Ultravijolično sevanje

Iz Wikipedije, proste enciklopedije
Pojdi na navigacijo Pojdi na iskanje
Prenosna UV svetilka
UV sevanje nastaja tudi z električnim lokom . Obločni varilci morajo nositi zaščito za oči [en] in kožo, da preprečijo fotokeratitis in resne opekline .
Luminescenca mineralov v ultravijoličnem sevanju

Ultravijolično sevanje (ultravijolični žarki, UV sevanje) je elektromagnetno sevanje, ki zavzema spektralno območje med vidnim in rentgenskim sevanjem. Valovne dolžine UV sevanja so v območju od 10 do 400 nm (7,5⋅10 14 -3⋅10 16 Hz ). Izraz izhaja iz lat. ultra - nad, zunaj in vijolična (vijolična). V pogovornem govoru se lahko uporablja tudi ime »ultravijolično« [1] .

Zgodovina odkritij

Johann Wilhelm Ritter, 1804

Po odkritju infrardečega sevanja je nemški fizik Johann Wilhelm Ritter začel iskati sevanje in onstran nasprotnega konca vidnega spektra, z valovnimi dolžinami, krajšimi od valovnih dolžin vijoličnega sevanja.

Leta 1801 je odkril, da se srebrov klorid , ki se razgradi, ko je izpostavljen svetlobi, hitreje razgradi, ko je izpostavljen nevidnemu sevanju zunaj vijoličnega območja spektra. Srebrov klorid, bele barve, potemni na svetlobi v nekaj minutah. Različni deli spektra imajo različne učinke na hitrost zatemnitve. To se najhitreje zgodi pred vijoličnim območjem spektra. Takrat so se številni znanstveniki, vključno z Ritterjem, strinjali, da je svetloba sestavljena iz treh ločenih komponent: oksidacijske ali toplotne (infrardeče) komponente, osvetljevalne komponente (vidna svetloba) in redukcijske (ultravijolične) komponente.

Ideje o enotnosti treh različnih delov spektra so se prvič pojavile šele leta 1842 v delih Aleksandra Becquerela , Machedonija Mellonija in drugih.

Podtipi

Elektromagnetni spekter ultravijoličnega sevanja lahko na različne načine razdelimo v podskupine. Standard ISO za določanje sončnega sevanja (ISO-DIS-21348) [2] daje naslednje definicije:

ime Valovna dolžina, nm Frekvenca, phz Količina energije na foton, eV Okrajšava
V bližini 400-300 0,75-1 3.10-4.13 NUV
Ultravijolično A, območje dolgih valovnih dolžin 400-315 0,75-0,952 3.10-3.94 UVA
povprečno 300-200 1-1.5 4.13-6.20 MUV
Ultravijolično B, srednji val 315-280 0,952-1,07 3,94-4,43 UVB
Nadalje 200-122 1,5-2,46 6.20-10.2 FUV
Ultravijolični C, kratki valovi 280-100 1.07-3 4.43-12.4 UVC
Ekstremno 121-10 2.48-30 10.2-124 EUV, XUV

Bližnji ultravijolični obseg pogosto imenujemo " črna svetloba ", saj ga človeško oko ne prepozna, a ko se odbije od nekaterih materialov, gre spekter v vidno območje zaradi pojava fotoluminiscence. Toda pri relativno visoki svetlosti, na primer iz diod , oko vidi vijolično svetlobo, če sevanje zajame 400 nm mejo vidne svetlobe.

Izraz "vakuum" (VUV) se pogosto uporablja za daljno in skrajno območje, ker zemeljska atmosfera močno absorbira valove v tem območju.

Viri ultravijoličnega sevanja

Ultravijolično sevanje sonca

Naravni viri

Glavni vir ultravijoličnega sevanja na Zemlji je Sonce. Razmerje med intenzivnostjo UV-A in UV-B sevanja, skupno količino UV-žarkov, ki dosežejo zemeljsko površino, je odvisno od naslednjih dejavnikov:

  • o koncentraciji atmosferskega ozona nad zemeljsko površino (glej ozonske luknje )
  • z višine sonca nad obzorjem
  • z višine nad morsko gladino
  • iz atmosferske disperzije
  • o stanju oblačnosti
  • o stopnji odboja UV žarkov od površine (voda, tla)
Dve ultravijolični fluorescenčni sijalki , obe sijalki oddajata "dolge valovne dolžine" (UV-A) v razponu od 350 nm do 370 nm
DRL svetilka brez žarnice je močan vir ultravijoličnega sevanja. Med delovanjem nevarno za oči in kožo

Umetni viri

Zahvaljujoč ustvarjanju in izboljševanju umetnih virov UV sevanja (UV II), ki je potekalo vzporedno z razvojem električnih virov vidne svetlobe, so danes specialisti, ki se ukvarjajo z UV sevanjem v medicini, preventivnih, sanitarnih in higienskih ustanovah, kmetijstvu itd. .. možnosti kot uporaba naravnega UV sevanja. Z razvojem in proizvodnjo UV žarnic za fotobiološke inštalacije (UVBD) se trenutno ukvarjajo številna največja podjetja z električnimi svetilkami in druga.Nabor UV žarnic za UVBD je zelo širok in pester: vodilni svetovni proizvajalec Philips je npr. več kot 80 vrst. Za razliko od svetlečih imajo viri UV sevanja praviloma selektivni spekter, ki je zasnovan tako, da doseže največji možni učinek za določen FB proces. Razvrstitev umetnih UV IR po področjih uporabe, določenih s spektri delovanja ustreznih FB procesov z določenimi UV spektralnimi območji:

  • Erythema sijalke so bile razvite v šestdesetih letih prejšnjega stoletja za kompenzacijo "UV pomanjkanja" naravnega sevanja in zlasti za intenziviranje procesa fotokemične sinteze vitamina D3 v človeški koži ("antirahitični učinek").

V sedemdesetih in osemdesetih letih prejšnjega stoletja so eritemske fluorescenčne sijalke (LL) poleg zdravstvenih ustanov uporabljali v posebnih "fotoarijih" (na primer za rudarje in rudarske delavce), v nekaterih OS javnih in industrijskih zgradb v severnih regijah, kot npr. tudi za obsevanje mladih domačih živali.

Spekter LE30 se radikalno razlikuje od spektra sonca; območje B predstavlja večino sevanja v UV območju, sevanje z valovno dolžino λ <300 nm, ki ga v naravnih razmerah sploh ni, lahko doseže 20 % celotnega UV sevanja. Z dobrim "antirahitičnim učinkom" ima sevanje eritemskih svetilk z maksimumom v območju 305-315 nm hkrati močan škodljiv učinek na konjunktivo (sluznico očesa). Upoštevajte, da Philipsova nomenklatura UV IR vključuje TL12 tipa LL s spektralnimi lastnostmi, ki so izjemno blizu LE30, ki se skupaj z bolj "trdimi" UV LL tipa TL01 uporabljajo v medicini za zdravljenje fotodermatoze. Razpon obstoječih UV IR, ki se uporabljajo v fototerapevtskih napravah, je precej velik; Poleg zgoraj omenjenega UV LL gre za sijalke tipa DRT ali posebne MHL tuje proizvodnje, vendar z obveznim filtriranjem UVC sevanja in omejevanjem deleža UVB bodisi z dopiranjem kvarca bodisi s posebnimi svetlobnimi filtri, ki so vključeni v komplet obsevalnika. .

  • V državah srednje in severne Evrope, pa tudi v Rusiji so se precej razširili UV OU tipa "umetni solarij", v katerih se uporabljajo UV LL, ki povzročajo dokaj hitro nastanek porjavelosti . V spektru "zagorelega" UV LL prevladuje "mehko" sevanje v UVA coni. Delež UVB je strogo urejen, odvisen od vrste opreme in tipa kože (v Evropi ločimo 4 tipe človeške kože od "keltske" do "mediteranske") in znaša 1-5% celotnega UV sevanja. LL za porjavitev so na voljo v standardni in kompaktni izvedbi z močjo od 15 do 230 W in dolžinami od 30 do 200 cm.
  • Leta 1980 je ameriški psihiater Alfred Levy opisal učinek »zimske depresije«, ki je danes uvrščena med bolezen in se imenuje »sezonska afektivna motnja« (na kratko SAD). Bolezen je povezana z nezadostno insolacijo, torej z naravno svetlobo. Po mnenju strokovnjakov je za sindrom SAD dovzetnih približno 10-12% svetovnega prebivalstva, predvsem prebivalci držav severne poloble. Podatki za ZDA so znani: v New Yorku - 17%, na Aljaski - 28%, celo na Floridi - 4%. Za nordijske države se podatki gibljejo od 10 do 40 %.

Ker je SAD nedvomno ena od manifestacij "sončne insuficience", je neizogibna vrnitev zanimanja za tako imenovane "full spectrum" sijalke, ki dokaj natančno reproducirajo spekter naravne svetlobe ne le v vidnem, ampak tudi v UV območju. Številna tuja podjetja so v svojo nomenklaturo vključila celoten spekter LL, na primer Osram in Radium proizvajata podobne UV IR z močjo 18, 36 in 58 W pod imeni "Biolux" in "Biosun", spektralne značilnosti, ki praktično sovpadajo. Te svetilke seveda nimajo "antirahitičnega učinka", vendar pomagajo pri ljudeh odpraviti številne škodljive sindrome, povezane s poslabšanjem zdravja v jesensko-zimskem obdobju, in se lahko uporabljajo tudi v preventivne namene v izobraževalnih ustanovah šol. , vrtci, podjetja in ustanove za kompenzacijo "lahkega stradanja". Ne smemo pozabiti, da imajo LL "polnega spektra" v primerjavi z LL barvnih LU svetlobno učinkovitost približno 30 % manjšo, kar bo neizogibno vodilo do povečanja stroškov energije in kapitala pri inštalaciji za razsvetljavo in obsevanje. Načrtovanje in delovanje takšnih naprav je treba izvesti ob upoštevanju zahtev standarda CTES 009 / E: 2002 "Fotobiološka varnost svetilk in sistemov svetilk".

  • Zelo racionalna uporaba je bila najdena za UV LL, katerega emisijski spekter sovpada s spektrom delovanja fototaksije nekaterih vrst škodljivcev letečih žuželk (muhe, komarji, molji itd.), ki so lahko prenašalci bolezni in okužb. , in vodijo do poškodb izdelkov in izdelkov.

Te UV LL se uporabljajo kot privlačne sijalke v posebnih napravah za lovljenje svetlobe, nameščenih v kavarnah, restavracijah, živilskopredelovalnih obratih, živinorejskih in perutninskih farmah, skladiščih oblačil itd.

Laserski viri

Obstaja več UV laserjev . Laser zagotavlja visoko intenzivno koherentno sevanje. Vendar pa je ultravijolično območje težko za lasersko generiranje, zato ni tako močnih virov kot v vidnem in infrardečem območju . Ultravijolični laserji najdejo svojo uporabo v masni spektrometriji , laserski mikrodisekciji , biotehnologiji in drugih znanstvenih raziskavah, v očesni mikrokirurgiji ( LASIK ), za lasersko ablacijo .

Kot aktivni medij v ultravijoličnih laserjih so bodisi plini (na primer argonski laser [3] , dušikov laser [4] , ekscimerni laser itd.), kondenzirani inertni plini [5] , posebni kristali, organski scintilatorji [6 ] se lahko uporabi , ali prosti elektroni, ki se širijo v undulatorju [7] .

Obstajajo tudi ultravijolični laserji, ki uporabljajo učinke nelinearne optike za ustvarjanje druge ali tretje harmonike v ultravijoličnem območju.

Leta 2010 je bil prvič prikazan laser na prostih elektronih , ki generira koherentne fotone z energijo 10 eV (ustrezna valovna dolžina je 124 nm), torej v vakuumskem ultravijoličnem območju [8] .

Vpliv

Razgradnja polimerov in barvil

Številni polimeri, ki se uporabljajo v potrošniških izdelkih, se razgradijo, ko so izpostavljeni UV svetlobi. Težava se kaže v izginotju barve, rjavenju površine, razpokanju in včasih popolnem uničenju samega izdelka. Hitrost uničenja se povečuje s časom izpostavljenosti in intenzivnostjo sončne svetlobe. Ta učinek je znan kot UV staranje in je vrsta staranja polimera. Občutljivi polimeri vključujejo termoplaste, kot so polipropilen , polietilen , polimetil metakrilat ( organsko steklo ) in posebna vlakna, kot so aramidna vlakna (vključno s kevlarjem ). UV absorpcija vodi do uničenja polimerne verige in izgube trdnosti na številnih točkah strukture.

Za preprečevanje razgradnje se takim polimerom dodajo posebne snovi, ki lahko absorbirajo UV, kar je še posebej pomembno v primerih, ko je izdelek neposredno izpostavljen sončni svetlobi.

Učinek UV na polimere se uporablja v nanotehnologiji , transplantologiji , rentgenski litografiji in drugih področjih za spreminjanje lastnosti ( hrapavost , hidrofobnost ) površine polimerov. Na primer, znan je gladilni učinek vakuumskega ultravijoličnega sevanja (VUV) na površino polimetil metakrilata .

Za zdravje ljudi

Biološki učinki ultravijoličnega sevanja v treh spektralnih območjih so bistveno različni, zato biologi včasih kot najpomembnejše pri svojem delu ločijo naslednje razpone:

  • Bližnji ultravijolični, UV-A žarki (UVA, 315-400 nm)
  • UV-B žarki (UVB, 280-315 nm)
  • Daljno ultravijolični, UV-C žarki (UVC, 100-280 nm)

Skoraj ves UV-C in približno 90 % UV-B se absorbira, ko sončno sevanje prehaja skozi zemeljsko atmosfero. Atmosfera slabo absorbira sevanje iz območja UV-A; zato sevanje, ki doseže zemeljsko površino, večinoma vsebuje skoraj ultravijolično UV-A in majhen del UV-B.

Nekoliko kasneje je bil v delih O. G. Gazenka, Yu. E. Nefedova, E. A. Shepeleva, S. N. Zalogueva, N. E. Panferova, I. V. Anisimova potrjen določen specifični učinek sevanja v vesoljski medicini. Profilaktično UV obsevanje je bilo uvedeno v prakso vesoljskih poletov skupaj z Metodološkimi navodili (MU) 1989 "Preventivno UV obsevanje ljudi (z uporabo umetnih virov UV sevanja)". 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