Cahaya ultraungu: penggunaan, operasi dan perlindungan daripadanya

Tenaga solar adalah gelombang elektromagnet, yang dibahagikan kepada beberapa bahagian spektrum:

• X-ray - dengan panjang gelombang terpendek (di bawah 2 nm);
• UV panjang gelombang adalah 2-400 nm;
• bahagian yang boleh dilihat cahaya yang ditangkap oleh mata manusia dan haiwan (400-750 nm);
• oksidatif panas (inframerah) sinaran (melebihi 750 nm).

Setiap keping mendapati permohonan dan adalah amat penting dalam kehidupan di bumi ini dan semua biojisim. Kita menganggap bahawa sinaran adalah dalam julat 2-400 nm, di mana ia digunakan dan apa peranan dalam kehidupan orang ramai.

Sejarah penemuan sinaran UV

Sebutan pertama sejak abad ke XIII di perihal ahli falsafah dari India. Ia telah menulis tentang cahaya mata violet tidak dapat dilihat, yang mereka telah dikesan. Walau bagaimanapun, keupayaan teknikal masa yang jelas kurang untuk mengesahkan ini secara eksperimen dan dikaji secara terperinci.

Ia berjaya kerana ia adalah lima abad kemudian, ahli fizik dari Jerman Ritter. Ia adalah orang yang menjalankan eksperimen ke atas klorida perak dari pereputan di bawah pengaruh sinaran elektromagnet. Saintis mendapati bahawa proses lebih cepat tidak dalam bidang cahaya, yang pada masa itu telah dibuka dan dipanggil inframerah, tetapi sebaliknya. Rupa-rupanya ini adalah kawasan baru, belum lagi disiasat.

Oleh itu, radiasi ultraungu telah ditemui pada tahun 1842, sifat dan aplikasi yang kemudiannya menjalani kajian menyeluruh dan kajian oleh penyelidik yang berbeza. A sumbangan besar kepada ini dibuat oleh orang-orang seperti Alexander Becquerel, Varshaver, Danzig, Macedonio Melloni, Frank, Parfenov, Galanin dan lain-lain.

ciri-ciri umum

Apakah sinaran UV, penggunaan yang hari ini digunakan secara meluas dalam pelbagai bidang aktiviti manusia? Pertama, ia adalah perlu untuk menetapkan apa yang kelihatan aktif bentuk spektrum cahaya hanya pada suhu yang sangat tinggi 1500-2000 ⁰ C. Ia adalah dalam julat UV ini kesan aktiviti puncak.

Oleh sifat fizikal gelombang elektromagnet ini, panjang yang berbeza-beza dalam julat yang agak luas - dari 10 (kadang-kadang dari 2) 400 nm. Seluruh rangkaian radiasi dibahagikan kepada dua bidang:

1. pelbagai Tengah. Ia datang ke bumi melalui atmosfera dan lapisan ozon dari matahari. Panjang gelombang - 380-200 nm.
2. Far (vakum). Aktif diserap ozon, oksigen, komponen atmosfera. Kajian hanya menguruskan peranti vakum khas, yang mana beliau menerima namanya. Panjang gelombang - 200-2 nm.

Ia mempunyai klasifikasi sendiri spesies, yang sinaran ultraviolet. Hartanah dan permohonan adalah salah seorang daripada mereka.

1. Tengah.
2. Ini.
3. Extreme.
4. Purata.
5. Vakum.
6. Panjang gelombang cahaya hitam (UV-A).
7. gelombang pendek yg memadam rembasan penyakit (UV-C).
8. gelombang sederhana UV-B.

UV panjang gelombang setiap spesies mempunyai sendiri, tetapi mereka berada dalam had umum yang dinyatakan sebelum ini.

Menarik adalah UV-A, atau apa yang dipanggil cahaya hitam. Hakikat bahawa spektrum mempunyai panjang gelombang 400-315 nm. Ia terletak di sempadan cahaya yang boleh dilihat bahawa mata manusia mampu untuk menangkap. Oleh itu, radiasi ini melalui objek atau tisu tertentu boleh dipindahkan ke kawasan cahaya ungu yang boleh dilihat dan orang membezakannya sebagai hitam, gelap warna ungu biru atau gelap.

Spektrum, yang menyediakan sumber radiasi ultraungu mungkin tiga jenis:

• memerintah;
• berterusan;
• molekul (Way).

Ciri pertama atom, ion, gas. Kumpulan kedua - untuk penggabungan semula, bremsstrahlung. Sumber daripada jenis yang ketiga adalah yang paling biasa dalam kajian gas molekul dijernihkan.

Sumber radiasi ultraviolet

Sumber utama sinaran UV dibahagikan kepada tiga kategori yang luas:

• semula jadi atau semulajadi;
• tiruan, buatan manusia;
• laser.

Kumpulan pertama termasuk satu-satunya jenis hub dan radiator - matahari. Ia orb memberikan caj kuat jenis ini gelombang dapat melalui lapisan ozon dan sampai ke permukaan bumi. Walau bagaimanapun, tidak semua berat badan. Ahli-ahli sains telah mengemukakan teori bahawa kehidupan di bumi berasal hanya apabila perisai ozon telah menjadi untuk melindunginya daripada penembusan berlebihan berbahaya dalam kepekatan yang tinggi sinaran UV.

Dalam tempoh ini keluli boleh wujud molekul protin, asid nukleik dan ATP. Sehingga lapisan ozon hari ini datang ke dalam kerjasama rapat dengan sebahagian besar UV-A, UV-B dan UV-C, menjadikan mereka tidak berbahaya, dan tidak membiarkan kamu lalu. Oleh itu, perlindungan terhadap sinaran UV planet - hanya merit.

Apa yang menentukan kepekatan menembusi bumi UV? Terdapat beberapa faktor utama:

• lubang ozon;
• ketinggian di atas paras laut;
• solstis ketinggian;
• penyebaran atmosfera;
• tahap refleksi sinaran dari permukaan bumi semula jadi;
• keadaan awan wap.

pelbagai radiasi ultraviolet, menembusi bumi dari matahari, adalah di antara 200-400 nm.

Sumber-sumber berikut - adalah tiruan. Ini termasuk semua instrumen, peralatan, kemudahan yang telah direka oleh manusia untuk mencapai spektrum yang dikehendaki cahaya dengan panjang gelombang parameter dinyatakan. Ini dilakukan untuk mendapatkan sinaran ultraungu, penggunaan yang mungkin sangat berguna dalam pelbagai bidang. Sumber tiruan termasuk:

1. lampu Erithema yang mempunyai keupayaan untuk mengaktifkan sintesis vitamin D pada kulit. Ia menghalang penyakit riket dan menyembuhkan penyakitnya.
2. Peralatan untuk penyamakan, di mana orang yang bukan sahaja cantik semula jadi tan, tetapi dirawat untuk penyakit-penyakit yang timbul daripada kekurangan cahaya matahari terbuka (yang dipanggil kemurungan musim sejuk).
3. Lampu attractants membolehkan anda untuk melawan terhadap serangga di tempat yang selamat untuk manusia.
4. peranti Mercury kuarza.
5. Excilamp.
6. peranti pendarkilau.
7. lampu xenon.
8. Menunaikan peranti.
9. Suhu tinggi plasma.
10. radiasi sinkrotron dalam pemecut.

Satu lagi jenis sumber - laser. Kerja mereka adalah berdasarkan kepada penjanaan pelbagai gas - kedua-dua lengai dan tidak. Sumber boleh:

• nitrogen;
• argon;
• neon;
• xenon;
• scintillators organik;
• kristal.

Baru-baru ini, kira-kira 4 tahun yang lalu, ia telah dicipta oleh laser beroperasi pada elektron bebas. UV panjang di dalamnya sama dengan yang diperhatikan dalam vakum. pengedar UV laser digunakan dalam bioteknologi, kajian mikrobiologi, spektrometri jisim dan sebagainya.

Kesan biologi ke atas organisma

Tindakan sinaran ultraungu pada benda hidup dalam dua cara. Dalam satu tangan, penyakit ini boleh berlaku apabila tidak mencukupi. Rupa-rupanya hanya pada awal abad yang lalu. penyinaran buatan khas UV-A dalam standard yang diperlukan mampu:

• mengukuhkan kerja-kerja imuniti;
• menyebabkan pembentukan sebatian penting vasodilator (histamine, sebagai contoh);
• menguatkan sistem kulit otot;
• meningkatkan fungsi paru-paru, meningkatkan intensiti pertukaran gas;
• memberi kesan kepada kelajuan dan kualiti metabolisme;
• meningkatkan nada badan dengan mengaktifkan hormon;
• meningkatkan kebolehtelapan dinding saluran kulit.

Jika UV-A dalam jumlah yang mencukupi dimakan, maka ia tidak mempunyai gangguan seperti kemurungan atau kebuluran cahaya musim sejuk, serta ketara mengurangkan risiko penyakit riket.

Kesan radiasi ultraviolet mengenai kes itu daripada jenis berikut:

• bakteria;
• anti-radang;
• regenerasi;
• ubat penahan sakit.

Ciri-ciri ini sebahagian besarnya menjelaskan penggunaan meluas UV di kemudahan perubatan jenis apa pun.

Walau bagaimanapun, selain kelebihan ini, terdapat kelemahan. Terdapat beberapa jenis penyakit yang boleh dibeli, jika tidak dopoluchaet, atau sebaliknya, untuk mengambil dalam jumlah yang berlebihan dianggap gelombang.

1. kanser kulit. Ini adalah kesan yang paling berbahaya sinaran ultraviolet. Melanoma dapat dibentuk oleh ombak kesan berlebihan dari mana-mana sumber - semula jadi dan buatan manusia. Hal ini terutama berlaku peminat penyamakan tertutup. Dalam langkah yang perlu dan berhati-hati.
2. Kesan kerosakan pada retina bola mata. Dalam erti kata lain, katarak boleh membangunkan, pterygium atau terbakar shell. Kesan berbahaya UV yang berlebihan pada mata telah terbukti oleh para saintis untuk masa yang lama dan disahkan oleh data eksperimen. Oleh itu, apabila bekerja dengan sumber-sumber ini perlu mematuhi peraturan keselamatan. Di jalan, anda boleh melindungi diri anda dengan menggunakan cermin mata hitam. Walau bagaimanapun, dalam kes ini, anda perlu berhati-hati dengan palsu, kerana jika kaca itu tidak dilengkapi dengan penapis UV-penghalau, kesan yang merosakkan akan menjadi lebih kuat.
3. Burns pada kulit. Pada musim panas, mereka boleh membuat wang, jika masa yang lama tanpa kawalan mendedahkan diri anda kepada UV. Pada musim sejuk, anda boleh mendapatkan mereka daripada salji ciri-ciri mencerminkan hampir keseluruhannya data gelombang. Oleh itu, penyinaran berlaku dari Matahari, dan oleh salji.
4. Penuaan. Jika orang telah lama berada di bawah pengaruh UV, maka mereka mula menunjukkan tanda-tanda penuaan kulit awal: kelalaian, kedutan, kelalaian. Ia datang daripada fakta bahawa fungsi halangan pelindung kepingan lemah dan pecah.
5. Kesan kesan dalam masa. Adalah untuk menunjukkan kesan negatif bukan pada usia yang muda, dan lebih dekat dengan persaraan.

Semua keputusan ini adalah akibat daripada pelanggaran dos UV, iaitu Ia berlaku apabila penggunaan sinaran ultraviolet dijalankan secara rasional, teratur dan tanpa mematuhi langkah-langkah keselamatan.

sinaran Ultraviolet: Permohonan

Perkara-perkara utama penggunaan ditolak oleh sifat bahan. Hal ini juga berlaku untuk radiasi gelombang spektrum. Oleh itu, ciri-ciri utama UV, yang berdasarkan penggunaannya, adalah:

• tahap aktiviti kimia yang tinggi;
• kesan bakteria pada organisma;
• keupayaan untuk menyebabkan luminescence bahan pelbagai warna yang berbeza boleh dilihat dengan mata manusia (luminescence).

Ia menggunakan banyak sinaran ultra-ungu. Aplikasi termasuk:

• analisis spektrometrik;
• penyelidikan astronomi;
• perubatan;
• pensterilan;
• pembasmian kuman air minuman;
• photolithography;
• mineral kajian analisis;
• penapis UV;
• untuk menangkap serangga;
• untuk menghilangkan bakteria dan virus.

Setiap kawasan-kawasan menggunakan sesuatu jenis spektrum UV dan dengan panjang gelombang. Baru-baru ini, jenis radiasi aktif digunakan secara meluas dalam kajian kimia dan fizikal (penentuan elektron konfigurasi atom, molekul dan struktur kristal pelbagai sebatian, kerja dengan ion, analisis perubahan fizikal di ruang objek yang berbeza).

Terdapat satu lagi ciri kesan UV mengenai perkara itu. Sesetengah bahan polimer dapat mengurai di bawah pengaruh sumber sengit kekal gelombang data. Sebagai contoh, seperti:

• Polietilena sebarang tekanan;
• polipropilena;
• PMMA atau plexiglass.

Apa yang telah kesan? Produk yang diperbuat daripada bahan-bahan ini kehilangan warna, retak, pudar dan akhirnya musnah. Oleh itu, mereka dipanggil polimer sensitif. Ini ciri kemusnahan rantaian karbon pada keadaan cahaya solar aktif menggunakan teknologi nano, x-ray litografi, dan kawasan-kawasan lain pemindahan. Ini dilakukan terutamanya untuk meratakan permukaan kekasaran produk.

Spektrometri - kawasan utama kimia analisis yang pakar dalam mengenal pasti sebatian dan komposisi mereka dengan keupayaan untuk menyerap cahaya UV panjang gelombang tertentu. Ia ternyata bahawa spektrum adalah unik bagi setiap bahan, oleh itu ia adalah mungkin untuk mengklasifikasikan spektrometri keputusan.

Juga, penggunaan sinaran ultraviolet yg memadam rembasan penyakit dijalankan untuk menarik dan membunuh serangga. tindakan itu berdasarkan keupayaan mata untuk menangkap serangga lelaki tidak kelihatan, gelombang pendek spektrum. Oleh itu haiwan terbang ke sumber, di mana terdedah kepada kemusnahan.

Menggunakan solarium - pemasangan khas jenis menegak dan mendatar yang dengannya badan manusia terdedah kepada UV-A. Ini dilakukan untuk meningkatkan pengeluaran melanin dalam kulit, memberikan warna yang lebih gelap, kelancaran. Tambahan pula, keradangan dikeringkan dan memusnahkan bakteria berbahaya di permukaan lapisan atas. Perhatian khusus harus diberikan kepada perlindungan mata, kawasan sensitif.

bidang perubatan

Penggunaan sinaran ultraviolet dalam perubatan juga berdasarkan keupayaan untuk memusnahkan mata tidak kelihatan organisma hidup yang - bakteria dan virus, dan ciri-ciri yang berlaku dalam badan semasa radiasi buatan atau semula jadi lampu berwibawa.

Tanda-tanda utama untuk rawatan UV dapat digambarkan dalam beberapa perkara:

1. Semua jenis keradangan, luka terbuka, bernanah dan lipit terbuka.
2. Bagi kecederaan tulang.
3. Dalam kes terbakar, radang dingin, dan penyakit kulit.
4. Apabila penyakit pernafasan, batuk kering, asma.
5. Asal-usul dan pembangunan pelbagai jenis penyakit berjangkit.
6. Apabila penyakit, disertai dengan sakit teruk, neuralgia.
7. Penyakit tekak dan rongga hidung.
8. Riket dan trofik ulser.
9. penyakit gigi.
10. Mengawal tekanan aliran darah, normalisasi jantung.
11. Perkembangan tumor kanser.
12. Aterosklerosis, kegagalan buah pinggang dan beberapa negeri lain.

Semua penyakit-penyakit ini boleh membawa kesan yang sangat serius bagi organisma. Oleh itu, rawatan dan pencegahan penggunaan UV - penemuan perubatan sebenar, menjimatkan beribu-ribu dan berjuta-juta nyawa manusia, memelihara dan mengembalikan kesihatan mereka.

Satu lagi penggunaan UV dari sudut perubatan dan pandangan biologi - adalah pembasmian kuman premis, permukaan kerja dan pensterilan instrumen. Tindakan ini adalah berdasarkan kepada keupayaan untuk menghalang perkembangan UV dan replikasi molekul DNA, yang membawa kepada kepupusan mereka. Bakteria, kulat, protozoa dan virus dibunuh.

Masalah utama dengan penggunaan sinaran itu untuk pensterilan dan pembasmian kuman premis adalah kawasan lampu. Selepas organisma dimusnahkan hanya dengan kesan langsung daripada gelombang langsung. Apa yang perlu dilaksanakan di luar, terus wujud.

kerja-kerja analisis dengan mineral

Keupayaan untuk mendorong luminescence dari bahan-bahan membolehkan untuk memohon assay UV komposisi kualitatif mineral dan batu-batu. Dalam hal ini, ia adalah menarik terdapat batu-batu berharga, separuh berharga dan berharga. Yang hanya warna yang mereka berikan apabila mereka radiasi dengan ombak katod! Yang sangat menarik tentang ini menulis Malakhov, seorang ahli geologi terkenal. kerja-kerja yang menerangkan pemerhatian daripada palet warna cahaya, yang mampu menghasilkan mineral dalam sumber radiasi.

Sebagai contoh, krisolit, yang dalam spektrum yang boleh dilihat mempunyai warna biru yang indah apabila lampu sinaran terang hijau dan zamrud - merah. Mutiara tidak memberi apa-apa warna tertentu dan pelbagai warna berkilauan. Cermin mata hasilnya adalah hanya hebat.

Jika komposisi baka dikaji termasuk kekotoran uranium, kemudian berkelip akan menunjukkan hijau. Kekotoran Melita memberi biru dan morganite - ungu atau pucat ungu warna.

menggunakan penapis

Untuk menggunakan penapis juga terpakai radiasi yg memadam rembasan penyakit ultraungu. Jenis-jenis struktur itu boleh berbeza:

• pepejal;
• gas;
• cecair.

Aplikasi utama peranti itu dijumpai dalam industri kimia, terutamanya dalam kromatografi. Dengan bantuan mereka, anda boleh menjalankan analisis kualitatif bahan dan mengenal pasti ia sebagai yang dipunyai oleh kelas tertentu sebatian organik.

Rawatan air minuman

pembasmian kuman UV air minuman adalah salah satu kaedah yang paling moden dan kualitatif untuk pembersihan daripada bahan cemar biologi. Kelebihan kaedah ini adalah seperti berikut:

• kebolehpercayaan;
• keberkesanan;
• ketiadaan produk luaran ke dalam air;
• keselamatan;
• kecekapan;
• pemeliharaan sifat organoleptik air.

Sebab itulah hari ini kaedah pembasmian kuman adalah selaras dengan pengklorinan tradisional. Tindakan ini adalah berdasarkan ciri yang sama - kemusnahan DNA organisma berbahaya dalam komposisi air. Gunakan UV dengan panjang gelombang 260 nm.

Selain kesan langsung ke atas perosak, cahaya ultraungu juga digunakan bagi pemusnahan sisa bahan kimia, yang digunakan untuk melembutkan, pembersihan air: seperti, misalnya, klorin atau chloramine.

cahaya hitam

Peranti tersebut dilengkapi dengan pemancar khas, dapat memberikan panjang gelombang yang besar adalah berhampiran dengan kelihatan. Walau bagaimanapun, mereka masih kekal tidak dapat dibezakan dengan mata manusia. lampu itu digunakan sebagai peranti membaca tanda-tanda rahsia UV contoh, pasport, dokumen, wang kertas dan sebagainya. Iaitu, label itu boleh dilihat hanya di bawah pengaruh spektrum tertentu. Oleh itu prinsip pengesan mata wang dibina, peranti untuk memeriksa ketulenan wang kertas.

Pemulihan dan menentukan keaslian lukisan

Dan di kawasan ini ialah penggunaan UV. Setiap artis digunakan putih, masing-masing mengandungi tempoh dr jaman yg penting masa logam berat yang berbeza. Disebabkan oleh radiasi adalah mungkin untuk mendapatkan underpainting yang dipanggil, yang memberikan maklumat tentang kesahihan lukisan, serta teknik-teknik tertentu, cara penulisan setiap artis.

Juga, Lakuer filem pada permukaan artikel berkaitan dengan polimer sensitif. Oleh itu, ia dapat menjadi tua di bawah pengaruh cahaya. Ini menjadikan ia mungkin untuk menentukan umur kerencaman dan karya dunia seni.