Vlastnosti ultrafialového žiarenia sú určené mnohými parametrami. Ultrafialové žiarenie sa nazýva neviditeľné elektromagnetické žiarenie, ktoré zaberá určitú spektrálnu oblasť medzi röntgenovým a viditeľným žiarením v rámci príslušných vlnových dĺžok. Vlnová dĺžka ultrafialového žiarenia je 400 - 100 nm a má slabé biologické účinky.
Čím vyššia je biologická aktivita vĺn tohto žiarenia, tým slabší je účinok, respektíve čím nižšia vlnová dĺžka, tým silnejšia je biologická aktivita. Najsilnejšiu aktivitu majú vlny s dĺžkou 280 - 200 nm, ktoré majú baktericídne účinky a aktívne ovplyvňujú telesné tkanivá.
Frekvencia ultrafialového žiarenia úzko súvisí s vlnovými dĺžkami, takže čím je vlnová dĺžka vyššia, tým je frekvencia žiarenia nižšia. Dosah ultrafialového žiarenia dopadajúceho na zemský povrch je 400 - 280 nm a kratšie vlny vychádzajúce zo Slnka sú pohlcované aj v stratosfére pomocou tzv. ozónová vrstva.
Oblasť UV žiarenia je podmienene rozdelená na:
- Blízko - od 400 do 200 nm
- Ďaleko - od 380 do 200 nm
- Vákuum - od 200 do 10 nm
Spektrum ultrafialového žiarenia závisí od povahy pôvodu tohto žiarenia a môže byť:
- Lineárne (žiarenie atómov, molekúl svetla a iónov)
- Spojitý (spomalenie a rekombinácia elektrónov)
- Pozostáva z pásov (žiarenie ťažkých molekúl)
Vlastnosti UV žiarenia
Vlastnosti ultrafialového žiarenia sú chemická aktivita, prenikavá sila, neviditeľnosť, ničenie mikroorganizmov, priaznivé účinky na ľudský organizmus (v malých dávkach) a negatívne účinky na človeka (vo veľkých dávkach). Vlastnosti ultrafialového žiarenia v optická oblasť majú výrazné rozdiely od optických vlastností ultrafialového žiarenia viditeľnej oblasti. Najcharakteristickejším znakom je zvýšenie špeciálneho absorpčného koeficientu, čo vedie k zníženiu priehľadnosti mnohých telies, ktoré majú priehľadnosť v viditeľná oblasť.
Koeficient odrazu rôznych telies a materiálov klesá s prihliadnutím na pokles vlnovej dĺžky samotného žiarenia. Fyzika ultrafialového žiarenia zodpovedá moderným predstavám a prestáva byť nezávislou dynamikou pri vysokých energiách a je tiež spojená do jednej teórie so všetkými kalibračnými poľami.
Viete, čo je iné pre rôzne intenzity takéhoto žiarenia? Prečítajte si podrobné informácie o prospešných a škodlivých dávkach UV žiarenia v jednom z našich článkov.
Máme informácie aj o využití v záhrade. Mnoho letných obyvateľov už používa solárne panely vo svojich domoch. Skúste to prečítaním nášho materiálu.
História objavu ultrafialového žiarenia
Ultrafialové žiarenie, ktorého objaviteľská história siaha až do roku 1801, bolo oznámené až v roku 1842. Tento jav objavil nemecký fyzik Johann Wilhelm Ritter a nazval ho „ aktinické žiarenie". Toto žiarenie bolo súčasťou jednotlivých zložiek svetla a plnilo úlohu redukčného prvku.
Samotný koncept ultrafialových lúčov sa prvýkrát v histórii stretol v 13. storočí, v práci vedca Sri Madhacharaya, ktorý opísal atmosféru oblasti Bhutakashi obsahujúcu fialové lúče neviditeľné pre ľudské oči.
V priebehu experimentov v roku 1801 skupina vedcov zistila, že svetlo má niekoľko samostatných zložiek: oxidačné, tepelné (infračervené), osvetľujúce (viditeľné svetlo) a redukujúce (ultrafialové).
UV žiarenie je nepretržite pôsobiaci faktor prostredia a má silný vplyv na rôzne fyziologické procesy, ktoré prebiehajú v organizmoch.
Práve ona podľa vedcov zohrala hlavnú úlohu v priebehu evolučných procesov na Zemi. Vďaka tomuto faktoru došlo k abiogénnej syntéze organických suchozemských zlúčenín, čo ovplyvnilo nárast diverzity foriem života.
Ukázalo sa, že všetky živé bytosti sa v priebehu evolúcie prispôsobili na využívanie energie všetkých častí spektra slnečnej energie. Viditeľná časť slnečného dosahu slúži na fotosyntézu, infračervená na teplo. UV zložky sa používajú ako fotochemická syntéza vitamín D, ktorý hrá dôležitú úlohu pri výmene fosforu a vápnika v tele živých bytostí a ľudí.
Ultrafialový rozsah sa nachádza z viditeľného svetla z krátkovlnnej strany a lúče blízkej oblasti človek vníma ako vzhľad opálenia na koži. Krátke vlny spôsobujú deštruktívny účinok na biologické molekuly.
Ultrafialové žiarenie slnka má biologickú účinnosť troch spektrálnych oblastí, ktoré sa od seba výrazne líšia a majú zodpovedajúce rozsahy, ktoré ovplyvňujú živé organizmy rôznymi spôsobmi.
Toto žiarenie sa používa na terapeutické a profylaktické účely v určitých dávkach. Na takéto medicínske výkony sa využívajú špeciálne umelé zdroje žiarenia, ktorých radiačné spektrum tvoria kratšie lúče, ktoré intenzívnejšie pôsobia na biologické tkanivá.
Škody spôsobené ultrafialovým žiarením prinášajú na telo silný účinok tohto zdroja žiarenia a môžu spôsobiť poškodenie sliznice a rôzne kožná dermatitída. V zásade sa poškodenie ultrafialovým žiarením pozoruje u pracovníkov v rôznych oblastiach činnosti, ktorí sú v kontakte s umelými zdrojmi týchto vĺn.
Meranie ultrafialového žiarenia sa uskutočňuje viackanálovými rádiometrami a spektrorádiometrami s kontinuálnou vlnou, ktoré sú založené na použití vákuových fotodiód a fotoidov s obmedzeným rozsahom vlnových dĺžok.
Vlastnosti foto ultrafialového žiarenia
Nižšie sú uvedené fotografie na tému článku "Vlastnosti ultrafialového žiarenia." Pre otvorenie fotogalérie stačí kliknúť na miniatúru obrázka.
Slnko je silný zdroj tepla a svetla. Bez nej nemôže existovať život na planéte. Slnko vyžaruje lúče, ktoré nie sú viditeľné voľným okom. Zistíme, aké vlastnosti má ultrafialové žiarenie, jeho vplyv na telo a možné poškodenie.
Slnečné spektrum má infračervenú, viditeľnú a ultrafialovú časť. UV žiarenie má na človeka pozitívne aj negatívne účinky. Používa sa v rôznych oblastiach života. Široké použitie je zaznamenané v medicíne, ultrafialové žiarenie má tendenciu meniť biologickú štruktúru buniek, čo ovplyvňuje telo.
Zdroje expozície
Hlavným zdrojom ultrafialových lúčov je slnko. Získavajú sa aj pomocou špeciálnych žiaroviek:
- Ortuť-kremeň vysoký tlak.
- Vitálne luminiscenčné.
- Ozón a kremeň baktericídne.
V súčasnosti je ľudstvu známych len niekoľko druhov baktérií, ktoré môžu existovať bez ultrafialového žiarenia. Pre ostatné živé bunky bude jeho absencia viesť k smrti.
Aký je vplyv ultrafialového žiarenia na ľudský organizmus?
pozitívna akcia
Dnes sa UV žiarenie široko používa v medicíne. Má upokojujúci, analgetický, antirachitický a antispastický účinok. Pozitívny vplyv ultrafialových lúčov na ľudský organizmus:
- príjem vitamínu D, ktorý je potrebný na vstrebávanie vápnika;
- zlepšený metabolizmus, pretože sa aktivujú enzýmy;
- zníženie nervového napätia;
- zvýšená produkcia endorfínov;
- vazodilatácia a normalizácia krvného obehu;
- urýchlenie regenerácie.
Ultrafialové žiarenie pre ľudí je tiež užitočné v tom, že ovplyvňuje imunobiologickú aktivitu, pomáha aktivovať ochranné funkcie tela proti rôznym infekciám. Pri určitej koncentrácii spôsobuje žiarenie produkciu protilátok, ktoré ovplyvňujú patogény.
Negatívny vplyv
Poškodenie ultrafialovej lampy na ľudskom tele často presahuje jej prospešné vlastnosti. Ak sa jeho použitie na lekárske účely nevykonáva správne, neboli dodržané bezpečnostné opatrenia, je možné predávkovanie, ktoré sa vyznačuje nasledujúcimi príznakmi:
- Slabosť.
- Apatia.
- Znížená chuť do jedla.
- Problémy s pamäťou.
- Kardiopalmus.
Dlhodobý pobyt na slnku škodí pokožke, očiam a imunite. Následky nadmerného spálenia od slnka, ako sú popáleniny, dermatologické a alergické vyrážky, po niekoľkých dňoch vymiznú. Ultrafialové žiarenie sa pomaly hromadí v tele a spôsobuje nebezpečné choroby.
Vystavenie kože UV žiareniu môže spôsobiť erytém. Cievy sa rozširujú, čo je charakterizované hyperémiou a edémom. Histamín a vitamín D, ktoré sa hromadia v tele, sa dostávajú do krvného obehu, čo prispieva k zmenám v tele.
Stupeň vývoja erytému závisí od:
- rozsah UV žiarenia;
- dávky žiarenia;
- individuálna citlivosť.
Nadmerné ožarovanie spôsobuje popálenie kože s tvorbou bubliny a následnou konvergenciou epitelu.
Poškodenie ultrafialového žiarenia sa však neobmedzuje len na popáleniny, jeho iracionálne použitie môže vyvolať patologické zmeny v tele.
Vplyv UV žiarenia na pokožku
Väčšina dievčat sa snaží o krásne opálené telo. Pokožka však vplyvom melanínu získava tmavú farbu, takže telo je chránené pred ďalším žiarením. Nechráni však pred závažnejšími účinkami žiarenia:
- Fotosenzitivita - vysoká citlivosť na ultrafialové svetlo. Jeho minimálne pôsobenie môže vyvolať pálenie, svrbenie alebo pálenie. Môže za to najmä užívanie liekov, kozmetiky či niektorých potravín.
- Starnutie – UV lúče prenikajú do hlbších vrstiev pokožky, ničia kolagénové vlákna, stráca sa elasticita a vznikajú vrásky.
- Melanóm je rakovina kože, ktorá vzniká v dôsledku častého a dlhodobého pobytu na slnku. Nadmerná dávka ultrafialového žiarenia spôsobuje vývoj malígnych novotvarov na tele.
- Bazalióm a skvamocelulárny karcinóm je rakovinový nádor na tele, ktorý si vyžaduje chirurgické odstránenie postihnutých oblastí. Často sa táto choroba vyskytuje u ľudí, ktorých práca zahŕňa dlhý pobyt na slnku.
Každá kožná dermatitída spôsobená UV žiarením môže spôsobiť rakovinu kože.
Účinok UV žiarenia na oči
Ultrafialové svetlo môže nepriaznivo pôsobiť aj na oči. V dôsledku jeho vplyvu sa môžu vyvinúť tieto choroby:
- Fotoftalmia a elektroftalmia. Je charakterizovaná sčervenaním a opuchom očí, slzením, fotofóbiou. Objavuje sa u tých, ktorí sú často na ostrom slnku v zasneženom počasí bez slnečných okuliarov alebo u zváračov, ktorí nedodržiavajú bezpečnostné pravidlá.
- Katarakta je zakalenie šošovky. Toto ochorenie sa prejavuje najmä v starobe. Vyvíja sa v dôsledku pôsobenia slnečného žiarenia na oči, ktoré sa hromadí počas života.
- Pterygium je prerastanie spojovky oka.
Možné sú aj niektoré druhy rakoviny očí a očných viečok.
Ako UV žiarenie ovplyvňuje imunitný systém?
Ako žiarenie ovplyvňuje imunitný systém? UV lúče v určitej dávke zvyšujú ochranné funkcie organizmu, no ich nadmerné pôsobenie oslabuje imunitný systém.
Radiačné žiarenie mení ochranné bunky a tie strácajú schopnosť bojovať proti rôznym vírusom, rakovinovým bunkám.
Ochrana pokožky
Aby ste sa chránili pred slnečným žiarením, musíte dodržiavať určité pravidlá:
- Na slnku musíte byť mierne, malé opálenie má fotoprotektívny účinok.
- Stravu je potrebné obohatiť o antioxidanty a vitamíny C a E.
- Vždy by ste mali používať opaľovací krém. V tomto prípade si musíte vybrať nástroj s vysokou úrovňou ochrany.
- Použitie ultrafialového žiarenia na lekárske účely je povolené len pod dohľadom špecialistu.
- Tým, ktorí pracujú so zdrojmi UV žiarenia, sa odporúča chrániť sa maskou. To je potrebné pri použití germicídnej lampy, ktorá je nebezpečná pre oči.
- Priaznivci rovnomerného opálenia by nemali navštevovať solárium príliš často.
Na ochranu pred žiarením môžete použiť aj špeciálne oblečenie.
Kontraindikácie
Vystavenie UV žiareniu je kontraindikované u nasledujúcich osôb:
- tí, ktorí majú príliš ľahkú a citlivú pokožku;
- s aktívnou formou tuberkulózy;
- deti;
- pri akútnych zápalových alebo onkologických ochoreniach;
- albíni;
- počas II a III štádia hypertenzie;
- s veľkým počtom krtkov;
- tí, ktorí trpia systémovými alebo gynekologickými ochoreniami;
- dlhodobé užívanie určitých liekov;
- s dedičnou predispozíciou na rakovinu kože.
Infra červená radiácia
Ďalšou časťou slnečného spektra je infračervené žiarenie, ktoré pôsobí tepelne. Používa sa v modernej saune.
je malá drevená miestnosť so zabudovanými infračervenými žiaričmi. Pod vplyvom ich vĺn sa ľudské telo zahrieva.
Vzduch v infrasaune nestúpa nad 60 stupňov. Lúče však zohrejú telo až o 4 cm, pričom pri tradičnom kúpeli prenikne teplo len 5 mm.
Je to preto, že infračervené vlny majú rovnakú dĺžku ako tepelné vlny prichádzajúce od človeka. Telo ich prijíma za svoje a nebráni sa prieniku. Teplota ľudského tela stúpa na 38,5 stupňov. Vďaka tomu umierajú vírusy a nebezpečné mikroorganizmy. Infrasauna má liečebný, omladzujúci a preventívny účinok. Je indikovaný pre všetky vekové kategórie.
Pred návštevou takejto sauny sa musíte poradiť s odborníkom, ako aj dodržiavať bezpečnostné opatrenia pre pobyt v miestnosti s infračervenými žiaričmi.
Video: ultrafialové.
UV v medicíne
V medicíne existuje pojem "ultrafialové hladovanie". Stáva sa to vtedy, keď telo nemá dostatok slnečného žiarenia. Aby sa predišlo akýmkoľvek patológiám, používajú sa umelé zdroje ultrafialového žiarenia. Pomáhajú bojovať proti zimnému nedostatku vitamínu D a posilňujú imunitu.
Takéto žiarenie sa tiež používa pri liečbe kĺbov, alergických a dermatologických ochorení.
Okrem toho má UV žiarenie nasledujúce liečivé vlastnosti:
- Normalizuje prácu štítnej žľazy.
- Zlepšuje funkciu dýchacieho a endokrinného systému.
- Zvyšuje hemoglobín.
- Dezinfikuje miestnosť a lekárske nástroje.
- Znižuje hladinu cukru.
- Pomáha pri liečbe hnisavých rán.
Treba mať na pamäti, že ultrafialová lampa nie je vždy prínosom a je možná veľká škoda.
Aby UV žiarenie pôsobilo na organizmus blahodarne, mali by ste ho správne používať, dodržiavať bezpečnostné opatrenia a neprekračovať čas pobytu na slnku. Nadmerné prekročenie radiačnej dávky je nebezpečné pre ľudské zdravie a život.
Slnko, podobne ako iné hviezdy, vyžaruje nielen viditeľné svetlo – produkuje celé spektrum elektromagnetických vĺn, ktoré sa líšia frekvenciou, dĺžkou a množstvom odovzdanej energie. Toto spektrum je rozdelené do rozsahov od žiarenia po rádiové vlny a najdôležitejšie z nich je ultrafialové, bez ktorého je život nemožný. V závislosti od rôznych faktorov môže byť UV žiarenie prospešné aj škodlivé.
Ultrafialové je časť elektromagnetického spektra, ktorá leží medzi viditeľným a röntgenovým žiarením a má vlnovú dĺžku 10 až 400 nm. Toto meno dostala práve kvôli svojej polohe – tesne za rozsahom, ktorý ľudské oko vníma ako fialovú farbu.
Ultrafialový rozsah sa meria v nanometroch a je rozdelený do podskupín v súlade s medzinárodnou normou ISO:
- krátky dosah (dlhá vlnová dĺžka) - 300-400 nm;
- stredná (stredná vlna) - 200-300 nm;
- ďaleko (krátkovlnné) - 122-200 nm;
- extrém - vlnová dĺžka je 10−121 nm.
V závislosti od toho, do ktorej skupiny patrí ultrafialové žiarenie, sa jeho vlastnosti môžu meniť. Takže prevažná väčšina rozsahu je pre ľudí neviditeľná, ale blízke ultrafialové žiarenie je možné vidieť, ak má vlnovú dĺžku 400 nm. Takéto fialové svetlo vyžarujú napríklad diódy.
Keďže rôzne rozsahy svetla sa líšia množstvom prenesenej energie a frekvenciou, podskupiny sa výrazne líšia v prenikavosti. Napríklad pri kontakte s ľuďmi sú blízke UV lúče blokované pokožkou, zatiaľ čo žiarenie strednej vlnovej dĺžky môže preniknúť do buniek a spôsobiť mutácie DNA. Táto vlastnosť sa využíva v biotechnológiách na získanie geneticky modifikovaných organizmov.
Na Zemi sa spravidla môžete stretnúť iba s blízkym a stredným ultrafialovým žiarením: takéto žiarenie pochádza zo Slnka bez toho, aby ho blokovala atmosféra, a je tiež generované umelo. Práve lúče 200–400 nm zohrávajú dôležitú úlohu pri rozvoji života, pretože s ich pomocou rastliny vyrábajú kyslík z oxidu uhličitého. Tvrdé krátkovlnné žiarenie nebezpečné pre živé organizmy sa na povrch planéty nedostane kvôli ozónovej vrstve, ktorá čiastočne odráža a pohlcuje fotóny.
UV zdroje
Hviezdy sú prirodzené generátory elektromagnetického žiarenia: v procese termonukleárnej fúzie, ktorá prebieha v strede hviezdy, vzniká celé spektrum lúčov. V súlade s tým väčšina ultrafialového žiarenia na Zemi pochádza zo Slnka. Intenzita žiarenia dopadajúceho na povrch planéty závisí od mnohých faktorov:
- hrúbka ozónovej vrstvy;
- výška Slnka nad horizontom;
- výška nad hladinou mora;
- zloženie atmosféry;
- počasie;
- koeficient odrazu žiarenia od povrchu Zeme.
So slnečným ultrafialovým žiarením sa spája množstvo mýtov. Predpokladá sa teda, že v zamračenom počasí nie je možné opaľovať sa, hoci oblačnosť ovplyvňuje intenzitu UV žiarenia, väčšina z nich je schopná preniknúť cez mraky. V horách a v zime na hladine mora sa môže zdať, že riziko poškodenia ultrafialovým žiarením je minimálne, no v skutočnosti sa dokonca zvyšuje: vo vysokej nadmorskej výške sa intenzita žiarenia zvyšuje v dôsledku riedkeho vzduchu a snehová pokrývka sa stáva nepriamou. zdroj ultrafialového žiarenia, keďže sa od neho odráža až 80 % lúčov.
Počas slnečného, ale chladného dňa musíte byť obzvlášť opatrní: aj keď necítite teplo zo Slnka, vždy je tam ultrafialové žiarenie. Tepelné a UV lúče sú na opačných koncoch viditeľného spektra a majú rôzne vlnové dĺžky. Keď infračervené žiarenie prechádza v zime tangenciálne k Zemi a odráža sa, ultrafialové žiarenie sa vždy dostane na povrch.
Prirodzené UV žiarenie má značnú nevýhodu – nedá sa kontrolovať. Preto sa vyvíjajú umelé zdroje ultrafialového žiarenia pre použitie v medicíne, sanitácii, chémii, kozmeteológii a ďalších oblastiach. Potrebný rozsah elektromagnetického spektra sa v nich vytvára ohrevom plynov elektrickým výbojom. Lúče sú spravidla emitované ortuťovými parami. Tento princíp činnosti sa vyznačuje rôznymi typmi svietidiel:
- luminiscenčné - dodatočne produkujú viditeľné svetlo v dôsledku efektu fotoluminiscencie;
- ortuť-kremeň - vyžarujú vlny s vlnovou dĺžkou 185 nm (tvrdé ultrafialové) až 578 nm (oranžová);
- baktericídne - majú banku vyrobenú zo špeciálneho skla, ktoré blokuje lúče kratšie ako 200 nm, čo zabraňuje tvorbe toxického ozónu;
- excilampy - neobsahujú ortuť, ultrafialové žiarenie sa vyžaruje vo všeobecnom rozsahu;
- - vplyvom elektroluminiscencie môžu pracovať v akomkoľvek úzkom rozsahu od až po ultrafialové.
Vo vedeckom výskume sa používajú experimenty, biotechnológia, špeciálne ultrafialové žiarenie. Zdrojom žiarenia v nich môžu byť inertné plyny, kryštály alebo voľné elektróny.
Rôzne umelé zdroje ultrafialového žiarenia teda generujú žiarenie rôznych podtypov, čo určuje ich rozsah. Lampy pracujúce v rozsahu > 300 nm sa používajú v medicíne,<200 - для обеззараживания и т. д.
Aplikácie
Ultrafialové svetlo je schopné urýchliť niektoré chemické procesy, napríklad syntézu vitamínu D v ľudskej koži, degradáciu molekúl DNA a polymérnych zlúčenín. Okrem toho spôsobuje u niektorých látok efekt fotoluminiscencie. Vďaka týmto vlastnostiam sú umelé zdroje tohto žiarenia široko používané v rôznych oblastiach.
Liek
Po prvé, baktericídna vlastnosť ultrafialového žiarenia našla uplatnenie v medicíne. Pomocou UV lúčov je potlačený rast patogénnych mikroorganizmov v ranách, omrzlinách, popáleninách. Ožarovanie krvi sa využíva pri otravách alkoholom, omamnými látkami a liekmi, zápaloch pankreasu, sepse, ťažkých infekčných ochoreniach.
Ožarovanie UV lampou zlepšuje stav pacienta pri ochoreniach rôznych systémov tela:
- endokrinný - nedostatok vitamínu D alebo krivica, diabetes mellitus;
- nervová - neuralgia rôznych etiológií;
- muskuloskeletálny - myozitída, osteomyelitída, osteoporóza, artritída a iné kĺbové ochorenia;
- genitourinárna - adnexitída;
- respiračné;
- kožné ochorenia - psoriáza, vitiligo, ekzém.
Treba mať na pamäti, že ultrafialové žiarenie nie je hlavným prostriedkom na liečbu týchto ochorení: ožarovanie sa používa ako fyzioterapeutický postup, ktorý má pozitívny vplyv na pohodu pacienta. Má množstvo kontraindikácií, preto je nemožné použiť ultrafialovú lampu bez konzultácie s lekárom.
UV žiarenie sa používa aj v psychiatrii na liečbu „zimnej depresie“, pri ktorej v dôsledku zníženia úrovne prirodzeného slnečného žiarenia v tele klesá syntéza melatonínu a serotonínu, čo ovplyvňuje prácu centrálneho nervového systému. Na to sa používajú špeciálne žiarivky, ktoré vyžarujú celé spektrum svetla od ultrafialového po infračervené.
Sanitácia
Najužitočnejšie je použitie ultrafialového žiarenia na účely dezinfekcie. Na dezinfekciu vody, vzduchu a tvrdých povrchov sa používajú nízkotlakové ortuťovo-kremenné výbojky, ktoré generujú lúče s vlnovou dĺžkou 205–315 nm. Takéto žiarenie najlepšie absorbujú molekuly DNA, čo vedie k narušeniu štruktúry génov mikroorganizmov, vďaka čomu sa prestanú množiť a rýchlo odumierajú.
Ultrafialová dezinfekcia sa vyznačuje absenciou dlhodobého účinku: ihneď po ukončení kúry účinok ustúpi a mikroorganizmy sa začnú opäť množiť. Na jednej strane sa tým dezinfekcia znižuje, na druhej strane ju zbavuje schopnosti negatívne pôsobiť na človeka. UV ožarovanie nie je možné použiť na plnohodnotnú úpravu pitnej vody alebo tekutín v domácnosti, ale možno ho použiť ako doplnok chlórovania.
Ožarovanie strednými vlnami ultrafialového žiarenia sa často kombinuje s ošetrením tvrdým žiarením pri vlnovej dĺžke 185 nm. V tomto prípade sa kyslík mení na jedovatý pre patogénne organizmy. Tento spôsob dezinfekcie sa nazýva ozonizácia a je niekoľkonásobne účinnejší ako klasické osvetlenie UV lampou.
Chemický rozbor
Vzhľadom na to, že svetlo s rôznymi vlnovými dĺžkami je absorbované hmotou v rôznej miere, možno UV lúče použiť na spektrometriu - metódu stanovenia zloženia látky. Vzorka je ožiarená ultrafialovým generátorom s premenlivou vlnovou dĺžkou, absorbuje a odráža časť lúčov, na základe čoho je vybudované graf-spektrum, jedinečné pre každú látku.
Efekt fotoluminiscencie sa využíva pri analýze minerálov, medzi ktoré patria látky, ktoré môžu pri ožiarení ultrafialovým svetlom žiariť. Rovnaký efekt sa používa na ochranu dokumentov: sú označené špeciálnym atramentom, ktorý pod čiernou lampou vyžaruje viditeľné svetlo. Tiež pomocou luminiscenčnej farby môžete určiť prítomnosť UV žiarenia.
UV žiariče sa okrem iného používajú v kozmeteológii, napríklad na vytváranie opálenia, sušenie a iné postupy, v tlači a reštaurovaní, entomológii, genetickom inžinierstve atď.
Negatívne účinky UV žiarenia na človeka
Hoci sa UV lúče široko používajú na liečbu chorôb a majú liečivý účinok, sú možné aj škodlivé účinky ultrafialového žiarenia na ľudský organizmus. Všetko závisí od toho, koľko energie prenesie do živých buniek slnečné žiarenie.
Najvyššiu energiu majú krátkovlnné lúče (typ UVC); okrem toho majú najväčšiu penetračnú silu a dokážu ničiť DNA aj v hlbokých tkanivách tela. Takéto žiarenie je však úplne absorbované atmosférou. Medzi lúčmi, ktoré dopadajú na povrch, je 90% dlhovlnného (UVA) a 10% - strednovlnného (UVB) žiarenia.
Dlhodobé vystavenie UVA lúčom alebo krátkodobé vystavenie ultrafialovému UVB žiareniu vedie k dostatočne veľkej dávke žiarenia, čo má smutné následky:
- popáleniny kože rôznej závažnosti;
- mutácie kožných buniek vedúce k zrýchlenému starnutiu a melanómu;
- katarakta;
- popálenie rohovky oka.
V priebehu času sa môžu vyvinúť oneskorené lézie - rakovina kože a šedý zákal; Zároveň môže UVA žiarenie pôsobiť v každom ročnom období a za každého počasia. Pred slnkom by ste sa preto mali vždy chrániť, najmä ľudia so zvýšenou fotosenzitivitou.
UV ochrana
Človek má prirodzenú ochranu pred ultrafialovým žiarením - melanínom obsiahnutým v kožných bunkách, vlasoch a očnej dúhovke. Tento proteín absorbuje väčšinu ultrafialového žiarenia a bráni mu v ovplyvnení iných štruktúr tela. Účinnosť ochrany závisí od farby pokožky, a preto UVA lúče prispievajú k spáleniu pokožky.
Pri nadmernej expozícii sa však melanín už nedokáže vyrovnať s UV lúčmi. Aby ste predišli poškodeniu slnečného žiarenia, mali by ste:
- snažte sa zostať v tieni;
- nosiť uzavreté oblečenie;
- chráňte si oči špeciálnymi okuliarmi alebo kontaktnými šošovkami, ktoré blokujú UV žiarenie, ale sú priepustné pre viditeľné svetlo;
- používajte ochranné krémy, ktoré obsahujú minerálne alebo organické látky, ktoré odrážajú UV žiarenie.
Samozrejme, nie je nutné vždy používať celú škálu ochranných prostriedkov. Mali by ste sa zamerať na ultrafialový index, ktorý popisuje prítomnosť prebytočného UV žiarenia v blízkosti zemského povrchu. Môže nadobudnúť hodnoty od 1 do 11 a aktívna ochrana je potrebná pri 8 alebo viac bodoch. Informácie o tomto indexe nájdete v predpovedi počasia.
Ultrafialové žiarenie je teda typ elektromagnetického žiarenia, ktoré môže byť prospešné aj škodlivé. Je dôležité mať na pamäti, že opaľovanie lieči a omladzuje telo iba pri miernom používaní; Nadmerné vystavovanie sa svetlu môže viesť k vážnym zdravotným problémom.
Najčastejšie pozorujeme využitie ultrafialového žiarenia na kozmetické a medicínske účely. Taktiež sa ultrafialové žiarenie využíva pri tlači, pri dezinfekcii a dezinfekcii vody a vzduchu, v prípade potreby pri polymerizácii a zmenách fyzikálneho stavu materiálov.
Ultrafialové žiarenie je typ žiarenia, ktoré má určitú vlnovú dĺžku a zaujíma medzipolohu medzi röntgenovým žiarením a fialovou zónou viditeľného žiarenia. Toto žiarenie je pre ľudské oko neviditeľné. Takéto žiarenie sa však vďaka svojim vlastnostiam veľmi rozšírilo a využíva sa v mnohých oblastiach.
V súčasnosti mnohí vedci cielene študujú vplyv ultrafialového žiarenia na mnohé životné procesy, vrátane metabolických, regulačných a trofických. Je známe, že ultrafialové žiarenie má priaznivý vplyv na organizmus pri niektorých chorobách a poruchách, prispievanie na liečbu. To je dôvod, prečo sa široko používa v oblasti medicíny.
Vďaka práci mnohých vedcov bol skúmaný vplyv ultrafialového žiarenia na biologické procesy v ľudskom tele, aby bolo možné tieto procesy kontrolovať.
Ochrana pred UV žiarením je nevyhnutná, keď je pokožka dlhodobo vystavená slnku.
Verí sa, že práve ultrafialové lúče sú zodpovedné za fotostarnutie pokožky, ako aj za rozvoj karcinogenézy, pretože pri ich vystavení je veľa voľné radikály ktoré nepriaznivo ovplyvňujú všetky procesy v tele.
Navyše pri použití ultrafialového žiarenia je riziko poškodenia reťazcov DNA veľmi vysoké a to už môže viesť k veľmi tragickým následkom a vzniku takých hrozných chorôb, ako je rakovina a iné.
Viete, čo môže byť pre človeka užitočné? O takýchto vlastnostiach, ako aj o vlastnostiach ultrafialového žiarenia, ktoré umožňujú jeho použitie v rôznych výrobných procesoch, sa dozviete všetko z nášho článku.
K dispozícii máme aj prehľad. Prečítajte si náš materiál a pochopíte všetky hlavné rozdiely medzi prírodnými a umelými zdrojmi svetla.
Hlavným prírodným zdrojom tohto typu žiarenia je slnko. A medzi umelými existuje niekoľko typov:
- Erytémové lampy (vynájdené v 60. rokoch, slúžia najmä na kompenzáciu nedostatku prirodzeného ultrafialového žiarenia. Napríklad na prevenciu rachitídy u detí, na ožarovanie mladej generácie hospodárskych zvierat, vo fotariach)
- Ortuťovo-kremenné výbojky
- Excilamps
- germicídne lampy
- Žiarivky
- LED diódy
Mnohé lampy vyžarujúce v ultrafialovom pásme sú určené na osvetlenie miestností a iných predmetov a princíp ich činnosti je spojený s ultrafialovým žiarením, ktoré sa rôznymi spôsobmi premieňa na viditeľné svetlo.
Spôsoby generovania ultrafialového žiarenia:
- Teplotné žiarenie (používa sa v žiarovkách)
- Žiarenie vznikajúce v dôsledku pohybu plynov a kovových pár v elektrickom poli (používa sa v ortuťových a plynových výbojkách)
- Luminiscencia (používa sa pri erytéme, baktericídnych lampách)
Použitie ultrafialového žiarenia vďaka jeho vlastnostiam
Priemysel vyrába mnoho typov lámp pre rôzne aplikácie ultrafialového žiarenia:
- Merkúr
- Vodík
- xenón
Hlavné vlastnosti UV žiarenia, ktoré určujú jeho použitie:
- Vysoká chemická aktivita (prispieva k urýchleniu mnohých chemických reakcií, ako aj k urýchleniu biologických procesov v tele):
Pod vplyvom ultrafialového žiarenia sa v koži tvorí vitamín D a serotonín, zlepšuje sa tonus a vitálna činnosť tela. - Schopnosť zabíjať rôzne mikroorganizmy (baktericídne vlastnosti):
Použitie ultrafialového germicídneho žiarenia prispieva k dezinfekcii vzduchu najmä na miestach, kde sa zhromažďuje veľa ľudí (nemocnice, školy, univerzity, železničné stanice, metro, veľké obchody).
Veľmi žiadaná je aj dezinfekcia vody ultrafialovým žiarením, pretože dáva dobré výsledky. Pri tomto spôsobe čistenia voda nezískava nepríjemný zápach a chuť. Je skvelý na čistenie vody v rybích farmách, bazénoch.
Pri spracovaní sa často používa metóda ultrafialovej dezinfekcie chirurgické nástroje. - Schopnosť spôsobiť luminiscenciu určitých látok:
Vďaka tejto vlastnosti súdni znalci zisťujú stopy krvi na rôznych predmetoch. A to aj vďaka špeciálna farba môžete odhaliť označené bankovky, ktoré sa používajú v protikorupčných operáciách.
Aplikácia fotografie ultrafialového žiarenia
Nižšie sú uvedené fotografie na tému článku "Použitie ultrafialového žiarenia." Pre otvorenie fotogalérie stačí kliknúť na miniatúru obrázka.
Ultrafialový rozsah elektromagnetického žiarenia leží za fialovým (krátkovlnným) okrajom viditeľného spektra.
Blízke ultrafialové žiarenie zo Slnka prechádza atmosférou. Spôsobuje spálenie pokožky a je nevyhnutný pre tvorbu vitamínu D. No nadmerné vystavovanie je spojené so vznikom rakoviny kože. UV žiarenie je škodlivé pre oči. Preto je na vode a najmä na snehu v horách bezpodmienečne nutné nosiť ochranné okuliare.
Tvrdšie UV žiarenie je v atmosfére absorbované molekulami ozónu a iných plynov. Dá sa pozorovať iba z vesmíru, preto sa nazýva vákuové ultrafialové.
Energia ultrafialového kvanta je dostatočná na zničenie biologických molekúl, najmä DNA a proteínov. Toto je jedna z metód ničenia mikróbov. Predpokladá sa, že pokiaľ v zemskej atmosfére nebol ozón, ktorý pohlcuje značnú časť ultrafialového žiarenia, život nemohol opustiť vodu na súši.
Ultrafialové žiarenie vyžarujú objekty s teplotou v rozmedzí od tisícok do stoviek tisíc stupňov, ako sú mladé, horúce, masívne hviezdy. UV žiarenie je však pohlcované medzihviezdnym plynom a prachom, takže často nevidíme samotné zdroje, ale nimi osvetlené kozmické oblaky.
Na zber UV žiarenia sa používajú zrkadlové teleskopy, na registráciu fotonásobiče a v blízkom UV, ako vo viditeľnom svetle, CCD matrice.
Zdroje
Žiara vzniká, keď sa nabité častice slnečného vetra zrazia s molekulami v atmosfére Jupitera. Väčšina častíc pod vplyvom magnetického poľa planéty vstupuje do atmosféry v blízkosti jej magnetických pólov. Žiarenie sa preto vyskytuje na relatívne malej ploche. Podobné procesy prebiehajú na Zemi a na iných planétach s atmosférou a magnetickým poľom. Snímku urobil Hubbleov vesmírny teleskop.
Prijímače
Hubblov vesmírny teleskop
prieskumy oblohy
Prieskum vytvorilo orbitálne ultrafialové observatórium Extreme Ultraviolet Explorer (EUVE, 1992–2001). Čiarová štruktúra obrazu zodpovedá orbitálnemu pohybu satelitu a nehomogenita jasov jednotlivých pásiem je spojená so zmenami v kalibrácii zariadení. Čierne pruhy sú oblasti oblohy, ktoré nebolo možné pozorovať. Malý počet detailov v tejto recenzii je spôsobený tým, že zdrojov tvrdého ultrafialového žiarenia je pomerne málo a navyše ultrafialové žiarenie je rozptýlené kozmickým prachom.
Aplikácia Zeme
Zariadenie na dávkované ožarovanie tela blízkym ultrafialovým žiarením na opaľovanie. Ultrafialové žiarenie vedie v bunkách k uvoľneniu pigmentu melanínu, ktorý mení farbu pokožky.
Lekári rozdeľujú blízke ultrafialové žiarenie do troch sekcií: UV-A (400–315 nm), UV-B (315-280 nm) a UV-C (280-200 nm). Najmiernejšie UV-A svetlo stimuluje uvoľňovanie melanínu uloženého v melanocytoch, bunkových organelách, kde sa produkuje. Silnejšie UV-B spúšťa produkciu nového melanínu a tiež stimuluje v koži tvorbu vitamínu D. Modely solárií sa líšia svojim výstupným výkonom v týchto dvoch oblastiach UV spektra.
V zložení slnečného žiarenia v blízkosti zemského povrchu je až 99% ultrafialového žiarenia v UV-A oblasti a zvyšok je v UV-B. Žiarenie v rozsahu UV-C má baktericídny účinok; v slnečnom spektre je ho oveľa menej ako UV-A a UV-B, navyše väčšina sa ho pohltí v atmosfére. Ultrafialové žiarenie spôsobuje vysušovanie a starnutie pokožky a podporuje vznik rakoviny. Navyše žiarenie v rozsahu UV-A zvyšuje pravdepodobnosť najnebezpečnejšieho typu rakoviny kože – melanómu.
UV-B žiarenie je ochrannými krémami takmer úplne blokované, na rozdiel od UV-A, ktoré preniká cez takúto ochranu a čiastočne aj cez odev. Vo všeobecnosti sa verí, že veľmi malé dávky UV-B sú dobré pre zdravie a zvyšok UV žiarenia je škodlivý.
Na určenie pravosti bankoviek sa používa ultrafialové žiarenie. Polymérové vlákna so špeciálnym farbivom sú lisované do bankoviek, ktoré absorbujú ultrafialové kvantá, a následne vyžarujú menej energetické viditeľné žiarenie. Vlákna pod vplyvom ultrafialového svetla začnú žiariť, čo je jeden zo znakov pravosti.
Ultrafialové žiarenie detektora je okom neviditeľné, modrá žiara, ktorá je badateľná pri prevádzke väčšiny detektorov, je spôsobená tým, že použité ultrafialové zdroje vyžarujú aj vo viditeľnej oblasti.