UV arba ultravioletinė šviesa yra nematoma elektromagnetinės spinduliuotės forma, kurios bangos ilgis yra trumpesnis nei šviesa, kurią gali matyti žmonės. Jis neša daugiau energijos nei matoma šviesa ir kartais gali nutraukti ryšius tarp atomų ir molekulių, pakeisdama su juo susijusių medžiagų chemiją. UV šviesa taip pat gali sukelti kai kurių medžiagų matomą šviesą, vadinamą fluorescencija. Ši šviesos forma, esanti saulės šviesoje, gali būti naudinga sveikatai, nes skatina vitamino D gamybą ir gali sunaikinti kenksmingus mikroorganizmus, tačiau per didelis poveikis gali sukelti saulės nudegimą ir padidinti odos vėžio riziką. UV šviesa naudojama daugeliu atvejų, įskaitant dezinfekciją, fluorescencines lemputes ir astronomiją.
Terminas „ultravioletinis“ reiškia „už violetinės spalvos“. Matomoje spektro dalyje bangos ilgis mažėja – o elektromagnetinių bangų energija didėja – nuo raudonos iki oranžinės, geltonos, žalios, mėlynos ir violetinės, todėl UV šviesa turi trumpesnį bangos ilgį ir daugiau energijos nei violetinė šviesa. Bangos ilgiai matuojami nanometrais (nm) arba milijardosiomis metro dalimis, o ultravioletinių bangų ilgiai svyruoja nuo 10 nm iki 400 nm. Jis gali būti klasifikuojamas kaip UV-A, UV-B arba UV-C, mažėjančio bangos ilgio tvarka. Alternatyvi klasifikacija, naudojama astronomijoje, yra „arti“, „vidurinė“, „toli“ ir „kraštutinė“.
Saulė skleidžia visų kategorijų ultravioletinę šviesą; tačiau trumpesnius, didesnius energijos bangų ilgius sugeria atmosferoje esantis deguonis, o ypač ozono sluoksnis. Dėl to ultravioletiniai spinduliai, pasiekiantys paviršių, daugiausia susideda iš UV-A, su šiek tiek U-VB. Būtent UV-B yra atsakingas už saulės nudegimą. Saulės šviesa, pasiekianti Žemės paviršių, turi ir naudos, ir pavojų.
Privalumai
Ultravioletinė šviesa, ypač UV-B, reikalinga, kad oda galėtų gaminti vitaminą D. Ji paverčia odoje esančią cheminę medžiagą vitamino pirmtaku, kuris vėliau sudaro vitaminą. Šis vitaminas yra būtinas žmonių sveikatai, o jo trūkumas yra susijęs su imuninės sistemos sutrikimais, širdies ir kraujagyslių ligomis, aukštu kraujospūdžiu ir įvairiomis vėžio formomis. Didelis trūkumas sukelia kaulų ligą, vadinamą rachitu. Saulės šviesos trūkumas yra pagrindinė vitamino D trūkumo priežastis, o kremas nuo saulės neleidžia jam susidaryti.
Yra ir kitų privalumų, susijusių su ultravioletiniais spinduliais, kurie, atrodo, nepriklauso nuo vitamino D gamybos. Dažnas vidutinis saulės šviesos kiekis, ty nepakankamas saulės nudegimui sukelti, gali šiek tiek apsaugoti nuo odos vėžio. Yra įrodymų, kad žmonės, dirbantys lauke, yra mažiau jautrūs šiai ligai. Vaikai, kurie daug laiko praleidžia lauko veikloje, taip pat turi mažesnę riziką susirgti odos vėžiu vėliau. Kitas galimas teigiamas poveikis yra sumažėjęs širdies ir kraujagyslių ligų dažnis, kai kurių odos būklių pagerėjimas ir nuotaikos pagerėjimas.
Daugelis potencialiai kenksmingų mikroorganizmų greitai žūva arba inaktyvuojami veikiant UV šviesai. Oru plintančios virusinės infekcijos, tokios kaip gripas, dažniausiai plinta lašeliais, kuriuos išskiria kosulys ir čiaudėjimas. Viruso dalelės šiuose lašeliuose ilgai neišgyvena, kai yra veikiamos saulės spindulių, todėl šios ligos gali ne taip lengvai plisti saulėtomis sąlygomis.
Grėsmės
Ultravioletinės šviesos gebėjimas sukelti cheminius pokyčius taip pat kelia pavojų. Energingesnis UV-B yra atsakingas už saulės nudegimą, gali sukelti priešlaikinį odos senėjimą ir gali pakeisti DNR taip, kad gali išsivystyti odos vėžys, pvz., melanoma. Tai taip pat gali pažeisti akis ir sukelti kataraktą. UV šviesa skatina pigmento melanino gamybą, todėl žmonės gali tyčia būti stiprioje saulės šviesoje, kad įdegtų oda. Su šia šviesos forma susijusį poveikį gali apsunkinti įdegio studijų ir gultų populiarumas, kai įdegiui sukelti naudojama dirbtinai pagaminta ultravioletinė šviesa.
Naudoja
Dezinfekavimas ir sterilizavimas
UV spindulių poveikis virusams, bakterijoms ir parazitams paskatino jį naudoti geriamojo vandens tiekimui dezinfekuoti. Jo pranašumai yra tai, kad jį reikia mažai prižiūrėti, jis neturi įtakos apdoroto vandens skoniui ir nepalieka potencialiai kenksmingų cheminių medžiagų. Pagrindinis trūkumas yra tas, kad, skirtingai nei kai kurie cheminiai metodai, pavyzdžiui, chloravimas, jis neapsaugos nuo užteršimo po apdorojimo. UV spinduliai taip pat naudojami sterilizuojant maistą ir mikrobiologijos laboratorijose.
Fluorescencinis
Kai kurios medžiagos, veikiamos UV spindulių, skleidžia matomo bangos ilgio šviesą – reiškinys vadinamas fluorescencija. Pavyzdžiui, įprastos fluorescencinės lempos yra maitinamos UV šviesa, gaunama jonizuojant žemo slėgio gyvsidabrio garus. Šią šviesą sugeria speciali fluorescencinė danga, kuri savo ruožtu sukuria matomą šviesą. Liuminescencinės lempos yra ekonomiškesnės nei įprastos lemputės.
Ultravioletinė šviesa dažnai naudojama apsaugai. Ant neskelbtinų dokumentų, tokių kaip valiuta, vairuotojo pažymėjimai, kredito kortelės ir pasai, yra nematomi simboliai, kurie įsižiebia tik esant UV šviesai. Juos padirbinėtojams sunku nukopijuoti.
Biologai ir zoologai labai mėgsta ultravioletinę šviesą, nes ji padeda jiems atlikti naktinius organizmo tyrimus lauke. Tam tikri paukščiai, ropliai ir bestuburiai, pavyzdžiui, vabzdžiai, fluorescuoja UV spinduliuose ir greitai mirksi šviesa nedideliame plote, todėl stebėtojai gali suskaičiuoti apytikslį tam tikro tipo organizmų skaičių. Tai labai naudinga, nes daugelis šių gyvūnų daugiausia yra naktiniai ir retai matomi dienos metu.
Daugelis tekstilės gaminių, naudojamų drabužiams, taip pat šviečia, o naktiniuose klubuose ir vakarėliuose dažnai naudojamos „juodos šviesos“ išnaudoja šį faktą, todėl drabužiai tamsoje švyti. Šios lemputės pirmiausia skleidžia šviesą UV spektro dalyje, tačiau jos taip pat sukuria nedidelį violetinį švytėjimą. Taip pat gali būti sukurti specialūs plakatai ar kiti meno kūriniai, kurių tikslas yra tam tikru būdu fluorescuoti juodoje šviesoje.
Vabzdžių spąstai
Daugelis vabzdžių mato ultravioletinę šviesą ir ją traukia, todėl šviesa dažnai naudojama vabzdžių gaudyklėse. Juos entomologai gali naudoti norėdami ištirti vabzdžių populiaciją konkrečioje buveinėje arba sugauti ir naikinti kenksmingus vabzdžius restoranų maisto parduotuvėse.
Astronomija
Paukščių tako ir kitų galaktikų kartografavimas ultravioletinėje šviesoje leidžia astronomams susidaryti vaizdą apie galaktikų vystymąsi laikui bėgant. Jaunos žvaigždės skleidžia daugiau UV spindulių nei senesnės žvaigždės, pavyzdžiui, Saulė. Jie taip pat sukuria didesnę ultravioletinės šviesos dalį kraštutiniame spektro gale. Todėl sritys, kuriose formuojasi naujos žvaigždės, UV spinduliuose šviečia ryškiau, todėl astronomai gali identifikuoti ir nustatyti šias sritis.
Kiti naudojimo būdai
Yra keletas kitų UV spindulių naudojimo būdų:
Spektrofotometrija – cheminių struktūrų analizei.
Analizuojant mineralus – fluorescencija ultravioletinėje šviesoje gali atskirti mineralus, kurie matomoje šviesoje atrodo vienodai.
Mikroskopija – trumpesnis ultravioletinės šviesos bangos ilgis gali išskirti detales, per mažas, kad jas būtų galima pamatyti įprastu šviesos mikroskopu.
Cheminiai žymenys – medžiagos, kurios fluorescuoja UV šviesoje, pvz., žalias fluorescencinis baltymas (GFP), gali būti naudojamos biologiniams procesams tirti.
Fotochemoterapija – naudojama psoriazei ir kai kurioms kitoms odos ligoms gydyti.
Labai smulkios raiškos fotolitografija – naudojama puslaidininkinių komponentų gamyboje elektronikos pramonėje.
Elektros izoliacijos tikrinimas – „koroninis išlydis“, kai dėl pažeistos elektros įrangos izoliacijos jonizuojasi oras, galima aptikti spinduliuojant ultravioletinę šviesą.
Klijų ir dangų kietėjimas – kai kurios medžiagos polimerizuojasi ir sukietėja veikiamos ultravioletinių spindulių.