Ультрафіолетове випромінювання

Матеріал з Вікіпедії – вільної енциклопедії
Перейти до навігації Перейти до пошуку
Портативна ультрафіолетова лампа
УФ-випромінювання також створюється електричною дугою . Дугові зварювальники повинні носити захист очей [en] та шкіри, щоб запобігти фотокератиту та серйозному опіку .
Люмінесценція мінералів в ультрафіолетовому випромінюванні

Ультрафіолетове випромінювання (ультрафіолетові промені, УФ-випромінювання) - електромагнітне випромінювання , що займає спектральний діапазон між видимим і рентгенівськими випромінюваннями. Довжини хвиль УФ-випромінювання лежать в інтервалі від 10 до 400 нм (7,5⋅10 14 -3⋅10 16 Гц ). Термін походить від лат. ultra - понад, поза і фіолетовий (violet). У розмовній мові може використовуватися також найменування "ультрафіолет" [1] .

Історія відкриття

Йоганн Вільгельм Ріттер, 1804 рік

Після того, як було виявлено інфрачервоне випромінювання , німецький фізик Йоганн Вільгельм Ріттер почав пошуки випромінювання і далі протилежного кінця видимого спектру, з довжинами хвиль коротше, ніж у випромінювання фіолетового кольору.

В 1801 він виявив, що хлорид срібла , що розкладається під дією світла, швидше розкладається під дією невидимого випромінювання за межами фіолетової області спектру. Хлорид срібла білого кольору протягом декількох хвилин темніє на світлі. Різні ділянки спектра по-різному впливають швидкість потемніння. Найшвидше це відбувається перед фіолетовою областю спектру. Тоді багато вчених, включаючи Ріттера, дійшли згоди, що світло складається з трьох окремих компонентів: окисного або теплового (інфрачервоного) компонента, освітлювального компонента (видимого світла), і відновного (ультрафіолетового) компонента.

Ідеї ​​про єдність трьох різних частин спектру вперше з'явилися лише 1842 року у працях Олександра Беккереля , Мачедоніо Меллони та інших.

Підтипи

Електромагнітний спектр ультрафіолетового випромінювання може бути по-різному поділений на підгрупи. Стандарт ISO для визначення сонячного випромінювання (ISO-DIS-21348) [2] дає такі визначення:

Найменування Довжина хвилі, нм Частота, ПГц Кількість енергії на фотон, ев Абревіатура
Близький 400-300 0,75-1 3,10-4,13 NUV
Ультрафіолет А, довгохвильовий діапазон 400-315 0,75-0,952 3,10-3,94 UVA
Середній 300-200 1-1,5 4,13-6,20 MUV
Ультрафіолет B, середньохвильовий 315-280 0,952-1,07 3,94-4,43 UVB
Далекий 200-122 1,5-2,46 6,20-10,2 FUV
Ультрафіолет С, короткохвильовий 280-100 1,07-3 4,43-12,4 UVC
Екстремальний 121-10 2,48-30 10,2-124 EUV, XUV

Близький ультрафіолетовий діапазон часто називають « чорним світлом », оскільки він не розпізнається людським оком, але при відображенні деяких матеріалів спектр переходить в область видимого випромінювання внаслідок явища фотолюмінесценції. Але при відносно високих яскравостях, наприклад, віддіодів очей помічає фіолетове світло, якщо випромінювання захоплює межу видимого світла 400 нм.

Для далекого та екстремального діапазону часто використовується термін «вакуумний» (VUV), тому що хвилі цього діапазону сильно поглинаються атмосферою Землі.

Джерела ультрафіолету

Ультрафіолетове випромінювання Сонця

Природні джерела

Основне джерело ультрафіолетового випромінювання на Землі - Сонце . Співвідношення інтенсивності випромінювання УФ-А та УФ-Б, загальна кількість ультрафіолетових променів, що досягають поверхні землі, залежить від наступних факторів:

  • від концентрації атмосферного озону над земною поверхнею (див. озонові дірки )
  • від висоти сонця над горизонтом
  • від висоти над рівнем моря
  • від атмосферного розсіювання
  • від стану хмарного покриву
  • від ступеня відображення УФ-променів від поверхні (води, ґрунти)
Дві ультрафіолетові люмінесцентні лампи , обидві лампи випромінюють «довгі хвилі» (УФ-А), довжина яких знаходиться в діапазоні від 350 до 370 нм.
Лампа ДРЛ без колби – потужне джерело ультрафіолетового випромінювання. Під час роботи становить небезпеку для зору та шкіри

Штучні джерела

Завдяки створенню та вдосконаленню штучних джерел УФ випромінювання (УФ ІІ), що йшли паралельно з розвитком електричних джерел видимого світла, сьогодні фахівцям, які працюють з УФ випромінюванням у медицині, профілактичних, санітарних та гігієнічних установах, сільському господарстві тощо, надаються значно більші можливості, ніж за використання природного УФ випромінювання. Розробкою і виробництвом УФ ламп для установок фотобіологічної дії (УФБД) в даний час займаються ряд найбільших електролампових фірм та ін. На відміну від освітлювальних, УФ джерела випромінювання зазвичай мають селективний спектр, розрахований на досягнення максимально можливого ефекту для певного ФБ процесу. Класифікація штучних УФ ІІ за областями застосування, детермінованими через спектри дії відповідних ФБ процесів з певними УФ діапазонами спектру:

  • Еритемні лампи були розроблені в 1960-х роках для компенсації «УФ недостатності» природного випромінювання та, зокрема, інтенсифікації процесу фотохімічного синтезу вітаміну D3 у шкірі людини («антирахітна дія»).

У 1970—1980 роках еритемні люмінесцентні лампи (ЛЛ), крім медичних установ, використовувалися у спеціальних «фотаріях» (наприклад, для шахтарів та гірничих робітників), в окремих ОУ громадських та виробничих будівель північних регіонів, а також для опромінення молодняку ​​сільськогосподарських тварин.

Спектр ЛЕ30 радикально відрізняється від сонячного; на область припадає більша частина випромінювання в УФ області, випромінювання з довжиною хвилі λ < 300 нм, яке в природних умовах взагалі відсутня, може досягати 20% від загального УФ випромінювання. Маючи хорошу «антирахітну дію», випромінювання еритемних ламп з максимумом в діапазоні 305—315 нм надає одночасно сильний вплив на кон'юктиву (слизову оболонку ока). Зазначимо, що в номенклатурі УФ ІІ фірми Philips є ЛЛ типу TL12 з гранично близькими до ЛЕ30 спектральними характеристиками, які поряд з більш «жорсткою» УФ ЛЛ типу TL01 використовуються в медицині для лікування фотодерматозів. Діапазон існуючих УФ ІІ, які використовуються у фототерапевтичних установках, досить великий; поряд із зазначеними вище УФ ЛЛ, це лампи типу ДРТ або спеціальні МГЛ зарубіжного виробництва, але з обов'язковою фільтрацією УФС випромінювання та обмеженням частки УФВ або шляхом легування кварцу, або за допомогою спеціальних світлофільтрів, що входять до комплекту опромінювача.

  • У країнах Центральної та Північної Європи, а також у Росії досить широке поширення набули УФ ОУ типу «Штучний солярій», в яких використовуються УФ ЛЛ, що викликають досить швидке утворення засмаги . У спектрі «загарних» УФ ЛЛ переважає «м'яке» випромінювання у зоні УФА. Частка УФВ суворо регламентується, залежить від виду установок та типу шкіри (у Європі розрізняють 4 типи людської шкіри від «кельтського» до «середземноморського») і становить 1-5 % загального УФ-випромінювання. ЛЛ для засмаги випускаються у стандартному та компактному виконанні потужністю від 15 до 230 Вт та довжиною від 30 до 200 см.
  • У 1980 р. американський психіатр Альфред Леві описав ефект «зимової депресії», яку зараз кваліфікують як захворювання та називають «сезонний розлад настрою» (Seasonal Affective Disorder, скорочено SAD). Захворювання пов'язані з недостатньою інсоляцією, тобто природним висвітленням. За оцінками фахівців, синдрому SAD піддається приблизно 10-12% людства і насамперед жителі країн Північної півкулі. Відомі дані щодо США: у Нью-Йорку - 17%, на Алясці - 28%, навіть у Флориді - 4%. По країнах Північної Європи дані коливаються від 10 до 40%.

У зв'язку з тим, що SAD є, безперечно, одним із проявів «сонячної недостатності», неминуче повернення інтересу до так званих ламп «повного спектру», що досить точно відтворює спектр природного світла не тільки у видимій, але і в УФ області. Ряд зарубіжних фірм включило ЛЛ повного спектру у свою номенклатуру, наприклад, фірми Osram і Radium випускають подібні УФ ІІ потужністю 18, 36 і 58 Вт під назвами, відповідно, Biolux і Biosun, спектральні характеристики яких практично збігаються. Ці лампи, природно, не мають «антирахітного ефекту», але допомагають усувати у людей ряд несприятливих синдромів, пов'язаних з погіршенням здоров'я в осінньо-зимовий період і можуть також використовуватися в профілактичних цілях в ОУ шкіл, дитячих садків, підприємств та установ для компенсації. світлового голодування». При цьому необхідно нагадати, що ЛЛ «повного спектру» порівняно з ЛЛ кольоровості ЛБ мають світлову віддачу приблизно на 30 % менше, що неминуче призведе до збільшення енергетичних та капітальних витрат у освітлювально-опромінювальній установці. Проектування та експлуатація таких установок повинні здійснюватися з урахуванням вимог стандарту CTES 009/E:2002 «Фотобіологічна безпека ламп та лампових систем».

  • Дуже раціональне застосування знайдено УФ ЛЛ, спектр випромінювання яких збігається зі спектром дії фототаксису деяких видів шкідників, що літають комах (мух, комарів, молі і т. д.), які можуть бути переносниками захворювань та інфекцій, приводити до псування продуктів і виробів.

Ці УФ ЛЛ використовуються як лампи-атрактанти в спеціальних пристроях-світловоловках, що встановлюються в кафе, ресторанах, на підприємствах харчової промисловості, в тваринницьких і птахівницьких господарствах, складах одягу та ін.

Лазерні джерела

Існує ряд лазерів , що працюють в ультрафіолетовій області. Лазер дозволяє отримувати когерентне випромінювання високої інтенсивності . Однак область ультрафіолету складна для лазерної генерації, тому тут не існує настільки ж потужних джерел, як у видимому та інфрачервоному діапазонах . Ультрафіолетові лазери знаходять своє застосування в мас-спектрометрії , лазерної мікродисекції , біотехнологіях та інших наукових дослідженнях, в мікрохірургії ока ( LASIK ), для лазерної абляції .

Як активне середовище в ультрафіолетових лазерах можуть використовуватися або гази (наприклад, аргоновий лазер [3] , азотний лазер [4] , ексімерний лазер та ін), конденсовані інертні гази [5] , спеціальні кристали, органічні сцинтилятори [6] , або вільні електрони , що поширюються в ондуляторі [7] .

Також є ультрафіолетові лазери, що використовують ефекти нелінійної оптики для генерації другої або третьої гармоніки в ультрафіолетовому діапазоні.

У 2010 році був вперше продемонстрований лазер на вільних електронах , що генерує когерентні фотони з енергією 10 еВ (відповідна довжина хвилі - 124 нм), тобто в діапазоні вакуумного ультрафіолету [8] .

Вплив

Деградація полімерів та барвників

Багато полімерів , що використовуються в товарах широкого споживання , деградують під дією УФ-світла. Проблема проявляється у зникненні кольору, потьмянінні поверхні, розтріскуванні, а іноді й повному руйнуванні самого виробу. Швидкість руйнування зростає із зростанням часу дії та інтенсивності сонячного світла. Описаний ефект відомий як УФ-старіння і є одним з різновидів старіння полімерів. До чутливих полімерів відносяться термопластики, такі як, поліпропілен , поліетилен , поліметилметакрилат ( органічне скло ), а також спеціальні волокна, наприклад, арамідні (у тому числі кевлар ). Поглинання УФ призводить до руйнування полімерного ланцюга та втрати міцності в ряді точок структури.

Для запобігання деградації такі полімери додаються спеціальні речовини, здатні поглинати УФ, що особливо важливо в тих випадках, коли продукт піддається безпосередньому впливу сонячного світла.

Вплив УФ на полімери використовується в нанотехнологіях , трансплантології , рентгенолітографії та ін областях для модифікації властивостей ( шорсткість , гідрофобність ) поверхні полімерів. Наприклад, відомо згладжує вплив вакуумного ультрафіолету (ВУФ) на поверхню поліметилметакрилату .

На здоров'я людини

Біологічні ефекти ультрафіолетового випромінювання в трьох спектральних ділянках суттєво різні, тому біологи іноді виділяють, як найбільш важливі в роботі, такі діапазони:

  • Близький ультрафіолет, УФ-A промені (UVA, 315-400 нм)
  • УФ-B промені (UVB, 280-315 нм)
  • Далекий ультрафіолет, УФ-С промені (UVC, 100-280 нм)

Практично весь УФ-С і приблизно 90% УФ-В поглинаються під час проходження сонячного випромінювання через земну атмосферу. Випромінювання з діапазону УФ-A поглинається атмосферою слабо, тому радіація, що досягає поверхні Землі, значною мірою містить ближній ультрафіолет УФ-A і в невеликій частці УФ-B.

Дещо пізніше в роботах О. Г. Газенко, Ю. Є. Нефьодова, Є. А. Шепелєва, С. М. Залогуєва, Н. Є. Панфьорова, І. В. Анісімова зазначена специфічна дія випромінювання була підтверджена в космічній медицині. Профілактичне УФ-опромінення було введено у практику космічних польотів поряд із Методичними вказівками (МУ) 1989 р. «Профілактичне ультрафіолетове опромінення людей (із застосуванням штучних джерел УФ-випромінювання)». Обидва документи є надійною базою для подальшого вдосконалення УФ-профілактики.

Дія на шкіру

Блокування ультрафіолетового випромінювання захисними кремами. Праве фото зроблено в УФ-променях, крем нанесений у вигляді малюнка

Вплив ультрафіолетового випромінювання на шкіру , що перевищує природну захисну здатність шкіри до засмаги, призводить до опіків різного ступеня.

Ультрафіолетове випромінювання призводить до утворення мутацій ( ультрафіолетовий мутагенез ). Утворення мутацій, своєю чергою, може викликати рак шкіри, меланому шкіри та її передчасне старіння. 86% випадків розвитку меланоми шкіри викликано надмірним впливом сонячних ультрафіолетових променів [9] .

Захист шкіри

Ефективним засобом захисту від ультрафіолетового випромінювання служить одяг і спеціальні креми від засмаги з числом SPF більше 10. Це число означає коефіцієнт ослаблення експозиції. Тобто число 30 означає, що можна пробути під сонцем у сукупності 30 годин і отримати таку саму дію, як за одну годину, але без захисту. Для любителів засмаги це на практиці означає, що використання кремів з великим числом «SPF» - це відсутність засмаги взагалі і порожнє проведення часу на пляжі. Раціональним є зниження числа «SPF» принаймні появи засмаги, обмеження часу перебування під сонцем і паузи у прийнятті сонячних ванн, ніж використання кремів із числом «SPF» більше 6.

Типи захисних кремів

Синтетичні креми містять мінерали, що відображають ультрафіолет, такі як окис цинку, або складні органічні склади, що полімеризуються на світлі. Їхній коефіцієнт захисту досягає «SPF» 50. Натуральні засоби захисту відомі ще з Стародавнього Єгипту, це різні рослинні олії. Їхній коефіцієнт захисту невеликий: «SPF» не більше 6,5. Довгостроковий прогноз, яка ймовірність раку шкіри від самих синтетичних захисних кремів у порівнянні від впливу сонячного світла, поки що відсутня.

Дія на очі

Ультрафіолетове випромінювання середньохвильового діапазону (280-315 нм) практично невідчутне для очей людини і в основному поглинається епітелієм рогівки , що при інтенсивному опроміненні викликає радіаційне ураження - опік рогівки ( електрофофтальмія ). Це проявляється посиленою сльозотечею, світлобоязню, набряком епітелію рогівки, блефароспазмом . В результаті вираженої реакції тканин ока на ультрафіолет глибокі шари ( строма рогівки ) не уражаються, тому що людський організм рефлекторно усуває вплив ультрафіолету на органи зору, ураженим виявляється лише епітелій. Після регенерації епітелію зір, як правило, відновлюється повністю. 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 використання

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]

Див. також

Примітки

  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 звернення 21 квітня 2018 року.
  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 звернення: 27 жовтня 2019 року.
  19. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА ПРОЦЕССЫ РАЗМНОЖЕНИЯ РЯСКИ МАЛОЙ