдать от анемии, частых переломов и некроза челюсти и в конце концов умирали. Наибольшую известность получила трагическая история «радиевых девушек», работавших на американскую корпорацию U.S. Radium Corporation. Несмотря на опасность, использование радия в часовом производстве было запрещено только в 1968 году.

В качестве преемника радия в состав люминесцентных красок начали добавлять другой радиоактивный материал – тритий, или, как его еще называют, сверхтяжелый водород. Тритий отличается коротким периодом полураспада приблизительно 12,32 года, и по истечении этого срока тритиевая подсветка начинает светиться в два раза тусклее. В процессе бета-распада тритий высвобождает электроны и позитроны, которые вызывают фосфоресценцию сульфида цинка. Однако энергии бета-частицы недостаточно, чтобы преодолеть даже простейшие преграды типа обычного листа бумаги или стекла над циферблатом, поэтому такая подсветка считалась относительно безопасной.

Тритиевая краска использовалась до начала 1990-х годов, пока у нее не появилась полностью безопасная альтернатива – фотолюминесцентная краска. Что же касается трития, то его возвращение состоялось в начале 2000-х, хотя и в несколько ином виде. Такие бренды, как Traser, Ball, Luminox и Marathon, выпустили часы с технологией «тригалайт», где тритий в газообразном состоянии заключен в герметичные трубки из боросиликатного стекла, покрытые изнутри слоем люминофора – все того же сульфида цинка.

Фотолюминесцентная подсветка

Последние 15-20 лет фотолюминесценция играет ведущую роль в подсветке указателей часов. В 1993 году японская компания Nemoto & Co представила новый люминофор на основе алюмината стронция с добавлением европия, получивший название LumiNova. Этот люминофор нерадиоактивен и по сравнению с аналогами предыдущего поколения на основе сульфида цинка имеет десятикратное превосходство по начальной яркости и продолжительности свечения.

LumiBrite (слева) против Super-LumiNova

По принципу работы LumiNova похож на аккумуляторную батарейку: он заряжается от источника естественного или искусственного света и выделяет полученную энергию на достаточно стабильном уровне, что позволяет этому пигменту светиться на протяжении нескольких часов с постепенным затуханием. При этом он не покрывается патиной, не обесцвечивается и с годами не теряет интенсивность свечения, как радиоактивные вещества.

Похожий светонакопительный состав, используемый компанией Seiko с 1994 года, называется LumiBrite. Под воздействием света высокой яркости (> 500 люкс) в течение 10 минут LumiBrite светится около 5 часов.

Seiko LumiBrite (Seiko Turtle und Seiko New Arnie)

В 1998 году Nemoto & Co совместно со швейцарской компанией RC Tritec AG (бывшей Radium Chemie Zeller) учредила предприятие LumiNova AG Switzerland, получившее эксклюзивные права на производство и продажу LumiNova в Швейцарии. Спустя два года название продукта изменили на Super-LumiNova. Многие считают, что Super-LumiNova является улучшенным составом LumiNova, но на самом деле приставка Super лишь указывает на швейцарское происхождение продукта. Другими словами, Super-LumiNova – название готового продукта, а LumiNova – фосфоресцентный пигмент, используемый для его создания.

Базовый цвет Super-LumiNova — светло-желтый (код C3), однако его можно изменять, добавляя различные цветные пигменты, правда, при этом теряя в яркости свечения. Ниже приведена официальная диаграмма цветовых кодов LumiNova.

Rolex Chromalight = Super-LumiNova?

В последнее время Rolex использует светонакопительный состав Chromalight, впервые представленный в 2008 году в модели Deepsea Sea-Dweller. Является ли Chromalight разработкой компании или это просто модифицированная Super-LumiNova?

Rolex любит подчеркивать глубокую вовлеченность в каждый аспект производственного цикла своих часов. Тем не менее компания не рекламирует Chromalight как собственное изобретение и не приводит никаких сведений о его производстве. Можно предположить, что Rolex закупает Super-LumiNova и придает материалу характерный синий цвет, а торговый знак Chromalight придуман для завесы эксклюзивности. Также нельзя исключать, что Nemoto может поставлять для Rolex специальный светосостав со слегка модифицированной формулой.

Как наносится люминесцентная краска?

Основной компонент краски – алюминат стронция подвергается обжигу в специальной печи, затем измельчается в порошок, и в таком виде поставляется производителям часов. Интенсивность свечения зависит от размера частиц: как правило, чем крупнее частицы, тем лучше свечение. Перед нанесением на циферблат порошок растворяют клеем или лаком.

Существует два основных способа нанесения светосостава на циферблат. Во-первых, краску можно нанести методом тампопечати, как показано в видеоролике ниже. Предварительно циферблат грунтуется диоксидом титана.

При втором способе краска наносится вручную с помощью так называемого стилографа, типа ручки со сжатым воздухом, которая заполняется смесью светящегося материала. Эту смесь продавливают через наконечник и наносят либо непосредственно на циферблат, либо ею заполняют полости на стрелках и накладных метках.

Что лучше: Super-LumiNova, LumiBrite или Chromalight?

Иногда на часовых форумах возникают споры по поводу качества современных светонакопительных составов. Какая из трех подсветок светится в темноте ярче и дольше – Super-LumiNova, LumiBrite или «ролексовская» Chromalight? Следует помнить, что они имеют одинаковую химическую формулу, поэтому их яркость и продолжительность свечения сильно зависит от второстепенных факторов: количества нанесенных слоев светосостава, кода цветового пигмента и т.д. Таким образом, прямое сравнение конкретных часов не позволяет сделать объективных выводов в пользу одного из составов.

Слева направо: Maurice Lacroix Aikon Venturer, Damasko DA353, Laco Frankfurt GMT (все – Super-LumiNova), Seiko New Arnie, Seiko Turtle (оба – LumiBrite)

Максимально яркие и продолжительные по свечению светосоставы обычно встречаются в дайверских часах. В прежние времена они были единственным инструментом для подсчета времени погружения, но и сегодня разборчивость указателей в таких часах остается важным фактором. По стандарту DIN 8306 часы могут маркироваться как дайверские лишь в том случае, если показания времени различимы с расстояния не менее 25 см в условиях полной темноты.

Источник