Защо светят стрелките на часовниците в тъмното?

Знаете ли, че преди да се появи "lume", светещите часовници са били радиоактивни?

Не е необходимо да сте любител на часовниците, за да може светещият в тъмното циферблат да предизвика детинско чувство на възхищение. Но любителите на часовници са особено привързани към "lume". Това е терминът, който те използват за луминисцентния материал, който поддържа часовниците им видими в тъмното, и той е почти задължителен за всеки спортен модел.

Докато някои ще спорят коя марка има най-силния светлинен ефект, съществуват и интересни научни данни за него, различни методи за осветяване на циферблата - и изненадваща история, която започва преди повече от век.

История на луминесценцията в часовниците: Ерата на радия

През 10-те и 20-те години на миналия век една жена от работническата класа е можела да си изкарва прилично прехраната, рисувайки луминисцентни елементи върху циферблатите на часовниците. Това е било професия, изискваща прецизност, майсторство и умения.

По онова време технологията е била авангардна, а поради нуждата от четливи циферблати за войниците по време на Първата световна война (1914-1918), работниците са могли да се гордеят, че помагат на военните начинания. Светещият материал се е нанасял с четка, която се е поддържала остра, като работничките често са я докосвали с помощта на езика, за да й придадат тънък връх.

Опасната красота на радия

Въпросният материал e бил радий, който, смесен с цинков сулфид (фосфор), предизвиква ярко светене. Работниците в тези фабрики, предимно жени, започнали да боядисват и ноктите си със светещото вещество, очаровани от неговия блясък.

Работодателите уверявали жените, че поглъщането и излагането на въздействието на материала няма да доведе до никакви вредни последици, въпреки факта, че собствениците на фабрики и учените вземали предпазни мерки при работа с по-големи количества радий.

Но когато работничките започнали да страдат от анемия, фрактури на костите, некроза на челюстта и накрая умирали, станало ясно, че тези жени са били подведени относно безопасността на материала.

Борбата на "Радиевите момичета"

През 1927 г. художничката на циферблати Грейс Фрайър и още няколко жени, известни като "Радиевите момичета", поискали обезщетение от корпорацията "United States Radium Corporation", основен работодател на художниците на циферблати в САЩ.

Този съдебен процес се превърна в повратна точка в историята на трудовото законодателство и безопасността на работното място в САЩ, привличайки вниманието към опасностите, свързани с радиоактивни материали.

След това използването на материала е значително намалено. През 60-те години на миналия век количеството на радия, използван в циферблатите на часовниците, е приблизително една стотна от това, използвано в началото на 1900 г.; през 1968 г. той е напълно забранен за употреба в часовникарската индустрия.

Тритият като наследник

Друг радиоактивен материал, тритий, се появява като наследник на радия. Тритият работи на същите химически принципи като радий - материалът се разпада, като се освобождават електрони, които предизвикват светене на цинков сулфид.

Тритият обаче е значително по-малко радиоактивен от радия, което означава, че е достатъчно безопасен, за да бъде използван върху циферблатите на часовниците в продължение на десетилетия до началото на 90-те години на миналия век, когато на негово място се появяват няколко още по-безопасни алтернативи, използвани и до днес.

Съвременна фотолуминесценция в часовниците

Както се полага на един истински спортен часовник, Longines Spirit е изключително силен в областта на луминесценцията, демонстрирайки последните постижения в тази технология.

Super-LumiNova и други съвременни материали

Пигментите на базата на фотолуминесцентни материали (като стронциев алуминат) се използват най-често за луминесценция на часовници днес. Този нерадиоактивен материал се нанася върху стрелките, цифрите и циферблата, след което свети в тъмното (обикновено в зелен или син нюанс), като поглъща и след това излъчва отново светлина.

Недостатъкът, в сравнение с радиоактивните материали, е продължителността на светене при липса на светлина - обикновено то продължава само около седем часа на тъмно.

Швейцарската марка Super-LumiNova, създадена в началото на 90-те години, въвежда метода в масова употреба и днес е един от най-големите доставчици, въпреки че някои производители на часовници, като Seiko и Rolex, произвеждат свои собствени варианти.

Фирмени технологии за луминесценция

Алтернативни технологии: Газови тръби с тритий

P68 Pathfinder Automatic на Traser, собственост на същата компания (MB Microtec), доставя на други компании за часовници тритиеви газови лампи. Използва тритиеви тръби наред с традиционната луминисцентна боя.

Принцип на работа на тритиевите тръби

Тритиумът се завръща в часовникарската индустрия, макар и не като боя. По същество тритият под формата на газ е капсулиран в боросиликатно стъкло, което е вътрешно покрито с фосфорен слой.

Газовият тритий претърпява бета-разпад, при което се освобождават електрони, които карат фосфора да свети. Въпреки че все още е радиоактивен, газът представлява малък или почти никакъв риск в миниатюрните количества, които се намират в тритиевите тръби, а те са безопасно затворени в стъкло.

Предимства и недостатъци на тритиевата технология

Днес шепа производители на часовници са известни с това, че използват тръби с тритиев газ, като Ball, Luminox и Marathon - специално за часовници с различни инструменти, тъй като луминесценцията им не изчезва след няколко часа като Super-LumiNova.

Въпреки това, с период на полуразпад от само 12 години, след около 24 години остава само една четвърт от радиоактивния материал; по този начин, както лумите остаряват, газовите тръби с тритий също ще се нуждаят от подмяна.

Електролуминесценция: Модерна технология в достъпните часовници

Електролуминесценцията е производството на светлина в резултат на преминаването на електрически ток през фосфор. Стъклен или пластмасов панел в часовника се покрива с електрически проводник и луминофор, след което се монтира зад циферблата.

При натискане на бутон се подава електрически ток, който предизвиква реакция на фосфора, действащ като подсветка. Тази технология предлага ярка, равномерна светлина на целия циферблат, което я прави особено полезна в ситуации с много ниска осветеност.

Indiglo и други системи за електролуминесценция

Въпреки че този подход се среща най-често в цифровите часовници, захранвани с батерии, Indiglo на Timex е най-известното приложение на този тип луминесценция в аналогов часовник.

Компанията патентова технологията през 1992 г., което прави Timex един от малкото производители на аналогови часовници с този тип технология; други достъпни кварцови часовници от Bertucci до Casio също я използват.

Сравнение на различните технологии за луминесценция

Как да изберете часовник според луминесцентната технология?

При избора на часовник с луминесцентни елементи, е важно да се съобразите с вашите нужди. Ако използвате часовника основно за ежедневна употреба, стандартният Super-LumiNova ще бъде напълно достатъчен.

За професионални нужди като гмуркане, планинарство или военни дейности, часовник с тритиеви газови тръби може да предложи по-добра видимост при продължителен престой на тъмно.

Електролуминесцентните системи като Indiglo на Timex са идеални за ситуации, когато се нуждаете от ярко осветяване на целия циферблат при натискане на бутон.