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[科普中国]-荧光地图

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荧光地图(fluorescent map)是经紫外线照射,在黑暗中能发光的地图。供夜间领航、夜间军事行动和地下采矿工程等使用。如荧光航图和荧光地形图。是采用荧光颜料、荧光染料及其他辅助材料制造荧光纸,并用各种颜色的耐紫外线油墨在荧光纸上印刷地图内容而成。也可用发光材料制成特种油墨在普通纸上印刷,或在荧光材料中加入不同的激活剂,使其发出不同的彩光,印制成彩色荧光地图。1

简介由于地图的广泛应用,不仅需要在日光或灯光下(可见光)阅读的地图,也需要能在黑暗中阅读的地图,例如战争时期夜间军事行动。于是荧光地图应运而生,早在第二次世界大战时,美国就研制并生产了多种荧光地图。

荧光地图使用特制的彩色油墨,将地图内容印刷在特制的荧光纸上而成。在黑暗的环境下,当不可见的紫外光连续照射地图时,荧光纸能发出可见荧光(即光激发现象),地图内容受到荧光的照射,图形清晰可见。另一种方法是喷涂彩色荧光粉制成的荧光地图。

荧光地图与一般地图的区别在于不仅能在可见光条件下阅读,而且能在无可见光(眼睛不能看见的光)下使用。

现在荧光地图已广泛地用于军事、航空、航海等方面,今后应用还会更加广泛。2

荧光地图的概念荧光地图按其采用的材料、制作方法及使用方式、可综合表述为:采用特制的彩色油墨和普通印刷方法,将地图内容印在特制的荧光纸上,在黑暗环境下,借助不可见的紫外线连续照射图面时,荧光纸能发出可见荧光,由于地图内容受到荧光的普照,因而清晰可见,这种形式的地图就是我们通常所说的荧光地图。美国四十年代、苏联五十年代和我国六十年代先后研制成功的荧光地图都属于这个概念的范畴。它们的发光形式基本上属于“纸发光,地图内容不发光”的类型。我国研制的荧光地图,总的来说,也属于这个类型,只是稍有改进,即除了纸发光外,个别地图内容也能发光。后来,苏联及其它国家又发展了一种简易型荧光地图,发光形式仍与上述类型相同,但制作方法简单,即在印刷图的表面喷涂一层事先调制好的液体荧光涂料而成。前一种荧光地图是采用印刷方法制成的,适合于成批生产,简易型荧光地图是用喷涂法制成的,可根据用图需要,临时组织制作,只适合小批量生产。还有一种仿照夜光表发光原理的“夜光地图”,与上述发光形式相反,即地图内容发光,纸不发光。制作这种地图必须采用含有放射性同位素的晶体磷光粉,由于这种材料稀缺、昂贵,轧制油墨时发光晶体易被破坏,以及胶印困难等问题不易解决而被放弃。以下重点介绍我国研制的荧光地图。

荧光地图和一般地图有三个方面差别。第一,荧光地图在没有可见光的环境下,只要借助不可见紫外线的照射,地图仍能使用,同时在白天,荧光地图还可当一般地图用;第二,荧光地图必须采用特制的黄色荧光纸来印刷,这种纸具有在紫外线照射下能放射白色荧光的性能;第三,荧光地图必须采用特制的耐紫外线油墨印刷,它在紫外线照射下不改变其固有颜色,并具有一定的透明性。3

荧光地图的机理要对荧光地图有个比较全面的认识,还必须了解紫外线、光激发光现象、冷光以及光线对视觉神经的作用等问题。

首先,荧光地图就是光激发光现象的具体应用。正是由于光激发光现象,荧光地图才能在夜晚使用;

其次,紫外线的使用是荧光地图的重要组成部分,荧光地图使用的紫外线,是由名叫黑光荧光灯产生出来的,这种灯是飞机机舱里面的一种小型照明设备,灯头内部装有一盏小荧光灯泡,灯头前端安置一块能旋转的黑色氧化镍玻璃,它能滤出近区紫外线,其波长为3650埃,恰好适合荧光地图的需要。

因荧光地图使用的紫外线是靠近可见光区域,故激发出的比紫外线波长还长的光,肯定就在可见光区域了。所以荧光地图是可见的。3

荧光地图的制作制作荧光地图的关键是材料问题。因为荧光地图要在紫外线激发下使用,所以选用材料时必须考虑紫外线的因素。致于印刷问题,只要对某些工艺细节做些适当调整,常规的印图方法基本上都可以用来印刷荧光地图。

印刷荧光地图要用到三类油墨,即荧光油墨、透明油墨和黑色油墨。荧光地图对黑色油墨没有什么特殊要求,采用一般的胶印黑墨即可。

荧光地图的印刷方法与一般地图基本相同,只是有几个问题应当注意掌握。第一个问题,油墨的调配只能在荧光油墨和透明油墨两者之间进行,不能随便掺入其它品种的油墨,特别是不能掺进白色油墨。总之,未经紫外线检查的油墨都不能任意掺入,以防在紫外线照射下改变色调。第二个问题,油墨调好后应事先刮在备用的荧光纸上,然后在暗室内用紫外线检查,同时还要用可见光检查,检查其是否同荧光地图规定的色标一致,如不一致,可适当加些凡立水再进行调配。第三个问题,印刷过程中用重铬酸铵药液处理起脏的版面时,必须立即用清水彻底擦净、擦干,防止药液和清水转印到荧光纸上。药液和清水的痕迹虽然在可见光下看不明显,但在紫外线下显现的非常清楚,影响荧光地图内容的清晰性。3

荧光地图的用途荧光地图是个总称,我们可以根据不同的地图内容制成荧光地形图、荧光航图、荧光海图或其它各种地图,等等。只要有了荧光纸,我们就可以根据用图需要进行印制。早在第二次世界大战期间,美国就曾根据军事上的各种需要将荧光地图印成各种地图形式,其中用于军事航空方面为数很多,他们还把荧光纸用于其它测绘保障上。后来在侵朝、侵越战争中,又将荧光地图拿到战场上使用。

荧光地图的一个主要用途是解决人眼“暗适应"的问题。我们知道,人在明亮的环境中进入瞳孔的光线是非常充足的,所以能很清楚地看到周围一切,一旦进入黑暗环境,由于光线突然剧减,视力的敏感性随之大大降低,眼前一片模糊。瞳孔一般要经过两、三分钟时间的自行调节,使视力逐渐适应黑暗环境后才能看清东西,这种现象叫做暗适应。夜间航空领航或战时到敌占区执行战斗飞行任务往往会遇到这个问题。就领航来说,夜间航行在没有荧光航图的情况下,领航员只能在灯光下读图,而当需要检查地标时又得将灯光闭掉。如给飞机配备荧光地图,这样领航员或飞行员就可以借助机舱内自备的紫外线读图,工作效果当然会更理想一些。

在战时灯火管制的情况下,荧光地图也有很大用处,譬如在野战条件下的防空壕或坑道中,指挥员可以放心地使用地图,实施组织指挥,不必担心灯光暴露。敌后侦察可以在荧光地图上标示敌人设防情况,也可以用来查找目标,只要有小型紫外线电筒,用起来是很方便的。3

本词条内容贡献者为:

胡建平 - 副教授 - 西北工业大学