Radiații ultraviolete

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Principala sursă de lumină ultravioletă de pe Pământ este Soarele. În fotografie, o imagine color falsă realizată în spectrul ultraviolet îndepărtat

În fizică , radiația ultravioletă ( razele UV sau ultraviolete sau lumina ultravioletă ) este o gamă de radiații electromagnetice , aparținând spectrului electromagnetic , cu o lungime de undă imediat mai mică decât lumina vizibilă ochiului uman și imediat mai mare decât cea a razelor X. De fapt, termenul înseamnă „dincolo de violet” (din latinescul ultra , „dincolo”), deoarece violetul este culoarea cu cea mai mare frecvență din spectru vizibilă omului (prin urmare, cu cea mai mică lungime de undă). Radiațiile ultraviolete constituie aproximativ 10% din lumina emisă de Soare și sunt, de asemenea, produse de gaze ionizate și lămpi speciale (lămpi cu vapori de mercur și lămpi Wood ). La lungimi de undă mari poate provoca reacții chimice, precum străluciri sau fenomene de fluorescență.

Razele ultraviolete sunt invizibile pentru oameni. Ochiul uman nu percepe în mod normal lumina cu o lungime de undă sub 390 nm. Cu toate acestea, există excepții: în anumite condiții, copiii și tinerii sunt capabili să perceapă ultraviolete de până la 310 nm. [1] [2] Obiectivul , în general, filtrează UVB sau frecvențe mai mari, dar persoanele cu boli precum afakia (absența obiectivului ) pot vedea și în banda UV. Radiațiile UV apropiate de lungimile de undă vizibile pentru oameni pot fi văzute de insecte , [3] unele mamifere și păsări .

Efectele biologice ale razelor UV , datorită interacțiunii lor cu moleculele organice, sunt responsabile de fenomene precum bronzare , pistrui , arsuri solare ; sunt, de asemenea, principala cauză a cancerului de piele . Orice organism viu ar fi grav afectat de razele UV provenite de la Soare dacă o bună parte a radiației nu ar fi filtrată de atmosfera Pământului. O lungime de undă scăzută a razelor ultraviolete, sub 121 nm, ionizează aerul atât de repede încât este aproape complet absorbit înainte de a ajunge la sol. Pe de altă parte, ultravioletul este responsabil și pentru întărirea oaselor, participând la formarea vitaminei D , la majoritatea vertebratelor terestre [4] , astfel încât UV are efecte benefice și dăunătoare asupra sănătății umane.

Istorie

Radiațiile ultraviolete au fost descoperite în 1801, când fizicianul german Johann Wilhelm Ritter a observat că clorura de argint era fotosensibilă, ceea ce înseamnă că s-a întunecat în prezența „razelor invizibile” (UV) chiar sub capătul spectrului violet vizibil. El le-a numit „raze oxidante” pentru a sublinia reacția chimică și a le distinge de razele infraroșii, descoperite cu un an înainte la celălalt capăt al spectrului vizibil. Cu toate acestea, până în secolul al XIX-lea au fost numite „raze chimice”, deși au existat oameni de știință, precum John William Draper [5] [6] , care le considerau un fel de radiații complet diferite de lumină. În 1878 proprietatea sterilizantă a luminii la lungimi de undă scurte a fost descoperită asupra bacteriilor și până în 1960 a fost recunoscut efectul UV asupra ADN-ului . [7]

Descoperirea radiației ultraviolete sub 200 nm, numită ultraviolete de vid ( ultraviolete de vid), deoarece este foarte absorbită de aer, se întoarce în 1893 de către fizicianul german Victor Schumann. [8]

Descriere

Razele ultraviolete sunt, de asemenea, utilizate în securitate, pentru a preveni falsificarea pașapoartelor, bancnotelor etc.

UV poate fi împărțit în benzi diferite, definite diferit în funcție de domeniile de studiu. Cea mai imediată subdiviziune este:

  • Aproape UV sau aproape (380-200 nm ) și UV extreme (200-10 nm).

Atunci când se ia în considerare efectul razelor UV asupra sănătății umane, gama de lungimi de undă UV este de obicei împărțită în:

  • UV-A (400-315 nm), UV-B (315-280 nm) și UV-C (280-100 nm).

Soarele emite fotoni într-o gamă largă de frecvențe, acoperind pe cele ale luminii ultraviolete în toate cele trei benzi UV-A, UV-B și UV-C, dar datorită absorbției de către ozon în jur de 99% din razele ultraviolete care ajung la nivelul pământului suprafața sunt UV-A. De fapt, aproape 100% din UV-C și 95% din UV-B sunt absorbite de atmosfera terestră . Intensitatea acestor radiații este exprimată cu indicele UV , indicele universal al radiației solare UV, raportat în prognozele meteorologice.

Multe păsări și insecte , cum ar fi albinele , pot vedea aproape ultraviolete, iar florile au adesea colorații care sunt vizibile pentru ele.

Porțiuni de radiații ultraviolete de înaltă frecvență sunt considerate radiații ionizante . [9]

Trupe

Standardul ISO privind determinarea iradianței solare (ISO-21348) [10] descrie următoarele intervale:

Nume Abreviere Intervalele de lungime de undă
(exprimat în nanometri )
Energie pe foton
(în electroni volți )
Note / nume alternative
Ultraviolet UV 400 - 100 3.10 - 12.4
Ultraviolet A STEM 400 - 315 3.10 - 3.94 Undele lungi UV, lumina neagră sau lumina lemnului
Ultraviolet B UVB 315 - 280 3,94 - 4,43 Undele UV medii
Ultraviolet C UVC 280 - 100 4,43 - 12,4 Unda scurtă UV, germicidă
Ultraviolet Close Up NUV 400 - 300 3.10 - 4.13 Gama este adesea vizibilă pentru diferite specii de păsări, insecte și pești
Ultraviolet mediu MUV 300 - 200 4.13 - 6.20
Ultraviolet departe FUV 200 - 122 6.20 - 10.16
Linia

Lyman-alfa

 hidrogen
H Lyman-α 122 - 121 10.16 - 10.25 Liniile spectrale la 121,6 nm, 10,20 eV. Radiații ionizante la lungimi de undă mai mici
Ultraviolete din vid VUV 200 - 10 6.20 - 124 Absorbit puternic de oxigenul atmosferic, deși lungimile de undă între 150 - 200 nm se propagă prin azot
Ultraviolet

Extrem

EUV 121 - 10 10.25 - 124 Radiații complet ionizate (conform unor definiții); complet absorbit de atmosferă

Ultraviolete solare

Nivelurile de ozon la diferite altitudini și blocarea diferitelor benzi de radiații ultraviolete . Practic, toate razele UVC sunt blocate de oxigen diatomic (100-200 nm) sau ozon (oxigen triatomic) (200-280 nm) în atmosferă . Stratul de ozon blochează în mare parte razele UVB . Cu toate acestea, atenuarea UVB este puternic influențată de ozon, iar multe dintre aceste radiații pot ajunge la suprafața pământului. STRAPUL reprezintă 25% din radiația solară care pătrunde în atmosferă.

Obiectele foarte fierbinți, datorate emisiilor de corp negru , emit radiații UV. Soarele emite radiații ultraviolete la toate lungimile de undă, inclusiv ultraviolete de vid și chiar lungimi de undă sub 10 nm ( raze X ). Stelele deosebit de fierbinți emit mai mult UV decât Soarele. Lumina solară în atmosfera exterioară a Pământului este compusă din aproximativ 50% lumină infraroșie, 40% lumină vizibilă și 10% lumină ultravioletă, pentru o intensitate totală de aproximativ 1400 W / m 2 în vid. [11]

Procentele de lumină solară care ajung la suprafața pământului devin: 44% lumină vizibilă, 3% ultraviolete când Soarele se află la înălțimea maximă pe cer ( zenit ) și infraroșul rămas [12] [13] . Prin urmare, atmosfera blochează aproximativ 77% din razele UV ale soarelui și aproape total lungimile de undă mai scurte atunci când soarele ajunge la zenit . Din radiația ultravioletă care ajunge la suprafața pământului, peste 95% este reprezentată de UVA cu lungimi de undă mai mari, o mică parte de UVB. Practic nu există UVC. Fracția care rămâne de UVB în radiațiile UV, după ce trece prin atmosferă, depinde de condițiile atmosferice : norii densi blochează eficient UVB, în timp ce în cerul parțial înnorat nu toate UVB sunt blocate, dar sunt difuzate în toate direcțiile atmosferei. Acest efect este produs de Rayleigh Scattering , care este, de asemenea, responsabil pentru culoarea albastră a cerului.

Lungimile de undă mai scurte ale UVC, precum și radiația UV mai energică produsă de Soare, sunt absorbite de oxigen și generează ozon. Stratul atmosferei unde este concentrată această formă alotropă de oxigen se numește ozonosferă . Mecanismul producției de ozon este cauzat de fotoliza UV a oxigenului diatomic și reacția ulterioară cu moleculele de oxigen diatomic ( ). Ozonosfera are o importanță fundamentală, deoarece absoarbe cea mai mare parte a UVB și a UVC-urilor rămase care nu sunt absorbite de oxigen.

Chimie UV

Radiațiile UV conduc la degradarea UV a materialelor organice. Pentru a preveni această descompunere, se utilizează molecule care pot absorbi o parte din radiații. La rândul lor, pot suferi efectele negative ale UV, făcând necesară verificarea periodică a capacității lor de a absorbi radiațiile.

În produsele cosmetice pentru protecția solară există substanțe capabile să absoarbă razele UVA / UVB precum: avobenzonă și octil metoxicinamat . Pentru îmbrăcăminte, factorul de protecție ultravioletă UPF (din engleză: Ultraviolet Protection Factor ) reprezintă indicele de protecție împotriva razelor UV, similar SPF ( Sun Protection Factor ) pentru protecția solară. Țesăturile de vară au de obicei un UPF de aproximativ 6, ceea ce înseamnă că aproximativ 20% din UV pot trece prin țesătură.

Sticla obișnuită este parțial transparentă la UVA, dar este opacă la lungimi de undă mai scurte, în timp ce în cuarț, în funcție de calitate, poate fi chiar transparentă la lungimile de undă ultraviolete. Aproximativ 90% din lumina de peste 350 nm trece prin sticlă, dar blochează mai mult de 90% din lumina sub 300 nm. Depozitarea nanoparticulelor în recipiente de sticlă întunecată evită apariția reacțiilor chimice care provoacă schimbarea culorii datorită razelor UV. În acest sens, un set de filtre din sticlă a fost utilizat pentru a calibra culorile camerei din misiunea ESA Mars 2019 , pentru a evita calitatea slabă a imaginii datorită nivelului ridicat de UV prezent pe suprafața lui Marte [14] .

Sticla Wood este un tip special de sticlă inventat de Robert Williams Wood și are o compoziție de bariu - sodiu - silicat care încorporează aproximativ 9% oxid de nichel . Este un pahar de o culoare albastru-violet foarte profund, care îl face opac pentru toată lumina vizibilă, cu excepția roșu și violet.

Astronomie

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Astronomia ultravioletă .

Corpurile cerești foarte fierbinți emit în principal lumină ultravioletă ( legea lui Wien ). Este dificil să observăm această lumină de la sol, deoarece stratul de ozon îl blochează pe cea mai mare parte. Deci, aproape toate observațiile UV sunt efectuate în spațiu, folosind sateliți cu telescoape și detectoare la bord care funcționează în ultraviolet.

Surse artificiale

Lampa lui Wood

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: lampa lui Wood .
Două tuburi de fluorescență din lemn.

Cel mai lung tub are un F15T8 / BLB de aproximativ 45,72 cm (18 in) 15 wați; imaginea din dreapta arată lampa în funcțiune, fixată la un dispozitiv conectat la curent.

Cel mai scurt tub este un F8T5 / BLB lung de aproximativ 30,48 cm (12 in) lungime; Figura din dreapta arată un dispozitiv de fixare alimentat cu baterie, utilizat pentru detectarea urinei animalelor de companie.

Lampa lui Wood sau lumina neagră înseamnă o sursă de lumină care emite radiații electromagnetice în principal în domeniul UVA și într-o măsură neglijabilă în domeniul luminii vizibile. Lampa cu tub din lemn , spre deosebire de tuburile fluorescente obișnuite, nu folosește fosfor în suprafața interioară a tubului, ci filtrează emisia ultravioletă a gazului printr-un filtru pentru lemn, transmitând doar radiația din gama UVA.

Uneori se folosește sticlă tradițională în loc de cea a lui Wood, care este mai scumpă: atunci când lampa este în funcțiune, ea capătă o culoare albastră, mai degrabă decât violet, ca în figură. Lumina neagră poate fi generată și prin acoperirea unei lămpi incandescente cu un strat de sticlă Wood. Deși foarte economic, eficiența sa este foarte scăzută: în comparație cu lămpile cu descărcare UV, doar 0,1% din puterea lămpii este emisă sub formă de radiație ultravioletă utilizabilă. Lămpile din lemn sunt utilizate în principal pentru a observa fluorescența, adică strălucirea colorată pe care o degajă unele substanțe atunci când sunt supuse radiațiilor UV, transformându-și energia în lumină vizibilă. În funcție de sursă și / sau filtru, lumina lui Wood poate avea diferite lungimi de undă, producând fluorescențe diferite și / sau mai mult sau mai puțin accentuate asupra substanțelor care sunt supuse acestuia. Lungimea de undă de 365 nm, de exemplu, este cea mai potrivită pentru verificarea bancnotelor, în timp ce surse mai frecvente la 395 nm produc efecte diferite și mai puțin pronunțate.

Lămpi UV cu lungime de undă redusă

Lampă germicidă de 9 wați.
Lampă comercială germicidă.

Lămpile UV cu lungime de undă scurtă pot fi create folosind tuburi fluorescente fără acoperire cu fosfor. Aceste lămpi emit lumină ultravioletă cu două vârfuri în domeniul UVC la 253,7 nm și 185 nm, datorită mercurului din interiorul lămpii. 85-95% din UV produs de aceste lămpi are o lungime de undă de 253,7 nm și doar 5-10% este la 185 nm.

Tubul de cuarț fuzionat lasă trecerea radiației la 253 nm și o blochează la 185 nm. Acest tip de tub are de două sau trei ori puterea UVC a unei lămpi fluorescente normale. Lămpile de joasă presiune au o eficiență de aproximativ 30-40%, ceea ce înseamnă că la fiecare 100W de energie electrică consumată de lampă, se produce aproximativ 30-40W din UV total. Aceste lămpi, numite germicide, sunt utilizate în esență pentru dezinfectarea suprafețelor din laboratoare și industria alimentară și pentru dezinfectarea alimentării cu apă.

Lămpi cu descărcare pe gaz

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: Lampă de descărcare .

Lămpile cu descărcare pe gaz au efecte diferite în funcție de gazul utilizat. Lămpile cu argon și deuteriu sunt adesea utilizate ca sursă stabilă, atât fără fereastră, cât și cu fereastră [ nu este clar ] , de exemplu fluorură de magneziu [15] . Aceste surse de emisie sunt utilizate pentru analiza chimică.

Alte surse UV cu un spectru de emisii mai continuu sunt: lampa cu xenon (utilizată în mod obișnuit pentru a simula lumina soarelui), lampa de deuteriu, lampa cu mercur-xenon și lampa cu halogenuri metalice .

Lampa excimer este o sursă UV dezvoltată în ultimele două decenii. Utilizarea sa este în creștere, găsind locuri de muncă în diverse domenii științifice; are avantajele de intensitate ridicată, eficiență ridicată și, în plus, emite radiații de lungimi de undă în ultraviolete de vid.

LED-uri ultraviolete

Un LED UV de 380 nm

LED-urile , din diode emițătoare de lumină englezești , pot fi fabricate pentru a emite radiații în gama ultraviolete. Eficiența acestor dispozitive este de aproximativ 5-8% la 365 nm, la 395 nm este mai mare de 20%, în timp ce la lungimi de undă mai mari pot fi și mai eficiente. Există aplicații timpurii ale LED-urilor, de exemplu în imprimarea digitală sau în mediile de întărire UV și sunt foarte eficiente. Este posibil să creați LED-uri cu o densitate de putere care poate ajunge aproape la 3 W / cm 2 (30 kW / m 2 ); împreună cu cele mai recente evoluții în fotoinițiatori, va fi posibil să se creeze materiale compuse din LED-uri UV.

LED-urile UVC sunt utilizate pentru dezinfectare [16] și ca sursă de înlocuire a lămpii de deuteriu în cromatografia lichidă de înaltă performanță [17] .

Laser cu ultraviolete

Pictogramă lupă mgx2.svg Același subiect în detaliu: laser excimer .

Lasere cu gaz , diode sau stare solidă, pot fi produse pentru a emite raze ultraviolete, dintre care unele pot acoperi întreaga gamă UV. Laserul cu azot folosește excitația electronică a moleculelor de azot pentru a emite un fascicul de UV. Cele mai energice linii sunt la 337,1 nm și 357,6 nm lungime de undă. Un alt tip foarte puternic de gaz cu laser este laserul cu excimeri , utilizat pe scară largă pentru a emite radiații UV în domeniul UV de vid. În prezent, laserul excimer cu fluorură de argon (ArF), care funcționează la o lungime de undă de 193nm, este utilizat în mod obișnuit în industrie, medicină, chimie și comunicații.

Ultraviolet reglabil prin suma sau diferența a 4 unde

Amestecarea a patru unde este un fenomen de intermodulare în optica neliniară , prin care interacțiunile dintre două sau trei lungimi de undă produc o nouă lungime de undă. Cele mai comune forme de amestecare cu patru unde sunt generarea unei frecvențe de sumă și generarea unei frecvențe de diferență. Trei unde sunt inserate în generarea frecvenței de sumă și se generează o nouă undă cu o frecvență mai mare, egală cu suma celor trei frecvențe de intrare. În generarea diferenței de frecvență, este tipic să se producă o frecvență egală cu suma a două minus a treia. [18] [19] [20] [21] Această tehnică permite generarea de fascicule laser chiar și la lungimi de undă între 100 și 200 nm (pentru industria VUV ) și chiar mai mici de 100 nm (EUV). [22] Radiația VUV sau EUV reglabilă se obține dacă una dintre sursele laser este reglabilă. A doua armonică a surselor poate fi, de asemenea, exploatată. Amestecarea undelor are loc în mod obișnuit cu o prismă Glan Mediul neliniar în care, prin iradierea acestuia, se adaugă frecvențele poate fi un gaz (de exemplu kripton , hidrogen , xenon ) sau vapori metalici (de exemplu magneziu , sodiu , mercur ). În această operație, diferența de frecvențe este avantajoasă ( ) decât suma, deoarece blocarea fazelor este mai ușoară. [21]

Plasma și sincrotronul: surse de ultraviolete extreme

Laserele au fost utilizate pentru a genera indirect radiații UV necoerente ( EUV ) la 13,5nm pentru litografia ultravioletă extremă. EUV nu este emis de laser, ci de tranziții de electroni într-o plasmă extrem de fierbinte de staniu sau xenon, excitată de un laser cu excimeri . Această tehnică nu necesită sincrotron , dar poate produce UV la marginea spectrului de raze X. Sursele de lumină sincrotronă pot produce, de asemenea, toate lungimile de undă UV, inclusiv cele de la limita spectrelor de raze X și 10 nm.

Surse de lumină sincrotron

Radiația sincrotronă reflectată de un cristal de terbiu . Daresbury, radiație sincrotronă , 1990.

O sursă de lumină sincrotronă este o sursă de radiație electromagnetică (EM) produsă de obicei prin inele de acumulare [23] în scopuri științifice și tehnice. A fost produsă mai întâi printr-un sincrotron , acum lumina sincrotronului este produsă de inele de stocare și alte tipuri de acceleratoare de particule , de obicei prin accelerație electronică. Odată ce fasciculul de electroni de mare energie a fost generat, acesta este direcționat către componente auxiliare, cum ar fi: magneți ondulați și dispozitive pentru introducerea în inelele de acumulare cu tehnici de acest tip, se obțin lasere electronice libere . În acest fel, câmpurile magnetice puternice, perpendiculare pe fascicul, transformă electronii de mare energie în fotoni .

Aplicațiile majore ale luminii sincrotronice sunt în fizica materiei condensate , știința materialelor , biologia și medicina .

Efecte asupra sănătății umane

Tuburi de vapori de mercur pentru emisia de raze ultraviolete, cel de sus emite raze UV-A (lampa lui Wood), celelalte raze UV-C (lampă germicidă)

Razele ultraviolete favorizează conversia 7-dehidrocolesterolului care poate da naștere colecalciferolului , reacții inerente chimiei vitaminei D.

UV poate induce, de asemenea, excitația moleculei de ADN , o stare de excitație care poate dura mai mult sau mai puțin timp și, în mod normal, revenirea la starea de bază are loc fără a fi induse modificări; cu toate acestea, episodic, se pot produce legături chimice necorespunzătoare între pirimidine adiacente, daune care nu sunt întotdeauna reparate în mod eficient prin mecanisme biomoleculare. [24] UV-A este considerat mai puțin dăunător decât alte benzi, dar poate provoca totuși arsuri cu doze mari și un sindrom numit acnee mallorcană . Sunt considerați responsabili de cancerele de piele, cum ar fi melanomul , carcinomul bazocelular sau tumorile non-melanocitice, similar cu UV-B mai energic și dăunător [24] [25].

O lampă din lemn , care emite radiații în principal în spectrul ultraviolet A (între 315 și 390 nm ) și puține în spectrul vizibil al luminii violete (în jur de 400 nm).

Ei sunt principalii vinovați ai îmbătrânirii pielii , deși UV-B își joacă și ei rolul [26] . Intensitățile UV-B mari sunt dăunătoare ochilor și expunerea prelungită poate provoca fotokeratită ( blițul sudorului în limba engleză, unde welder înseamnă welder, în acest caz arc) și fotodermatită [24] [27] . Atât UV-B, cât și UV-C pot deteriora fibrele de colagen și astfel pot accelera îmbătrânirea pielii . UV-A pătrunde mai adânc în piele decât UV-B și UV-C și dăunează celulelor care produc fibre de colagen sau fibroblaste . În plus, radiațiile UV-B și UV-C sunt capabile să activeze viruși precum Herpes simplex . [24] Unele produse de protecție solară cosmetice protejează bine de razele UV-B, dar deseori slab de razele UV-A, principalele cauze ale îmbătrânirii solare. Se presupune că 80% din riduri sunt cauzate de expunerea la soare.

200 de euro expuși în radiații UV

Radiația ionizează moleculele ADN ale celulelor pielii, inducând bazele de timină și citozină adiacente pentru a forma legături covalente . Două baze adiacente ale timinei sau citozinei nu se leagă în mod normal, ci provoacă o distorsiune a helixului ADN, interferând cu mecanismele de copiere și, în general, cu funcționarea ADN-ului. Toate acestea duc cu ușurință la mutații , care deseori duc la episoade de cancer [9] [24] [28] [29] . Acest efect al UV-B poate fi observat cu ușurință în culturile bacteriene .

Ca apărare împotriva luminii ultraviolete, după o scurtă expunere corpul se bronzează, eliberând melanină , un pigment întunecat. Cantitatea de melanină variază în funcție de tipul și culoarea pielii. Melanina ajută la blocarea pătrunderii razelor UV și previne deteriorarea părții profunde a pielii. Cremele solare parțial blocante UV sunt disponibile comercial. În ciuda acestui fapt, majoritatea dermatologilor recomandă să nu te expui prea mult la soarele de vară, mai ales în orele centrale ale zilei. O protecție mai mare a „ epiteliului corneei și a mijloacelor dioptrice oculare, cum ar fi lentila și retina , este adecvat să se utilizeze o proprietate de protecție a lentilei . Rășina sau materialele sticloase implică o absorbție în spectrul de 330 nm, cu culori adecvate, transmitanța UV este blocată până la valoarea de 400 nm.

Efectele pozitive ale luminii UV includ inducerea producției de vitamina D în piele, o vitamină care promovează reabsorbția calciului în rinichi, absorbția intestinală a fosforului și calciului și procesele de mineralizare osoasă și diferențierea unor linii. ca activare a unor funcții neuromusculare.

Terapiile Puva pentru psoriazis și vitiligo sunt un alt exemplu de utilizare pozitivă a sănătății radiațiilor.

Aplicații

Artă plastică și materiale fluorescente. (Artist: Beo Beyond).
  • Lămpile ultraviolete sunt, de asemenea, utilizate pentru purificarea apei și pentru sterilizarea mediilor și instrumentelor utilizate în spitale și laboratoare biologice, deoarece ucid aproape toți virușii și bacteriile. Utilizarea acestor lămpi în sterilizarea mediului înconjurător este doar o completare a altor tehnici de sterilizare, deoarece diferitele microorganisme pot fi reparate în mici fisuri și alte părți umbrite ale încăperilor.
  • Este recomandabil să utilizați protecția ochilor atunci când lucrați cu lumină ultravioletă, mai ales dacă este cu lungime de undă scurtă. Ochelarii normali oferă protecție împotriva luminii.

Fotografie

Portret realizat folosind doar lumină UV cu o lungime de undă cuprinsă între 335 nm și 365 nm.
Aurora la polul nord al lui Jupiter, văzută de lumina ultravioletă, văzută de telescopul spațial Hubble

Filmul fotografic răspunde la radiațiile ultraviolete, dar obiectivele din sticlă de la camere blochează de obicei radiațiile sub 350nm. Filtrele de blocare UV, având o nuanță galbenă, sunt adesea folosite pentru fotografierea în aer liber, pentru a evita imaginile spălate și expunerile prea mari din cauza razelor UV. Pentru fotografierea în apropierea razelor UV, se pot utiliza filtre speciale.

Fotografiile cu lungimi de undă sub 350 nm necesită lentile speciale din cuarț care nu absorb radiațiile. Senzorii camerei digitale pot avea filtre interne care blochează razele UV pentru a îmbunătăți precizia de redare a culorilor. Uneori, aceste filtre interne pot fi eliminate sau pot să nu fie prezente, dar filtrele externe de lumină vizibilă pot fi folosite pentru a pregăti camera pentru fotografierea UV. Unele camere au fost proiectate pentru a fi utilizate în fotografia UV.

Fotografia reflectată cu radiații ultraviolete este utilă pentru investigații medicale, științifice și criminalistice, în aplicații pe scară largă, cum ar fi detectarea vânătăilor pielii, modificarea documentelor sau restaurarea picturilor. La fotografia della fluorescenza prodotta dall'illuminazione a raggi ultravioletti utilizza la luce a lunghezze d'onda visibili.

Nell' astronomia dell'ultravioletto , le misure vengono utilizzate per individuare la composizione chimica del mezzo interstellare, la temperatura e la composizione delle stelle. Poiché lo strato di ozono blocca molte frequenze UV utilizzando telescopi della Terra, la maggior parte delle osservazioni UV sono fatte dallo spazio.

Industria elettrica ed elettronica

L' effetto corona sulle apparecchiature elettriche può essere rilevato dalle sue emissioni ultraviolette. Questo effetto provoca la degradazione dell'isolamento elettrico e l'emissione di ozono e ossido di azoto

Le EPROM , memorie di sola lettura programmabili e cancellabili ( Erasable Programmable Read-Only Memory) vengono cancellate attraverso l'esposizione a radiazioni UV. Questi moduli hanno una finestra trasparente ( quarzo ) sulla parte superiore del chip che consente il passaggio della radiazione UV.

La radiazione ultravioletta germicida

Magnifying glass icon mgx2.svg Lo stesso argomento in dettaglio: Radiazione ultravioletta germicida .

La radiazione ultravioletta germicida è la radiazione ultravioletta che è caratterizzata da una banda di lunghezze d'onda tale da distruggere batteri, virus e altri microorganismi, modificandone il DNA o l'RNA e quindi inattivandoli e impedendone la riproduzione. Questo principio permette la disinfezione dell'acqua e dell'aria. L' OMS ha calcolato che la potabilizzazione dell'acqua con i raggi UV costa 2 centesimi di dollaro per 1000 litri di acqua. [30]

Il SODIS

Magnifying glass icon mgx2.svg Lo stesso argomento in dettaglio: SODIS .

Anche i raggi UV che provengono naturalmente dal sole possono essere degli efficaci viricidi e battericidi. Il SODIS è un sistema che usa le bottiglie in PET e la luce del sole per disinfettare l'acqua.

Note

  1. ^ David K. Lynch e William Charles Livingston, Color and Light in Nature , 2nd, Cambridge, UK, Cambridge University Press, 2001, p. 231, ISBN 978-0-521-77504-5 .
    «Limits of the eye's overall range of sensitivity extends from about 310 to 1050 nanometers» .
  2. ^ Madhab Chandra Dash e Satya Prakash Dash, Fundamentals Of Ecology 3E , Tata McGraw-Hill Education, 2009, p. 213, ISBN 978-1-259-08109-5 .
    «Normally the human eye responds to light rays from 390 to 760 nm. This can be extended to a range of 310 to 1,050 nm under artificial conditions.» .
  3. ^ ( EN ) Alessandro Barghini e Bruno Augusto Souza de Medeiros, UV Radiation as an Attractor for Insects ( PDF ), in LEUKOS JULY 2012 PAGES 47–56 , vol. 9, n. 1 ( archiviato il 31 ottobre 2018) .
  4. ^ Matthias Wacker e Michael F. Holick,Sunlight and Vitamin D , in Dermato-endocrinology , vol. 5, n. 1, 1º gennaio 2013, pp. 51-108, DOI : 10.4161/derm.24494 , ISSN 1938-1972 ( WC · ACNP ) , PMC 3897598 , PMID 24494042 .
  5. ^ "On a new Imponderable Substance and on a Class of Chemical Rays analogous to the rays of Dark Heat", JW Draper, The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science, 1842, LXXX, pp.453–461
  6. ^ JW Draper, "Description of the Tithonometer", Phil. Magazine, 23 , pp. 401-415, 1843
  7. ^ James Bolton, Christine Colton, The Ultraviolet Disinfection Handbook , American Water Works Association, 2008 ISBN 978 1 58321 584 5 , pp. 3–4
  8. ^ The ozone layer protects humans from this. T. Lyman, Victor Schumann , in Astrophysical Journal , vol. 38, 1914, pp. 1-4, Bibcode : 1914ApJ....39....1L , DOI : 10.1086/142050 .
  9. ^ a b Come gli UV danneggiano il DNA
  10. ^ ISO 21348 Definitions of Solar Irradiance Spectral Categories ( PDF ), su spacewx.com . URL consultato il 21 novembre 2013 (archiviato dall' url originale il 29 ottobre 2013) .
  11. ^ Solar radiation ( PDF ), su curry.eas.gatech.edu .
  12. ^ Introduction to Solar Radiation , su www.newport.com .
  13. ^ Reference Solar Spectral Irradiance: Air Mass 1.5 , su rredc.nrel.gov . URL consultato il 12 novembre 2009 .
  14. ^ ELLIE ZOLFAGHARIFARD, How medieval stained-glass is creating the ultimate SPACE camera: Nanoparticles used in church windows will help scientists see Mars' true colours under extreme UV light , su dailymail.co.uk , 15 ottobre 2013.
  15. ^ Jules Z. Klose, J. Mervin Bridges e William R. Ott,NBS Measurement Services: Radiometric Standards in the VUV ( PDF ), in NBS Special publication , 250–3, US Dept. of Commerce, giugno 1987.
  16. ^ JM Boyce,Modern technologies for improving cleaning and disinfection of environmental surfaces in hospitals. , in Antimicrobial resistance and infection control , vol. 5, 2016, p. 10, DOI : 10.1186/s13756-016-0111-x , PMC 4827199 , PMID 27069623 .
  17. ^ UVC LEDs Enhance Chromatography Applications - GEN , su GEN .
  18. ^ ( EN ) FB Dunning, Tunable-ultraviolet generation by sum-frequency mixing , in Laser Focus; (United States) , 14:5, 1º maggio 1978. URL consultato il 22 dicembre 2019 .
  19. ^ GC Bhar, U. Chatterjee e S. Das, Generation of Tunable Ultraviolet/Visible Radiation by Sum-Frequency Mixing in Barium Borate , in Japanese Journal of Applied Physics , vol. 29, Part 2, No. 7, 20 luglio 1990, pp. L1127–L1129, DOI : 10.1143/jjap.29.l1127 . URL consultato il 22 dicembre 2019 .
  20. ^ Alain Brenier, Chaoyang Tu e Jianfu Li, Self-sum- and -difference-frequency mixing in GdAl_3(BO_3)_4:Nd^3+ for generation of tunable ultraviolet and infrared radiation , in Optics Letters , vol. 27, n. 4, 15 febbraio 2002, p. 240, DOI : 10.1364/ol.27.000240 . URL consultato il 22 dicembre 2019 .
  21. ^ a b Walsh, Phoenix., Lasers and Their Applications , EDTECH, 2018, p. 157, ISBN 978-1-83947-386-9 , OCLC 1132360449 . URL consultato il 22 dicembre 2019 .
  22. ^ L. Misoguti, IP Christov e S. Backus, Nonlinear wave-mixing processes in the extreme ultraviolet , in Physical Review A , vol. 72, n. 6, 6 dicembre 2005, p. 063803, DOI : 10.1103/PhysRevA.72.063803 . URL consultato il 22 dicembre 2019 .
  23. ^ Handbook on Synchrotron Radiation , Volume 1a, Ernst-Eckhard Koch, Ed., North Holland, 1983, reprinted at " Synchrotron Radiation Turns the Big Five-O Archiviato il 16 settembre 2008 in Internet Archive .
  24. ^ a b c d e Istituto Superiore di sanità:Il rischio da esposizione alla radiazione ultravioletta naturale e artificiale
  25. ^ Wang S, Setlow R, Berwick M, Polsky D, Marghoob A, Kopf A, Bart R, Ultraviolet A and melanoma: a review , in J Am Acad Dermatol , vol. 44, n. 5, 2001, pp. 837-46, DOI : 10.1067/mjd.2001.114594 , PMID 11312434 .
  26. ^ Photoaging of the skin ( PDF ), su anti-aging.gr.jp . URL consultato il 18 febbraio 2016 (archiviato dall' url originale il 15 febbraio 2017) .
  27. ^ John A. Parrish, Kurt F. Jaenicke, R. Rox Anderson,Erythema and melanogenesis action spectra of normal human skin , in Photochemistry and Photobiology , vol. 36, n. 2, 1982, pp. 187-191, DOI : 10.1111/j.1751-1097.1982.tb04362.x , PMID 7122713 .
  28. ^ Molecular Mechanisms of Ultraviolet Radiation-Induced DNA Damage and Repair
  29. ^ Effects of Solar Ultraviolet Photons on Mammalian Cell DNA ( PDF ), su osti.gov .
  30. ^ WHO - Water Sanitation and Health: sistemi per la potabilizzazione Archiviato il 2 ottobre 2008 in Internet Archive .

Voci correlate

Altri progetti

Collegamenti esterni

Controllo di autorità Thesaurus BNCF 22242 · LCCN ( EN ) sh85139506 · GND ( DE ) 4186733-6 · BNF ( FR ) cb11977165v (data) · NDL ( EN , JA ) 00570890
Elettromagnetismo Portale Elettromagnetismo : accedi alle voci di Wikipedia che trattano di elettromagnetismo