Gall

С точки зрения физики свечение газоразрядной вспышки и короткий импульс лампы накаливания почти не отличаются. Они оба достаточно длинные (миллисекунды и более). Действительно короткий импульс, то есть такой, при котором из-за малой его длительности явления отличаются от обычных - это наносекунды. Не только. Лампы накаливания, светодиоды, лампы "дневного света" тоже. Если у нас есть электричество и нам надо "просто" освещение, мы скорее всего используем один из этих вариантов. При низких напряжениях даже вода не помеха. Светодиоды могут работать при меньших напряжениях, чем запускается электролиз. Ну и изоляция не проблема. http://www.ebay.com/itm/EL-Panel-Sheet-Pad-Back-Light-Display-Backlight-DIY-cut-/160547664441?pt=LH_DefaultDomain_0&hash=item256162f239 Оно годится, но непонятно, чем оно лучше более простых, например, светодиодов. Которые имеют к тому же крайне высокий КПД. Чтобы предпочесть прямому преобразованию электричества в свет непрямое, надо иметь очень веские причины. Самая очевидная из веских причин - электричества нету, зато есть радиация.

Химические обогреватели существуют, но не для помещений. Применяются в полевых условиях при отсутствии других источников тепла (туристами, охотниками, военными). Для более крупных масштабов наилучшая химическая реакция для получения тепла - окисление кислородом воздуха горючих материалов. Например, газа или дров.

Чего там синтезировать, первые ракеты обычно у всех на "карамельке" летают

Может и стоит, но не в таком виде. Не от газонаполненной лампы. Она может иметь смысл в двух случаях: 1. Мы используем какой-то источник излучения, который всегда только импульсный. 2. Мы хотим получать освещение при выключенном источнике излучения накачки. Например, если этот источник создает помехи. Или если он дает вредное для людей излучение, которое нельзя оставить постоянно включенным (вспышку можно давать, когда в комнате никого нет). Остается понять, зачем нам может это потребоваться. В первом случае - почему мы используем такой странный источник, а не обычный электрический? Если у нас нет электричества, почему мы не используем горение или хемилюминесценцию? Во втором - ладно, если от электричества мы отказываемся, то все равно тот же вопрос - чем не устраивает свечка? Я пока придумал единственный сценарий применения. Накачка - не ультрафиолетовая. Она радиоактивная (или рентгеновская). Используем мы ее потому, что она у нас "бесплатная" (например, в помещении находится радиоактивный источник, и достаточно лишь поднять свинцовую заслонку, чтобы пошло излучение). А освещаем мы лабораторию, в которой такой источник находится. Пока в лаборатории нет людей, заряжаем люминофор, потом закрываем заслонку и входим в помещение. Для космического корабля тоже можно использовать, радиация снаружи.

В школьной лаборатории возможны довольно сложные синтезы. Вещества можно купить, посуда обычно есть, вытяжка есть, что еще для счастья надо?.. С мерной посудой и весами могут быть проблемы, и посуды на шлифах скорее всего нету (не говоря уж о специальных приборах вроде Сокслета), но выкрутиться все равно можно. Фермент получить непросто. На бумаге синтез белка в пробирке делается несложно (добавляем аминокислоты по одной, перед каждым добавлением закрываем, а потом обратно открываем одну из функциональных групп), но в реальности это страшно долгая и нудная процедура из тысяч реакций, которую обычно делают специальными автоматами. Отпадает. Выделить фермент из живого тоже трудно, вряд ли для школы (но тут уже можно попробовать, теоретически это доступно). Остаются две возможности: либо изучать влияние ферментов на вещества (тут либо получение этих веществ, либо анализ того, что получилось), либо ингибирование и активация фермента и определение получающегося действия. В принципе даже и вещества из школьной программы можно брать, тогда оригинальными должны быть методы. Например, можно делать не качественно, как обычно в школе, а количественно. Либо можно "позаимствовать" вещество из "настоящей" лаборатории (взять, как кролика из шляпы), а в школьных условиях изучать его свойства. Определять функциональные группы и т.п. Мне почему-то нравится вариант с получением ингибитора какого-нибудь фермента.

Брать надо энергию - произведение мощности на время. КПД по энергии у вспышки обычно немного ниже, чем у непрерывного свечения, но можно считать их примерно равными. КПД по электрической части у вспышки точно будет ниже, но мы его не рассматриваем. Существуют точные методы расчета из скоростных квантовых уравнений, но они сложны. Да нет, там неплохой КПД получается, все через электроны. Можно считать КПД по закону Стокса, т.е. 1 фотон на входе = 1 фотон на выходе, отношение энергий входа и выхода = отношению энергий фотонов, т.е. обратных длин волн. Во всяком случае, в лазере у того же родамина КПД довольно высок, лучше, чем у большинства веществ.

Ну не совсем нету. Серийно не производятся за ненадобностью, но сделать можно. Ксенон выбран за его спектр - у него частокол линий по всему видимому диапазону, он почти белый. Ртутные лампы на ртути из-за дешевизны, но ртуть в импульсе работать без предварительного разогрева не будет. Хороший кандидат на наполнение импульсных ламп - аргон, у него спектр с уклоном в короткие волны, а газ дешевый. Либо смеси инертных газов. Если наплевать на сложность лампы и конструкцию, подойдут пары кадмия (опять разогрев). Спектр "долгоиграющих" люминофоров можно корректировать люминофорами с коротким послесвчением - органическими красителями (родамины, флюоресцеины и т.п.), они могут преобразовывать свет люминофора. Пожалуй, самая серьезная проблема. Даже при непрерывном свете лампы Вуда в комнате с белыми обоями на стенах (яркая голубая флюоресценция) света недостаточно. Есть еще проблема 5: случайные предметы, люди будут во время вспышки отбрасывать на люминофор тени, некоторые участки окажутся незасвеченными. Значительная часть света вспышки до люминофора просто не дойдет. Среди искусственных предметов - довольно много. Так ведут себя многие современные краски. Эффект несильный и малозаметный, но цвета будут слегка искаженными, как на дешевом телевизоре. Плеохроизм - зависимость отражения/поглощения от угла падения на кристалл по отношению к кристаллической решетке. Сходство с "александритовым эффектом" - в квантовых явлениях, которые лежат в их основе. (Плеохроизм есть проявление закона сохранения импульса применительно к фотонам и электронам - в кристалле возможны не все направления колебаний, и от угла падения зависит вероятность передачи импульса фотона электронам). В минералах плеохроизм и александритовый эффект часто идут в паре, поэтому их часто путают. Родамин 6Ж для начала. (Чернила от флюоресцентных маркеров, например). У него собственного послесвечения почти нет, но он может преобразовывать зеленый в желтый (можно в красный, родамин Б). Аргоновая лампа на том же принципе... В стеклодувке даже сделать можно, если постараться. (Вообще, дома, при доступе в слесарную мастерскую с токарным станком и в лабораторию с вытяжкой и стеклодувкой можно делать сложнейшие вещи. Некоторые умельцы С НУЛЯ делают газовые лазеры!)

Вариантов всего два - водород и гелий. Оба относительно быстро сдуются, но полетать успеет. Гелий лучше, потому что не горит. Водород немного лучше тянет и доступнее, но взорваться вполне может. 7-8 л не поднимет 200 граммов. Я в детстве баловался дирижаблями из воздушных шариков, там все полеты начинались литров от 20.

Будут. Трех спектральных линий недостаточно для освещения (хотя достаточно для воспроизведения любого цвета на экране). Почему: хотя глаз и воспринимает такой свет как "белый", с предметами он взаимодействует иначе. Предположим, у нас есть предмет, сильно отражающий 630 нм и чуть-чуть отражающий 430. В белом свете он выглядит красно-оранжевым. Если же его осветить смесью трех монохроматических линий - 650, 530 и 430, то мы с удивлением обнаружим, что предмет стал ТЕМНО-СИНИМ: нашу "красную" линию 650 нм он не отражает. Это называется "александритовый эффект", он сродни плеохроизму. Большая часть окрашенных предметов имеет спектр поглощения из довольно узких линий. Чтобы их цвет выглядел правильно при искусственном освещении, освещение должно содержать как можно больше разных спектральных линий, чтобы наверняка попасть на "нужные" длины волн. Сделать. Точнее, сделать вместе с лампой. За основу берется спектр излучения какого-нибудь газа (чаще всего - паров ртути) или люминофора, он сам по себе уже линейчатый с достаточно узкими линиями. Все, что надо - отрезать "лишние" линии избирательным поглощением. Это делается смесью подходящих по спектрам поглощения красителей, обычно органических. "Стекло Вуда" именно так и устроено. Для экспериментов можно использовать не фильтр, а монохроматор (хотя бы самодельный). До появления лазеров в качестве монохроматического излучения часто брали одну из линий ртути (обычно зеленую) от лампы ДРШ, выделяя ее монохроматором.

Пожалуйста! Надеюсь, хоть какая-то польза будет.

Да нет, дома можно делать очень сложные вещи. Вещества продаются, посуда со шлифами продается, тягу можно кое-как соорудить, вот и лаборатория... Можно даже на кухонной плите стекло паять (сам пробовал, получается, хоть и кривовато). Что касается импульсной лампы, то общая доза излучения у импульсной и непрерывной лампы будет примерно одинакова. Просто по-разному распределена во времени. У Солнца излучение довольно-таки вредное. А спектр и так известен. Можно работать в крайней фиолетовой области на границе видимого спектра и даже с уклоном в синий, в видимый. Со спектром люминофора могут быть проблемы. Он в любом случае будет полосатым, и хорошо если не слишком линейчатым. Вообще действительно непрерывный спектр дают только лампы накаливания. Именно поэтому, кстати, фотографы пользуются перекальными лампами и ксеноном, но почти не используют люминесцентный свет.

Ультрафиолетовым светодиодом или зеленым лазером 5 мВт писать можно. Синий и фиолетовый лазеры нежелательны. А больше ли фотолюминофоров - не знаю. Думаю, примерно столько же. Обычно один и тот же люминофор может светиться от разных причин, а его восприимчивость к тем или иным воздействиям можно регулировать добавками. Качество зависит от чистоты веществ - к примеру, дома или в школе непросто сделать люминофор ZnS, обычно получается черный порошок с кучей примесей (но по химическим свойствам он определяется как ZnS). Чистый ZnS должен быть белым...

1. Там действительно только этанол и вода, но этанол может быть довольно грязным. Название "анитисептический раствор" придумали для маскировки от алкашей, чтобы не писать "спирт". Раньше попадались флаконы с надписью "Раствор медицинский антисептический 95%" без указания какого-либо состава и на поверку содержащие чистый этанол. Такая чистота для домашних опытов сойдет, скорее всего это примерно как "Ч", хотя кто его знает. 2. "Прибор" - просто подходящая закрытая бутыль. На дно кладется сульфат, время от времени взбалтывать и все. До 98% просушить можно, ну и уж конечно до 95% получится (а больше и не надо обычно). Вместо сульфата меди можно использовать некоторые другие вещества (CaO), смотря что в наличии есть. Учтите, всегда возможна реакция с примесями. Маленькое количество просушить легче. Сейчас химическую посуду купить нетрудно, даже на шлифах, и Вы вполне можете использовать любые "настоящие" приборы, а не самодельные. Возможности дома ограничены только отсутствием нормальной вытяжки и раковины. Все остальное можно легко купить или сделать.

Это надо фотометром измерять. Глаз в таких условиях не различает даже 3-кратное изменение яркости. Это много... Да, график у них действительно такой. На радиоактивный распад похоже. (Неслучайно: квантовые эффекты там сходные). Я бы такую штуку сделал проще - подвел к обоям провода. Одновременно решил бы и проблему с тенями от случайных предметов, когда какие-то куски обоев не засветились во время вспышки. Электролюминесцентные листы стоят относительно недорого, они гибкие и бывают всех цветов. Такой лист формата А4 я наклеил на фанерку и пользуюсь им, чтобы обводить чертежи вручную. (Не люблю на компьютере такие вещи делать). С лампой Вуда "выгорания" не будет, светиться будет очень ярко и хорошо. Покрывать специально необязательно, многие сорта бумаги светятся и так (пробуйте на бумаге для принтера, мы ее вообще в качестве люминофора для наблюдения луча ультрафиолетового лазера 337.1 нм использовали). С органическими красителями можно получить другие цвета. Лампу Вуда из магазина можно включить вместо ночника. Светиться в комнате от нее будет почти все. У такой штуки есть небольшой вред для глаз при частом использовании, но недолго и нечасто вполне безопасно.

Именно так. Основное свечение идет в первый момент, потом только слабый "хвост".

Мммм... а биохимия процесса распространения тогда какая?

http://roizman.livejournal.com/1255494.html

Точно не каждый час. Люминофор высвечивается по экспоненциальному закону, близкому к закону радиоактивного распада. А значит, яркость будет очень неравномерной - ослепительная в первые минуты до очень слабой уже через полчаса. Видели, как светится обычный циферблат часов под чистым ультрафиолетом? Почти слепит! Играет роль не длительность импульса, а общая энергия. Если импульса хватило, чтобы возбудить электроны в люминофоре, то он же возбудит электроны и в других веществах - в первую очередь в красителях на предметах. Тот же механизм, который в люминофорах запускает свечение, в других веществах запускает химические реакции - разложение, окисление и т.п. Особенно хорошо это видно на ксантеновых красителях (флюоресцентные маркеры, ткани и бумага "кислотных" цветов) - они даже при простом комнатном освещении выгорают меньше чем за год практически до белого. (Ну и вообще у органических красителей светостойкость плохая, у них при поглощении света от хромофоров раскачивается вся молекула целиком, и если ее хорошо "потрясти" - начнет "разваливаться"). Довольно высокая светостойкость оксидов, неорганики объясняется тем, что атомам, отвечающим за окраску, там обычно некуда деваться. Даже если они в итоге сменят степень окисления, через некоторое время скорее всего все вернется как было. Это явление "вынужденного излучения", на нем работают лазеры. Если "долгоиграющий" люминофор "зарядить", он после этого светиться будет долго. Но если его осветить той длиной волны, на которой он обычно светится сам, то он с нею резонирует, начинает светиться очень ярко и мгновенно выдает весь свой запас энергии. Это на него действует как спусковой крючок на ружье. Вместо того, чтобы потихоньку светиться несколько минут, он будет очень ярко светиться несколько миллисекунд. Поэтому, кстати, фотовспышка накачивает люминофоры не очень хорошо: коротковолновая часть ее спектра хорошо качает, а длинноволновая - не менее эффективно разряжает. Еще одно явление: если люминофор качать очень-очень сильно, под действием света в нем могут запуститься нежелательные химические реакции. Ведь те же самые электроны, которые отвечают за свечение, участвуют и в химических связях. (На этом принципе работают фотополимеры, фотопленка и т.п.) "Стекло Вуда". Его трудно достать в виде куска (но очень легко купить энергосберегающую лампочку с колбой из такого стекла). Насколько я помню, это не-помню-какой органический краситель, скомбинированный с синим кобальтовым стеклом. Видимый свет оно пропускает как очень слабое фиолетовое свечение, а ультрафиолет проходит почти полностью. Такую лампочку можно купить в хорошем магазине электротоваров или хозтоваров, стоит она примерно столько же, сколько обычная энергосберегающая той же фирмы (200-250 рублей обычно). Вкручивается в обычный патрон. Есть такие же лампы в виде трубок для стандартных светильников "дневного света" разных размеров (не путать с бактерицидными, у бактерицидных излучение опасно для глаз и кожи!).

А какая керамика, собственно? Можно ведь и свою спрессовать. Для сверхчистых условий лучшие материалы - примерно те же, которые обрабатываются (например, алюминий вряд ли сильно испачкается от корунда). Многие оксиды тугоплавки, а смеси оксидов поддаются прессованию и спеканию. Жаль, оксиды молибдена все легкоплавкие. Возможно, подойдут соединения тех же элементов, которые Вы греете в лодочке. А если в составе есть твердое вещество, доступное как "Ч" или грязнее недорого, тогда ответ очевиден Если оно изолятор - будет изолятором, если металл или полупроводник - сойдет за датчик. (Очень хочется предложить пропускать очень слабый ток прямо через образец, но наверное не пойдет). Вообще, чтобы не летело, старый проверенный метод - прокалить как следует под вакуумом подольше ("baking"). Все, что может лететь, при этом улетает. Не работает только в том случае, если летит основное вещество. (Даже если из прессованных с клеем деталей летит клей, baking помогает, потому что из центра детали клей лететь не может, а с поверхности рано или поздно улетит весь). Мы так делали для 10-8, но не для высоких температур (материалы - медь, нержавейка, фторопласт). Для 10-4 я бы наверное просто отделил все, что может газить, простой негерметичной перегородкой и поставил бы ближе к насосу, чем тигель - тогда насос откачает газы. Этим приемом очень часто пользуются в высоком и сверхвысоком вакууме. Там вообще все загрязнения очень локальны и мало распространяются по объему, вплоть до того, что в одном конце может быть минус шестая, а в другом - уже минус восьмая степень. Комнатные температуры для расплава - не помеха. Пусть твердеет. Вернее, пусть плавится - мерять сопротивление это не помешает, лишь бы не разлился. Просто надо проградуировать термометр через точку плавления, учесть получающуюся нелинейность.

Лучше то же самое делать непрерывной лампой. Импульсные слишком капризны. Еще один важный фактор - послесвечение от импульсной лампы. Лампы с широким спектром имеют неприятную тенденцию резонансно "высвечивать" люминофор одновременно с подзарядкой. Эффект зависит от мощности лампы, а у вспышек она велика (в импульсе). С "тихой" сине-фиолетовой или ультрафиолетовой лампой получается гораздо лучше. Общая проблема с люминофором такая. Мягкий ультрафиолет не особо вреден для глаз, но портит вещи (выгорают краски). То же самое происходит просто от очень яркого света. Именно поэтому в музеях запрещено фотографировать со вспышкой. У Вас есть источник ультрафиолета? Хотя бы брелок-фонарик со светодиодом для проверки валюты, а лучше - вот такая лампочка: http://www.pcdesign.ru/images/photo/neonlamp/220uv/1.jpg Побалуйтесь, интересно Особенно прикольно, если налить в пробирки растворы ксантеновых красителей и выключить свет. Незабываемое зрелище.

Глаз обрабатывает изображение все время, а 20-30 миллисекунд у него инерция - время, которое требуется на "сброс" видимого кадра. Поэтому глаз видит даже наносекундные вспышки, причем они не кажутся слабыми (10 нс рассеянного 1 Дж лазера по глазам бьет как фотовспышка), но несколько идущих подряд вспышек не сможет отличить от одной, а импульс 10 нс не отличит от 10 мкс или 1 мс. Стандартная фотовспышка около 1 мс (т.е. от 0.1 до 10) просто потому, что так ее удобнее делать (конденсатор через лампу как раз за такое время разряжается). Более мощные ксеноновые вспышки дают более длинный импульс. Для специальных целей (скоростная фотосъемка, лазеры) применяют более короткие импульсы, вплоть до 1-10 мкс (иногда это требует специальной лампы). Самые короткие импульсы - в накачке лазеров на органических красителях. Энергия фотовспышки - от 20 до 200 Дж.

Как с нее потом отскребать? Тогда уж лучше длинную трубку по типу холодильника - на стенки сядет. Еще раз повторю, перегонять тут нерационально, гораздо легче высаливать. См. выше про перекись.

А узкую длинную полоску из листа получится? Если включать четырехполюсным включением и сделать хорошую электронику, можно датчик иметь достаточно толстый и короткий, низкоомный. Главное, чтобы его размеры не менялись особо (прогорание?) И, собственно, кто сказал, что термометр сопротивления должен быть твердым? Расплав любого металла тоже подойдет. Надо только будет сделать трубочку из какой-нибудь тугоплавкой неорганики.

Ксеноновые лампы фотовспышек - очень злая вещь. Они газоразрядные. Мощность во время свечения даже у маленькой фотовспышки достигает 100 кВт, а у большой лампы (для маяков на аэродромах, для накачки лазеров) может достигать нескольких мегаватт. Типичная длительность свечения около 1 миллисекунды, можно уменьшить до микросекунд. Мощные лампы (в лазерах) требуют охлаждения водой напроток. Существуют ксеноновые лампы непрерывного свечения (дуговые). Применяются в автомобильных фарах и в кинопроекторах. Как светят, сами знаете. Лампа накаливания излучает за счет высокой температуры (излучение абсолютно черного тела), а газоразрядные лампы - за счет переходов электронов между уровнями. С точки зрения физики, раз уж тут об этом говорили - в лампе накаливания излучают целые атомы, а в газоразрядной - отдельные электроны. Специальные виды ламп накаливания - галогеновые и т.п. - работают точно так же, как обычные, отличаются лишь конструкцией. Например, в галогеновой лампе едкий газ внутри через окислительно-восстановительные реакции возвращает испаряющийся металл обратно на спираль, тем самым продлевает ее срок службы и позволяет греть спираль до огромных температур, при которых обычная лампочка давно перегорела бы.

Стимуляторы роста (гетероауксин), сульфаниламид получить можно и мышь им вылечить, методы лабораторных анализов, удобрения, наконец. Ну и всякие (инсекти,фунги,герби...)циды, наконец - но с этим уже сложнее, ибо токсично.