Ультрафиолет на двух пальцах⁠⁠

Хомяки приветствуют все народы вселенной.

В сегодняшнем посте мы выйдем за пределы видимого света, и окунемся в мир ультрафиолета. Выясним его природу, узнаем какие источники существуют, а затем отправимся на поиски неизведанного. Проведя три месяца с волшебным фонарем, нам удалось запечатлеть явления, которые редко встретишь в повседневной жизни. Эксперименты над собой и веществами показали, что в жизни все на так просто, как кажется на самом деле.

Слыхали историю про то, что пчелы умеют видеть мир в ультрафиолетовом спектре? Это неспроста. Для того чтоб вести свой повседневный образ жизни, пчелы должны выполнить большой план работ, который заключается в собирательстве пыльцы,  из самых отборных цветов, которые попадутся на пути.

Для визуализации подобного восприятия мира возьмем ультрафиолетовый фонарик, и посветим на обыкновенные полевые ромашки. Видно как белые лепестки цветка поглощают излучение и особо они не выделяются, а вот с пыльцой ситуация обстоит несколько иначе, она начинает красиво светится в желтом диапазоне видимого для нас света. Помимо ультрафиолета пчелы еще видят нормальные цвета, как мы с вами, поэтому можно только предполагать, как на самом деле выглядит картинка у них в голове.

Ультрафиолетовых источников на самом деле существует целое множество. Все они отличаются друг от друга формами, назначениями и длиной волны. Если взять к примеру весь спектр волн от коротко метрового радио диапазона и до гамма-излучения, то человеческое зрение способно увидеть лишь крохотную часть из всего этого ассортимента.

Ультрафиолетовое излучение в зависимости от длины волны подразделяется на три диапазона:

УФ-А, УФ-В и УФ-С. Установлено: чем короче длина волны, тем опаснее ультрафиолетовое излучение.

Тип УФ-А называют длинноволновым темным светом, так как он уже не распознается нашими глазами.

Интенсивность ультрафиолетового излучения УФ-В диапазона (280-315 нм) сравнительно невелика (лучи этого диапазона частично задерживаются атмосферой), однако оно обладает сильным повреждающим действием. В малых дозах ультрафиолетовое излучение УФ-В диапазона вызывает потемнение кожи, называемое загаром; в больших – солнечный ожог, что приводит к увеличению риска рака кожи.

Самый коротковолновый и опасный диапазон излучения типа УФ-С и вакуумный ультрафиолет не успевают достигнуть поверхности Земли и полностью отфильтровываются атмосферой.

Переходим к источникам ультрафиолета. Это лампа EBT-01, излучение у нее в районе 370 нм. Стеклянная колба тут черного цвета, она служит фильтром пропускающим только ультрафиолет. Как по мне, это самый дешевый источник для проверки денег на защищающие знаки. Так же в этом спектре светится одежда, пуговицы с леденцами и прочие вещи.

Китай сейчас в полную производит ультрафиолетовые светодиоды с разной длиной волны.

Тут видно светодиод с волной 420 нм, для проверки денег он не годятся. Защитные денежные знаки откликаются на 365 нм. Вот два одинаковых с виду светодиода. Черный стоит 1$, а белый в 10 раз дороже. Оба покупались на местном радиорынке. Можно посмотреть, как они выглядят друг напротив друга. В начале мне хотелось сэкономить и сделать детектор валют самому, так как нормальный фонарь стоил целых 26$, но идея эта оказалась провальной. В общем, пришлось сдавать бутылки и на вырученную сумму заказать правильный фонарь. Те, кто в теме, сразу догадались, о чем идет речь.

Это ультрафиолетовый фонарь "Конвой S2+", светодиод на борту 365 нм от компании Nichia, мощность 3 Вт. Алюминиевый корпус, анодирование и полная водонепроницаемость. То, что нужно. Его излучение, как и всех последующих источников ультрафиолета, лежит в опасном для глаз спектре. Поэтому проводить опыты желательно в защитных очках. Можно и без них, если вы уже слепой.

Как узнать какие очки подходят для этих целей, а какие нет. Сейчас продемонстрирую.

На местном рынке продавалось аж 3 вариации защитных очков, но какие выбрать? Итак, берем нужный экземпляр и проверяем. Подносим пластик к фонарю, и видим как место излучения превратилось в темное пятно. Потрясающе, то что нужно!

Поляроиды за 90$ работают по тому же принципу, но для работы в лаборатории они вообще не годятся, во-первых, темные, во-вторых, разобьются при столкновении с шальными пулями. Годятся только для пляжа. С этим пунктом разобрались, одеваем защиту и двигаемся дальше.

Следующий источник ультрафиолета используется над головой практически в каждом дворе. Это лампа ДРЛ, мощность 250 Вт, используется в фонарях уличного освещения. Для сравнения рядом обычная лампа накаливания на такую же мощность. В отличие от этого старого барахла, ДРЛ имеет больший световой поток люменов. Внутренние стенки колбы покрыты тонким слоем люминофора, который светится от воздействия жестких сил, которые царствуют внутри колбы.

Подключим ее в сеть через балласт. ДРЛ выходит на свой режим работы через 7 минут после включения, в то время как лампочка Ильича вспыхивает на полную яркость почти мгновенно. Итак, возьмем молоток и попробуем добраться до самого вкусного. Нас интересует внутренняя колба.

Это ртутная лампа высокого давления, которая является источником жесткого ультрафиолета. По некоторым данным, возбужденные атомы ртути излучают свет с длиной волн в 184, 254, 300, 313, 365, 405 нм, более длинные волны из продолжения списка нас не интересуют. Тут целая куча мала в комплексе с излучением в 254 нм, которая как раз интенсивней всего убивает различные микробы. Спектр излучения светящихся паров ртути зависит от давления в колбе. Их можно разделить на несколько типов. Обычные лампы дневного света имеют низкое давление в колбе. ДРЛ имеет высокое давление около 100 кПа. Но это все ничего, по сравнению с лампами сверхвысокого давления, грубо говоря, это ртутная граната в руках.

Почему лампа ДРЛ выходит на режим целых 7 минут. Все дело в каплях ртути, которые внутри колбы. За 7 минут в плазме они разогреваются и испаряются, что приводит к увеличению проводимости дуги, увеличению мощности и увеличению ультрафиолетового излучения. Уже спустя несколько минут после включения лампы смерти в помещении активно пахнет озоном. По сути, мы сейчас проводим кварцевание, обеззараживаем помещение путем обогащения бактерий высокоэнергетической волной, что активно ведет к их преждевременной гибели. Выделяющийся озон желательно проветрить после процедур. Этим методом обеззараживания помещений активно пользуются в больницах, куда каждый день приходит куча подозрительного народу.

Специально для съёмок выпуска мне одолжили интересное устройство, название которого

УФО-Б. Конструктивно артефакт состоит из ультрафиолетового излучателя и двух нагревательных элементов по бокам.

Полагаю, у лампы будут другие спектральные характеристики. Сбоку на корпусе есть таймер от нуля до 24 минут. При включении зажигается лампа и нагреватели. Работают они всегда вместе. В руководстве написано, что Облучатель УФО-Б представляет собой портативный прибор, имитирующий ультрафиолетовое излучение солнца. Облучатель предназначен для профилактических облучений в домашних условиях только практически здоровых людей.

Облучение проводить по рекомендации врача. Между курсами облучения перерыв должен быть не менее 2-х месяцев. В комплекте должны были идти защитные очки. И большими буквами написано, что прибором с поврежденным фильтром запрещено пользоваться. Спектральные характеристики лампы найти не удалось. А раз данных по лампе нет, значит все в порядке, бояться нечего.

Человек, который дал прибор, говорит, что приобрел его еще в союзе с целью очистки и перезаписи микросхем. Когда-то не было ардуино и прочих современных контроллеров, программирование было целым ритуальным процессом, с которым приходилось немало повозиться. Кстати ножки у микросхемы позолоченные, наверно она целое состояние стоила в свое время.

Конструктивно фонарь состоит из алюминиевого корпуса, светодиода с драйвером, рефлектора и кучкой уплотнительных резинок, которые обеспечивают водонепроницаемость фонарю.

Светодиод тут японский, 3-х ватный, фирма Nichia, в 1993 году Сюдзи Накамура, инженер этой компании впервые родил на свет синий светодиод, с тех пор все пошло поехало. Светодиод тут прилично греется, потому его подложка плотно прижата к латунному корпусу, внутри которого находится драйвер, ограничивающий ток до значения в 700 мА. Но светодиод еще не показатель качества, когда рядом нет хорошего рефлектора, выполнен он из алюминия, покрытый внутри отражающим слоем.

Для демонстрации фокусировки луча света, опустим фонарь в воду, и посмотрим на картину... Видим достаточно прямой сфокусированный луч, так же небольшая часть света расходится по бокам. Это расширяет видимую область во время поиска различных светящихся артефактов.

Изначально фонарь поставляется с обычным стеклом, для прокачки отдельно продается фильтр Вуда, стекло пропускающее только определенный спектр излучения. Обычно такие светодиоды кроме ультрафиолета имеют еще и некоторое паразитное свечение, которое необходимо отфильтровать. На конвое этот фильтр практически не влияет на восприятие засвечиваемых предметов. Интенсивность света немного уменьшается, но в принципе разницы нет.

В какой-то момент нам стало интересно, возможно ли получить загар от 365 нм фонаря, по сути это ультрафиолет типа А.Но должен хорошо влиять на кожу. Почему бы не поставить на себе эксперимент. Если свет фонаря направить прямиком в руку, то можно почувствовать небольшой нагрев, при этом фильтр Вуда остается холодным. Для опыта пришлось набить себе татуировку, современную, гламурную, в позолоте. Направляем фонарик в сторону рисунка, и начинаем медленно водить источником со стороны в сторону.

Спустя два дня получилось около 10-ти сеансов облучения, каждый был длительностью не более 5-ти минут. В общем, за 50 минут с перерывами засвечиваемый участок кожи значительно изменил свой цвет. Он стал красноватый, при попытке стереть наклейку чувствовалось небольшое жжение, как после загара на солнце. Интересно, но рисунок полностью перебился на кожу, все сложные формы и детали замечательно просматриваются на красном фоне. Спустя 2 дня этот участок приобрел коричневые тона. Отсюда вывод что под 365 нм фонариком можно спокойно загорать.

Теперь переходим к самой денежной части. С этого момента и до конца рассказа в качестве источника ультрафиолетового излучения будем использовать фонарь "Конвой S2+", так как от него лучше всего заметна люминесценция различных материалов. Разбирая сложность и разнообразие цветов защитных рисунков, был сделан вывод, что украинские деньги самая защищенная валюта в мире. Евро с баксами не так защищают.

За десяток лет у меня накопилась небольшая коллекция разных денег мира. Тут есть даже царские банкноты. С помощью фонаря были отобраны самые интересные экземпляры. На карбованцах слева засветилась скромная цифра с номиналом банкноты. 10 баксов по сравнению с евро вообще пустое место. А вот кто больше всего удивил, так это дядька Ленин, который отдыхал на 50-ти и 100 рублевой купюре. Вы посмотрите, какие сложные формы защитного рисунка. И это 1991 год. Евро на этом фоне нервно курит в сторонке. Более скромные знаки ставили на десяти рублевых бумажках. Интересно, но 90% всей денежной коллекции не имеет ни единой светящейся метки.

Подобная сфера коллекционирования затронула так же марки. Защита тут более скромная.

Из всех марок процентов 10 имеют защиту, все остальные образцы просто бумага с краской.

Прогуливаясь ночью по окрестностям района, в поле зрения фонаря попалось нечто необычное, что флюоресцировало ярко-желтым цветом. Обычного фонаря под рукой не было. Но это точно были какие-то растения, поэтому пришлось рвать их на месте для дальнейшего изучения. Каким было удивление, когда увидел свои руки. Они светились ярко-желтым оранжевым цветом. Позже стало ясно, что это чистотел. Когда он попал в лабораторию, сразу было решено сделать из него узвар, листья и прочие составные растения были помещены в пробирку, и залиты дистиллированной водой. Дальнейшая процедура заключалась в вываривании растения в течение 10 минут. Получившийся состав фильтруем и получаем коричневую, горькую на вкус жидкость.

Опустим туда палец, говорят, чистотел обладает целебными свойствами. Сейчас будем лечиться, одновременно проверяя качество флюоресценции. Покрашенная рука вышла на охоту...

Если раствор попадет на одежду, его трудно выстирать, в обычном свете будет все нормально, а в ультрафиолете будут видны пятна. В общем, применений такой жидкости можно найти целое море.

Следующий образец является предметом коллекционирования настоящих гурманов. Это урановое стекло, предположительно Богемское, возраст около ста лет, стоимость предмета даже озвучивать не буду. Нам пришлось немало повозиться, чтобы найти такой экземпляр. Урановое стекло получают путем добавления солей и оксидов урана в стекольную массу. Эта вещь является радиоактивной, ее фон составляет 400 микрорентген, что в 20 раз выше нормы, потому его производство давно прекратили. Стекло, окрашенное соединениями урана, обладает красивой зелёной флюоресценцией. Коллекционеры такой посуды практически опустошили рынок уранового стекла.

Со временем нам удалось достать еще пару экземпляров, они немного отличаются цветом, более салатовые по сравнению с Богемским образцом. Но стоит посветить на посуду, как свечение становится абсолютно одинаковым. На самом деле существует очень мало видов стекла, которое обладает подобным свечением.

Теперь посмотрим на кулинарные моменты, которые смогли удивить. Это обычный жареный кунжут, был подготовлен для приготовления суши. Его семечки обладают фосфоресцирующими способностями. Если водить по пакету фонарем, можно видеть затухающий шлейф света. Послесвечение имеют только кончики семечек. Интересно, что у них там в составе..

Природа в плане генных модификаций пошла намного дальше человека, и мы это продемонстрируем в следующих выпусках. Три месяца с ультрафиолетовым фонарем позволили заснять необычных насекомых в ночное время, параллельно заглянем в мир растений и всевозможной ботаники.

За время съемок неоднократно приходилось совать нос в чужой огород. Надеюсь, моя жена это не слышит....Как гласит поговорка, чем дальше влез, тем ближе вылез.