6.119. Против фальшивомонетчиков — цветопеременная краска

Правительства всех стран стремятся быть на шаг впереди фальшивомонетчиков, быстро осваивающих новейшие технологии для подделки бумажных купюр. Для пресечения их деятельности используются, в частности, защитные нити, специальные водяные знаки (и то и другое можно увидеть, посмотрев купюру на просвет) и микропечать (микротекст выполнен точками, настолько маленькими, что их нельзя воспроизвести с помощью ксерокса). Однако труднее всего фальшивомонетчикам воспроизвести изменения цвета надписей на банкнотах, выполненных цветопеременной краской. Например, на лицевой стороне 20-долларовой американской банкноты в нижнем правом углу изображено число 20. Надпись выполнена цветопеременной краской. Если смотреть на нее сверху вниз, это число будет красным или красно-желтым. Если же купюру наклонить и посмотреть на нее под углом, оно станет зеленым. Копировальная машина может повторить цвет рисунка, соответствующий только одному углу зрения, а значит, воспроизвести изменение цвета она не может. Как же чернила меняют цвет?

ОТВЕТ • Цветопеременная краска, которую используют на банкнотах, меняет цвет в результате интерференции на прозрачных тонкопленочных включениях — чешуйках, взвешенных в обычных чернилах. Свет, попавший в обычные чернила над включениями, проходит через тонкие слои хрома (Cr), фторида магния (MgF₂) и алюминия (Al). Слои хрома выполняют роль слабо отражающих свет зеркал, слои алюминия — роль зеркал, отражающих получше, а слои MgF₂ «работают» как мыльная пленка. В результате световые волны, отраженные вверх от каждой из границ между слоями, опять проходят через обычные чернила и интерферируют, достигая глаз наблюдателя.

В зависимости от толщины слоев MgF₂ конструктивная интерференция, при которой волны усиливают друг друга, имеет место для волн разной длины (разных цветов). На американских банкнотах, напечатанных с использованием цветопеременной краски, толщина слоя MgF₂ выбрана так, что при взгляде сверху происходит конструктивная интерференция волн, соответствующих красному или красно-желтому цвету. Когда банкноту наклоняют, наклоняется и каждое включение. Тогда условия конструктивной интерференции волн, достигающих наблюдателя, выполняются для волн, соответствующих зеленому цвету. Переход к другим длинам волн происходит из-за того, что свету требуется пройти более длинный путь через наклонные включения. Это значит, что, меняя угол зрения, наблюдатель меняет цвет изображения. В других странах используют другие тонкопленочные включения для изменения цвета на банкнотах. В наши дни меняющие цвет чернила и краски доступны для коммерческого использования.