Проблема определения времени в темное время суток возникла еще на заре часовой промышленности. Как узнать, который час, если циферблата не видно?
Проблема эта в настенных часах решилась в итоге при помощи звука: каждый час на часах раздаются удары колокола, количество которых символизирует время на часах. Ориентироваться можно было только на полный час, промежутки оставались загадкой.
В нынешнее время ситуация, конечно, проще: не нужно зажигать свечи, чтобы посмотреть на циферблат часов: проблема освещения редко стоит перед человеком. Все же с переходом на наручные часы от неудобства наблюдения времени в темноте избавились проще: подсветкой или люминесценцией циферблата.
Подсветка циферблата — вещь удобная, но излишне расходует заряд батареи. К тому же для военных часов постоянная подсветка циферблата является демаскирующим фактором, потому для качественных часов не подходит.
Наиболее популярным способом ночной индикации циферблата является люминесценция.
Люминесценция — это свет, возникающий без нагрева, то есть «холодный» свет. Источником света является свободный электрон, который перемещается с более высокого энергетического уровня на более низкий: при этом выделяется определенное количество энергии в виде свечения. Люминесцентную маркировку наносят напротив временных обозначений, а также на стрелки часов. В темноте они вполне хорошо различимы.
Люминесценция может быть различного происхождения:
- Хемилюминесценция — основана на протекании химических реакций. Свечение длится только во время протекания реакции, потому эффект не долговечен. Примером может служить обычный светлячок: в его живом организме за счет обмена веществ постоянно протекают реакции, в ходе которых жучок светится. К неживым организмам из-за малого срока действия такая люминесценция неприменима.
- Фотолюминесценция — свечение происходит под воздействием электромагнитного излучения. Энергия длительное время поглощается, а потом отдается, но в течение меньшего времени и в меньшем количестве. Известна такая люминесценция была еще в 10 веке: японские художники пользовались лаком, изготовленным с добавлением фотолюминесцентных веществ из раковин морских устриц. Недостаток — постепенное уменьшение свечение и не слишком долгий его срок.
- Люминесцент на основе сульфида бария - первый искусственный «светлячок». Он впитывал свет по принципу фотолюминесцента, и отдавал его в течение уже более длительного времени. В обработке циферблатов был применен только в конце 19 века.
- Радиолюминесценция — свечение происходит в результате ядерного излучения. Проблемным моментом является безопасность свечения, но свет сохраняют долго. Основными светящимися веществами являются гамма-лучи, рентгеновские лучи, альфа- и бета-частицы, содержащиеся в некоторых химических соединениях (к примеру, сульфиде цинка). Этот вид люминесценции известен с начала 20 века. Несмотря на доказанную спустя несколько десятков лет смертельную опасность радиоактивного излучения в магазинах еще долгое время продавались часы со светящимся при помощи радиации циферблатом.
- Проблему опасности радиоактивной люминесценции частично решило открытие вещества трития — радиоактивного изотопа водорода. Излучение трития слабое, вызвано бета-частицами, практически полностью поглощенными стеклом, которое закрывает циферблат. Тритий используется в часовой промышленности и поныне: используются минимальные для свечения дозы, сила излучения сильно зависит от площади нанесения вещества. Светится в течение нескольких лет.
- Новейшие вещества, используемые для люминесценции, такие как LumiNova и LumiBright , действуют очень недолго — в течение 3-6 часов. Вреда от них нет, но их приходится подзаряжать на свету, для чего нужно следить, чтобы часы попадали под солнце и не были закрыты рукавами одежды.
Суммируя, заметим, что подсветка на основе трития на сегодняшний день является самым практичным источником люминесценции циферблата при минимальном вреде. Заметим также, что годовая доза облучения при ношении часов в подсветкой циферблата на основе трития составляет 4 микрозиверта. Для сравнения облучение при единичном рентгеновском снимке грудной клетки составляет 70 микрозиверт.