Сергей Вавилов

Сделав это важное открытие, Сергей Иванович пришел к выводу, что в природе наряду с так называемой макрооптикой, то есть комплексом явлений, связанных со взаимодействием вещества и света на расстояниях, превышающих значительно длину световой волны, существует еще и микрооптика, особая квантовомеханическая область, где взаимодействия света и вещества совершаются на расстояниях, меньших длины световой волны.

Так на перекрестке нескольких наук — термодинамики, оптики, молекулярно-статистической физики и квантовой механики — родилась созданная Сергеем Ивановичем Вавиловым новая наука — микрооптика.

Глава 3. Наука и жизнь

«…Советский ученый, занимающийся широкими теоретическими проблемами, должен всегда оглядываться на свой народ, на запросы родной страны, на сегодняшний день, должен всеми доступными для него способами извлекать из своих теоретических обобщений выводы, полезные для развития нашего Советского государства»[23].

Это он говорил, уже будучи президентом. Но думал так еще начинающим ученым-физиком. И не только думал, но и что-то делал. В частности, пытаясь еще тогда, на самом пороге своих исследований люминесценции, создать люминесцирующие составы, которые годились бы для изготовления будущих ламп холодного свечения.

…Попытки создания бытовых люминесцентных ламп предпринимались и до Вавилова. На улицах больших городов попадались яркие рекламные надписи, преимущественно красного, зеленого и синего цветов. Это были электрические разрядные лампы высокого напряжения, в которых светились главным образом газ неон и пары ртути.

Кое-где можно было встретить лампы с парами металла натрия, в которых свечение возникало при электрическом разряде низкого напряжения. Предпринимались и другие попытки.

Но все первые лампы холодного света отличались крайним несовершенством. Они имели неудобную форму. Некоторые требовали высокого напряжения. Все без исключения обладали неудовлетворительным спектральным составом. В ярком желтом свете паров натрия предметы теряли свою окраску и становились одноцветными, малоприятными для глаза.

Когда на улице Горького в Москве для пробы повесили несколько люминесцентных ртутных ламп, это вызвало протесты москвичей, люди не желали мириться с их мертвящим белесовато-зеленым цветом.

Недостатки прежних люминесцентных ламп не уравновешивались даже их высоким к.п.д. — например, у натровых ламп до 50 процентов против 3–5 процентов у обыкновенных ламп накаливания: стоимость первых светильников с холодным излучением была довольно высока, а срок жизни невелик.

Решив теоретическую задачу — найти закон спектрального преобразования света в люминесцирующих веществах, Вавилов сразу же стал искать решения и практической задачи: создание люминесцентных ламп, свободных от недостатков прежних.

Сергей Иванович вспомнил, как поступали иногда в прошлом веке мастера-стеклодувы, когда им заказывали газосветные трубки для демонстрационных целей. Эти трубки они делали из люминесцирующего уранового стекла, в результате чего свечение газового разряда становилось много ярче и эффективнее.

— Почему бы не применить подобный принцип для создания современных мощных, но дешевых люминесцентных ламп? — сказал как-то Вавилов Левшину. — Светящийся состав не обязательно должен быть растворен в стекле. Эффективное свечение будет и если просто на обыкновенную стеклянную трубку надеть колпак из люминофора.

Вавилов решил сочетать современные ртутные или аргоновые лампы с особым образом приготовленными кристаллическими составами — кристаллофорами (люминофорами на кристаллической основе). Идея старинных стеклодувов вступала в союз с идеями современной физики.

Задолго до появления за границей люминесцентных ламп, пригодных для практического освещения помещений и улиц, в СССР по инициативе и при содействии Сергея Ивановича стали создаваться новые экономичные и приятные для глаз источники света.

Физики и инженеры приготовляли и испытывали множество светосоставов. Лучшие отбирались для промышленного производства.

Светящиеся массы приготовлялись следующим образом. Сперва брали так называемую «основу»: сернистый цинк, вольфрамат магния или другое вещество. К ним в небольших количествах добавляли «активаторы» — соли тяжелых металлов, по большей части меди, серебра или марганца (от активатора зависит цвет свечения, отсюда их название). К полученной массе присоединяли «плавень» — чаще всего поваренную соль. Все это прокаливали при температуре от 750 до 1500 градусов, причем плавень, все сплавлял, превращал в единообразное вещество, и люминофор (кристаллофор) был готов.