錶盤發光的原理
材料在黑暗中發光的能力被稱為磷光,這是光致發光的特殊情況。光致發光是某些材料在受到光線照射後發光的能力。光由被稱為光子的能量包組成(光子是電磁場的量子粒子)。雖然關於光致發光的量子力學的精確表述很複雜,但其基本原理很簡單:如果某種物質中的電子圍繞原子吸收一個光子,它將被激發到更高的能量狀態,當電子“鬆弛”而回到其基態時,它就會發射出被我們稱為可見光的光子。
我們大多數人所熟悉的兩種型別的光致發光是熒光和磷光。熒光材料往往會迅速地發射吸收的能量——只要有光源激發材料(通常被稱為“氖”著色),它們就會發光,但發射的發生時間僅能夠以納秒為單位來計算。所以 一旦光源被移除,它們就會變暗。任何使用紫外線燈的人都見過材料發出熒光,這些光俗稱“不可見光”。
然而,熒光材料並不適用於錶盤;就錶盤材質而言,磷光材料更為合適。磷光材料像熒光材料一樣,吸收光源中的光子,並將這些光子重新發射為光,但這一過程非常緩慢——在長達數小時的時間內,在將磷光塗料用於錶盤材料的情況下。 這是因為在磷光材料中,受激電子處於特殊的能量狀態,在這種狀態下,光子的再發射需要“禁戒的”能量轉換。 儘管如此,這些轉變仍然會發生,但它們無法統計,因此發光的衰減過程要比熒光材質緩慢的多。
鐳塗料
鐳塗料實際上是自發光的——被應用時,它不需要外部能量源,因為激發能量來自塗料中鐳粒子發出的輻射。鐳主要發射α粒子(兩個質子和兩個中子),但它也是一個γ發射體(高能光子),它的一些衰變產物發射β粒子(高能電子或正電子)。鐳本身能夠發出微弱的光,因此它會與放射性發光塗料中的熒光粉結合——幾乎無一例外地是硫化鋅,它通常與“摻雜”金屬結合,形成一種特定的顏色。
鉕和氚
鉕僅發射β粒子,其能量低於鐳,所以它通常被認為是更加安全的;同樣的,它也不會導致磷很快分解。精工是一家使用pr-147作為激發劑的製造商;鉕的半衰期僅為2.62年,因此任何鉕錶盤都只可能會產生微弱地輻射。
像鉕一樣,氚是一種低能β發射體; 與氚不同的是,它的半衰期更長——12.32年,這使其成為鐘表盤等長期耐耗品的更好的激發劑。氚是氫的一種放射性形式,氚的充氣熒光管不僅應用於手錶,還應用於從駕駛艙內的儀器到瞄準器等各種東西。波爾表和雷美諾時是使用氚氣管的製造商中最為知名的兩家。
夜光和超級夜光
與諸如使用鐳、氚和鉕的油漆和顏料等輻射發光材料不同,超級夜光材料根本不使用激發劑。相反,它採用了一種名為鍶鋁酸鹽的材料,這是一種非常高效的磷光體,這種物質一旦被光照射,就會發出非常明亮的光,在此後數小時內光線強度逐漸減弱。(鍶鋁酸鹽作為一種有效的磷光體,它必須與銪這種無毒、無放射性的化學元素結合)。
除了光度隨著時間的推移而減弱的事實之外,超級夜光材料似乎是解決夜間能見度問題的一個近乎理想的方案。鍶鋁酸鹽似乎是一種高度穩定的磷光體,至少到目前為止,超級夜光錶盤似乎並沒有受到輻射光材料的磷光體逐漸降解特性的影響。
錶盤發光的原理
材料在黑暗中發光的能力被稱為磷光,這是光致發光的特殊情況。光致發光是某些材料在受到光線照射後發光的能力。光由被稱為光子的能量包組成(光子是電磁場的量子粒子)。雖然關於光致發光的量子力學的精確表述很複雜,但其基本原理很簡單:如果某種物質中的電子圍繞原子吸收一個光子,它將被激發到更高的能量狀態,當電子“鬆弛”而回到其基態時,它就會發射出被我們稱為可見光的光子。
我們大多數人所熟悉的兩種型別的光致發光是熒光和磷光。熒光材料往往會迅速地發射吸收的能量——只要有光源激發材料(通常被稱為“氖”著色),它們就會發光,但發射的發生時間僅能夠以納秒為單位來計算。所以 一旦光源被移除,它們就會變暗。任何使用紫外線燈的人都見過材料發出熒光,這些光俗稱“不可見光”。
然而,熒光材料並不適用於錶盤;就錶盤材質而言,磷光材料更為合適。磷光材料像熒光材料一樣,吸收光源中的光子,並將這些光子重新發射為光,但這一過程非常緩慢——在長達數小時的時間內,在將磷光塗料用於錶盤材料的情況下。 這是因為在磷光材料中,受激電子處於特殊的能量狀態,在這種狀態下,光子的再發射需要“禁戒的”能量轉換。 儘管如此,這些轉變仍然會發生,但它們無法統計,因此發光的衰減過程要比熒光材質緩慢的多。
鐳塗料
鐳塗料實際上是自發光的——被應用時,它不需要外部能量源,因為激發能量來自塗料中鐳粒子發出的輻射。鐳主要發射α粒子(兩個質子和兩個中子),但它也是一個γ發射體(高能光子),它的一些衰變產物發射β粒子(高能電子或正電子)。鐳本身能夠發出微弱的光,因此它會與放射性發光塗料中的熒光粉結合——幾乎無一例外地是硫化鋅,它通常與“摻雜”金屬結合,形成一種特定的顏色。
鉕和氚
鉕僅發射β粒子,其能量低於鐳,所以它通常被認為是更加安全的;同樣的,它也不會導致磷很快分解。精工是一家使用pr-147作為激發劑的製造商;鉕的半衰期僅為2.62年,因此任何鉕錶盤都只可能會產生微弱地輻射。
像鉕一樣,氚是一種低能β發射體; 與氚不同的是,它的半衰期更長——12.32年,這使其成為鐘表盤等長期耐耗品的更好的激發劑。氚是氫的一種放射性形式,氚的充氣熒光管不僅應用於手錶,還應用於從駕駛艙內的儀器到瞄準器等各種東西。波爾表和雷美諾時是使用氚氣管的製造商中最為知名的兩家。
夜光和超級夜光
與諸如使用鐳、氚和鉕的油漆和顏料等輻射發光材料不同,超級夜光材料根本不使用激發劑。相反,它採用了一種名為鍶鋁酸鹽的材料,這是一種非常高效的磷光體,這種物質一旦被光照射,就會發出非常明亮的光,在此後數小時內光線強度逐漸減弱。(鍶鋁酸鹽作為一種有效的磷光體,它必須與銪這種無毒、無放射性的化學元素結合)。
除了光度隨著時間的推移而減弱的事實之外,超級夜光材料似乎是解決夜間能見度問題的一個近乎理想的方案。鍶鋁酸鹽似乎是一種高度穩定的磷光體,至少到目前為止,超級夜光錶盤似乎並沒有受到輻射光材料的磷光體逐漸降解特性的影響。