Люминесцентные игрушки что это
Обновлено: 14.05.2024
Светящийся конструктор – это игрушка, разработанная по новейшим технологиям, которая получила своё распространение совсем недавно, но уже пользуется огромным успехом. Ведь именно светящиеся предметы больше всего привлекают детей.
Одним из первых в мире конструкторов считается Анкер, который был создан в 1880 году. Первый металлический конструктор был создан в 1901 году Фрэнком Хорнби (1863—1936) из Ливерпуля. В 1932 году в Дании был изобретён новый вид конструктора — деревянный. Пластмассовый кубик появился в 1958 году. Сегодня детям доступны новые модели: магнитный, электронный и светящийся конструктор.
Описание игрушки
Сейчас есть несколько типов светящихся конструкторов:
Магнитный конструктор со светодиодами, состоящий из светящихся в темноте магнитных палочек и металлических шариков, которые их соединяют. Он подойдет как для мальчиков, так и для девочек от 3-х лет;
Конструктор с гнущимися элементами, которые светятся в темноте. Все его детали легко гнутся и защёлкиваются между собой, каждый раз создавая новые необычные формы, предметы и конструкции. Эта игрушка не требует подзарядки, поэтому идеальна для поездок;
Конструктор с различными по форме и размерам деталями. В его состав входит большое количество различных деталей со светодиодами и без них, а также дополнительные элементы в виде колёс, крыльев самолёта, руля и т.п. Как правило, такие конструкторы совместимы с другими наборами каждого производителя, что позволяет создавать огромные конструкции, строить целые города и площадки;
Конструкторы со световой панелью. В таких конструкторах световая панель является элементом питания и подсветкой для остальных дополнительных элементов и фигурок, крепящихся на неё. В дополнение такую игрушку можно использовать в тёмное время суток в качестве ночника.
Как играть?
В комплект каждого конструктора входит источник, от которого происходит питание: это может быть переходник к сети или же обычные батарейки. Но самое главное, что родителям не нужно волноваться за безопасность своих детей. Все детали выполнены из экологически чистого пластика и абсолютно безвредны, и, конечно, исключены любые удары током, даже если ребёнок потащит в рот деталь со светодиодами. Однако нужно помнить, что от контакта с водой светящиеся элементы конструктора могут перестать функционировать. Такой конструктор не только порадует мальчиков и девочек своей особенностью, но и защитит их от монстров, скрывающихся в темноте, ведь собранные конструкции можно использовать в качестве фонарика или ночника.
Плюсы и минусы
Конструктор со светодиодами – отличный подарок для маленьких фантазеров, с ним ребята смогут собрать целый светящийся город! Из разноцветных элементов разных форм и размеров, деталей со встроенными светодиодами ребенок создаст различные фигурки, всё ограничивается полётом его фантазии. Конструкторы полезны для детей с самого раннего возраста: с их помощью дети развивают логику, пространственное мышление, координацию и ловкость, фантазию и память, а также мелкую моторику рук. Данные изделия помогают совершенствовать творческое мышление и навыки проектирования.
Новый век
Казалось бы, выбор светящихся магнитных конструкторов не столь велик, но и здесь можно ошибиться с выбором. Чтобы такого не произошло, обращайте внимание на некоторые очевидные вещи: указание рекомендованного возраста на упаковке не является строгой рекомендацией, ведь каждый ребенок развивается с разной скоростью, однако хотя бы приблизительно ориентироваться на написанное стоит; чтобы не бояться за безопасность своего ребенка, наборы стоит покупать только у проверенных продавцов и только широко известных производителей, при этом не стыдно требовать сертификаты качества, поскольку количество подделок с каждым годом только растет.
Производство
Компания SmartMax представила пока что очень редкую разновидность светящихся магнитных конструкторов, которые состоят из довольно правдоподобных деталей, из которых можно собрать, например, машинку или самолетик. С удивительными конструкторскими наборами от бренда Crystaland ребенок сможет придумать множество интересных историй и сюжетов; кроме того, благодаря своему необычному дизайну и прозрачным деталям готовые модели от данной компании займут достойное место на полке в комнате малыша, выполняя декоративные функции! Laser Pegs, также производит отличные светящиеся конструкторы, на которые стоит обратить внимание.
Далеко не все представляют себе, почему игрушки светятся. Фосфор тут ни при чём. Светом игрушки обязаны люминофорам — веществам, способным отдавать в виде излучения избыток энергии, которую они получили при подзарядке видимым светом либо ультрафиолетовыми лучами.
Науке известно много разных люминофоров . Например, биолюминофоры (возбудитель энергии — биохимическая реакция); электролюминофоры , которые начинают светиться под действием электрического разряда; хемилюминофоры , возбуждаемые химическими реакциями, а ещё фотолюминофоры , радиолюминофоры и многие другие.
Если вещество после возбуждения излучает лишь миллиардные доли секунды, то такое свечение называют флюоресценцией (слово происходит от названия плавикового шпата — флюорит ; некоторые разновидности его светятся). Когда же вещество испускает лучи минуты, часы, дни, то это явление именуют фосфоресценцией , а светящиеся материалы — фосфорами . Как и название химического элемента, это слово происходит от греческого «фосфорос» — светоносный .
Термин «фосфор» применительно к люминесцирующим веществам появился в середине XVII века — после того, как было обнаружено, что после прокаливания некоторые минералы приобретают способность как бы впитывать солнечные лучи, а потом в темноте их испускать. В 1612 году такими минералами заинтересовался Галилей ; он оставил нам одно из первых описаний фосфоресценции , однако причину этого странного явления объяснить не смог.
В семидесятых годах позапрошлого столетия английская фирма «Бальмен» начала промышленное изготовление бальменовской светящейся краски. Как и положено, состав её был секретом фирмы. Однако вскоре он был разгадан французским химиком Вернейлем . Учёный установил, что основа краски — сернистый кальций , а свойство светиться она приобретает благодаря ничтожной примеси солей висмута . Сейчас такие примеси называют активаторами.
Люминофоры , или кристаллофосфоры , состоят из основы и активатора (например, сернистого кальция и солей висмута, как в бальменовской краске; существует множество других сочетаний). Однако способностью светиться обладает не весь люминофор , а лишь некоторые участки его, так называемые центры свечения , или центры фосфоресценции. Это места, где в кристаллической решётке основы есть нарушения .
Вот как они возникают: смесь основы и активатора подвергают термической обработке; тогда строго определённое количество примеси входит в решётку основы и происходит их совместная кристаллизация; там, где это произошло, кристаллическая решётка оказывается нарушенной.
Кстати, было обнаружено, что проникновение примеси облегчают легкоплавкие соли — плавни, поэтому при изготовлении люминофора их специально вводят в реакционную массу.
В кристаллофосфоре существуют три энергетические зоны; отличаются они тем, в какой степени их энергетические уровни заполнены электронами; отсюда и название зон: заполненная, или валентная (I) , запрещённая (II) , незаполненная, или зона проводимости (III) .
Вероятность попадания электронов идеального кристалла в зону II ничтожно мала, поэтому она и называется запрещённой. Когда же в решётку внедряются специальные примеси — активаторы, то в местах их вхождения в решётку картина изменяется: в зоне II появляются новые уровни — центров свечения ( Ц ) и ловушек ( Л ), в которые могут забираться электроны люминофора .
На самом деле, конечно, никаких реальных ловушек тут нет, просто в таком энергетическом состоянии электрон может оставаться довольно долго и после прекращения возбуждения кристалла.
Под действием тепловых колебаний решётки электроны постепенно высвобождаются из ловушек, теряют энергию, и люминофор светится.
Было замечено, что длительность послесвечения тем больше, чем ниже расположена ловушка, то есть чем больше энергии требуется для освобождения электрона.
Под действием видимого света или ультрафиолетовых лучей, от соударения с быстро движущимися заряженными частицами (например, альфа- или бета-) электроны люминофора возбуждаются и перемещаются на уровни с более высокой энергией. Возвращаясь затем в исходное состояние, электроны излучают избыток энергии в виде квантов света. Простым глазом мы видим не отдельные вспышки, а сплошной поток света, а вот через лупу можно наблюдать и единичные сцинтилляции, хотя длительность каждой — около 0,00005 секунды .
Вспомните советские ёлочные игрушки , покрытые люминесцентными красками . В состав таких красок входили короткоживущие люминофоры . Лампы выключены. Игрушки светятся ярко. Но через некоторое время их уже не видно. Если опять включить свет и затем выключить, игрушки снова загорятся.
Основу светящихся составов временного действия составляют сернистые соединения цинка, кальция, кадмия, стронция, бария. Их прокаливают с ничтожными количествами солей тяжёлых металлов: меди, марганца, висмута. Одни люминофоры светятся голубым светом, другие — красным, третьи — зелёным.
В советское время использовали люминофоры в производстве часов. Их добавляли, чтобы светились стрелки, циферблат часов. Но использование короткоживущих люминофоров было неудобно (циферблаты должны быть различимы по крайней мере спустя 10-12 часов после освещения), поэтому использовали чаще люминофоры постоянного действия . Хотя, надо заметить, что среди люминофоров временного действия встречаются "долгожители", например, стронций-сульфидный люминофор ; он излучает свет около 12 часов без подзарядки. Но у этого вещества есть существенный недостаток: в присутствии влаги происходит гидролиз сульфида стронция и выделяется сероводород — агрессивный газ, разъедающий механизм часов. Поэтому-то в часовом деле тогда стали применять люминофоры постоянного действия . К таким веществам относятся радиолюминофоры . В их состав, кроме обычных основы и активатора, входит ещё и источник энергии — радиоактивное вещество . Люминесцентные смеси такого рода не нуждались в периодическом освещении: люминофор заставляют работать заряженные частицы, испускаемые радиоактивной добавкой. Естественно, к радиоактивным добавкам в часовой промышленности предъявлялись строгие требования. Вначале в люминофоры вводили соединения радия-220. Но период его полураспада — 1500 лет. Часы старели, ломались, а циферблат продолжал оставаться источником радиоактивного излучения. В дальнейшем стало ясно, что в люминесцентных составах более приемлемы в качестве источников энергии тритий, прометий-147, углерод-14. Живут они около 10 лет. К тому же эти вещества испускают мягкие бета-лучи, что тоже очень важно. Чем больше радиоактивного вещества добавляется в фосфоресцирующую массу, тем она ярче светится. Но постоянная бомбардировка заряженными частицами не проходит для самого люминофора бесследно. Если частиц слишком много и они несут слишком большую энергию, центры свечения фосфоров быстро разрушаются. Пустили жильцов в дом, а они его развалили. Поэтому из радиоактивных веществ брали те, что испускают бета-лучи : во-первых, они меньше разрушали люминофор , а, во-вторых, их почти полностью поглощал корпус и стекло часов.
В своё время была тщательно замерена величина радиоактивного излучения от циферблатов со светомассой постоянного действия , и медики пришли к выводу, что носить часы с такими люминофорами можно, угрозы для здоровья они не представляют.
Однако полностью не были решены проблемы производственной вредности: как наносить светящиеся составы, соблюдая при этом правила техники безопасности; куда девать отходы; как хранить большие партии таких часов. Это привело к тому, что в 1958 году в СССР был прекращен выпуск часов с радиоактивной светомассой .
Современным светящимся ёлочным игрушкам пожары не страшны, ведь эффект послесвечения в том и состоит, что для его поддержания не требуется никаких дополнительных источников света.
Ёлочная игрушка, покрытая светящимся порошком (например, ТАТ33 ), накапливает свет от любого его источника (дневной свет, лампы накаливания и др.) и возвращает эту накопленную энергию, как только внешний источник прекращает свое действие.
Другими словами, как только в комнате выключается свет, игрушки на новогодней ёлке начинают светиться сами по себе. И вам не нужно пользоваться электроприборами для получения этого эффекта – всё работает без дополнительных источников.
Люминофор ТАТ 33 заряжается от любого источника света - солнце, ультрафиолет, обычная лампочка, дневное освещение, фонарик и т.д. и затем светится автономно в темноте (ультрафиолетовая лампа НЕ требуется , свечение полностью автономное).
Некоторые игрушки с подсветкой просты, другие - более сложные. Но все они сразу же привлекают внимание ребенка и вовлекают в визуальную фантазию. Световые игрушки обладают гипнотическим эффектом. Мы смотрим на приятный свет, с нетерпением ожиданием того, что должно произойти, когда игрушка плавно меняет подсветку.
Светящиеся игрушки улучшают разные полезные навыки, от причинно-следственных связей до мелкой моторики и визуального отслеживания.
Неизменно привлекательные, эти игрушки радуют как детей, так и всех людей, юных сердцем. Они популярны для отвлечения внимания и снятия стресса.
С наступлением зимы и темноты нам все раньше и все больше хочется яркого и ослепительного светового шоу, чтобы поднять настроение. Вращающиеся яркие цветные огни в постоянно меняющихся узорах привлекают внимание и действительно делают жизнь осенью и зимой немного более приятной и радостной. Очарованные, мы смотрим на световое шоу и чувствуем, как напряжение спадает.
Поскольку светящиеся игрушки завораживают, ребенок в любой момент, когда ему скучно или тяжело, или что-то его напугало, может обратить свое внимание на удивительное световое шоу. В этом случае игрушка помогает восстановить спокойствие и поддерживает саморегуляцию, помогает контролировать эмоциональное состояние.
Гипнотические вращающиеся световые игрушки - как терапевтическое отвлечение, которое помогает справляться с трудностями. С ними даже потенциально травмирующий опыт (как, например, медицинские процедуры в кабинете врача) становится положительным.
Самые простые и недорогие игрушки подобного рода - световые палочки, их можно всюду брать с собой.
Еще с их помощью любой день и любой праздник превращаются в незабываемую вечеринку, стоит лишь включить музыку!
Еще одно применение светящихся игрушек - безопасность на дороге. Повесьте световые брелки ребенку на рюкзак, прикрепите к куртке: светящиеся игрушки помогают автомобилистам лучше видеть детей в темноте. Если выбираете самокат, велосипед или другие игрушки для улицы, обратите внимание на модели с подсветкой: это дополнительный плюс к безопасности.
Ну и, конечно, любая игрушка с подсветкой (особенно если у нее есть таймер выключения) - это милый ночник.
Светящиеся в темноте предметы, сделанные моими руками, покрашены современными красками на основе кристаллов люминофоров (это специальные кристаллы, способные накапливать свет, а потом постепенно его отдавать).
Насколько эти предметы безопасны?
Несмотря на фосфоресцентный эффект краски на основе люминофоров ничего общего не имеют с фосфором. Они не токсичны, не радиоактивны.
Люминесцентные краски, а именно так называются эти краски, имеют сертификаты безопасности, положительные заключения СЭС и тому подобное.
Они абсолютно безопасны для людей, животных и растений!
Как сделать, чтобы предмет начал светиться в темноте?
Люминофоры — своеобразные "ловушки" для света.
Если Вы вынете изделие из шкафа, коробки или другого темного места, светиться оно не будет, так как в темном месте истратило весь заряд света. Чтобы изделие светилось, его надо зарядить!
Никакого дополнительного оборудования для зарядки не надо.
Люминофоры впитывают любой свет — свет от солнца, фонарика, ламп, ультрафиолетовых ламп, просто обычного дневного освещения, а с наступлением темноты начинают его отдавать.
Для зарядки изделия достаточно положить его на освещенное место на 20-40 минут (пройтись по улице, положить на подоконник, на стол и т.п.).
Под ультрафиолетовой лампой для полной зарядки люминофоров достаточно 10-20 минут. Более того, в свете такой лампы свечение появляется сразу, без какой-либо первоначальной зарядки. Т.е. на дискотеке, в клубе и других помещениях с ультрафиолетовым освещением люминесцентные предметы всегда будут ярко светиться и одновременно заряжаться!
Как долго светятся такие изделия?
Наиболее ярко люминофоры светятся первые 40 минут.
В первые 20-30 минут отдают примерно 50% всего света, остальная энергия «растягивается» на 2-3-6-10 часов.
Время послесвечения зависит от цвета краски, качества люминофора, а также от цвета свечения, от интенсивности и длительности зарядки светом, от температуры окружающего воздуха, от цвета поверхности, на которую наносится краска.
Особенно яркое свечение – сразу после зарядки светом.
В интерьере это легко осуществимо – выключил свет и получил темноту. На улице же солнце заходит постепенно, и люминесцентная краска постепенно снижает свой уровень зарядки. Когда наступает темнота – часть энергии уже израсходована.
Каково время службы светящихся в темноте предметов?
Люминофоры со временем не теряют своих качеств, их можно заряжать бесконечное количество раз.
Первое знакомство со светящимися красками и светящимися в темноте предметами часто вызывает восхищение и в то же время порождает огромное количество вопросов.
В этой заметке перечислены ответы на самые распространенные из них. Если после ее прочтения у Вас еще остались вопросы, задавайте их мне, и я постараюсь дать понятный и исчерпывающий ответ.
Думаю, большинство из нас в детстве с восторгом смотрели на различные светящиеся в темноте безделушки. Они неизменно ассоциировались у нас со сказкой, злыми колдуньями и добрыми волшебниками. А многих и по сей день завораживает таинственный свет, исходящий от, казалось бы, несветящихся предметов.
Помните, найдешь что-то такое светящееся, а взрослые вокруг "Не трогай! Это опасно! Выкинь". Так обидно было :)
Сегодня же светящиеся в темноте предметы вновь входят в моду, становятся яркими стильными аксессуарами, игрушками, предметами декора.
Давайте же разберемся насколько они безопасны, и что из всем известных "фактов" правда, а что всего-навсего вымыслы.
Факт 1. Светящиеся предметы опасны
В них содержатся радиактивные элементы, фосфор и т.п., что, как известно, очень опасно для здоровья.
Действительно, первая светящаяся в темноте краска была сделана на основе солей радиактивного радия. И в часах, приборах, различных семейных реликвиях, оставшихся нам от дедушек и бабушек и светящихся в темноте, использовалась именно она!
Позже появились светящиеся краски на основе фосфора, они очень красиво и ярко светились в темноте, но также были опасны для здоровья.
Современные краски делают на основе кристаллов люминофоров (это специальные кристаллы, способные накапливать свет, а потом постепенно его отдавать). Несмотря на фосфоресцентный эффект эти краски ничего общего не имеют с фосфором. Они не токсичны, не радиоактивны.
Люминесцентные краски, а именно так называются краски на основе люминофоров, имеют сертификаты безопасности, положительные заключения СЭС и тому подобное.
Они абсолютно безопасны для людей, животных и растений!
Факт 2. Светящиеся краски быстро "перегорают"
Светящиеся предметы быстро теряют свои свойства и после нескольких подзарядок прекращают работать.
Однажды в моем доме появился первый люминесцентный контур. Я его тут же опробовала, нарисовав на футболке светящиеся в темноте глаза. Выключила в ванной свет — глаза ярко-ярко засветились.
Обрадованная, убрала футболку в шкаф. Когда вечером пришел муж, тут же продемонстрировала футболку ему.
Не светится! Обидно было до слез! Я даже второй раз контуром глаза обвела — тот же эффект. Один раз посветились и все.
И только через несколько дней поняла, что футболка просто разряжается. Достаточно снова ее зарядить, и свечение появится вновь.
Факт 3. Светящиеся краски сложно заряжать
Для того, чтобы краски начали светиться, нужно специальное оборудование и много времени. Это долго и сложно
На самом деле, люминофоры — своеобразные "ловушки" для света. Никакого дополнительного оборудования для их зарядки не надо. Люминофоры впитывают любой свет — свет от солнца, фонарика, ламп, ультрафиолетовых ламп, просто обычного дневного освещения, а с наступлением темноты начинают его отдавать. Достаточно положить предмет, покрашенный люминесцентной краской, на подоконник или просто на стол, пройтись с ним по улице и т.д. — и минут через 20-40 люминофоры полностью зарядятся.
Конечно, от ультрафиолетовых ламп люминофоры заряжаются значительно быстрее. Более того, в свете такой лампы свечение появляется сразу, без какой-либо первоначальной зарядки. Т.е. на дискотеке, в клубе и других помещениях с ультрафиолетовым освещением люминесцентные предметы всегда будут ярко светиться и одновременно заряжаться!
Заряженные люминофоры могут светиться до 12 часов ( первые 40 минут максимально ярко, затем свечение постепенно угасает)
Факт 4. Светящиеся предметы — детское развлечение
Светящиеся предметы только для детей. Сфера их применения очень маленькая
Без сомнения, детям очень нравятся светящиеся предметы. Но не только ими ограничивается сфера применения люминофоров.
Люминесцентной краской можно покрасить автомобильные диски.
Если покрасить такой краской лестницу, спускаться в темноте будет гораздо безопаснее.
Читайте также: