Ultraljubičasto zračenje

Iz Wikipedije, slobodne enciklopedije

Idi na navigaciju Idi na pretragu
Prenosna UV lampa
UV zračenje se takođe generiše električnim lukom . Zavarivači moraju nositi zaštitu za oči [en] i kožu kako bi spriječili fotokeratitis i ozbiljne opekotine .
Luminescencija minerala u ultraljubičastom zračenju

Ultraljubičasto zračenje (ultraljubičasto zračenje, UV zračenje) je elektromagnetno zračenje koje zauzima spektralni opseg između vidljivog i rendgenskog zračenja. Talasne dužine UV zračenja su u rasponu od 10 do 400 nm (7,5⋅10 14 -3⋅10 16 Hz ). Termin dolazi od lat. ultra - preko, spolja i ljubičasta (ljubičasta). U kolokvijalnom govoru može se koristiti i naziv "ultraljubičasto" [1] .

Istorija 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, sa talasnim dužinama kraćim od ljubičastog zračenja.

Godine 1801. otkrio je da se srebrni hlorid , koji se raspada kada je izložen svjetlosti, brže razlaže kada je izložen nevidljivom zračenju izvan ljubičastog područja spektra. Srebrni hlorid, bijele boje, potamni na svjetlu u roku od nekoliko minuta. Različiti dijelovi spektra imaju različite efekte na brzinu zamračenja. Ovo se najbrže dešava ispred ljubičastog područja spektra. Tada su se mnogi naučnici, uključujući Rittera, složili da se svjetlost sastoji od tri odvojene komponente: oksidirajuće ili termalne (infracrvene) komponente, osvjetljavajuće (vidljivo svjetlo) i redukcijske (ultraljubičaste) komponente.

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

Podtipovi

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

Ime Talasna dužina, nm Frekvencija, phz Količina energije po fotonu, eV Skraćenica
Near 400-300 0,75-1 3.10-4.13 NUV
Ultraljubičasto A, opseg dugih talasnih dužina 400-315 0,75-0,952 3.10-3.94 UVA
Prosjek 300-200 1-1.5 4.13-6.20 MUV
Ultraljubičasto B, srednji talas 315-280 0,952-1,07 3.94-4.43 UVB
Dalje 200-122 1.5-2.46 6.20-10.2 FUV
Ultraljubičasto C, kratkotalasno 280-100 1.07-3 4.43-12.4 UVC
Ekstremno 121-10 2.48-30 10.2-124 EUV, XUV

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

Termin "vakuum" (VUV) se često koristi za daleki i ekstremni raspon jer Zemljina atmosfera snažno apsorbuje talase u ovom opsegu.

Izvori ultraljubičastog zračenja

Ultraljubičasto zračenje Sunca

Prirodni izvori

Glavni izvor ultraljubičastog zračenja na Zemlji je Sunce. Odnos intenziteta UV-A i UV-B zračenja, ukupne količine UV zraka koje dopiru do površine zemlje, zavisi od sledećih faktora:

  • o koncentraciji atmosferskog ozona iznad površine zemlje (vidi ozonske rupe )
  • sa visine sunca iznad horizonta
  • sa visine iznad nivoa mora
  • od atmosferske disperzije
  • o stanju oblačnosti
  • o stepenu refleksije UV zraka od površine (vode, tla)
Dve ultraljubičaste fluorescentne lampe , obe lampe emituju "duge talasne dužine" (UV-A) u rasponu od 350 nm do 370 nm
DRL lampa bez žarulje je snažan izvor ultraljubičastog zračenja. Opasno za oči i kožu tokom rada

Vještački izvori

Zahvaljujući stvaranju i unapređenju veštačkih izvora UV zračenja (UV II), koje je teklo paralelno sa razvojem električnih izvora vidljive svetlosti, danas stručnjaci koji se bave UV zračenjem u medicini, preventivnim, sanitarno-higijenskim ustanovama, poljoprivredi itd. .. mogućnosti od korištenja prirodnog UV zračenja. Niz najvećih kompanija za proizvodnju električnih lampi i drugih trenutno se bavi razvojem i proizvodnjom UV lampi za fotobiološke instalacije (UVBD). Asortiman UV lampi za UVBD je veoma širok i raznolik: na primer, vodeći svetski proizvođač Philips ima više od 80 vrsta. Za razliku od osvjetljavajućih, izvori UV zračenja, po pravilu, imaju selektivni spektar koji je osmišljen tako da postigne maksimalni mogući učinak za određeni FB proces. Klasifikacija umjetnih UV IR-ova prema područjima primjene, određena kroz spektre djelovanja odgovarajućih FB procesa sa određenim UV spektralnim rasponima:

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

Tokom 1970-1980-ih, eritemske fluorescentne lampe (LL), osim u medicinskim ustanovama, korišćene su u posebnim "fotoarijumima" (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 se radikalno razlikuje od spektra sunca; region B čini najveći deo zračenja u UV regionu, zračenje talasne dužine λ <300 nm, koje u prirodnim uslovima uopšte nema, može dostići 20% ukupnog UV zračenja. Posjedujući dobar "antirahitski učinak", zračenje eritemskih lampi sa maksimumom u rasponu od 305-315 nm istovremeno ima snažno štetno djelovanje na konjunktivu (sluzokožu oka). Imajte na umu da Philipsova UV IR nomenklatura uključuje TL12 tip LL sa spektralnim karakteristikama izuzetno 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 navedene UV LL, to su lampe tipa DRT ili specijalni MHL strane proizvodnje, ali sa obaveznim filtriranjem UVC zračenja i ograničavanjem udjela UVB ili dopingom kvarca, ili korištenjem posebnih svjetlosnih filtera uključenih u komplet za ozračivanje .

  • U zemljama srednje i sjeverne Evrope, kao iu Rusiji, prilično su se raširili UV OU tipa "vještački solarijum", u kojima se koriste UV LL, uzrokujući prilično brzo stvaranje tamnjenja . U spektru "preplanulog" UV LL dominira "meko" zračenje u UVA zoni. Proporcija UVB-a je strogo regulisana, zavisi od vrste opreme i tipa kože (u Evropi se razlikuju 4 tipa ljudske kože od "keltske" do "mediteranske") i iznosi 1-5% ukupnog UV zračenja. LL za sunčanje su dostupni u standardnim i kompaktnim verzijama snage od 15 do 230 W i dužine od 30 do 200 cm.
  • Američki psihijatar Alfred Levy opisao je 1980. godine efekat "zimske depresije", koja se danas klasifikuje kao bolest i naziva se "Sezonski afektivni poremećaj" (skraćeno SAD). Bolest je povezana sa nedostatkom insolacije, odnosno prirodne svjetlosti. Prema procjenama stručnjaka, oko 10-12% svjetske populacije je podložno SAD sindromu, prvenstveno stanovnici zemalja sjeverne hemisfere. Poznati su podaci za Sjedinjene Države: u Njujorku - 17%, na Aljasci - 28%, čak i na Floridi - 4%. Za nordijske zemlje podaci se kreću od 10 do 40%.

S obzirom da je SAD nesumnjivo jedna od manifestacija "solarne insuficijencije", neizbježan je povratak interesa za tzv. "full spectrum" lampe, koje prilično precizno reproduciraju spektar prirodne svjetlosti ne samo u vidljivom, već iu vidljivom dijelu. ali i u UV regionu. Brojne strane kompanije su uključile puni spektar LL u svoju nomenklaturu, na primjer, Osram i Radium proizvode slične UV IR-ove snage 18, 36 i 58 W pod nazivima, respektivno, “Biolux” i “Biosun”, spektralni karakteristike koje se praktično poklapaju. Ove lampe, naravno, nemaju "antirahitski učinak", ali pomažu u otklanjanju brojnih štetnih sindroma povezanih s pogoršanjem zdravlja u jesensko-zimskom periodu, a mogu se koristiti i u preventivne svrhe u školskim obrazovnim ustanovama. , vrtića, preduzeća i ustanova za nadoknadu „lake gladi“. Treba imati na umu da LL "punog spektra" u odnosu na LL boje LU imaju svjetlosnu efikasnost za oko 30% manju, što će neminovno dovesti do povećanja energetskih i kapitalnih troškova u instalaciji rasvjete i ozračivanja. Projektovanje i rad takvih instalacija mora se izvesti uzimajući u obzir zahtjeve standarda CTES 009 / E: 2002 "Fotobiološka sigurnost sijalica i sistema lampi".

  • Pronađena je vrlo racionalna primjena za UV LL, čiji se emisioni spektar poklapa sa spektrom djelovanja fototaksije nekih vrsta štetočina letećih insekata (muhe, komarci, moljci itd.), koji mogu biti prenosioci bolesti i infekcija. , te dovode do oštećenja proizvoda i proizvoda.

Ove UV LL se koriste kao atraktantne lampe u specijalnim 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 daje koherentno zračenje visokog intenziteta . Međutim, ultraljubičasto područje je teško za generiranje lasera, tako da ne postoje izvori tako moćni kao u vidljivom i infracrvenom opsegu . Ultraljubičasti laseri nalaze svoju primenu u masenoj spektrometriji , laserskoj mikrodisekciji , biotehnologiji i drugim naučnim istraživanjima, u mikrohirurgiji oka ( LASIK ), za lasersku ablaciju .

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

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

2010. godine prvi put je demonstriran lasersa slobodnim elektronima koji generiše koherentne fotone sa energijom od 10 eV (odgovarajuća talasna dužina je 124 nm), odnosno u vakuumskom ultraljubičastom opsegu [8] .

Uticaj

Razgradnja polimera i boja

Mnogi polimeri koji se koriste u robi široke potrošnje degradiraju 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 efekat je poznat kao UV starenje i vrsta je starenja polimera. Osetljivi 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 razaranja polimernog lanca i gubitka čvrstoće na više tačaka strukture.

Da bi se spriječila degradacija, takvim polimerima se dodaju posebne tvari koje mogu apsorbirati UV zrake, što je posebno važno u slučajevima kada je proizvod direktno izložen sunčevoj svjetlosti.

Utjecaj 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 efekat zaglađivanja vakuumskog ultraljubičastog (VUV) na površini polimetil metakrilata .

Za ljudsko zdravlje

Biološki efekti ultraljubičastog zračenja u tri spektralna područja su značajno različiti, pa biolozi ponekad izdvajaju sljedeće opsege kao najvažnije u svom radu:

  • Bliski ultraljubičasti, UV-A zraci (UVA, 315-400 nm)
  • UV-B zraci (UVB, 280-315 nm)
  • Daleko ultraljubičasto, UV-C zračenje (UVC, 100-280 nm)

Skoro sav UV-C i približno 90% UV-B se apsorbuje dok sunčevo zračenje prolazi kroz Zemljinu atmosferu. Atmosfera slabo apsorbuje zračenje iz UV-A opsega; stoga zračenje koje dopire do površine Zemlje uglavnom sadrži blizu ultraljubičastog UV-A i mali deo UV-B.

Nešto kasnije, u radovima O. G. Gazenka, Yu. E. Nefedova, E. A. Shepeleva, S. N. Zalogueva, N. E. Panferova, I. V. Anisimova, navedeno specifično dejstvo zračenja potvrđeno je u svemirskoj medicini. Profilaktičko UV zračenje uvedeno je u praksu svemirskih letova zajedno sa Metodološkim uputstvom (MU) 1989 „Preventivno UV zračenje ljudi (upotrebom veštačkih 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