Ar stiklas yra skaidrus ultravioletiniams spinduliams? Kas teisus: automobilio vairuotojas ar mokyklinis vadovėlis? Kas yra ultravioletinė šviesa: UV spindulių geriamojo vandens dezinfekcija

Žemės atmosferoje esantis deguonis, saulės šviesa ir vanduo yra pagrindinės sąlygos, palankios gyvybei planetoje tęstis. Mokslininkai jau seniai įrodė, kad saulės spinduliuotės intensyvumas ir spektras vakuume, kuris egzistuoja erdvėje, išlieka nepakitęs.

Žemėje jos poveikio, kurią vadiname ultravioletine spinduliuote, intensyvumas priklauso nuo daugelio veiksnių. Tarp jų: ​​sezonas, vietovės virš jūros lygio geografinė padėtis, ozono sluoksnio storis, debesuotumas, taip pat pramoninių ir gamtinių priemaišų koncentracijos oro masėse lygis.

Ultravioletiniai spinduliai

Saulės šviesa mus pasiekia dviem diapazonais. Žmogaus akis gali atskirti tik vieną iš jų. Ultravioletiniai spinduliai yra žmonėms nematomame spektre. Kas jie tokie? Tai ne kas kita, kaip elektromagnetinės bangos. Ultravioletinės spinduliuotės ilgis yra nuo 7 iki 14 nm. Tokios bangos į mūsų planetą neša didžiulius šiluminės energijos srautus, todėl jos dažnai vadinamos šiluminėmis bangomis.

Ultravioletine spinduliuote įprasta suprasti platų spektrą, susidedantį iš elektromagnetinių bangų, kurių diapazonas sąlygiškai padalintas į tolimuosius ir artimuosius spindulius. Pirmieji iš jų laikomi vakuuminiais. Juos visiškai sugeria viršutinė atmosfera. Žemės sąlygomis jų susidarymas įmanomas tik vakuuminių kamerų sąlygomis.

Kalbant apie artimuosius ultravioletinius spindulius, jie skirstomi į tris pogrupius, klasifikuojamus pagal diapazoną:

Ilgas, nuo 400 iki 315 nanometrų;

Vidutinis - nuo 315 iki 280 nanometrų;

Trumpas – nuo ​​280 iki 100 nanometrų.

Matavimo prietaisai

Kaip žmogus nustato ultravioletinę spinduliuotę? Iki šiol yra daug specialių prietaisų, skirtų ne tik profesionaliam, bet ir buitiniam naudojimui. Jais matuojamas gaunamos UV spindulių dozės intensyvumas ir dažnis, taip pat dydis. Rezultatai leidžia įvertinti galimą jų žalą organizmui.

UV šaltiniai

Pagrindinė UV spindulių „tiekėja“ mūsų planetoje, be abejo, yra Saulė. Tačiau iki šiol žmogus išrado dirbtinius ultravioletinės spinduliuotės šaltinius, kurie yra specialūs lempų įtaisai. Tarp jų:

Aukšto slėgio gyvsidabrio-kvarco lempa, galinti veikti bendrame 100–400 nm diapazone;

Liuminescencinė gyvybiškai svarbi lempa, generuojanti bangų ilgį nuo 280 iki 380 nm, didžiausias jos spinduliavimo pikas yra nuo 310 iki 320 nm;

Beozono ir ozono baktericidinės lempos, skleidžiančios ultravioletinius spindulius, kurių 80 % yra 185 nm ilgio.

UV spindulių nauda

Panašiai kaip natūrali ultravioletinė spinduliuotė, sklindanti iš Saulės, specialių prietaisų skleidžiama šviesa veikia augalų ir gyvų organizmų ląsteles, keičia jų cheminę struktūrą. Šiandien mokslininkai žino tik keletą bakterijų veislių, kurios gali egzistuoti be šių spindulių. Likę organizmai, patekę į sąlygas, kuriose nėra ultravioletinės spinduliuotės, tikrai mirs.

UV spinduliai gali turėti didelės įtakos vykstantiems medžiagų apykaitos procesams. Jie padidina serotonino ir melatonino sintezę, o tai teigiamai veikia centrinės nervų sistemos, taip pat endokrininės sistemos darbą. Veikiant ultravioletiniams spinduliams, suaktyvėja vitamino D gamyba. Ir tai yra pagrindinis komponentas, skatinantis kalcio pasisavinimą ir neleidžiantis vystytis osteoporozei bei rachitui.

UV spindulių žala

Atšiauri ultravioletinė spinduliuotė, žalinga gyviems organizmams, neleidžia ozono sluoksniams stratosferoje pasiekti Žemę. Tačiau vidutinio diapazono spinduliai, pasiekiantys mūsų planetos paviršių, gali sukelti:

Ultravioletinė eritema - stiprus odos nudegimas;

Katarakta – akies lęšiuko drumstimas, dėl kurio atsiranda aklumas;

Melanoma yra odos vėžys.

Be to, ultravioletiniai spinduliai gali turėti mutageninį poveikį, sukelti imuninių jėgų veikimo sutrikimus, o tai sukelia onkologines patologijas.

Odos pažeidimas

Ultravioletiniai spinduliai kartais sukelia:

1. Ūminiai odos pažeidimai. Jų atsiradimą palengvina didelės saulės spinduliuotės dozės, turinčios vidutinio nuotolio spindulių. Jie veikia odą trumpai, sukeldami eritemą ir ūmią fotodermatozę.
2. Uždelstas odos pažeidimas. Tai atsiranda po ilgalaikio ilgų bangų UV spindulių poveikio. Tai lėtinis fotodermatitas, saulės geroderma, odos fotosenėjimas, neoplazmų atsiradimas, ultravioletinių spindulių mutagenezė, bazaląstelinis ir plokščialąstelinis odos vėžys. Šiame sąraše taip pat yra herpesas.

Ir ūmią, ir uždelstą žalą kartais sukelia per didelis buvimas dirbtinėje saulės vonioje, taip pat lankymasis tuose soliariumuose, kuriuose naudojama nesertifikuota įranga arba UV lempos nekalibruotos.

Odos apsauga

Žmogaus kūnas, naudodamas ribotą saulės vonių kiekį, gali pats susidoroti su ultravioletine spinduliuote. Faktas yra tas, kad daugiau nei 20% tokių spindulių gali uždelsti sveiką epidermį. Iki šiol apsaugai nuo ultravioletinės spinduliuotės, siekiant išvengti piktybinių navikų atsiradimo, reikės:

Apriboti laiką, praleistą saulėje, o tai ypač svarbu vasaros vidurdienio valandomis;

Dėvėti lengvus, bet tuo pačiu uždarus drabužius;

Veiksmingų apsaugos nuo saulės priemonių pasirinkimas.

Naudojant ultravioletinių spindulių baktericidines savybes

UV spinduliai gali sunaikinti grybelį, taip pat kitus mikrobus, esančius ant daiktų, sienų paviršių, grindų, lubų ir ore. Medicinoje šios baktericidinės ultravioletinių spindulių savybės yra plačiai naudojamos, jų naudojimas yra tinkamas. Specialios lempos, skleidžiančios UV spindulius, užtikrina chirurginių ir manipuliacinių patalpų sterilumą. Tačiau ultravioletinę baktericidinę spinduliuotę gydytojai naudoja ne tik kovojant su įvairiomis hospitalinėmis infekcijomis, bet ir kaip vieną iš daugelio ligų šalinimo būdų.

Fototerapija

Ultravioletinės spinduliuotės naudojimas medicinoje yra vienas iš būdų atsikratyti įvairių ligų. Tokio gydymo metu susidaro dozuotas UV spindulių poveikis paciento organizmui. Tuo pačiu metu ultravioletinės spinduliuotės naudojimas medicinoje šiems tikslams tampa įmanomas dėl specialių fototerapijos lempų naudojimo.

Panaši procedūra atliekama šalinant odos, sąnarių, kvėpavimo organų, periferinės nervų sistemos, moterų lytinių organų ligas. Ultravioletinė šviesa skiriama žaizdų gijimo procesui paspartinti ir rachito profilaktikai.

Ypač efektyvus ultravioletinių spindulių naudojimas gydant psoriazę, egzemą, vitiligo, kai kurių rūšių dermatitą, niežėjimą, porfiriją, niežėjimą. Verta paminėti, kad ši procedūra nereikalauja anestezijos ir nesukelia pacientui diskomforto.

Ultravioletinius spindulius skleidžiančios lempos naudojimas leidžia gauti gerą rezultatą gydant pacientus, kuriems buvo atlikta sunkių pūlingų operacijų. Šiuo atveju pacientams padeda ir baktericidinė šių bangų savybė.

UV spindulių naudojimas kosmetologijoje

Infraraudonosios bangos aktyviai naudojamos žmogaus grožio ir sveikatos palaikymo srityje. Taigi, norint užtikrinti įvairių patalpų ir prietaisų sterilumą, būtina naudoti ultravioletinę germicidinę spinduliuotę. Pavyzdžiui, tai gali būti manikiūro įrankių infekcijos prevencija.

Ultravioletinės spinduliuotės naudojimas kosmetologijoje, žinoma, yra soliariumas. Jame specialių lempų pagalba klientai gali įdegti. Puikiai apsaugo odą nuo galimų vėlesnių nudegimų saulėje. Todėl prieš keliaujant į karštas šalis ar prie jūros kosmetologai rekomenduoja keletą kartų pasimėgauti soliariume.

Būtinas kosmetologijoje ir specialiose UV lempose. Jų dėka greitai polimerizuojasi specialus manikiūrui naudojamas gelis.

Objektų elektroninių struktūrų nustatymas

Ultravioletinė spinduliuotė taip pat taikoma fiziniams tyrimams. Jo pagalba nustatomi atspindžio, sugerties ir emisijos spektrai UV srityje. Tai leidžia patobulinti elektroninę jonų, atomų, molekulių ir kietųjų medžiagų struktūrą.

Žvaigždžių, Saulės ir kitų planetų UV spektrai neša informaciją apie fizikinius procesus, vykstančius tirtų kosminių objektų karštuose regionuose.

Vandens išgryninimas

Kur dar naudojami UV spinduliai? Ultravioletinė baktericidinė spinduliuotė yra pritaikyta geriamojo vandens dezinfekcijai. Ir jei anksčiau tam buvo naudojamas chloras, tai šiandien neigiamas jo poveikis organizmui jau gana gerai ištirtas. Taigi šios medžiagos garai gali sukelti apsinuodijimą. Pats chloro nurijimas išprovokuoja onkologinių ligų atsiradimą. Štai kodėl ultravioletinės lempos vis dažniau naudojamos vandens dezinfekcijai privačiuose namuose.

UV spinduliai taip pat naudojami baseinuose. Ultravioletiniai spinduliai bakterijoms naikinti naudojami maisto, chemijos ir farmacijos pramonėje. Šioms vietoms taip pat reikia švaraus vandens.

Oro dezinfekcija

Kur dar žmogus naudoja UV spindulius? Ultravioletinės spinduliuotės naudojimas oro dezinfekcijai taip pat pastaraisiais metais tampa vis dažnesnis. Recirkuliatoriai ir emiteriai įrengiami perpildytose vietose, pavyzdžiui, prekybos centruose, oro uostuose ir traukinių stotyse. Naudojant UV spinduliuotę, kuri veikia mikroorganizmus, galima maksimaliai – iki 99,9 % – dezinfekuoti jų buveinę.

buitiniam naudojimui

Kvarcinės lempos, skleidžiančios UV spindulius, jau daugelį metų dezinfekuoja ir valo orą klinikose ir ligoninėse. Tačiau pastaraisiais metais ultravioletinė spinduliuotė vis dažniau naudojama kasdieniame gyvenime. Jis labai efektyviai pašalina organinius teršalus, tokius kaip grybelis ir pelėsiai, virusai, mielės ir bakterijos. Ypač sparčiai šie mikroorganizmai plinta patalpose, kuriose žmonės dėl įvairių priežasčių ilgą laiką sandariai uždaro langus ir duris.

Baktericidinį švitintuvą naudoti namų sąlygomis patartina esant nedideliam būsto plotui ir gausiai šeimai su mažais vaikais ir augintiniais. UV lempa leis patalpas periodiškai dezinfekuoti, o tai sumažins ligų atsiradimo ir tolesnio perdavimo riziką.

Panašius prietaisus naudoja ir sergantieji tuberkulioze. Juk ne visada tokie pacientai gydomi ligoninėje. Būdami namuose, jie turi dezinfekuoti namus, įskaitant ultravioletinę spinduliuotę.

Taikymas kriminalistikoje

Mokslininkai sukūrė technologiją, leidžiančią aptikti minimalias sprogstamųjų medžiagų dozes. Tam naudojamas prietaisas, kuriame gaminama ultravioletinė spinduliuotė. Toks prietaisas gali aptikti pavojingų elementų buvimą ore ir vandenyje, ant audinio, taip pat ant nusikaltimu įtariamo asmens odos.

Ultravioletinė ir infraraudonoji spinduliuotė taip pat pritaikoma makrofotografuojant objektus su nematomais ir sunkiai matomais padaryto nusikaltimo pėdsakais. Tai leidžia kriminalistams ištirti dokumentus ir šūvio pėdsakus, tekstus, kurie pasikeitė dėl jų užtvindymo krauju, rašalu ir kt.

Kiti UV spindulių naudojimo būdai

Ultravioletinė spinduliuotė naudojama:

Šou versle kurti apšvietimo efektus ir apšvietimą;

Valiutos detektoriuose;

Spausdinant;

Gyvulininkystėje ir žemės ūkyje;

Vabzdžiams gaudyti;

Restauruojant;

Chromatografinei analizei.

Ultravioletiniai spinduliai turi didžiausią biologinį aktyvumą. Natūraliomis sąlygomis saulė yra galingas ultravioletinių spindulių šaltinis. Tačiau tik jos ilgosios bangos dalis pasiekia žemės paviršių. Trumpesnio bangos ilgio spinduliuotę atmosfera sugeria jau 30-50 km aukštyje nuo žemės paviršiaus.

Didžiausias ultravioletinės spinduliuotės srauto intensyvumas stebimas prieš pat vidurdienį, o didžiausias – pavasario mėnesiais.

Kaip jau minėta, ultravioletiniai spinduliai turi didelį fotocheminį aktyvumą, kuris plačiai naudojamas praktikoje. Ultravioletinė spinduliuotė naudojama daugelio medžiagų sintezei, audinių balinimui, lakinės odos gamyboje, brėžinių brėžiniuose, vitamino D gamyboje ir kituose gamybos procesuose.

Svarbi ultravioletinių spindulių savybė yra jų gebėjimas sukelti liuminescenciją.

Kai kuriuose procesuose vyksta darbinių ultravioletinių spindulių poveikis, pavyzdžiui, elektrinis suvirinimas įtampos lanku, pjovimas ir suvirinimas deguonimi, radijo lempų ir gyvsidabrio lygintuvų gamyba, metalų ir tam tikrų mineralų liejimas ir lydymas, projektavimas, vandens sterilizavimas. ir kt. Gyvsidabrio-kvarcines lempas aptarnaujantis medicinos ir techninis personalas.

Ultravioletiniai spinduliai turi galimybę pakeisti audinių ir ląstelių cheminę struktūrą.

UV bangos ilgis

Skirtingo bangos ilgio ultravioletinių spindulių biologinis aktyvumas nėra vienodas. Ultravioletiniai spinduliai, kurių bangos ilgis nuo 400 iki 315 mμ. turi gana silpną biologinį poveikį. Trumpesnio bangos ilgio spinduliai yra biologiškai aktyvesni. Ultravioletiniai spinduliai, kurių ilgis 315-280 mμ, turi stiprų odos ir antirachitinį poveikį. Ypač didelį aktyvumą turi spinduliuotė, kurios bangos ilgis yra 280-200 mμ. (baktericidinis poveikis, gebėjimas aktyviai veikti audinių baltymus ir lipoidus, taip pat sukelti hemolizę).

Gamybos sąlygomis ultravioletiniai spinduliai, kurių bangos ilgis yra nuo 36 iki 220 mμ, t.y. su dideliu biologiniu aktyvumu.

Skirtingai nuo šiluminių spindulių, kurių pagrindinė savybė yra hiperemijos išsivystymas radiacijos paveiktose vietose, ultravioletinių spindulių poveikis organizmui atrodo daug sudėtingesnis.

Ultravioletiniai spinduliai per odą prasiskverbia palyginti mažai, o jų biologinis poveikis yra susijęs su daugelio neurohumoralinių procesų, lemiančių sudėtingą jų įtakos organizmui pobūdį, vystymąsi.

Ultravioletinė eritema

Priklausomai nuo šviesos šaltinio intensyvumo ir infraraudonųjų ar ultravioletinių spindulių kiekio jo spektre, odos pokyčiai nebus vienodi.

Ultravioletinių spindulių poveikis odai sukelia būdingą odos kraujagyslių reakciją - ultravioletinę eritemą. Ultravioletinė eritema labai skiriasi nuo šiluminės eritemos, kurią sukelia infraraudonieji spinduliai.

Paprastai, naudojant infraraudonuosius spindulius, ryškūs odos pokyčiai nepastebimi, nes atsirandantis deginimo pojūtis ir skausmas neleidžia ilgai būti šiems spinduliams. Eritema, kuri išsivysto veikiant infraraudoniesiems spinduliams, atsiranda iškart po švitinimo, yra nestabili, netrunka ilgai (30–60 min.) ir daugiausia yra lizdinio pobūdžio. Po ilgo infraraudonųjų spindulių poveikio atsiranda rudos spalvos pigmentacija.

Ultravioletinė eritema atsiranda po švitinimo praėjus tam tikram latentiniam periodui. Skirtingiems žmonėms šis laikotarpis svyruoja nuo 2 iki 10 valandų. Ultravioletinės eritemos latentinio periodo trukmė yra žinoma priklausomybė nuo bangos ilgio: ilgųjų bangų ultravioletinių spindulių eritema atsiranda vėliau ir trunka ilgiau nei nuo trumpųjų.

Ultravioletinių spindulių sukelta eritema yra ryškiai raudonos spalvos su aštriais kraštais, tiksliai atitinkančia poveikio vietą. Oda tampa šiek tiek patinusi ir skausminga. Didžiausias eritemos išsivystymas pasiekia 6-12 valandų nuo pradžios, trunka 3-5 dienas ir palaipsniui blyški, įgaudamas rudą atspalvį, o dėl joje susidarančio pigmento oda tolygiai ir intensyviai patamsėja. Kai kuriais atvejais eritemos išnykimo laikotarpiu pastebimas nedidelis lupimasis.

Eritemos išsivystymo laipsnis priklauso nuo ultravioletinių spindulių dozės ir individualaus jautrumo. Ceteris paribus, kuo didesnė ultravioletinių spindulių dozė, tuo intensyvesnė odos uždegiminė reakcija. Ryškiausią eritemą sukelia spinduliai, kurių bangos ilgis yra apie 290 mμ. Perdozavus ultravioletinių spindulių, eritema įgauna melsvą atspalvį, eritemos kraštai tampa neryškūs, apšvitinta vieta paburksta ir skausminga. Intensyvus švitinimas gali sukelti nudegimą ir susidaryti burbului.

Įvairių odos dalių jautrumas ultravioletiniams spinduliams

Ultravioletiniams spinduliams jautriausia pilvo oda, apatinė nugaros dalis, krūtinės ląstos šoniniai paviršiai. Rankų ir veido oda yra mažiausiai jautri.

Jautresni asmenys, turintys gležną, šiek tiek pigmentuotą odą, vaikai, taip pat sergantieji Greivso liga ir vegetatyvine distonija. Pavasarį pastebimas padidėjęs odos jautrumas ultravioletiniams spinduliams.

Nustatyta, kad odos jautrumas ultravioletiniams spinduliams gali skirtis priklausomai nuo fiziologinės organizmo būklės. Eriteminės reakcijos išsivystymas pirmiausia priklauso nuo nervų sistemos funkcinės būklės.

Reaguojant į ultravioletinį spinduliavimą, odoje susidaro ir nusėda pigmentas, kuris yra odos baltymų apykaitos produktas (organinė dažanti medžiaga – melaninas).

Ilgųjų bangų UV spinduliai sukelia intensyvesnį įdegį nei trumpųjų bangų UV spinduliai. Pakartotinai apšvitinant ultravioletiniais spinduliais, oda tampa mažiau jautri šiems spinduliams. Odos pigmentacija dažnai išsivysto be anksčiau matomos eritemos. Pigmentuotoje odoje ultravioletiniai spinduliai nesukelia fotoeritemos.

Teigiamas ultravioletinių spindulių poveikis

Ultravioletiniai spinduliai mažina jutimo nervų jaudrumą (analgetinį poveikį), taip pat turi antispaztinį ir antirachitinį poveikį. Veikiant ultravioletiniams spinduliams, susidaro vitaminas D, kuris labai svarbus fosforo-kalcio apykaitai (ergosterolis odoje virsta vitaminu D). Veikiant ultravioletiniams spinduliams, organizme sustiprėja oksidaciniai procesai, padidėja audinių deguonies pasisavinimas ir anglies dvideginio išsiskyrimas, suaktyvėja fermentai, pagerėja baltymų ir angliavandenių apykaita. Padidėja kalcio ir fosfatų kiekis kraujyje. Pagerėja kraujo susidarymas, regeneraciniai procesai, aprūpinimas krauju, audinių trofizmas. Odos kraujagyslės išsiplečia, sumažėja kraujospūdis, didėja bendras organizmo biotonusas.

Naudingas ultravioletinių spindulių poveikis išreiškiamas organizmo imunobiologinio reaktyvumo pasikeitimu. Švitinimas skatina antikūnų gamybą, didina fagocitozę, tonizuoja retikuloendotelinę sistemą. Tai padidina organizmo atsparumą infekcijoms. Šiuo atžvilgiu radiacijos dozė yra svarbi.

Nemažai gyvulinės ir augalinės kilmės medžiagų (hematoporfirinas, chlorofilas ir kt.), kai kurios cheminės medžiagos (chininas, streptocidas, sulfidinas ir kt.), ypač fluorescenciniai dažai (eozinas, metileno mėlynasis ir kt.), turi savybę didinti organizmo atsparumą. jautrumas šviesai. Pramonėje su akmens anglių degutu dirbantys žmonės serga atvirų kūno dalių odos ligomis (niežulys, deginimas, paraudimas), o naktį šie reiškiniai išnyksta. Taip yra dėl akridino, esančio akmens anglių dervoje, fotosensibilizuojančių savybių. Įjautrinimas dažniausiai pasireiškia matomų spindulių atžvilgiu ir mažesniu mastu ultravioletinių spindulių atžvilgiu.

Didelę praktinę reikšmę turi ultravioletinių spindulių gebėjimas sunaikinti įvairias bakterijas (vadinamasis baktericidinis poveikis). Šis veiksmas ypač ryškus ultravioletiniuose spinduliuose, kurių bangos ilgis mažesnis nei (265–200 mμ). Baktericidinis šviesos poveikis yra susijęs su poveikiu bakterijų protoplazmai. Įrodyta, kad po ultravioletinių spindulių apšvitinimo padidėja mitogenetinė spinduliuotė ląstelėse ir kraujyje.

Remiantis šiuolaikinėmis koncepcijomis, šviesos poveikis kūnui daugiausia grindžiamas refleksiniu mechanizmu, nors didelė reikšmė teikiama ir humoraliniams veiksniams. Tai ypač pasakytina apie ultravioletinių spindulių poveikį. Taip pat reikia nepamiršti matomų spindulių poveikio per regėjimo organus žievės ir vegetatyviniuose centruose galimybę.

Šviesos sukeltai eritemai išsivystyti didelė reikšmė teikiama spindulių įtakai odos receptorių aparatams. Veikiant ultravioletiniams spinduliams, skaidant odoje esančius baltymus, susidaro histaminas ir į histaminą panašūs produktai, kurie plečia odos kraujagysles ir padidina jų pralaidumą, o tai sukelia hiperemiją ir patinimą. Produktai, susidarę odoje veikiami ultravioletinių spindulių (histaminas, vitaminas D ir kt.), patenka į kraują ir sukelia tuos bendruosius organizmo pokyčius, kurie atsiranda švitinimo metu.

Taigi apšvitintoje zonoje besivystantys procesai neurohumoraliniu būdu lemia bendros organizmo reakcijos vystymąsi. Šią reakciją daugiausia lemia centrinės nervų sistemos aukštesniųjų reguliavimo skyrių būklė, kuri, kaip žinote, gali keistis veikiant įvairiems veiksniams.

Neįmanoma kalbėti apie ultravioletinės spinduliuotės biologinį poveikį apskritai, nepriklausomai nuo bangos ilgio. Trumpųjų bangų ultravioletinė spinduliuotė sukelia baltyminių medžiagų denatūraciją, ilgoji – fotolitinį skilimą. Specifinis skirtingų ultravioletinės spinduliuotės spektro sekcijų veikimas atskleidžiamas daugiausia pradiniame etape.

Ultravioletinės spinduliuotės taikymas

Platus biologinis ultravioletinių spindulių poveikis leidžia juos naudoti tam tikromis dozėmis prevenciniais ir gydymo tikslais.

Ultravioletiniam apšvitinimui naudojama saulės šviesa, taip pat dirbtiniai švitinimo šaltiniai: gyvsidabrio-kvarco ir argono-gyvsidabrio-kvarco lempos. Gyvsidabrio-kvarco lempų emisijos spektras pasižymi trumpesniu ultravioletinių spindulių buvimu nei saulės spektre.

Ultravioletinis spinduliavimas gali būti bendras arba vietinis. Procedūrų dozavimas atliekamas pagal biodozės principą.

Šiuo metu ultravioletinė spinduliuotė plačiai naudojama, visų pirma įvairių ligų profilaktikai. Šiuo tikslu ultravioletinė spinduliuotė naudojama žmogaus aplinkai pagerinti ir jos reaktyvumui keisti (pirmiausia imunobiologinėms savybėms padidinti).

Specialių baktericidinių lempų pagalba galima sterilizuoti orą gydymo įstaigose ir gyvenamosiose patalpose, sterilizuoti pieną, vandenį ir kt. Ultravioletinis švitinimas plačiai naudojamas rachito, gripo profilaktikai, siekiant apskritai sustiprinti organizmą medicinos ir vaikų įstaigose. , mokyklos, sporto salės, fotaria anglies kasyklose, treniruojant sportininkus, aklimatizacijai prie šiaurės sąlygų, dirbant karštose parduotuvėse (ultravioletinė spinduliuotė suteikia didesnį efektą kartu su infraraudonaisiais spinduliais).

Ultravioletiniai spinduliai ypač plačiai naudojami švitinant vaikus. Visų pirma, toks poveikis rodomas nusilpusiems, dažnai sergantiems vaikams, gyvenantiems šiaurinėje ir vidutinėje platumose. Kartu gerėja bendra vaikų būklė, padaugėja miegas, didėja svoris, mažėja sergamumas, mažėja katarinių reiškinių dažnis, ligų trukmė. Gerina bendrą fizinį vystymąsi, normalizuoja kraujo, kraujagyslių pralaidumą.

Plačiai paplito ir kalnakasių ultravioletinis švitinimas fotarijoje, kurių kasybos įmonėse organizuojama daug. Sistemingai masiškai veikiant kalnakasius, dirbančius požeminiuose darbuose, gerėja savijauta, didėja darbingumas, mažėja nuovargis, mažėja sergamumas laikinąja negalia. Apšvitinus kalnakasius, padidėja hemoglobino procentas, atsiranda monocitozė, mažėja gripo atvejų, mažėja sergamumas raumenų ir kaulų sistema, periferine nervų sistema, pustulinės odos ligos, viršutinių kvėpavimo takų katarai ir tonzilitas. rečiau, pagerėja gyvybinės veiklos ir plaučių rodmenys.

Ultravioletinės spinduliuotės naudojimas medicinoje

Ultravioletinių spindulių naudojimas terapiniais tikslais daugiausia grindžiamas priešuždegiminiu, antineuralginiu ir desensibilizuojančiu šios rūšies spinduliavimo energijos poveikiu.

Kartu su kitomis terapinėmis priemonėmis ultravioletinis švitinimas atliekamas:

1) gydant rachitą;

2) persirgus infekcinėmis ligomis;

3) sergant kaulų, sąnarių, limfmazgių tuberkulioze;

4) sergant fibrozine plaučių tuberkulioze be reiškinių, rodančių proceso suaktyvėjimą;

5) sergant periferinės nervų sistemos, raumenų ir sąnarių ligomis;

6) sergant odos ligomis;

7) nudegus ir nušalus;

8) su pūlingomis žaizdų komplikacijomis;

9) su infiltratų rezorbcija;

10) siekiant pagreitinti regeneracinius procesus pažeidžiant kaulus ir minkštuosius audinius.

Kontraindikacijos radiacijai yra:

1) piktybiniai navikai (nes spinduliavimas pagreitina jų augimą);

2) stiprus išsekimas;

3) padidėjusi skydliaukės funkcija;

4) sunkios širdies ir kraujagyslių ligos;

5) aktyvi plaučių tuberkuliozė;

6) inkstų liga;

7) ryškūs centrinės nervų sistemos pokyčiai.

Reikia atsiminti, kad pigmentacijos gavimas, ypač trumpuoju laikotarpiu, neturėtų būti gydymo tikslas. Kai kuriais atvejais geras terapinis poveikis pastebimas esant silpnai pigmentacijai.

Neigiamas ultravioletinių spindulių poveikis

Ilgalaikis ir intensyvus ultravioletinis švitinimas gali neigiamai paveikti organizmą ir sukelti patologinius pokyčius. Esant dideliam poveikiui, pastebimas nuovargis, galvos skausmas, mieguistumas, atminties sutrikimas, dirglumas, širdies plakimas ir apetito praradimas. Per didelis poveikis gali sukelti hiperkalcemiją, hemolizę, augimo sulėtėjimą ir sumažėjusį atsparumą infekcijai. Esant stipriam poveikiui, išsivysto nudegimai ir dermatitas (odos deginimas ir niežėjimas, difuzinė eritema, patinimas). Tuo pačiu metu pakyla kūno temperatūra, atsiranda galvos skausmas, silpnumas. Nudegimai ir dermatitas, atsirandantys veikiant saulės spinduliuotei, daugiausia susiję su ultravioletinių spindulių poveikiu. Žmonės, dirbantys lauke, veikiami saulės spindulių, gali susirgti ilgalaikiu ir sunkiu dermatitu. Būtina prisiminti apie aprašyto dermatito perėjimo į vėžį galimybę.

Priklausomai nuo skirtingų saulės spektro dalių spindulių įsiskverbimo gylio, gali išsivystyti pakitimai akyse. Infraraudonųjų ir matomų spindulių įtakoje atsiranda ūminis retinitas. Vadinamoji stiklo pūstuvo katarakta, kuri išsivysto lęšiui ilgai sugerus infraraudonuosius spindulius, yra gerai žinoma. Lęšio drumstėjimas vyksta lėtai, daugiausia tarp karštų parduotuvių darbuotojų, kurių darbo patirtis 20–25 ar daugiau metų. Šiuo metu profesionali katarakta karštose parduotuvėse yra reta, nes gerokai pagerėjo darbo sąlygos. Ragena ir junginė daugiausia reaguoja į ultravioletinius spindulius. Šie spinduliai (ypač kai bangos ilgis mažesnis nei 320 mμ.) kai kuriais atvejais sukelia akių ligą, vadinamą fotoftalmija arba elektroftalmija. Šia liga dažniausiai serga elektriniai suvirintojai. Tokiais atvejais dažnai stebimas ūminis keratokonjunktyvitas, kuris dažniausiai pasireiškia praėjus 6-8 valandoms po darbo, dažnai naktį.

Su elektroftalmija pastebima hiperemija ir gleivinės patinimas, blefarospasmas, fotofobija ir ašarojimas. Dažnai nustatomi ragenos pažeidimai. Ūminis ligos periodas trunka 1-2 dienas. Fotooftalmija kartais pasireiškia žmonėms, dirbantiems lauke ryškioje saulės šviesoje plačiose sniegu padengtose erdvėse, vadinamojo sniego aklumo forma. Fotoftalmijos gydymas yra tamsoje, novokaino ir šaltų losjonų naudojimas.

UV apsauga

Norėdami apsaugoti akis nuo neigiamo ultravioletinių spindulių poveikio darbo vietoje, jie naudoja skydus ar šalmus su specialiais tamsiais akiniais, akinius, o likusiai kūno daliai ir aplinkiniams apsaugoti - izoliacinius ekranus, nešiojamus ekranus, kombinezonus. .

ultravioletinė šviesa yra elektromagnetinės spinduliuotės tipas, dėl kurio plakatai šviečia juoda šviesa ir yra atsakinga už vasaros įdegį ir saulės nudegimą. Tačiau per didelis UV spindulių poveikis kenkia gyviems audiniams.

Elektromagnetinė spinduliuotė sklinda iš saulės ir yra perduodama bangomis arba dalelėmis skirtingais bangos ilgiais ir dažniais. Šis platus bangų ilgių diapazonas yra žinomas kaip elektromagnetinis (EM) spektras. Spektras paprastai skirstomas į septynias sritis mažėjančio bangos ilgio ir didėjančios energijos bei dažnio tvarka. Įprasti pavadinimai yra radijo bangos, mikrobangos, infraraudonieji (IR), matomi, ultravioletiniai (UV), rentgeno spinduliai ir gama spinduliai.

Ultravioletinė (UV) šviesa patenka į EM spektrą tarp matomos šviesos ir rentgeno spindulių. Jo dažnis yra nuo maždaug 8 × 1014 iki 3 × 1016 ciklų per sekundę arba hercų (Hz), o bangos ilgis nuo maždaug 380 nanometrų (1,5 × 10–5 colių) iki maždaug 10 nm (4 × 10–7 colių). Pagal W.S. „Ultravioletinę spinduliuotę“. Navy, UV paprastai skirstomi į tris pogrupius:

• UVA arba beveik UV (315–400 nm)
• UVB arba vidutinis UV (280–315 nm)
• UVC arba tolimasis UV (180-280 nm)

Ultravioletinė šviesa turi pakankamai energijos cheminiams ryšiams nutraukti. Dėl savo didesnės energijos UV fotonai gali sukelti jonizaciją – procesą, kurio metu jie atitrūksta nuo atomų. Atsiradusi laisva vieta paveikia chemines atomų savybes ir sukelia arba nutraukia chemines jungtis, kurių kitu atveju jie neturėtų. Tai gali būti naudinga cheminiam apdorojimui arba gali pažeisti medžiagas ir gyvus audinius. Ši žala gali būti naudinga, pavyzdžiui, dezinfekuojant paviršius, tačiau gali būti ir žalinga, ypač odai ir akims, kurias labiausiai neigiamai veikia ultravioletinė spinduliuotė.

Didžioji dalis natūralios šviesos su ultravioletiniais spinduliais randama iš saulės. Tačiau tik apie 10 procentų saulės šviesos yra ultravioletinė spinduliuotė, ir tik apie trečdalis jos patenka į atmosferą, kai pasiekia žemę. 95% saulės spindulių pasiekia pusiaują, o 5% - ultravioletiniai. Joks išmatuojamas saulės spinduliuotės UVC nepasiekia Žemės paviršiaus, nes ozonas, molekulinis deguonis ir vandens garai viršutiniuose atmosferos sluoksniuose visiškai sugeria trumpiausius UV bangos ilgius. Tačiau, kaip teigiama 13-ojoje NTP ataskaitoje apie kancerogenus, „plataus spektro ultravioletinė spinduliuotė yra pati stipriausia ir žalingiausia gyviems daiktams“.

Nudegimas saulėje yra reakcija į kenksmingų spindulių poveikį. Iš esmės įdegis atsiranda dėl natūralaus organizmo gynybos mechanizmo, kurį sudaro pigmentas, vadinamas melaninu, kurį gamina odos ląstelės, vadinamos melanocitais. Melaninas sugeria ultravioletinę šviesą ir išsklaido ją kaip šilumą. Kai organizmas jaučia saulės žalą, jis siunčia melaniną į aplinkines ląsteles ir bando apsaugoti jas nuo tolesnės žalos. Dėl pigmento oda tamsėja.

„Melaninas yra natūralus kremas nuo saulės“, – 2013 m. interviu sakė Tuftso universiteto Medicinos mokyklos dermatologijos docentas. Tačiau nuolatinis ultravioletinių spindulių poveikis gali persunkti organizmo apsaugą. Kai taip atsitinka, įvyksta toksinė reakcija, sukelianti saulės nudegimą. UV spinduliai gali pažeisti DNR kūno ląstelėse. Kūnas jaučia šį sunaikinimą ir užlieja tą vietą krauju, kad padėtų gijimo procesui. Taip pat atsiranda skausmingas uždegimas. Paprastai po pietų dėl pernelyg ilgo buvimo saulėje tampa žinomas ir jaučiamas būdingas raudonojo omaro nudegimas.

Kartais ląstelės, kurių DNR mutavo saulės spinduliai, virsta probleminėmis ląstelėmis, kurios nemiršta, bet toliau plinta kaip vėžys. "UV šviesa sukelia atsitiktinius pažeidimus DNR atkūrimo proceso metu, todėl ląstelės įgyja galimybę išvengti mirties", - sakė Zhuang.

Rezultatas yra odos vėžys, dažniausia vėžio forma. Žmonėms, kurie nudegė saulėje, yra žymiai didesnė rizika. Pasak Odos vėžio fondo, mirtinos odos vėžio formos, vadinamos melanoma, rizika padvigubėja tiems, kurie nudegė penkis ar daugiau saulės spindulių.

Ultravioletinei šviesai gaminti buvo sukurta daugybė dirbtinių šaltinių. Sveikatos fizikos draugijos teigimu, „dirbti šaltiniai yra įdegio kabinos, juodos šviesos, vulkanizuojančios lempos, germicidinės lempos, gyvsidabrio lempos, halogeninės lempos, didelio intensyvumo išlydžio lempos, fluorescencinės ir kaitinamosios lempos bei kai kurių tipų lazeriai“.

Vienas iš labiausiai paplitusių ultravioletinių spindulių gamybos būdų yra praleisti elektros srovę per išgarintą gyvsidabrį ar kitas dujas. Šio tipo lempos dažniausiai naudojamos įdegio kabinose ir paviršių dezinfekcijai. Lempos taip pat naudojamos juodose lempose, kurios sukelia fluorescencinius dažus ir dažus. Šviesos diodai (LED), lazeriai ir lankinės lempos taip pat yra įvairių bangos ilgių ultravioletinių spindulių šaltiniai pramonėje, medicinoje ir moksliniams tyrimams.

Daugelis medžiagų, įskaitant mineralus, augalus, grybus ir mikrobus, taip pat organines ir neorganines chemines medžiagas, gali sugerti ultravioletinę šviesą. Dėl absorbcijos medžiagoje esantys elektronai peršoka į aukštesnį energijos lygį. Tada šie elektronai gali grįžti į žemesnį energijos lygį keliais mažesniais žingsniais, išleisdami dalį savo sugertos energijos kaip matomą šviesą – fluorescenciją. Medžiagos, naudojamos kaip pigmentai dažuose ar dažuose, kurios pasižymi tokia fluorescencija, saulės šviesoje tampa ryškesnės, nes sugeria nematomą ultravioletinę šviesą ir išspinduliuoja ją matomais bangos ilgiais. Dėl šios priežasties jie dažniausiai naudojami ženklams, gelbėjimosi liemenėms ir kitoms reikmėms, kur svarbus didelis matomumas.

Fluorescencija taip pat gali būti naudojama aptikti ir identifikuoti tam tikrus mineralus ir organines medžiagas. Fluorescenciniai zondai leidžia tyrėjams aptikti specifinius sudėtingų biomolekulinių mazgų, tokių kaip gyvos ląstelės, komponentus, pasižyminčius išskirtiniu jautrumu ir selektyvumu.

Liuminescencinėse lempose, naudojamose apšvietimui, kartu su mėlyna šviesa susidaro 254 nm ultravioletinė šviesa, kuri skleidžiama elektros srovei praleidžiant gyvsidabrio garus. Ši ultravioletinė spinduliuotė yra nematoma, tačiau turi daugiau energijos nei skleidžiama matoma šviesa. Ultravioletinės šviesos energiją sugeria liuminescencinės lempos viduje esanti fluorescencinė danga ir skleidžia kaip matoma šviesa. Panašūs vamzdeliai be tos pačios fluorescencinės dangos skleidžia ultravioletinę šviesą, kuri gali būti naudojama paviršiams dezinfekuoti, nes jonizuojantis UV spinduliuotės poveikis gali sunaikinti daugumą bakterijų.

Be saulės, yra daugybė dangaus ultravioletinių spindulių šaltinių. NASA teigimu, kosmose labai didelės jaunos žvaigždės didžiąją dalį savo šviesos šviečia ultravioletinių bangų ilgiais. Kadangi Žemės atmosfera blokuoja daugumą ultravioletinių spindulių, ypač esant trumpesniems bangų ilgiams, stebėjimai atliekami naudojant didelio aukščio balionus ir orbitinius teleskopus, kuriuose įrengti specializuoti vaizdo jutikliai ir filtrai, skirti stebėti EM spektro UV srityje.

Pasak Misūrio universiteto astronomijos profesoriaus Roberto Pattersono, dauguma stebėjimų atliekami naudojant įkrovimo prijungtus įrenginius (CCD), detektorius, sukurtus taip, kad būtų jautrūs trumpo bangos ilgio fotonams. Šie stebėjimai gali nustatyti karščiausių žvaigždžių paviršiaus temperatūrą ir atskleisti tarpinius dujų debesis tarp Žemės ir kvazarų.

Vėžio gydymas ultravioletiniais spinduliais

Nors ultravioletinių spindulių poveikis gali sukelti odos vėžį, kai kurias odos ligas galima gydyti ultravioletiniais spinduliais. Atliekant procedūrą, vadinamą gydymu psoralinu ultravioletiniu (PUVA), pacientai vartoja vaistus arba tepa losjonu, kad oda būtų jautri šviesai. Tada ultravioletinė šviesa šviečia ant odos. PUVA vartojamas limfomos, egzemos, psoriazės ir vitiligo gydymui.

Odos vėžį gydyti dėl tos pačios priežasties, kuri jį sukėlė, gali atrodyti priešinga, tačiau PUVA gali būti naudinga dėl UV spindulių poveikio odos ląstelių gamybai. Dėl to sulėtėja augimas, kuris vaidina svarbų vaidmenį vystantis ligai.

Raktas į gyvybės kilmę?

Naujausi tyrimai rodo, kad ultravioletinė šviesa galėjo atlikti pagrindinį vaidmenį gyvybės Žemėje atsiradime, ypač RNR. 2017 metais žurnale „Astrophysics Journal“ paskelbtame straipsnyje tyrimo autoriai pažymi, kad raudonosios nykštukinės žvaigždės negali išspinduliuoti pakankamai ultravioletinių spindulių, kad prasidėtų biologiniai procesai, reikalingi visoms gyvybės formoms Žemėje suformuoti ribonukleino rūgštį. Tyrimas taip pat rodo, kad šis atradimas gali padėti ieškant gyvybės kitur visatoje.

Su ultravioletinių spindulių samprata pirmą kartą savo darbe susidūrė XIII amžiaus Indijos filosofas. Jo aprašytos vietovės atmosfera Bhootakasha buvo violetiniai spinduliai, kurių plika akimi nematyti.

Netrukus po to, kai buvo atrasta infraraudonoji spinduliuotė, vokiečių fizikas Johanas Wilhelmas Ritteris pradėjo ieškoti spinduliuotės, esančios priešingame spektro gale, kurios bangos ilgis yra trumpesnis nei violetinės. 1801 m. jis atrado sidabro chloridą, kuris suyra veikiamas šviesos. , greičiau suyra veikiant nematomai spinduliuotei už violetinės spektro srities. Baltas sidabro chloridas kelias minutes tamsėja šviesoje. Skirtingos spektro dalys turi skirtingą poveikį tamsėjimo greičiui. Greičiausiai tai įvyksta prieš violetinę spektro sritį. Tada daugelis mokslininkų, įskaitant Ritterį, sutarė, kad šviesą sudaro trys atskiri komponentai: oksiduojantis arba terminis (infraraudonųjų spindulių) komponentas, šviečiantis komponentas (matoma šviesa) ir redukcinis (ultravioletinis) komponentas. Tuo metu ultravioletinė spinduliuotė dar buvo vadinama aktinine spinduliuote. Idėjos apie trijų skirtingų spektro dalių vienybę pirmą kartą buvo išsakytos tik 1842 m. Aleksandro Becquerel, Macedonio Melloni ir kitų darbuose.

Potipiai

Polimerų ir dažiklių skilimas

Taikymo sritis

Juoda šviesa

Cheminė analizė

UV spektrometrija

UV spektrofotometrija pagrįsta medžiagos apšvitinimu monochromatine UV spinduliuote, kurios bangos ilgis kinta laikui bėgant. Medžiaga nevienodo laipsnio sugeria skirtingo bangos ilgio UV spinduliuotę. Grafikas, kurio y ašyje pavaizduotas perduodamos arba atspindėtos spinduliuotės kiekis, o ant abscisės - bangos ilgis, sudaro spektrą. Kiekvienos medžiagos spektrai yra unikalūs; tai yra atskirų mišinio cheminių medžiagų identifikavimo ir jų kiekybinio matavimo pagrindas.

Mineralinė analizė

Daugelyje mineralų yra medžiagų, kurios, apšviestos ultravioletiniais spinduliais, pradeda skleisti matomą šviesą. Kiekviena priemaiša šviečia savaip, todėl pagal švytėjimo pobūdį galima nustatyti tam tikro mineralo sudėtį. A. A. Malakhovas knygoje „Įdomu apie geologiją“ (M., „Molodaya Gvardiya“, 1969. 240 s.) apie tai kalba taip: „Neįprastą mineralų švytėjimą sukelia katodas, ultravioletiniai ir rentgeno spinduliai. Negyvo akmens pasaulyje ryškiausiai šviečia ir šviečia tie mineralai, kurie, patekę į ultravioletinių spindulių zoną, byloja apie smulkiausias urano ar mangano priemaišas, esančias uolienos sudėtyje. Keista „nežemiška“ spalva mirga ir daugelis kitų mineralų, kuriuose nėra jokių priemaišų. Visą dieną praleidau laboratorijoje, kur stebėjau švytintį mineralų švytėjimą. Įprastas bespalvis kalcitas, veikiamas įvairių šviesos šaltinių, stebuklingai nusidažė. Katodiniai spinduliai pavertė krištolą rubino raudonu, ultravioletinėje šviesoje nušvietė tamsiai raudonos spalvos tonus. Du mineralai – fluoritas ir cirkonis – rentgeno spinduliuose nesiskyrė. Abu buvo žali. Tačiau kai tik buvo įjungta katodo lemputė, fluoritas pasidarė purpurinis, o cirkonis – citrinos geltonumo. (p. 11).

Kokybinė chromatografinė analizė

TLC metodu gautos chromatogramos dažnai žiūrimos ultravioletinėje šviesoje, todėl pagal liuminescencijos spalvą ir sulaikymo indeksą galima atpažinti daugybę organinių medžiagų.

Vabzdžių gaudymas

Ultravioletinė spinduliuotė dažnai naudojama gaudant vabzdžius šviesoje (dažnai kartu su lempomis, spinduliuojančiomis matomoje spektro dalyje). Taip yra dėl to, kad daugumos vabzdžių matomas diapazonas, lyginant su žmogaus regėjimu, yra perkeltas į trumpųjų bangų spektro dalį: vabzdžiai nemato to, ką žmogus suvokia kaip raudoną, tačiau mato švelnią ultravioletinę šviesą.

Dirbtinis įdegis ir "kalnų saulė"

Tam tikromis dozėmis dirbtinis įdegis pagerina žmogaus odos būklę ir išvaizdą, skatina vitamino D susidarymą. Šiuo metu populiarūs fotariumai, kurie kasdieniame gyvenime dažnai vadinami soliariumais.

Ultravioletiniai spinduliai restauruojant

Viena iš pagrindinių ekspertų įrankių yra ultravioletinė, rentgeno ir infraraudonoji spinduliuotė. Ultravioletiniai spinduliai leidžia nustatyti lako plėvelės senėjimą – šviežesnis lakas ultravioletinėje šviesoje atrodo tamsesnis. Didelės laboratorinės ultravioletinės lempos šviesoje atkurtos vietos ir rankdarbių parašai išryškėja kaip tamsesnės dėmės. Rentgeno spindulius atitolina sunkiausi elementai. Žmogaus kūne tai yra kaulinis audinys, o paveikslėlyje jis yra baltas. Balinimo pagrindas daugeliu atvejų yra švinas, XIX amžiuje pradėtas naudoti cinkas, o XX amžiuje – titanas. Tai visi sunkieji metalai. Galiausiai ant plėvelės gauname baliklio apatinio dažymo vaizdą. Popiešimas yra individuali menininko „rašysena“, jo paties unikalios technikos elementas. Podažymo analizei naudojami didžiųjų meistrų paveikslų rentgenogramų pagrindai. Be to, šios nuotraukos naudojamos atpažinti nuotraukos autentiškumą.

Pastabos

1. ISO 21348 Saulės apšvitos nustatymo procesas. Suarchyvuota nuo originalo 2012 m. birželio 23 d.
2. Bobuchas, Jevgenijus Apie gyvūnų viziją. Suarchyvuota nuo originalo 2012 m. lapkričio 7 d. Gauta 2012 m. lapkričio 6 d.
3. Tarybinė enciklopedija
4. V. K. Popovas // UFN. - 1985. - T. 147. - S. 587-604.
5. A. K. Šuaibovas, V. S. Ševera Ultravioletinis azoto lazeris, esant 337,1 nm dažnių pasikartojimų režimu // Ukrainos fizikos žurnalas. - 1977. - T. 22. - Nr. 1. - S. 157-158.
6. A. G. Molchanovas Lazeriai vakuuminėse ultravioletinių ir rentgeno spindulių spektro srityse // UFN. - 1972. - T. 106. - S. 165-173.
7. V. V. Fadejevas Ultravioletiniai lazeriai organinių scintiliatorių pagrindu // UFN. - 1970. - T. 101. - S. 79-80.
8. Ultravioletinis lazeris // Mokslinis tinklas nature.web.ru
9. Retų spalvų lazerio mirksėjimas (rusų k.), Mokslo dienraštis(2010 m. gruodžio 21 d.). Žiūrėta 2010 m. gruodžio 22 d.
10. R. V. Lapšinas, A. P. Alekhinas, A. G. Kirilenko, S. L. Odincovas, V. A. Krotkovas (2010). „Polimetilmetakrilato paviršiaus nanošiurkštumo išlyginimas vakuuminiu ultravioletiniu spinduliu“ (PDF). Paviršius. Rentgeno, sinchrotronų ir neutronų tyrimai(MAIK)(1): 5-16.

Saulės energija yra elektromagnetinės bangos, suskirstytos į keletą spektro dalių:

• rentgeno spinduliai – su trumpiausiu bangos ilgiu (žemiau 2 nm);
• ultravioletinės spinduliuotės bangos ilgis yra nuo 2 iki 400 nm;
• matoma šviesos dalis, kurią užfiksuoja žmonių ir gyvūnų akis (400–750 nm);
• šiltai oksiduojantis (virš 750 nm).

Kiekviena dalis randa savo pritaikymą ir yra labai svarbi planetos ir visos jos biomasės gyvenime. Apsvarstysime, kokie spinduliai yra diapazone nuo 2 iki 400 nm, kur jie naudojami ir kokį vaidmenį vaidina žmonių gyvenime.

UV spinduliuotės atradimo istorija

Pirmieji paminėjimai datuojami XIII amžiuje filosofo iš Indijos aprašymuose. Jis rašė apie nematomą violetinę šviesą, kurią atrado. Tačiau to meto techninių galimybių akivaizdžiai nepakako eksperimentiškai tai patvirtinti ir išsamiai ištirti.

Tai buvo įmanoma po penkių šimtmečių, fizikas iš Vokietijos Ritteris. Būtent jis atliko eksperimentus su sidabro chloridu, kurio skilimas veikiamas elektromagnetinės spinduliuotės. Mokslininkas pamatė, kad šis procesas vyksta greičiau ne tame pasaulio regione, kuris tuo metu jau buvo atrastas ir vadinamas infraraudonuoju, o priešingame. Paaiškėjo, kad tai nauja sritis, vis dar neištirta.

Taip 1842 metais buvo atrasta ultravioletinė spinduliuotė, kurios savybes ir pritaikymą vėliau nuodugniai išanalizavo ir ištyrė įvairūs mokslininkai. Prie to daug prisidėjo tokie žmonės kaip: Aleksandras Bekerelis, Varšuva, Dancigas, Macedonio Melloni, Frankas, Parfenovas, Galaninas ir kt.

bendrosios charakteristikos

Koks šiandien taip plačiai paplitęs pritaikymas įvairiose žmogaus veiklos srityse? Pirma, reikia pastebėti, kad ši šviesa pasirodo tik esant labai aukštai temperatūrai nuo 1500 iki 2000 0 C. Būtent šiame diapazone UV spinduliai pasiekia savo aktyvumo piką poveikio požiūriu.

Pagal fizinę prigimtį tai yra elektromagnetinė banga, kurios ilgis kinta gana plačiame diapazone – nuo ​​10 (kartais nuo 2) iki 400 nm. Visas šios spinduliuotės diapazonas sąlygiškai suskirstytas į dvi sritis:

1. artimas spektras. Jis pasiekia Žemę per atmosferą ir per ozono sluoksnį iš Saulės. Bangos ilgis - 380-200 nm.
2. Toli (vakuuminis). Jį aktyviai sugeria ozonas, oro deguonis, atmosferos komponentai. Tyrinėti galima tik specialiais vakuuminiais prietaisais, dėl kurių jis ir gavo savo pavadinimą. Bangos ilgis - 200-2 nm.

Yra ultravioletinių spindulių turinčių rūšių klasifikacija. Savybės ir taikymas randa kiekvieną iš jų.

1. Netoliese.
2. Toliau.
3. Ekstremalus.
4. Vidutinis.
5. Vakuuminis.
6. Ilgo bangos ilgio juoda šviesa (UV-A).
7. Trumpųjų bangų baktericidinis (UV-C).
8. Vidutinės bangos UV-B.

Kiekviena rūšis turi savo ultravioletinės spinduliuotės bangos ilgį, tačiau jie visi neviršija jau anksčiau nurodytų bendrųjų ribų.

UV-A, arba vadinamoji juodoji šviesa, yra įdomi. Faktas yra tas, kad šio spektro bangos ilgis yra 400–315 nm. Tai yra ant ribos su matoma šviesa, kurią žmogaus akis gali užfiksuoti. Todėl tokia spinduliuotė, praeidama per tam tikrus objektus ar audinius, gali persikelti į matomos violetinės šviesos sritį, kurią žmonės išskiria kaip juodą, tamsiai mėlyną ar tamsiai violetinę.

Ultravioletinės spinduliuotės šaltinių sukuriami spektrai gali būti trijų tipų:

• valdė;
• nuolatinis;
• molekulinė (juosta).

Pirmieji būdingi atomams, jonams, dujoms. Antroji grupė skirta rekombinacijai, bremsstrahlung spinduliuotei. Trečiojo tipo šaltiniai dažniausiai sutinkami tiriant retintas molekulines dujas.

Ultravioletinės spinduliuotės šaltiniai

Pagrindiniai UV spindulių šaltiniai skirstomi į tris dideles kategorijas:

• natūralus arba natūralus;
• dirbtinis, dirbtinis;
• lazeris.

Pirmajai grupei priklauso vienintelis koncentratoriaus ir skleidėjo tipas – Saulė. Būtent dangaus kūnas suteikia galingiausią tokio tipo bangų, galinčių prasiskverbti ir pasiekti Žemės paviršių, krūvį. Tačiau ne visa apimtimi. Mokslininkai iškėlė teoriją, kad gyvybė Žemėje atsirado tik tada, kai ozono ekranas pradėjo apsaugoti ją nuo per didelio kenksmingos UV spinduliuotės prasiskverbimo didelėmis koncentracijomis.

Būtent šiuo laikotarpiu pradėjo egzistuoti baltymų molekulės, nukleino rūgštys ir ATP. Iki šiol ozono sluoksnis glaudžiai sąveikauja su didžiąja dalimi UV-A, UV-B ir UV-C, juos neutralizuoja ir neleidžia prasiskverbti. Todėl visos planetos apsauga nuo ultravioletinės spinduliuotės yra išskirtinai jo nuopelnas.

Kas lemia Žemę pasiekiančios ultravioletinės spinduliuotės koncentraciją? Yra keli pagrindiniai veiksniai:

• ozono skylės;
• aukštis virš jūros lygio;
• saulėgrįžos aukštis;
• atmosferos dispersija;
• spindulių atspindžio nuo natūralių žemės paviršių laipsnis;
• debesų garų būsena.

Ultravioletinės spinduliuotės, prasiskverbiančios į Žemę iš Saulės, diapazonas svyruoja nuo 200 iki 400 nm.

Šie šaltiniai yra dirbtiniai. Tai apima visus tuos prietaisus, prietaisus, technines priemones, kurios buvo sukurtos žmogaus, kad gautų norimą šviesos spektrą su nurodytais bangos ilgio parametrais. Taip buvo siekiama išgauti ultravioletinę spinduliuotę, kurios panaudojimas gali būti itin naudingas įvairiose veiklos srityse. Dirbtiniai šaltiniai apima:

1. Eritemos lempos, turinčios galimybę suaktyvinti vitamino D sintezę odoje. Tai apsaugo nuo rachito ir jį gydo.
2. Prietaisai soliariumams, kuriuose žmonės ne tik įgauna gražų natūralų įdegį, bet ir gydomi nuo ligų, atsirandančių pritrūkus atviros saulės šviesos (vadinamoji žiemos depresija).
3. Atraktantinės lempos, leidžiančios žmonėms saugiai kovoti su vabzdžiais patalpose.
4. Gyvsidabrio-kvarco prietaisai.
5. Excilamp.
6. Šviečiantys prietaisai.
7. Ksenoninės lempos.
8. dujų išleidimo įtaisai.
9. Aukštos temperatūros plazma.
10. Sinchrotroninė spinduliuotė greitintuvuose.

Kitas šaltinių tipas yra lazeriai. Jų darbas paremtas įvairių dujų – ir inertinių, ir ne – generavimu. Šaltiniai gali būti:

• azotas;
• argonas;
• neonas;
• ksenonas;
• organiniai scintiliatoriai;
• kristalai.

Visai neseniai, maždaug prieš 4 metus, buvo išrastas laisvųjų elektronų lazeris. Ultravioletinės spinduliuotės ilgis jame lygus stebimam vakuumo sąlygomis. UV lazerių tiekėjai naudojami biotechnologijose, mikrobiologiniuose tyrimuose, masės spektrometrijoje ir pan.

Biologinis poveikis organizmams

Ultravioletinės spinduliuotės poveikis gyvoms būtybėms yra dvejopas. Viena vertus, dėl jo trūkumo gali atsirasti ligų. Tai paaiškėjo tik praėjusio amžiaus pradžioje. Dirbtinis švitinimas specialiu UV-A pagal reikiamas normas gali:

• suaktyvinti imuninę sistemą;
• sukelti svarbių kraujagysles plečiančių junginių (pvz., histamino) susidarymą;
• stiprinti raumenų ir kaulų sistemą;
• pagerinti plaučių funkciją, padidinti dujų mainų intensyvumą;
• paveikti medžiagų apykaitos greitį ir kokybę;
• padidinti kūno tonusą aktyvinant hormonų gamybą;
• padidinti odos kraujagyslių sienelių pralaidumą.

Jei UV-A patenka į žmogaus organizmą pakankamais kiekiais, tai jam nesivysto tokios ligos kaip žiemos depresija ar lengvas badas, taip pat žymiai sumažėja rizika susirgti rachitu.

Ultravioletinės spinduliuotės poveikis organizmui yra šių tipų:

• baktericidinis;
• priešuždegiminis;
• regeneruojantis;
• skausmą malšinantis vaistas.

Šios savybės iš esmės paaiškina platų UV naudojimą bet kokio tipo medicinos įstaigose.

Tačiau, be minėtų privalumų, yra ir neigiamų aspektų. Egzistuoja nemažai ligų ir negalavimų, kuriais galima užsikrėsti, jei negaunate pakankamai arba, priešingai, imatės per daug.

1. Odos vėžys. Tai pavojingiausias ultravioletinės spinduliuotės poveikis. Melanoma gali susidaryti esant per dideliam bangų poveikiui iš bet kokio šaltinio – tiek natūralaus, tiek žmogaus sukelto. Tai ypač pasakytina apie deginimosi soliariume mėgėjus. Visko reikia saiko ir atsargumo.
2. Destruktyvus poveikis akių obuolių tinklainei. Kitaip tariant, gali išsivystyti katarakta, pterigio ar apvalkalo nudegimas. Žalingas per didelis UV poveikis akims mokslininkų įrodytas jau seniai ir patvirtintas eksperimentiniais duomenimis. Todėl dirbant su tokiais šaltiniais reikėtų stebėti.Gatvėje apsisaugoti galima tamsių akinių pagalba. Tačiau tokiu atveju reikėtų saugotis padirbinių, nes jei akiniuose nėra UV spindulius atstumiančių filtrų, tuomet destruktyvus poveikis bus dar stipresnis.
3. Nudegimai ant odos. Vasarą jų galima užsidirbti, jei ilgą laiką nevaldomai veikiate UV spinduliais. Žiemą galite gauti juos dėl sniego ypatumų, kad jie beveik visiškai atspindėtų šias bangas. Todėl švitinimas vyksta tiek iš Saulės, tiek iš sniego pusės.
4. Senėjimas. Jei žmonės ilgą laiką yra veikiami UV spindulių, labai anksti pradeda pasireikšti odos senėjimo požymiai: vangumas, raukšlės, suglebimas. Taip yra dėl to, kad susilpnėja ir pažeidžiamos apsauginės dangos funkcijos.
5. Poveikis su pasekmėmis laikui bėgant. Jie susideda iš neigiamo poveikio apraiškų ne jauname amžiuje, o arčiau senatvės.

Visi šie rezultatai yra netinkamo UV dozavimo pasekmės, ty. jie atsiranda, kai ultravioletinė spinduliuotė naudojama neracionaliai, neteisingai ir nesilaikant saugos priemonių.

Ultravioletinė spinduliuotė: taikymas

Pagrindinės naudojimo sritys yra pagrįstos medžiagos savybėmis. Tai pasakytina ir apie spektrinės bangos spinduliuotę. Taigi, pagrindinės UV charakteristikos, kuriomis grindžiamas jo taikymas, yra šios:

• aukšto lygio cheminis aktyvumas;
• baktericidinis poveikis organizmams;
• gebėjimas sukelti įvairių medžiagų švytėjimą skirtingais žmogaus akiai matomais atspalviais (liuminescencija).

Tai leidžia plačiai naudoti ultravioletinę spinduliuotę. Taikyti galima:

• spektrometrinės analizės;
• astronominiai tyrimai;
• vaistas;
• sterilizacija;
• geriamojo vandens dezinfekcija;
• fotolitografija;
• analitinis mineralų tyrimas;
• UV filtrai;
• vabzdžiams gaudyti;
• atsikratyti bakterijų ir virusų.

Kiekviena iš šių sričių naudoja tam tikrą UV spindulių tipą, turintį savo spektrą ir bangos ilgį. Pastaruoju metu ši spinduliuotės rūšis aktyviai naudojama fizikiniuose ir cheminiuose tyrimuose (atomų elektroninės konfigūracijos, molekulių ir įvairių junginių kristalinės struktūros nustatymas, darbas su jonais, fizikinių virsmų įvairiuose kosminiuose objektuose analizė).

Yra dar viena UV poveikio medžiagoms ypatybė. Kai kurios polimerinės medžiagos gali suirti veikiamos intensyvaus pastovaus šių bangų šaltinio. Pavyzdžiui, kaip:

• bet kokio slėgio polietilenas;
• polipropilenas;
• polimetilmetakrilatas arba organinis stiklas.

Koks poveikis? Iš šių medžiagų pagaminti gaminiai praranda spalvą, įtrūksta, išblunka ir galiausiai suyra. Todėl jie vadinami jautriais polimerais. Ši anglies grandinės irimo saulės apšvietimo sąlygomis ypatybė aktyviai naudojama nanotechnologijose, rentgeno litografijoje, transplantologijoje ir kitose srityse. Tai daugiausia daroma siekiant išlyginti gaminių paviršiaus šiurkštumą.

Spektrometrija yra pagrindinė analitinės chemijos sritis, kurios specializacija yra junginių ir jų sudėties identifikavimas pagal jų gebėjimą sugerti tam tikro bangos ilgio UV šviesą. Pasirodo, kiekvienos medžiagos spektrai yra unikalūs, todėl juos galima klasifikuoti pagal spektrometrijos rezultatus.

Be to, vabzdžiams pritraukti ir sunaikinti naudojama ultravioletinė germicidinė spinduliuotė. Veiksmas pagrįstas vabzdžio akies gebėjimu užfiksuoti žmonėms nematomus trumpųjų bangų spektrus. Todėl gyvūnai skrenda į šaltinį, kur yra sunaikinami.

Naudojimas soliariumuose – specialūs vertikalaus ir horizontalaus tipo įrenginiai, kuriuose žmogaus kūnas yra veikiamas UV-A. Tai daroma siekiant suaktyvinti melanino gamybą odoje, suteikiant jai tamsesnę spalvą, glotnumą. Be to, uždegimas išdžiūsta ir sunaikinamos kenksmingos bakterijos, esančios odos paviršiuje. Ypatingas dėmesys turėtų būti skiriamas akių ir jautrių vietų apsaugai.

medicinos sritis

Ultravioletinės spinduliuotės panaudojimas medicinoje taip pat pagrįstas jos gebėjimu sunaikinti akiai nematomus gyvus organizmus – bakterijas ir virusus bei ypatumais, kurie atsiranda organizme kompetentingo apšvietimo dirbtiniu ar natūraliu spinduliu metu metu.

Pagrindines UV gydymo indikacijas galima apibendrinti keliais punktais:

1. Visų tipų uždegiminiai procesai, atviros žaizdos, pūlinys ir atviros siūlės.
2. Su audinių, kaulų pažeidimais.
3. Nudegimams, nušalimams ir odos ligoms gydyti.
4. Sergant kvėpavimo takų ligomis, tuberkulioze, bronchine astma.
5. Atsiradus ir vystantis įvairių rūšių infekcinėms ligoms.
6. Su negalavimais, kuriuos lydi stiprus skausmas, neuralgija.
7. Gerklės ir nosies ertmės ligos.
8. Rachitas ir trofika
9. Dantų ligos.
10. Kraujospūdžio reguliavimas, širdies veiklos normalizavimas.
11. Vėžinių navikų vystymasis.
12. Aterosklerozė, inkstų nepakankamumas ir kai kurios kitos sąlygos.

Visos šios ligos gali turėti labai rimtų pasekmių organizmui. Todėl gydymas ir profilaktika naudojant UV yra tikras medicinos atradimas, išsaugantis tūkstančius ir milijonus žmonių gyvybių, išsaugantis ir atkuriantis jų sveikatą.

Kitas UV panaudojimo medicininiu ir biologiniu požiūriu variantas – patalpų dezinfekcija, darbo paviršių ir įrankių sterilizacija. Veiksmas pagrįstas UV gebėjimu slopinti DNR molekulių vystymąsi ir replikaciją, o tai lemia jų išnykimą. Bakterijos, grybai, pirmuonys ir virusai žūva.

Pagrindinė problema naudojant tokią spinduliuotę kambario sterilizavimui ir dezinfekcijai yra apšvietimo sritis. Juk organizmai sunaikinami tik veikiant tiesioginėms bangoms. Viskas, kas lieka išorėje, ir toliau egzistuoja.

Analitinis darbas su mineralais

Gebėjimas sukelti medžiagų liuminescenciją leidžia naudoti UV analizuojant mineralų ir vertingų uolienų kokybinę sudėtį. Šiuo atžvilgiu brangakmeniai, pusbrangiai ir dekoratyviniai akmenys yra labai įdomūs. Kokių atspalvių jie nesuteikia apšvitinti katodinėmis bangomis! Apie tai labai įdomiai parašė garsus geologas Malakhovas. Jo darbai pasakoja apie spalvų paletės švytėjimo stebėjimus, kuriuos mineralai gali suteikti įvairiuose spinduliuotės šaltiniuose.

Taigi, pavyzdžiui, topazas, kurio matomame spektre yra graži sodri mėlyna spalva, apšvitintas švyti ryškiai žaliai, o smaragdas - raudonai. Perlai apskritai negali suteikti jokios konkrečios spalvos ir mirga daugybe spalvų. Gautas reginys tiesiog fantastiškas.

Jei tiriamos uolienos sudėtyje yra urano priemaišų, paryškinimas bus žalias. Melito priemaišos suteikia mėlyną, o morganitas – alyvinį arba šviesiai violetinį atspalvį.

Naudoti filtruose

Naudojimui filtruose taip pat naudojama ultravioletinė germicidinė spinduliuotė. Tokių konstrukcijų tipai gali būti skirtingi:

• sunku;
• dujinis;
• skystis.

Tokie prietaisai daugiausia naudojami chemijos pramonėje, ypač chromatografijoje. Jų pagalba galima atlikti kokybinę medžiagos sudėties analizę ir identifikuoti ją pagal priklausymą tam tikrai organinių junginių klasei.

Geriamojo vandens apdorojimas

Geriamojo vandens dezinfekcija ultravioletiniais spinduliais yra vienas moderniausių ir kokybiškiausių jo valymo nuo biologinių priemaišų metodų. Šio metodo pranašumai yra šie:

• patikimumas;
• efektyvumas;
• pašalinių produktų nebuvimas vandenyje;
• sauga;
• pelningumas;
• vandens organoleptinių savybių išsaugojimas.

Štai kodėl šiandien šis dezinfekavimo būdas žengia koja kojon su tradiciniu chloravimu. Veiksmas grindžiamas tomis pačiomis savybėmis - kenksmingų gyvų organizmų DNR sunaikinimu vandens sudėtyje. Naudokite UV, kurio bangos ilgis yra apie 260 nm.

Be tiesioginio poveikio kenkėjams, ultravioletiniai spinduliai taip pat naudojami cheminių junginių, naudojamų vandeniui minkštinti ir valyti, likučiams naikinti: pavyzdžiui, chlorui ar chloraminui.

juodos šviesos lempa

Tokiuose įrenginiuose įrengti specialūs skleidėjai, galintys sukurti didelio ilgio bangas, artimas matomoms. Tačiau žmogaus akiai jie vis tiek lieka neatskiriami. Tokios lempos naudojamos kaip prietaisai, nuskaitantys slaptus ženklus iš UV: pavyzdžiui, pasuose, dokumentuose, banknotuose ir pan. Tai yra, tokius ženklus galima atskirti tik veikiant tam tikram spektrui. Taip pastatytas valiutos detektorių, banknotų natūralumo tikrinimo prietaisų veikimo principas.

Paveikslo restauravimas ir autentiškumo nustatymas

Ir šioje srityje randa taikymą UV. Kiekvienas menininkas naudojo baltą spalvą, kurioje buvo skirtingų sunkiųjų metalų kiekvienu epochiniu laikotarpiu. Švitinimo dėka galima gauti vadinamuosius apatinius paveikslus, kuriuose pateikiama informacija apie paveikslo autentiškumą, taip pat apie kiekvieno dailininko konkrečią techniką, tapybos būdą.

Be to, lako plėvelė ant gaminių paviršiaus priklauso jautriems polimerams. Todėl jis gali senti veikiamas šviesos. Tai leidžia nustatyti kompozicijų ir meno pasaulio šedevrų amžių.