Ultraljubičasto zračenje

Iz Wikipedije, slobodne enciklopedije
Idi na navigaciju Idi na pretragu
Prijenosna UV lampa
UV zračenje također nastaje električnim lukom . Zavarivači moraju nositi zaštitu za oči [en] i kožu kako bi spriječili fotokeratitis i ozbiljne opekline .
Luminescencija minerala u ultraljubičastom zračenju

Ultraljubičasto zračenje (ultraljubičaste zrake, UV zračenje) je elektromagnetsko zračenje koje zauzima spektralni raspon između vidljivog i rendgenskog zračenja.Valne duljine UV zračenja su u rasponu od 10 do 400 nm (7,5⋅10 14 -3⋅10 16 Hz ). Pojam dolazi od lat. ultra - preko, izvana i ljubičasta (ljubičasta). U kolokvijalnom govoru može se koristiti i naziv "ultraljubičasto" [1] .

Povijest otkrića

Johann Wilhelm Ritter, 1804

Nakon što je otkriveno infracrveno zračenje , njemački fizičar Johann Wilhelm Ritter počeo je tražiti zračenje i izvan suprotnog kraja vidljivog spektra, s valnim duljinama kraćim od ljubičastog zračenja.

Godine 1801. otkrio je da se srebrni klorid , koji se razgrađuje kada je izložen svjetlosti, brže razgrađuje kada je izložen nevidljivom zračenju izvan ljubičaste regije spektra. Srebrni klorid, bijele boje, potamni na svjetlu u roku od nekoliko minuta. Različiti dijelovi spektra imaju različite učinke na brzinu zamračenja. To se najbrže događa ispred ljubičaste regije spektra. Tada su se mnogi znanstvenici, uključujući Rittera, složili da se svjetlost sastoji od tri odvojene komponente: oksidirajuće ili toplinske (infracrvene) komponente, osvjetljujuće (vidljivo svjetlo) i redukcijske (ultraljubičaste) komponente.

Ideje o jedinstvu tri različita dijela spektra prvi put su se pojavile tek 1842. u djelima Alexandera Becquerela , Machedonija Mellonija i drugih.

Podvrste

Elektromagnetski spektar ultraljubičastog zračenja može se podijeliti u podskupine na različite načine. ISO standard za određivanje sunčevog zračenja (ISO-DIS-21348) [2] daje sljedeće definicije:

Ime Valna duljina, nm Frekvencija, phz Količina energije po fotonu, eV Skraćenica
Blizu 400-300 0,75-1 3.10-4.13 NUV
Ultraljubičasto A, raspon dugih valnih duljina 400-315 (prikaz, stručni). 0,75-0,952 3.10-3.94 UVA
Prosječno 300-200 1-1.5 4.13-6.20 MUV
Ultraljubičasto B, srednji val 315-280 (prikaz, stručni). 0,952-1,07 3.94-4.43 UVB
Unaprijediti 200-122 (prikaz, stručni). 1,5-2,46 6.20-10.2 FUV
Ultraljubičasto C, kratkovalno 280-100 (prikaz, stručni). 1.07-3 4.43-12.4 UVC
Ekstremno 121-10 (prikaz, stručni). 2.48-30 10.2-124 (prikaz, ostalo). EUV, XUV

Bliski ultraljubičasti raspon često se naziva " crno svjetlo ", jer ga ljudsko oko ne prepoznaje, ali kada se reflektira od nekih materijala, spektar prelazi u vidljivi raspon zbog fenomena fotoluminiscencije. Ali pri relativno visokoj svjetlini, na primjer, od dioda , oko vidi ljubičasto svjetlo ako zračenje uhvati granicu vidljive svjetlosti od 400 nm.

Izraz "vakuum" (VUV) često se koristi za daleko i ekstremno područje jer Zemljina atmosfera snažno apsorbira valove u tom rasponu.

Izvori ultraljubičastog zračenja

Ultraljubičasto zračenje Sunca

Prirodni izvori

Glavni izvor ultraljubičastog zračenja na Zemlji je Sunce. Omjer intenziteta UV-A i UV-B zračenja, ukupne količine UV zraka koje dopiru do površine zemlje, ovisi o sljedećim čimbenicima:

  • o koncentraciji atmosferskog ozona iznad površine zemlje (vidi ozonske rupe )
  • s visine sunca iznad horizonta
  • s visine iznad razine mora
  • od atmosferske disperzije
  • o stanju naoblake
  • o stupnju refleksije UV zraka od površine (voda, tlo)
Dvije ultraljubičaste fluorescentne svjetiljke , obje lampe emitiraju "duge valne duljine" (UV-A) u rasponu od 350 nm do 370 nm
DRL svjetiljka bez žarulje je snažan izvor ultraljubičastog zračenja. Opasno za oči i kožu tijekom rada

Umjetni izvori

Zahvaljujući stvaranju i usavršavanju umjetnih izvora UV zračenja (UV II), koje je išlo paralelno s razvojem električnih izvora vidljive svjetlosti, danas stručnjaci koji se bave UV zračenjem u medicini, preventivnim, sanitarno-higijenskim ustanovama, poljoprivredi itd. mogućnosti nego korištenje prirodnog UV zračenja. Razvojem i proizvodnjom UV svjetiljki za fotobiološke instalacije (UVBD) trenutno se bavi niz najvećih tvrtki za proizvodnju električnih lampi i drugih. Asortiman UV lampi za UVBD je vrlo širok i raznolik: npr. vodeći svjetski proizvođač Philips ima više od 80 vrsta. Za razliku od osvjetljavajućih, izvori UV zračenja u pravilu imaju selektivni spektar koji je dizajniran za postizanje maksimalnog mogućeg učinka za pojedini FB proces. Klasifikacija umjetnih UV IR-ova prema područjima primjene, određena kroz spektre djelovanja odgovarajućih FB procesa s određenim rasponima UV spektra:

  • Erythema lampe razvijene su 1960-ih godina kako bi nadoknadile "UV nedostatak" prirodnog zračenja i, posebno, da intenziviraju proces fotokemijske sinteze vitamina D3 u ljudskoj koži ("antirahitski učinak").

U 1970-1980-ima, eritemske fluorescentne svjetiljke (LL), osim u medicinskim ustanovama, korištene su u posebnim "fotoarijima" (na primjer, za rudare i rudarske radnike), u nekim OS javnih i industrijskih zgrada u sjevernim regijama, kao npr. kao i za zračenje mladih domaćih životinja.

Spektar LE30 radikalno se razlikuje od spektra sunca; područje B čini najveći dio zračenja u UV području, zračenje valne duljine λ <300 nm, koje u prirodnim uvjetima uopće nema, može doseći 20% ukupnog UV zračenja. Posjedujući dobar "antirahitski učinak", zračenje eritemskih svjetiljki s maksimumom u rasponu od 305-315 nm istovremeno ima snažan štetni učinak na konjunktivu (sluznicu oka). Napominjemo da Philipsova UV IR nomenklatura uključuje TL12 tip LL sa spektralnim karakteristikama iznimno bliskim LE30, koji se, uz "tvrđe" UV LL TL01 tipa, koriste u medicini za liječenje fotodermatoze. Raspon postojećih UV IR, koji se koriste u fototerapijskim uređajima, prilično je velik; Uz gore spomenute UV LL, to su lampe tipa DRT ili specijalni MHL strane proizvodnje, ali uz obavezno filtriranje UVC zračenja i ograničavanje udjela UVB-a bilo dopiranjem kvarca, ili korištenjem posebnih svjetlosnih filtera uključenih u komplet za ozračivanje .

  • U zemljama srednje i sjeverne Europe, kao iu Rusiji, prilično su se raširili UV OU tipa "Umjetni solarij", u kojima se koriste UV LL, koji uzrokuju prilično brzo stvaranje tamnjenja . U spektru "preplanulog" UV LL dominira "meko" zračenje u UVA zoni. Udio UVB-a je strogo reguliran, ovisi o vrsti opreme i tipu kože (u Europi se razlikuju 4 tipa ljudske kože od "keltske" do "mediteranske") i iznosi 1-5% ukupnog UV zračenja. LL za sunčanje dostupni su u standardnim i kompaktnim verzijama snage od 15 do 230 W i duljine od 30 do 200 cm.
  • Godine 1980. američki psihijatar Alfred Levy opisao je učinak "zimske depresije", koja se danas klasificira kao bolest i naziva se "Sezonski afektivni poremećaj" (skraćeno SAD). Bolest je povezana s nedovoljnom insolacijom, odnosno prirodnom svjetlošću. Prema riječima stručnjaka, oko 10-12% svjetske populacije podložno je SAD sindromu, prvenstveno stanovnici zemalja sjeverne hemisfere. Poznati su podaci za Sjedinjene Države: u New Yorku - 17%, na Aljasci - 28%, čak i na Floridi - 4%. Za nordijske zemlje podaci se kreću od 10 do 40%.

S obzirom na to da je SAD nedvojbeno jedna od manifestacija "solarne insuficijencije", neizbježan je povratak interesa za lampe tzv. "punog spektra", koje prilično precizno reproduciraju spektar prirodne svjetlosti ne samo u vidljivom, već iu vidljivom dijelu. ali i u UV regiji. Brojne strane tvrtke uključile su puni spektar LL u svoju nomenklaturu, na primjer, Osram i Radium proizvode slične UV IR-e snage 18, 36 i 58 W pod nazivima, redom, “Biolux” i “Biosun”, spektralne karakteristike koje se praktički poklapaju. Ove svjetiljke, naravno, nemaju "antirahitski učinak", ali pomažu u otklanjanju brojnih štetnih sindroma povezanih s pogoršanjem zdravlja u jesensko-zimskom razdoblju, a mogu se koristiti i u preventivne svrhe u obrazovnim ustanovama škola. , vrtićima, poduzećima i ustanovama za nadoknadu "lake gladi". Treba imati na umu da LL "punog spektra" u odnosu na LL boje LU imaju svjetlosnu učinkovitost oko 30% manju, što će neminovno dovesti do povećanja energetskih i kapitalnih troškova u instalaciji rasvjete i ozračivanja. Projektiranje i rad takvih instalacija mora se izvesti uzimajući u obzir zahtjeve standarda CTES 009 / E: 2002 "Fotobiološka sigurnost svjetiljki i sustava svjetiljki".

  • Pronađena je vrlo racionalna primjena UV LL, čiji se emisijski spektar poklapa sa spektrom djelovanja fototaksije nekih vrsta letećih insekata štetnika (muhe, komarci, moljci i dr.), koji mogu biti prijenosnici bolesti i infekcija. , i dovesti do oštećenja proizvoda i proizvoda.

Ove UV LL se koriste kao atraktantne svjetiljke u posebnim uređajima za hvatanje svjetlosti instaliranim u kafićima, restoranima, pogonima za preradu hrane, farmama stoke i peradi, skladištima odjeće itd.

Laserski izvori

Postoji veliki broj UV lasera . Laser osigurava koherentno zračenje visokog intenziteta . Međutim, ultraljubičasto područje je teško za generiranje lasera, tako da ne postoje izvori tako moćni kao u vidljivom i infracrvenom rasponu . Ultraljubičasti laseri svoju primjenu nalaze u spektrometriji mase , laserskoj mikrodisekciji , biotehnologiji i drugim znanstvenim istraživanjima, u mikrokirurgiji oka ( LASIK ), za lasersku ablaciju .

Kao aktivni medij u ultraljubičastim laserima, plinovi (na primjer, argonski laser [3] , dušikov laser [4] , ekscimer laser itd.), kondenzirani inertni plinovi [5] , posebni kristali, organski scintilatori [6 ] mogu se koristiti , ili slobodni elektroni koji se šire u ondulatoru [7] .

Postoje i ultraljubičasti laseri koji koriste učinke nelinearne optike za generiranje drugog ili trećeg harmonika u ultraljubičastom području.

Godine 2010. prvi put je demonstriran laser sa slobodnim elektronima koji generira koherentne fotone s energijom od 10 eV (odgovarajuća valna duljina je 124 nm), odnosno u vakuumskom ultraljubičastom području [8] .

Udarac

Razgradnja polimera i boja

Mnogi polimeri koji se koriste u robi široke potrošnje razgrađuju se kada su izloženi UV svjetlu. Problem se očituje u nestanku boje, tamnjenju površine, pucanju, a ponekad i potpunom uništenju samog proizvoda. Brzina razaranja raste s vremenom izlaganja i intenzitetom sunčeve svjetlosti. Ovaj učinak poznat je kao UV starenje i vrsta je starenja polimera. Osjetljivi polimeri uključuju termoplaste kao što su polipropilen , polietilen , polimetil metakrilat ( organsko staklo ) i specijalna vlakna kao što su aramidna vlakna (uključujući kevlar ). UV apsorpcija dovodi do uništenja polimernog lanca i gubitka čvrstoće na brojnim točkama strukture.

Kako bi se spriječila razgradnja, takvim se polimerima dodaju posebne tvari sposobne apsorbirati UV, što je posebno važno u slučajevima kada je proizvod izravno izložen sunčevoj svjetlosti.

Učinak UV zraka na polimere koristi se u nanotehnologiji , transplantologiji , rendgenskoj litografiji i drugim poljima za modificiranje svojstava ( hrapavost , hidrofobnost ) površine polimera. Na primjer, poznat je učinak zaglađivanja ultraljubičastog vakuuma (VUV) na površini polimetil metakrilata .

Za ljudsko zdravlje

Biološki učinci ultraljubičastog zračenja u tri spektralna područja značajno su različiti, stoga biolozi ponekad izdvajaju sljedeće raspone kao najvažnije u svom radu:

  • Blizu ultraljubičaste, UV-A zrake (UVA, 315-400 nm)
  • UV-B zrake (UVB, 280-315 nm)
  • Daleko ultraljubičasto, UV-C zrake (UVC, 100-280 nm)

Gotovo sav UV-C i približno 90% UV-B se apsorbira dok sunčevo zračenje prolazi kroz Zemljinu atmosferu. Atmosfera slabo apsorbira zračenje iz raspona UV-A; stoga zračenje koje dopire do površine Zemlje u velikoj mjeri sadrži blizu ultraljubičastog UV-A i mali dio UV-B.

Nešto kasnije, u radovima O. G. Gazenka, Yu. E. Nefedova, E. A. Shepeleva, S. N. Zalogueva, N. E. Panferova, I. V. Anisimova, navedeni specifični učinak zračenja potvrđen je u svemirskoj medicini. Profilaktičko UV zračenje uvedeno je u praksu svemirskih letova uz Metodičke upute (MU) 1989. „Preventivno UV zračenje ljudi (uporabom umjetnih izvora UV zračenja)“. Оба документа являются надёжной базой дальнейшего совершенствования УФ-профилактики.

Действие на кожу

Блокировка ультрафиолетового излучения защитными кремами. Правое фото сделано в УФ лучах, крем нанесён в виде рисунка

Воздействие ультрафиолетового излучения на кожу , превышающее естественную защитную способность кожи к загару, приводит к ожогам разной степени.

Ультрафиолетовое излучение приводит к образованию мутаций ( ультрафиолетовый мутагенез ). Образование мутаций, в свою очередь, может вызывать рак кожи, меланому кожи и её преждевременное старение. 86 % случаев развития меланомы кожи вызвано чрезмерным воздействием солнечных ультрафиолетовых лучей [9] .

Защита кожи

Эффективным средством защиты от ультрафиолетового излучения служит одежда и специальные кремы от загара c числом « SPF » больше 10. Это число означает коэффициент ослабления экспозиции. То есть число 30 означает, что можно пробыть под солнцем в совокупности 30 часов и получить такое же воздействие, как за один час, но без защиты. Для любителей загара это на практике означает, что использование кремов с большим числом «SPF» — это отсутствие загара вообще и пустое времяпрепровождение на пляже. Рациональным является понижение числа «SPF» по мере появления загара, ограничение времени пребывания под солнцем и паузы в принятии солнечных ванн, чем использование кремов с числом «SPF» больше 6.

Типы защитных кремов

Синтетические кремы содержат минералы, отражающие ультрафиолет, такие как окись цинка, или сложные органические составы, полимеризующиеся на свету. Их коэффициент защиты достигает «SPF» 50. Натуральные средства защиты известны ещё с Древнего Египта, это различные растительные масла. Их коэффициент защиты невелик: «SPF» не больше 6,5. Долгосрочный прогноз, какова вероятность рака кожи от самих синтетических защитных кремов по сравнению от воздействия солнечного света, пока отсутствует.

Действие на глаза

Ультрафиолетовое излучение средневолнового диапазона (280—315 нм) практически неощутимо для глаз человека и в основном поглощается эпителием роговицы , что при интенсивном облучении вызывает радиационное поражение — ожог роговицы ( электроофтальмия ). Это проявляется усиленным слезотечением, светобоязнью, отёком эпителия роговицы, блефароспазмом . В результате выраженной реакции тканей глаза на ультрафиолет глубокие слои ( строма роговицы ) не поражаются, так как человеческий организм рефлекторно устраняет воздействие ультрафиолета на органы зрения, поражённым оказывается только эпителий. После регенерации эпителия зрение, в большинстве случаев, восстанавливается полностью. Мягкий ультрафиолет длинноволнового диапазона (315—400 нм) воспринимается сетчаткой как слабый фиолетовый или серовато-синий свет, но почти полностью задерживается хрусталиком, особенно у людей среднего и пожилого возраста [10] . Пациенты, которым имплантировали искусственный хрусталик ранних моделей, начинали видеть ультрафиолет; современные образцы искусственных хрусталиков ультрафиолет не пропускают (так делается для того, чтобы солнечный ультрафиолет не повреждал сетчатку). Ультрафиолет коротковолнового диапазона (100—280 нм) может проникать до сетчатки глаза. Так как ультрафиолетовое коротковолновое излучение обычно сопровождается ультрафиолетовым излучением других диапазонов, то при интенсивном воздействии на глаза гораздо ранее возникнет ожог роговицы (электроофтальмия), что исключит воздействие ультрафиолета на сетчатку по вышеуказанным причинам. В клинической офтальмологической практике основным видом поражения глаз ультрафиолетом является ожог роговицы (электроофтальмия).

Защита глаз
  • Для защиты глаз от вредного воздействия ультрафиолетового излучения используются специальные защитные очки , задерживающие до 100 % ультрафиолетового излучения и прозрачные в видимом спектре. Как правило, линзы таких очков изготавливаются из специальных пластмасс или поликарбоната.
  • Многие виды контактных линз также обеспечивают 100 % защиту от УФ-лучей (обратите внимание на маркировку упаковки).
  • Фильтры для ультрафиолетовых лучей бывают твёрдыми, жидкими и газообразными. Например, обычное стекло непрозрачно при λ < 320 нм [11] ; в более коротковолновой области прозрачны лишь специальные сорта стёкол (до 300—230 нм), кварц прозрачен до 110 нм, флюорит — до 120 нм. Для ещё более коротких волн нет подходящего по прозрачности материала для линз объектива, и приходится применять отражательную оптику — вогнутые зеркала. Однако для столь короткого ультрафиолета непрозрачен уже и воздух, который заметно поглощает ультрафиолет, начиная со 180 нм.

Сфера применения

Чёрный свет

На кредитных картах VISA при освещении УФ лучами появляется скрытое изображение

Лампа чёрного света — лампа, которая излучает преимущественно в длинноволновой части ультрафиолетовой области спектра (диапазон UVA), то есть за коротковолновой границей спектральной области, занимаемой видимым светом.

Для защиты документов от подделки их часто снабжают люминесцентными метками, которые видны только в условиях ультрафиолетового освещения. Большинство паспортов, а также банкноты различных стран содержат защитные элементы в виде краски или нитей, светящихся в ультрафиолете.

Ультрафиолетовое излучение, даваемое лампами «чёрного» света, является достаточно мягким и оказывает наименее серьёзное негативное влияние на здоровье человека. Однако при использовании данных ламп в тёмном помещении существует некоторая опасность для глаз, связанная именно с незначительным излучением в видимом спектре: в темноте зрачок расширяется и больше излучения беспрепятственно попадает на сетчатку.

Обеззараживание ультрафиолетовым излучением

Ультрафиолетовые лампы используются для обеспложивания ( обеззараживания ) воды, воздуха и различных поверхностей во всех сферах жизнедеятельности человека. Полной стерилизации от микроорганизмов при помощи УФ-излучения добиться невозможно — оно не действует на некоторые бактерии , многие виды грибов и прионы [12] .

В наиболее распространённых лампах низкого давления почти весь спектр излучения приходится на длину волны 253,7 нм, что хорошо согласуется с пиком кривой бактерицидной эффективности (то есть эффективности поглощения ультрафиолета молекулами ДНК ). Этот пик находится в районе длины волны излучения равной 265 нм [13] , которое оказывает наибольшее влияние на ДНК, однако природные вещества (например, вода) задерживают проникновение УФ.

Относительная спектральная бактерицидная эффективность ультрафиолетового излучения — относительная зависимость действия бактерицидного ультрафиолетового излучения от длины волны в спектральном диапазоне 205—315 нм. При длине волны 265 нм максимальное значение спектральной бактерицидной эффективности равно единице.

Бактерицидное УФ-излучение на этих длинах волн вызывает димеризацию тимина в молекулах ДНК. Накопление таких изменений в ДНК микроорганизмов приводит к замедлению темпов их размножения и вымиранию. Ультрафиолетовые лампы с бактерицидным эффектом в основном используются в таких устройствах, как бактерицидные облучатели и бактерицидные рециркуляторы .

Обеззараживание воздуха и поверхностей

Кварцевая лампа, используемая для стерилизации в лаборатории

Ультрафиолетовая обработка воды, воздуха и поверхности не обладает пролонгированным эффектом. Достоинство данной особенности заключается в том, что исключается вредное воздействие на человека и животных. В случае обработки сточных вод УФ флора водоёмов не страдает от сбросов, как, например, при сбросе вод, обработанных хлором, продолжающим уничтожать жизнь ещё долго после использования на очистных сооружениях.

Ультрафиолетовые лампы с бактерицидным эффектом в обиходе часто называют просто бактерицидными лампами . Кварцевые лампы также имеют бактерицидный эффект, но их название обусловлено не эффектом действия, как у бактерицидных ламп, а связано с материалом колбы лампы — кварцевым стеклом .

Дезинфекция питьевой воды

Дезинфекция воды осуществляется способом хлорирования в сочетании, как правило, с озонированием или обеззараживанием ультрафиолетовым (УФ) излучением. Обеззараживание ультрафиолетовым (УФ) излучением — безопасный, экономичный и эффективный способ дезинфекции. Ни озонирование, ни ультрафиолетовое излучение не обладают бактерицидным последействием, поэтому их не допускается использовать в качестве самостоятельных средств обеззараживания воды при подготовке воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения, для бассейнов. Озонирование и ультрафиолетовое обеззараживаниe применяются как дополнительные методы дезинфекции, вместе с хлорированием, повышают эффективность хлорирования и снижают количество добавляемых хлорсодержащих реагентов [14] .

Принцип действия УФ-излучения . УФ-дезинфекция выполняется при облучении находящихся в воде микроорганизмов УФ-излучением определённой интенсивности (достаточная длина волны для полного уничтожения микроорганизмов равна 260,5 нм) в течение определённого периода времени. В результате такого облучения микроорганизмы «микробиологически» погибают, так как они теряют способность воспроизводства. УФ-излучение в диапазоне длин волн около 254 нм хорошо проникает сквозь воду и стенку клетки переносимого водой микроорганизма и поглощается ДНК микроорганизмов, вызывая нарушение её структуры. В результате прекращается процесс воспроизводства микроорганизмов. Данный механизм распространяется на живые клетки любого организма в целом, именно этим обусловлена опасность жёсткого ультрафиолета.

Хотя по эффективности обеззараживания воды УФ обработка в несколько раз уступает озонированию , на сегодня использование УФ-излучения — один из самых эффективных и безопасных способов обеззараживания воды в случаях, когда объём обрабатываемой воды невелик.

В настоящее время в развивающихся странах, в регионах, испытывающих недостаток чистой питьевой воды , внедряется метод дезинфекции воды солнечным светом (SODIS), в котором основную роль в очистке воды от микроорганизмов играет ультрафиолетовая компонента солнечного излучения [15] [16] .

Ультрафиолетовое облучение

УФО — физиотерапевтическая процедура, облучение определённых участков человеческого тела ( носоглотки , внутреннего уха , ран и т. д.) ультрафиолетовым излучением того или иного диапазона. Высокоэнергетическое коротковолновое УФ-излучение применяется для лечения острых воспалительных заболеваний кожи, гнойных воспалений и др. Длинноволновое излучение используется при лечении хронических заболеваний кожи [17] .

Химический анализ

УФ-спектрометрия

УФ- спектрофотометрия основана на облучении вещества монохроматическим УФ-излучением, длина волны которого изменяется со временем. Вещество в разной степени поглощает УФ-излучение с разными длинами волн. График, по оси ординат которого отложено количество пропущенного или отражённого излучения, а по оси абсцисс — длина волны, образует спектр . Спектры уникальны для каждого вещества, на этом основывается идентификация отдельных веществ в смеси, а также их количественное измерение.

Анализ минералов

Многие минералы содержат вещества, которые при освещении ультрафиолетовым излучением начинают испускать видимый свет. Каждая примесь светится по-своему, что позволяет по характеру свечения определять состав данного минерала. А. А. Малахов в своей книге рассказывает об этом так:

Необычное свечение минералов вызывают и катодный, и ультрафиолетовый, и рентгеновский лучи. В мире мёртвого камня загораются и светят наиболее ярко те минералы, которые, попав в зону ультрафиолетового света, рассказывают о мельчайших примесях урана или марганца, включённых в состав породы. Странным «неземным» цветом вспыхивают и многие другие минералы, не содержащие никаких примесей.

Целый день я провёл в лаборатории, где наблюдал люминесцентное свечение минералов. Обычный бесцветный кальцит расцвечивался чудесным образом под влиянием различных источников света. Катодные лучи делали кристалл рубиново-красным, в ультрафиолете он загорался малиново-красными тонами. Два минерала — флюорит и циркон — не различались в рентгеновских лучах. Оба были зелёными. Но стоило подключить катодный свет, как флюорит становился фиолетовым, а циркон — лимонно-жёлтым.

«Занимательно о геологии» (М., «Молодая гвардия», 1969. 240 стр.), с. 11

Качественный хроматографический анализ

Хроматограммы, полученные методом ТСХ , нередко просматривают в ультрафиолетовом свете, что позволяет идентифицировать ряд органических веществ по цвету свечения и индексу удерживания.

Ловля насекомых

Ультрафиолетовое излучение нередко применяется при ловле насекомых на свет (нередко в сочетании с лампами, излучающими в видимой части спектра). Это связано с тем, что у большинства насекомых видимый диапазон смещён, по сравнению с человеческим зрением, в коротковолновую часть спектра: насекомые не видят того, что человек воспринимает как красный, но видят мягкий ультрафиолетовый свет.

Искусственный загар

При определённых дозировках искусственный загар позволяет улучшить состояние и внешний вид кожи человека, способствует образованию витамина D . В настоящее время популярны фотарии , которые в быту часто называют соляриями . В них используются источники ближнего ультрафиолета: UV-A (400–315 нм ) и UV-B (315–280 нм ). Самый мягкий ультрафиолет UV-A стимулирует освобождение меланина , запасенного в меланоцитах — клеточных органеллах, где он вырабатывается. Более жесткий ультрафиолет UV-B запускает производство нового меланина, а также стимулирует выработку в коже витамина D. При этом излучение в диапазоне UV-A увеличивает вероятность самого опасного вида рака кожи — меланомы . Излучение UV-B практически полностью блокируется защитными кремами, в отличие от UV-A, которое проникает через такую защиту и даже частично через одежду. В целом считается, что маленькие дозы UV-B полезны для здоровья, а остальной ультрафиолет вреден [18] .


В реставрации

Один из главных инструментов экспертов — ультрафиолетовое, рентгеновское и инфракрасное излучение. Ультрафиолетовые лучи позволяют определить старение лаковой плёнки — более свежий лак в ультрафиолете выглядит темнее. В свете большой лабораторной ультрафиолетовой лампы более тёмными пятнами проступают отреставрированные участки и кустарно переписанные подписи.

В полиграфии

Денежная купюра в ультрафиолетовом излучении

Ультрафиолетовое излучение применяется для:

  • Сушки красок и лаков.
  • Затвердевания зубных пломб.
  • Защиты денежных купюр от подделки.

В биотехнологии

Излучение УФ обладает активным и разносторонним биологическим действием на живые организмы. Проникая в ткани на глубину 0,5–1,0 мм, лучи приводят к активизации биохимических процессов. Под воздействием УФ-излучения изменяются многие морфофизиологические и биохимические параметры растительных клеток. Эти изменения зависят от ткани, стадии развития организма, его генотипа и условий облучения (длительности и спектрального состава излучения). Мишенью коротковолновой УФ-С (коротковолновое УФ-излучение – с длиной волны от 200 до 280 нм) радиации в клетке является ДНК . [19]

См. также

Примечания

  1. Рябцев А. Н. Ультрафиолетовое излучение // Физическая энциклопедия / Гл. ред. А. М. Прохоров . — М. : Большая Российская энциклопедия , 1998. — Т. 5. — С. 221. — 760 с. — ISBN 5-85270-101-7 .
  2. ISO 21348 Process for Determining Solar Irradiances (недоступная ссылка) . Дата обращения: 26 мая 2012. Архивировано 23 июня 2012 года.
  3. В. К. Попов. Мощные эксимерные лазеры и новые источники когерентного излучения в вакуумном ультрафиолете // УФН . — 1985. — Т. 147 . — С. 587—604 .
  4. А. К. Шуаибов, В. С. Шевера. Ультрафиолетовый азотный лазер на 337,1 нм в режиме частых повторений // Украинский физический журнал . — 1977. — Т. 22 , № 1 . — С. 157—158 .
  5. А. Г. Молчанов. Лазеры в вакуумной ультрафиолетовой и рентгеновской областях спектра // УФН . — 1972. — Т. 106 . — С. 165—173 .
  6. В. В. Фадеев. Ультрафиолетовые лазеры на органических сцинтилляторах // УФН . — 1970. — Т. 101 . — С. 79—80 .
  7. Ультрафиолетовый лазер // Научная сеть nature.web.ru
  8. Laser Twinkles in Rare Color (рус.) , Science Daily (Dec. 21, 2010). Дата обращения 22 декабря 2010.
  9. Sun and UV facts and evidence (англ.) , Cancer Research UK (24 March 2015). Дата обращения 21 апреля 2018.
  10. Бобух, Евгений [tung-sten.no-ip.com/Texts/Popsci/VisionOfAnimals.htm О зрении животных] . Дата обращения: 6 ноября 2012. Архивировано 7 ноября 2012 года.
  11. Советская энциклопедия
  12. Л. Б. Борисов Медицинская микробиология, вирусология и иммунология. — МИА, 2005. — С. 154—156
  13. Р 3.5.1904-04 Использование ультрафиолетового бактерицидного излучения для обеззараживания воздуха в помещениях, Р (Руководство) от 04 марта 2004 года №3.5.1904-04 . docs.cntd.ru. Дата обращения: 15 февраля 2018.
  14. ГОСТ Р 53491.1-2009 Бассейны. Подготовка воды. Часть 1. Общие требования (DIN 19643-1:1997)
  15. Clean water at no cost, the SODIS way . // hindu.com. Дата обращения: 17 июня 2012. Архивировано 23 июня 2012 года.
  16. New technology uses solar UV to disinfect drinking water . // phys.org. Дата обращения: 17 июня 2012. Архивировано 23 июня 2012 года.
  17. Ультрафиолетовое облучение (УФО) — physiotherapy.ru . Архивировано 19 ноября 2016 года.
  18. Александр Сергеев. Ультрафиолет . Плакаты - Электромагнитное излучение . elementy.ru (2009). Дата обращения: 27 октября 2019.
  19. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ПРОЦЕССЫ РАЗМНОЖЕНИЯ РЯСКИ МАЛОЙ