Беседы о физике и технике - [50]
Химический люминесцентный анализ превосходит по точности обычный химический анализ, позволяя обнаруживать стомиллиардные доли грамма искомого вещества.
Существенно, что при этом анализе исследуемое вещество не подвергается изменению.
В наши дни широко применяют сортовой люминесцентный анализ.
Он основан на том, что различные сорта сходных объектов (стекла, семян и т. п.) под действием ультрафиолетовых лучей светятся по-разному.
В зависимости от цвета свечения и производится их сортировка. Этот принцип лег в основу способа сортировки оптических стекол, разработанного под руководством С. И. Вавилова.
Вынуждающее свечение при люминесцентном анализе обычно производят с помощью ртутно-кварцевых ламп, как наиболее мощных и испускающих наибольший поток ультрафиолетового излучения. Такие лампы обычно применяют с фильтрами из специального увиолевого стекла. Эти стекла с добавкой оксида никеля пропускают длинноволновое ультрафиолетовое излучение (300–400 нм), являющееся биологически безвредным. Схема установки для люминесцентного анализа приведена на рис. 55. Здесь 2 — ртутная лампа в кожухе 3, 1 — светофильтр, который пропускает на исследуемый препарат 4 только ультрафиолетовое излучение. Его люминесценцию наблюдают глазом или регистрируют специальной аппаратурой.
Научные исследования люминесценции ведутся весьма интенсивно.
Рис. 55.Схема установки для люминесцентного анализа в ультрафиолетовом свете
КАКОВЫ ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРИМЕНЕНИЯ ЛЮМИНЕСЦЕНТНОГО АНАЛИЗА?
В производстве и в народном хозяйстве люминесцентный анализ применяют для исследования чистоты продуктов и обнаружения в них иногда ничтожных примесей.
В фармацевтической промышленности его используют для установления чистоты лекарственных веществ, в химической промышленности — для установления качества исходного сырья, в геологии — для определения состава горных пород, в пищевой промышленности — для определения качества продуктов, их зараженности и т. д.
Люминесценция окрашенных срезов тканей различных органов позволяет изучить их строение. По составу излучения выделений различных органов человека можно судить о правильности их функционирования, определять характер заболеваний. Люминесценция особенно хорошо определяет грибковые заболевания кожи и устанавливает появление инфекции на коже, волосах и т. д. В криминалистике по свечению незаметных пятен можно определить их природу и происхождение. При ультрафиолетовом облучении обнаруживаются незаметные надписи, подделки банкнотов и деловых бумаг.
В ультрафиолетовом свете прочитывается стертый текст, попорченные надписи на старинных документах, проявляются рисунки под позже нанесенным слоем краски и т. д.
Люминесцентный анализ внедрен для изучения состава нефти, битумов и минеральных масел, а также для поисковых целей. Люминесценция кернов из скважин и вытяжек из них, а также вод скважин помогает геологам судить о характере и условиях залегания того или иного полезного ископаемого.
Трудно указать (ввиду их многочисленности) другие области науки и техники, где применяют люминесцентный анализ. Укажем лишь, что это почвоведение, текстильная промышленность (для изучения структуры волокон), химическая промышленность (определение качества препаратов и реактивов), палеонтология, археология, биология и многие другие. Люминесцентные микроскопы, радиолокационные установки, рентгеновские экраны (в том числе усиливающие действие рентгеновских лучей на фотоэмульсию пластинок), трубки катодных осциллографов с люминесцирующим экраном, телевизионные трубки — вот далеко не полный перечень физических приборов, без которых невозможны современная техника и быт человека.
Еще одно интересное применение люминесценции — это люминесцентная дефектоскопия. Часто на металлических изделиях в процессе отливки и дальнейшей их механической обработки появляются мельчайшие, невидимые глазом трещины и раковины.
На поверхность такого изделия наносят люминофор (в растворе или в порошке), который заполняет трещины. Спустя некоторое время люминофор удаляется (смывается или стирается) с поверхности изделия и оно облучается ультрафиолетом. Оставшийся в трещинах люминофор под действием ультрафиолетовых лучей «покажет» наличие дефекта изготовленной детали (рис. 56). В металлургии люминесцентную дефектоскопию широко применяют для стопроцентного контроля изделий механических, термических, литейных цехов и, что особенно важно, для изделий из немагнитных сплавов (литье из алюминиевых, магниевых сплавов, аустенитных сталей и т. д.), т. е. тех изделий, которые благодаря сложности своей конфигурации исключают другие виды дефектоскопии (рентгеновский, ультразвуковой).
Рис. 56.Дефектоскопия металлических деталей. Видны люминесцирующие трещины
ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ И РАДИАЦИЯ — ЕСТЬ ЛИ МЕЖДУ НИМИ СВЯЗЬ?
В науке и технике большое значение имеет обнаружение быстродвижущихся частиц вещества — электронов, протонов, осколков ядер и др. В некоторых случаях это удается сделать с помощью люминесцентного экрана, на который попадают невидимые частицы, вызывая вспышки свечения, или сцинтилляции. Люминесцентные вещества, применяемые для получения сцинтилляций, называют
