ультрафиолетовый

1. 2007 Выбор школ из Википедии , Связанные предметы: Общая физика Ультрафиолетовый ( УФ ) свет...
2. открытие
3. объяснение
4. Аспекты безопасности УФ
5. кожа
6. глаз
7. Применение УФ
8. Флюоресцентные лампы
9. астрономия
10. Борьба с вредителями
11. спектрофотометрии
12. Анализ минералов
13. фотолитография
14. Проверка электроизоляции
15. стерилизация
16. Обеззараживание питьевой воды
17. Переработка пищевых продуктов
18. Обнаружение пожара
19. Отверждение клеев и покрытий
20. Сдерживание злоупотребления психоактивными веществами в общественных местах
21. Стирание модулей EPROM
22. Подготовка низкоэнергетических полимеров
23. Чтение совершенно неразборчивых папирусов

2007 Выбор школ из Википедии , Связанные предметы: Общая физика

Ультрафиолетовый ( УФ ) свет электромагнитное излучение с длиной волны короче, чем у видимого света, но длиннее мягкого рентгеновского излучения. Он может быть разделен на ближнее УФ (длина волны 380–200 нм; сокращенно NUV), дальнее или вакуумное УФ (200–10 нм; сокращенно FUV или VUV) и экстремальное УФ (1–31 нм; сокращенно EUV или XUV). ).

Происхождение термина

Название означает «за пределами фиолетового» (от латынь ультра , "за"), фиолетовое существо цвет кратчайших длин волн видимого света.

открытие

Вскоре после того, как инфракрасное излучение было обнаружено, немецкий физик Иоганн Вильгельм Риттер начал искать излучение на противоположном конце спектра, на коротких волнах за пределами фиолетового. В 1801 году он использовал хлорид серебра, химическое вещество, чувствительное к свету, чтобы показать, что существует невидимый тип света, кроме фиолетового, который он назвал химическими лучами. В то время многие ученые, включая Риттера, пришли к выводу, что свет состоит из трех отдельных компонентов: окисляющего или теплотворного компонента (инфракрасный), освещающего компонента (видимый свет) и восстанавливающего или гидрирующего компонента (ультрафиолетовый). Единство различных частей спектра не было понято примерно до 1842 года с работами Македонио Меллони, Александра-Эдмонда Беккереля и других. В течение этого времени УФ-излучение также называлось «актиничное излучение».

объяснение

При рассмотрении влияния ультрафиолетового излучения на здоровье человека и окружающую среду диапазон длин волн ультрафиолетового излучения часто подразделяется на UVA (400–315 нм), также называемый длинной волной или «черным светом»; UVB (315–280 нм), также называемый Medium Wave; и UVC (<280 нм), также называемый коротковолновым или «бактерицидным». См. 1 E-7 m для списка объектов сопоставимых размеров.

В фотолитографии, лазерной технике и т. Д. Термин « глубокий ультрафиолет» или « DUV» относится к длинам волн ниже 300 нм.

Некоторые из ультрафиолетовых волн в разговорной речи называют черным светом , так как он невидим для человека глаз , Некоторые животные, в том числе птицы , рептилии , а также насекомые такие как пчелы , можно увидеть в ближнем ультрафиолете. Многие фрукты, цветы и семена сильнее выделяются на фоне ультрафиолетовых волн по сравнению с человеческим цветовым зрением. Скорпионы светятся или приобретают желтый или зеленый цвет при ультрафиолетовом освещении. У многих птиц в оперении есть рисунки, которые невидимы на обычных длинах волн, но наблюдаются в ультрафиолете, и мочу некоторых животных гораздо легче обнаружить с помощью ультрафиолета.

Аспекты безопасности УФ

У людей длительное воздействие солнечного ультрафиолетового излучения может привести к острым и хроническим последствиям для здоровья кожи, глаз и иммунная система.

UVC-лучи - это самый опасный вид ультрафиолетового излучения. В прошлом мало внимания уделялось ультрафиолетовым лучам, так как они отфильтровываются атмосфера , Тем не менее, их использование в оборудовании, таком как устройства для стерилизации прудов, может представлять опасность облучения, если лампа включается за пределами закрытого устройства для стерилизации прудов.

кожа

Ультрафиолетовое (УФ) излучение, присутствующее на солнце, является канцерогеном для окружающей среды. Токсическое воздействие ультрафиолета от естественного солнечного света и терапевтических искусственных ламп представляет собой серьезную проблему для здоровья человека. Основные острые воздействия ультрафиолетового излучения на нормальную кожу человека включают воспаление солнечных ожогов (эритема), загар и местную или системную иммуносупрессию.

- Мацумура, Ю. и Анантасвами Х. Н., Токсикология и прикладная фармакология (2004)

UVA, UVB и UVC могут повредить волокна коллагена и тем самым ускорить старение кожи. В целом, UVA является наименее вредным, но может способствовать старению кожи, повреждению ДНК и, возможно, раку кожи. Глубоко проникает и не вызывает солнечных ожогов. Поскольку он не вызывает покраснения кожи (эритема), его нельзя измерить в тесте SPF. Не существует хороших клинических измерений блокирования UVA-излучения, но важно, чтобы солнцезащитный крем блокировал как UVA, так и UVB.

UVA-свет также известен как «темный свет» и благодаря своей большей длине волны может проникать в большинство окон. Он также проникает в кожу глубже, чем ультрафиолетовый свет, и считается основной причиной появления морщин.

Ультрафиолетовый свет может вызвать рак кожи. Излучение возбуждает ДНК молекулы в клетках кожи, вызывая ковалентные связи между соседними тиминовыми основаниями, образуя димеры тимидина. Димеры тимидина обычно не образуют пару, что может привести к искажению спирали ДНК, остановке репликации, разрывам и ошибочной интеграции. Это может привести к мутациям, которые могут привести к злокачественный наросты. Мутагенность ультрафиолетового излучения можно легко наблюдать в бактерии культур. Эта связь с раком является одной из причин беспокойства о истощение озонового слоя и озоновая дыра.

В качестве защиты от ультрафиолетового излучения организм загорает при воздействии умеренного (в зависимости от типа кожи) уровня радиации путем выделения коричневого пигмента меланина. Это помогает блокировать проникновение ультрафиолета и предотвращать повреждение тканей уязвимой кожи глубже. Лосьон для загара, который частично блокирует ультрафиолетовое излучение, широко доступен (его часто называют «солнцезащитный крем» или «солнцезащитный крем»). Большинство из этих продуктов содержат «рейтинг SPF», который описывает степень защиты. Эта защита, однако, применяется только к лучам UVB, ответственным за солнечный ожог, а не к лучам UVA, которые проникают глубже в кожу и могут также вызывать рак и морщины. Некоторые солнцезащитные лосьоны теперь содержат такие соединения, как диоксид титана, который помогает защитить от ультрафиолетовых лучей. Другие блокирующие UVA соединения, содержащиеся в солнцезащитном креме, включают оксид цинка и авобензон. Есть также встречающиеся в природе соединения, найденные в тропических растениях, которые, как известно, защищают кожу от повреждения ультрафиолетовым излучением, такие как папоротник Polypodium leucotomos.

Что искать в солнцезащитном креме:

Защита от ультрафиолета : падимат О, гомосалат, октисалат (октилсалицилат), октиноксат (октилметоксициннамат)
Защита от УФА: Авобензон
Защита от UVA / UVB: октокрилен, диоксид титана, оксид цинка, мексорил (экамсула)

Еще одним средством защиты от ультрафиолетовых лучей является солнцезащитная одежда. Это одежда, которая имеет «рейтинг UPF», который описывает защиту от UVA и UVB.

глаз

Высокая интенсивность ультрафиолетового излучения опасна для глаз, и воздействие может вызвать вспышку сварщика (фотокератит или дуговой глаз) и может привести к катаракта , птеригиум и пингвекула.

Защитные очки полезны для тех, кто работает или может подвергаться воздействию ультрафиолетового излучения, особенно коротковолнового ультрафиолетового излучения. Учитывая, что свет может достигать глаза со стороны, обычно требуется полная защита глаз, если существует повышенный риск воздействия, как при альпинизме на большой высоте. Альпинисты подвергаются воздействию ультрафиолетового излучения выше обычного, как из-за меньшей фильтрации воздуха, так и из-за отражения от снега и льда.

Обычные, необработанные очки дают некоторую защиту. Большинство пластиковых линз обеспечивают большую защиту, чем стеклянные, потому что, как отмечалось выше, стекло прозрачно для UVA, а обычный акриловый пластик, используемый для линз, менее эффективен. Некоторые пластиковые линзы, такие как поликарбонат, по своей природе блокируют большинство ультрафиолетовых лучей. Существуют защитные средства для линз для очков, которые в этом нуждаются, что обеспечит лучшую защиту. Но даже процедура, которая полностью блокирует ультрафиолетовое излучение, не защитит глаза от света, попадающего на объектив. Чтобы убедиться в потенциальной опасности рассеянного ультрафиолетового излучения, накройте линзы чем-нибудь непрозрачным, например алюминиевой фольгой, встаньте рядом с ярким светом и подумайте, сколько света вы видите, несмотря на полную блокировку линз. Большинство интраокулярных линз помогают защитить сетчатка поглощая ультрафиолетовое излучение.

Применение УФ

Черные огни

Черный свет - это лампа, излучающая длинноволновое ультрафиолетовое излучение и очень мало видимого света. Черные люминесцентные лампы обычно производятся так же, как и обычные люминесцентные лампы, за исключением того, что используется только один люминофор, а обычно прозрачная стеклянная колба лампы заменяется темно-голубовато-фиолетовым стеклом, называемым стеклом Вуда.

Чтобы помешать фальшивомонетчикам, конфиденциальные документы (например, кредитные карты, водительские права, паспорта) могут также включать водяной знак УФ, который можно увидеть только при просмотре под воздействием ультрафиолетового излучения. Паспорта, выданные большинством стран, обычно содержат чернила, чувствительные к ультрафиолетовому излучению, и защитные нити. Визовые штампы и наклейки, например, выпущенные Украиной, содержат большие и подробные печати, невидимые невооруженным глазом при нормальном освещении, но хорошо видимые при ультрафиолетовом освещении. В паспортах, выпущенных в Соединенных Штатах, на последней странице паспорта есть штрихи, чувствительные к ультрафиолету, а также штрих-код.

Флюоресцентные лампы

Люминесцентные лампы производят ультрафиолетовое излучение путем ионизации низкого давления Меркурий пара. Фосфоресцентное покрытие внутри трубок поглощает ультрафиолетовое излучение и преобразует его в видимый свет.

Основная длина волны излучения ртути находится в диапазоне UVC. Неэкранированное воздействие на кожу или в глаза ртутных дуговых ламп, которые не имеют конверсионного люминофора, довольно опасно.

Свет от ртутной лампы преимущественно на дискретных длинах волн. Другие практические источники ультрафиолетового излучения с более непрерывным спектром излучения включают ксеноновые дуговые лампы (обычно используемые в качестве имитаторов солнечного света), дейтериевые дуговые лампы, ртутно-ксеноновые дуговые лампы, металлогалогенные дуговые лампы и вольфрам-галогенные лампы накаливания.

астрономия

В астрономия очень горячие объекты преимущественно излучают ультрафиолетовое излучение (см. закон Вена). Однако тот же озоновый слой, который защищает нас, создает трудности для астрономов, наблюдающих с Земли, поэтому большинство ультрафиолетовых наблюдений производятся из космоса. (см. УФ астрономия, космическая обсерватория)

Борьба с вредителями

Ультрафиолетовые ловушки для мух используются для уничтожения различных мелких летающих насекомых. Они притягиваются к ультрафиолетовому излучению и погибают при ударе электрическим током или попадают в ловушку при контакте с устройством.

спектрофотометрии

UV / VIS спектроскопия широко используется в качестве метода в химия для анализа химической структуры, в частности, сопряженных систем. УФ-излучение часто используется в видимой спектрофотометрии для определения наличия флуоресценции данного образца.

Анализ минералов

Ультрафиолетовые лампы также используются для анализа минералов, драгоценных камней и в других детективных работах, включая проверку подлинности различных предметов коллекционирования. Материалы могут выглядеть одинаково под видимым светом, но флуоресцировать в разной степени под ультрафиолетовым светом; или может флуоресцировать по-разному под действием коротковолнового ультрафиолета по сравнению с длинноволновым ультрафиолетом. УФ флуоресцентные красители используются во многих приложениях (например, в биохимии и криминалистике). Флуоресцентный белок Зеленый флуоресцентный белок (GFP) часто используется в генетика в качестве маркера. Многие вещества, например белки, имеют значительные полосы поглощения света в ультрафиолете, которые представляют интерес и представляют интерес в биохимии и смежных областях. УФ-спектрофотометры широко распространены в таких лабораториях.

фотолитография

Ультрафиолетовое излучение используется для фотолитографии очень высокого разрешения, процедуры, при которой химическое вещество, известное как фоторезист, подвергается воздействию ультрафиолетового излучения, которое прошло через маску. Свет позволяет химическим реакциям протекать в фоторезисте, и после проявления (этап, который удаляет экспонированный или неэкспонированный фоторезист), геометрический рисунок, который определяется маской, остается на образце. Затем могут быть предприняты дальнейшие шаги для «травления» частей образца без оставшегося фоторезиста.

УФ-излучение широко используется в электронной промышленности, потому что фотолитография используется в производстве полупроводники , Интегральная схема комплектующие и печатные платы.

Проверка электроизоляции

Новое применение УФ-излучения заключается в обнаружении коронного разряда (часто называемого просто «короной») на электрическом оборудовании. Разрушение изоляции электрических приборов или загрязнение вызывают корону, в которой сильное электрическое поле ионизирует воздух и возбуждает молекулы азота, вызывая излучение ультрафиолетового излучения. Корона ухудшает уровень изоляции аппарата. Корона производит озон и в меньшей степени оксид азота, который может впоследствии реагировать с водой в воздухе с образованием азотной кислоты и паров азотной кислоты в окружающем воздухе.

стерилизация

Ультрафиолетовые лампы используются для стерилизации рабочих мест и инструментов, используемых в биологических лабораториях и медицинских учреждениях. Коммерчески доступные ртутные лампы низкого давления излучают около 86% своего света при длине волны 254 нм (нм), что очень хорошо совпадает с одним из двух пиков кривой бактерицидной эффективности (то есть эффективности поглощения УФ ДНК ). Один из этих пиков составляет около 265 нм, а другой - около 185 нм. Хотя 185 нм лучше поглощается ДНК, кварцевое стекло, используемое в имеющихся в продаже лампах, а также в окружающей среде, такой как вода, является более непрозрачным до 185 нм, чем 254 нм (C. von Sonntag et al., 1992). Ультрафиолетовый свет на этих бактерицидных длинах волн вызывает димеризацию соседних молекул тимина в ДНК, если достаточное количество этих дефектов накапливается в ДНК микроорганизма, его репликация ингибируется, что делает его безвредным (даже если организм не может быть убит сразу). Поскольку микроорганизмы могут быть защищены от ультрафиолетового излучения в небольших трещинах и других затененных областях, эти лампы используются только в качестве дополнения к другим методам стерилизации.

Обеззараживание питьевой воды

УФ-излучение может быть эффективным противовирусным и бактерицидным. Дезинфекция с использованием ультрафиолетового излучения чаще использовалась при очистке сточных вод, но находит все большее применение при очистке питьевой воды. Процесс под названием SODIS был тщательно исследован в Швейцарии и оказался идеальным для очистки небольших количеств воды. Загрязненную воду разливают в прозрачные пластиковые бутылки и выдерживают на солнце в течение шести часов. Солнечный свет обрабатывает загрязненную воду с помощью двух синергетических механизмов: излучения в спектре УФ-А (длина волны 320-400 нм) и повышенной температуры воды. Если температура воды поднимается выше 50 ° C, процесс дезинфекции происходит в три раза быстрее. Раньше считалось, что УФ-дезинфекция была более эффективной для бактерий и вирусов, которые имеют более незащищенный генетический материал, чем для более крупных патогенных микроорганизмов, которые имеют внешнее покрытие или которые формируют состояния кисты (например, Giardia), которые защищают их ДНК от УФ-света. Однако недавно было обнаружено, что ультрафиолетовое излучение может быть несколько эффективным для лечения микроорганизма Cryptosporidium. Полученные результаты привели к двум патентам США и использованию ультрафиолетового излучения в качестве жизнеспособного метода очистки питьевой воды. Giardia, в свою очередь, было показано, что очень чувствительны к ультрафиолетовому излучению, когда тесты были основаны на инфекционности, а не эксцизии. Оказывается, что протисты способны выдерживать высокие дозы УФ-С, но стерилизуются в низких дозах.

Переработка пищевых продуктов

По мере того, как потребительский спрос на свежие и «свежие» пищевые продукты увеличивается, спрос на нетепловые методы обработки пищевых продуктов также растет. Кроме того, осведомленность общественности об опасностях пищевого отравления также повышает спрос на усовершенствованные методы обработки пищевых продуктов. Ультрафиолетовое излучение используется в нескольких пищевых процессах для удаления нежелательных микроорганизмов. Ультрафиолетовый свет можно использовать для пастеризации фруктовых соков, пропуская сок через источник ультрафиолетового света высокой интенсивности. Эффективность такого процесса зависит от УФ-поглощения сока (см. Закон Бера).

Обнаружение пожара

Ультрафиолетовые детекторы обычно используют либо твердотельное устройство, такое как устройство на основе карбида кремния или нитрида алюминия, либо газонаполненную трубку в качестве чувствительного элемента. Ультрафиолетовые детекторы, чувствительные к ультрафиолетовому излучению в любой части спектра, реагируют на облучение Солнечный лучик и искусственный свет. Горящее водородное пламя, например, сильно излучает в диапазоне от 185 до 260 нанометров и очень слабо в ИК-области, тогда как каменный уголь огонь излучает очень слабо в ультрафиолетовом диапазоне, но очень сильно на инфракрасных длинах волн; таким образом, пожарный извещатель, работающий с использованием как УФ, так и ИК детекторов, более надежен, чем детектор с одним только УФ детектором. Практически все пожары испускают некоторое излучение в диапазоне UVB, в то время как солнце излучение в этой полосе поглощается Атмосфера Земли , В результате, УФ-детектор является «солнечным слепым», что означает, что он не вызовет тревогу в ответ на солнечное излучение, поэтому его можно легко использовать как в помещении, так и на открытом воздухе.

УФ-детекторы чувствительны к большинству пожаров, в том числе углеводородов, металлы , сера , водород , гидразин и аммиак , Дуговая сварка, электрические дуги, молния, рентгеновские лучи, используемые в оборудовании для неразрушающего контроля металлов (хотя это весьма маловероятно), и радиоактивные материалы могут создавать уровни, которые активируют систему УФ-обнаружения. Присутствие поглощающих УФ-излучение газов и паров ослабит УФ-излучение от пожара, что отрицательно скажется на способности детектора обнаруживать пламя. Аналогичным образом, наличие масляного тумана в воздухе или масляной пленки на окне детектора будет иметь тот же эффект.

Отверждение клеев и покрытий

Некоторые клеи и покрытия имеют фотоинициаторы. При воздействии правильной дозы и интенсивности в необходимой полосе ультрафиолетового излучения происходит полимеризация, и поэтому клеи затвердевают или отверждаются. Обычно эта реакция очень быстрая, за несколько секунд. Применения включают в себя склеивание стекла и пластика, оптоволокно покрытия, покрытие полов, бумага для офсетной печати и зубные пломбы.

Сдерживание злоупотребления психоактивными веществами в общественных местах

Ультрафиолетовые лампы были установлены в некоторых частях мира в общественных туалетах и ​​на общественном транспорте с целью предотвращения злоупотребления психоактивными веществами. Синий цвет этих лампочек в сочетании с флуоресценцией кожи затрудняет поиск вены для потребителей инъекционных наркотиков. Эффективность этих источников света для этой цели была поставлена ​​под сомнение, при этом некоторые высказывали предположение, что потребители наркотиков просто находят вену вне общественного туалета и отмечают место маркером для доступа, когда он находится внутри туалета. В настоящее время нет опубликованных данных, подтверждающих идею сдерживающего эффекта.

Стирание модулей EPROM

Некоторые модули EPROM (электронно-программируемая постоянная память) стираются под воздействием ультрафиолетового излучения. Эти модули часто имеют прозрачное стеклянное (кварцевое) окно в верхней части чипа, которое пропускает ультрафиолетовое излучение. Они были в значительной степени заменены EEPROM и чипами флэш-памяти в большинстве устройств.

Подготовка низкоэнергетических полимеров

Ультрафиолетовое излучение полезно при получении полимеров с низкой поверхностной энергией для клеев. Полимеры, подвергающиеся воздействию ультрафиолетового света, будут окисляться, увеличивая поверхностную энергию полимера. Как только поверхностная энергия полимера будет увеличена, связь между клеем и полимером будет больше.

Чтение совершенно неразборчивых папирусов

Используя мультиспектральную визуализацию, можно прочитать неразборчивые папирусы, такие как сожженные папирусы Виллы Папирусов или Oxyrhynchus , Техника включает в себя фотографирование неразборчивых папирусов с использованием различных фильтров в инфракрасном или ультрафиолетовом диапазоне, точно настроенных для захвата определенных длин волн света. Таким образом, оптимальная спектральная часть может быть найдена для отличия чернил от бумаги на поверхности папируса.

Похожие

Комментарии