Свет — мое призвание

3. Л. Моргенштерн вспоминала, что однажды Сергей Иванович сказал: «Представьте, повесят наши лампы на Кузнецком мосту. Кругом будут ходить люди, похожие на мертвецов, а лампы начнут взрываться, да еще в какого-нибудь министра угодят. Всем тогда достанется на орехи». Конечно, это была шутка, но над усовершенствованием люминесцентных ламп Вавилов с сотрудниками работали с большим упорством, и труд увенчался успехом.

Обычные источники света — лампы накаливания — весьма неэкономичны: в них около 95 — 96 процентов энергии расходуется на невидимое глазом инфракрасное излучение и только 4 — 5 процентов — на излучение видимого света. Кроме того, спектр излучения ламп накаливания сильно сдвинут в сторону длинных волн по сравнению со спектром дневного света. Это создает неправильную цветовую окраску у освещаемых предметов.

Во время излучения лампа накаливания использует энергию металлического волоска, раскаленного электрическим током, и ее свечение подчиняется законам температурного излучения. Уменьшение тепловых потерь и улучшение спектрального состава излучения лампы накаливания можно осуществить, лишь увеличивая температуру ее волоска.

Но, чтобы излучение лампы накаливания походило на дневной свет, необходимо поднять температуру до температуры Солнца, что составляет около 6000 градусов Цельсия. Это неосуществимо, так как все встречающиеся в природе вещества, из которых делается волосок, имеют гораздо более низкую температуру плавления.

Как известно, люминесценция не сопровождается нагреванием тела — ее природа иная, чем природа температурного излучения. Люминесцентная лампа представляет собой стеклянную трубку, из которой откачан воздух и в которую введены пары ртути под давлением около 0,01 миллиметра ртутного столба. На внутренние стенки трубки тонким слоем нанесено неорганическое кристаллическое люминесцирующее вещество — кристаллофосфор. С обеих сторон в трубку введены электроды, имеющие вид небольших спиралей, соединяющиеся посредством специальных пусковых устройств с электрической сетью.

При прохождении тока через электроды они раскаляются, и с их поверхности вылетают электроны. В трубке происходит электрический разряд в парах ртути, в результате чего возникает ультрафиолетовое излучение, поглощаемое кристаллофосфором. Возбуждаясь, кристаллофосфор дает видимое излучение требуемого спектрального состава.

Спектральный состав зависит от свойств используемого кристаллофосфора, что позволяет варьировать его в широких пределах. Обычно кристаллофосфоры подбираются так, чтобы свечение имитировало дневной свет, поэтому люминесцентные лампы часто называют лампами дневного света.

По своей экономичности люминесцентные источники света в 4 раза превосходят лампы накаливания. Они обладают и другими преимуществами, что позволяет использовать их для освещения заводских цехов, шахт, картинных галерей, улиц и жилых помещений. Их производство быстро растет. Недалек тот день, когда лампу накаливания, уступившую место люминесцентной лампе, можно будет встретить лишь в музеях истории техники.

Появление люминесцентных ламп стало подлинной революцией в технике освещения. Оно приносит огромную пользу, позволяя экономить миллиарды рублей. Вавилов считал, что по мере внедрения в быт люминесцентных источников света слово «люминесценция», подобно словам «радио» и «электричество», станет обыденным, привычным.

По настоянию Сергея Ивановича взрывобезопасные люминесцентные лампы были внедрены на шахтах Донбасса, их начали широко использовать на станциях Московского метрополитена, в высотных зданиях столицы, для освещения ленинградского Эрмитажа. Создание новых источников света получило высокую оценку.

В 1951 году коллективу ученых в составе Сергея Ивановича Вавилова, Вадима Леонидовича Левшина, Владимира Александровича Фабриканта, Марии Александровны Константиновой, Фатимы Асланбековны Бутаевой и Виктора Ивановича Долгополова за разработку люминесцентных ламп была присуждена Государственная премия СССР.

Велики заслуги С. И. Вавилова и в области разработки методов люминесцентного анализа. Своими фундаментальными исследованиями природы молекулярной люминесценции он заложил теоретические основы ее нового применения. Когда выяснилось, что каждое люминесцирующее вещество имеет характерный спектр излучения, Сергей Иванович предложил использовать это свойство для аналитических целей. Учитывая спектральный состав излучения пробы и интенсивность его свечения, можно проводить не только качественный, но и количественный люминесцентный анализ. Разработка методов количественного люминесцентного анализа была впервые начата перед войной М. А. Константиновой-Шлезингер, которую в 1943 году С. И. Вавилов пригласил в ФИАН.