Практически для определения силы света удобно пользоваться селеновыми фотоэлементами, которые изготовляются в соединении с чувствительным стрелочным гальванометром (рис. 11).
§ 4. СИГНАЛЬНЫЕ СОСТАВЫ НОЧНОГО ДЕЙСТВИЯ
Сигнальные составы ночного действия при горении образуют окрашенное в яркий цвет пламя. Для сигнализации применяются составы, дающие красное, желтое, зеленое и реже синее пламя.
Сигнальные составы должны давать пламя такого яркого цвета, чтобы его можно было различить на больших расстояниях (ночью на расстоянии 5—15 км).
Пламя этих составов не должно изменять своего цвета во время горения состава.
Кроме того, составы должны обладать определенной скоростью горения и химической стойкостью.
При высокой температуре горения пиротехнических составов соединения металлов разлагаются иногда до атомов, иногда до каких-либо других соединений, отличных от исходных. Эти продукты разложения, а также некоторые продукты реакции, происходящей при горении состава, переходят в парообразное состояние и, раскаляясь, дают прерывчатые спектры излучения в виде линий или полос. Если светятся атомы, то получаются линейные спектры, молекулы дают полосатые спектры.
Для получения пламени, окрашенного в характерный цвет и пригодного для ночной сигнализации, можно использовать свечение только тех атомов, которые дают при излучении яркие спектральные линии в определенной видимой части спектра.
Практическое значение для пиротехники имеет атомарное свечение натрия, дающее желтое пламя. Для получения пламени других цветов используется молекулярное свечение соединений бария,
стронция и меди. Обычно в пламени излучают монохлориды этих металлов, образующиеся вследствие легкого отщепления атома хлора от их двухвалентных соединений при высокой температуре пламени (доходит до 2500°).
При получении окислов перечисленных выше металлов окраска пламени бывает хуже. Лучше других окрашивает пламя окись стронция; свечение ее наблюдается при горении составов, содержащих азотнокислый стронций.
Если в основной сигнальный состав не входят перхлораты, хлориды или хлораты, а цветнопламенные добавки также не содержат хлора, к составу прибавляют дополнительно хлорсодержащие вещества: хлористый аммоний (нашатырь), хлористую ртуть (каломель), некоторые хлорорганические соединения. Они улучшают окраску пламени, так как за их счет образуются монохлориды металла. Введение н составы хлор со держащих веществ позволяет употреблять нитраты вместо хлоратов и перхлоратов в качестве окислителей. Это значительно снижает чувствительность составов к механическим воздействиям.
В качестве окислителей применяются хлораты или, реже, перхлораты. Наиболее выгодны цветнопламенные окислители, т. е. окислители, содержащие металлы, окрашивающие пламя. Из горючих чаще всего применяются смолы, которые одновременно служат и цементаторами. Иногда для увеличения силы света в составы прибавляется магний или алюминий. Металлы развивают при горении высокую температуру и повышают силу света и яркость его. Однако прибавление металлов в количестве более 1—3% к составу не рекомендуется; при большем содержании металлов температура реакции настолько повышается, что наступает диссоциация (разложение) молекул монохлоридов бария, стронция и др. на атомы. Цветная окраска пламени обусловливается излучением моиохлоридов, а их диссоциация уничтожает окраску. Атомы бария, стронция и меди дают совершенно другой спектр излучения, отличный от спектра излучения монохлоридов. Например, атомарное свечение стронция дает линии в синей и ультрафиолетовой части спектра, а монохлорид стронция излучает в красной его части. Только в тех случаях, когда используется атомарное свечение (например желтый огонь с натрием), можно для увеличения силы света состава добавлять более 3% металла.
В качестве горючего во многие составы цветных огней иногда рекомендуется кроме смол вводить серу. Горение составов с серой обычно сопровождается хорошо окрашенным пламенем. Но сера опасна в составах, содержащих хлораты. Такие составы иногда самовоспламеняются при хранении. Это объясняется присутствием свободной серной кислоты, которая почти всегда содержится в сере (особенно в серном цвете). Серная кислота взаимодействует с хлоратом калия, выделяя тепло, что и вызывает самовоспламенение состава.
Для нейтрализации серной кислоты в составах с серой Демидов предлагает употреблять карбонаты металлов, окрашивающие одновременно пламя в соответствующий цвет.