UV ali ultravijolična svetloba je nevidna oblika elektromagnetnega sevanja, ki ima krajšo valovno dolžino, kot jo lahko vidijo ljudje. Nosi več energije kot vidna svetloba in lahko včasih prekine vezi med atomi in molekulami ter tako spremeni kemijo materialov, ki so ji izpostavljeni. UV svetloba lahko povzroči tudi, da nekatere snovi oddajajo vidno svetlobo, pojav, znan kot fluorescenca. Ta oblika svetlobe, ki je prisotna v sončni svetlobi, je lahko koristna za zdravje, saj spodbuja proizvodnjo vitamina D in lahko ubije škodljive mikroorganizme, vendar lahko pretirana izpostavljenost povzroči sončne opekline in poveča tveganje za kožni rak. UV svetloba ima veliko uporab, vključno z dezinfekcijo, fluorescenčnimi žarnicami in v astronomiji.
Izraz “ultravijolično” pomeni “onkraj vijolične”. V vidnem delu spektra se valovna dolžina zmanjša – in energija elektromagnetnih valov se poveča – od rdeče preko oranžne, rumene, zelene, modre in vijolične, zato ima UV svetloba krajšo valovno dolžino in več energije kot vijolična svetloba. Valovne dolžine se merijo v nanometrih (nm) ali milijardnih delcih metra, ultravijolične valovne dolžine pa se gibljejo med 10 nm in 400 nm. Lahko ga razvrstimo kot UV-A, UV-B ali UV-C, glede na padajočo valovno dolžino. Alternativna klasifikacija, ki se uporablja v astronomiji, je “blizu”, “srednje”, “daleč” in “skrajno”.
Sonce proizvaja ultravijolično svetlobo vseh kategorij; vendar pa kisik v atmosferi in zlasti ozonska plast absorbira krajše, višje energijske valovne dolžine. Posledično je ultravijolično, ki doseže površino, večinoma sestavljeno iz UV-A, z malo U-VB. Za sončne opekline je odgovoren UV-B. Sončna svetloba, ki doseže zemeljsko površino, ima tako koristi kot nevarnosti.
prednosti
Ultravijolična svetloba, natančneje UV-B, je potrebna, da koži omogoči proizvodnjo vitamina D. Kemikalo, ki se nahaja v koži, pretvori v predhodnika vitamina, ki nato tvori sam vitamin. Ta vitamin je bistvenega pomena za zdravje ljudi, njegovo pomanjkanje pa je vpleteno v motnje imunskega sistema, bolezni srca in ožilja, visok krvni tlak in različne vrste raka. Hudo pomanjkanje povzroči bolezen kosti, imenovano rahitis. Pomanjkanje sončne svetlobe je glavni vzrok za pomanjkanje vitamina D, krema za sončenje pa preprečuje njegovo nastajanje.
Obstajajo tudi druge prednosti, povezane z ultravijolično svetlobo, ki se morda zdijo neodvisne od proizvodnje vitamina D. Pogosta izpostavljenost zmernim količinam sončne svetlobe, torej količinam, ki ne zadostujejo za nastanek sončnih opeklin, lahko zagotovi določeno zaščito pred kožnim rakom. Obstajajo dokazi, da so ljudje, ki delajo na prostem, manj dovzetni za bolezen. Zdi se, da imajo otroci, ki veliko časa preživijo v dejavnostih na prostem, manjše tveganje za razvoj kožnega raka pozneje v življenju. Drugi možni koristni učinki vključujejo zmanjšanje pojavnosti srčno-žilnih bolezni, izboljšanje nekaterih kožnih stanj in izboljšanje razpoloženja.
Številni potencialno škodljivi mikroorganizmi se hitro ubijejo ali inaktivirajo zaradi izpostavljenosti UV svetlobi. Okužbe z virusi, ki se prenašajo po zraku, kot je gripa, se običajno širijo s kapljicami, ki jih izločimo s kašljem in kihanjem. Virusni delci v teh kapljicah ne preživijo dolgo, če so izpostavljeni sončni svetlobi, zato se te bolezni v sončnih razmerah morda ne širijo tako zlahka.
nevarnosti
Nevarnost predstavlja tudi sposobnost ultravijolične svetlobe, da povzroči kemične spremembe. Bolj energični UV-B je odgovoren za sončne opekline, lahko povzroči prezgodnje staranje kože in lahko spremeni DNK na način, ki lahko vodi do kožnega raka, kot je melanom. Prav tako lahko poškoduje oči in povzroči katarakto. UV svetloba spodbuja proizvodnjo pigmenta melanina in zaradi tega se ljudje lahko namerno izpostavijo močni sončni svetlobi, da dobijo zagorelo kožo. Učinke, povezane s to obliko svetlobe, lahko poslabša priljubljenost solarij in ležalnikov, ki za porjavitev uporabljajo umetno proizvedeno ultravijolično svetlobo.
uporabljate
Dezinfekcija in sterilizacija
Učinki UV svetlobe na viruse, bakterije in parazite so privedli do njene uporabe pri razkuževanju zalog pitne vode. Prednosti so, da zahteva malo vzdrževanja, ne vpliva na okus obdelane vode in ne pušča potencialno škodljivih kemikalij. Glavna pomanjkljivost je, da za razliko od nekaterih kemičnih metod, kot je kloriranje, po obdelavi ne bo zaščitil pred kontaminacijo. UV se uporablja tudi za sterilizacijo hrane in v mikrobioloških laboratorijih.
Fluorescence
Nekatere snovi, ko so izpostavljene UV svetlobi, oddajajo svetlobo na vidnih valovnih dolžinah, pojav, znan kot fluorescenca. Običajne fluorescenčne sijalke, na primer, napaja UV svetloba, ki nastane z ioniziranjem nizkotlačnih hlapov živega srebra. To svetlobo absorbira posebna fluorescentna prevleka, ki proizvaja vidno svetlobo. Fluorescentne sijalke so energetsko učinkovitejše od običajnih žarnic.
Ultravijolična svetloba se pogosto uporablja za varnost. Občutljivi dokumenti, kot so valuta, vozniška dovoljenja, kreditne kartice in potni listi, imajo na sebi nevidne simbole, ki zasvetijo le ob prisotnosti UV svetlobe. Te je ponarejevalcem težko kopirati.
Biologi in zoologi imajo zelo radi ultravijolično svetlobo, saj jim pomaga pri nočnih raziskavah organizmov na terenu. Nekatere ptice, plazilci in nevretenčarji, kot so žuželke, fluorescirajo pod UV žarki in hitro utripajoča svetloba na majhnem območju lahko opazovalcem omogoči, da preštejejo približno število organizmov določene vrste. To je zelo koristno, ker so mnoge od teh živali večinoma nočne in jih redko, če jih sploh kdaj opazimo, podnevi.
Veliko tekstilij, ki se uporabljajo v oblačilih, tudi fluorescira, in “črne luči”, ki se pogosto uporabljajo v nočnih klubih in na zabavah, to dejstvo izkoriščajo tako, da povzročijo, da oblačila svetijo v temi. Te luči proizvajajo predvsem svetlobo v UV delu spektra, proizvajajo pa tudi rahel vijolični sijaj. Posebne plakate ali druge umetnine lahko ustvarite tudi z izrecnim namenom, da na določen način fluorescirajo pod črno lučjo.
Pasti za žuželke
Številne žuželke lahko vidijo ultravijolično svetlobo in jih privlači, zato se svetloba pogosto uporablja v pasteh za žuželke. Entomologi jih lahko uporabljajo za preučevanje populacije žuželk v določenem habitatu ali za lovljenje in ubijanje nadležnih žuželk v restavracijskih trgovinah s hrano.
Astronomija
Kartiranje Rimske ceste in drugih galaksij v ultravijolični svetlobi omogoča astronomom, da si ustvarijo sliko o tem, kako se galaksije sčasoma razvijajo. Mlade zvezde proizvajajo več UV sevanja kot starejše zvezde, kot je Sonce. Prav tako proizvajajo večji delež ultravijolične svetlobe na skrajnem koncu spektra. Območja, kjer nastajajo nove zvezde, zato svetijo močneje v UV, kar omogoča astronomom, da prepoznajo in preslikajo ta območja.
Druge uporabe
Obstajajo številne druge uporabe za UV svetlobo:
Spektrofotometrija — za analizo kemičnih struktur.
Analiza mineralov – fluorescenca pod ultravijolično svetlobo lahko razlikuje med minerali, ki so pod vidno svetlobo videti enaki.
Mikroskopija – krajša valovna dolžina ultravijolične svetlobe lahko razreši podrobnosti, ki so premajhne, da bi jih lahko videli z običajnim svetlobnim mikroskopom.
Kemični markerji — snovi, ki fluorescirajo v UV svetlobi, kot je zeleni fluorescentni protein (GFP), se lahko uporabljajo za preučevanje bioloških procesov.
Fotokemoterapija – uporablja se za zdravljenje luskavice in nekaterih drugih kožnih bolezni.
Fotolitografija zelo fine ločljivosti – uporablja se pri izdelavi polprevodniških komponent v elektronski industriji.
Preverjanje električne izolacije – »koronsko razelektritev«, pri kateri poškodovana izolacija na električni opremi povzroči ionizacijo zraka, je mogoče zaznati z emisijo ultravijolične svetlobe.
Utrjevanje lepil in premazov — nekatere snovi polimerizirajo in strdijo ob izpostavljenosti ultravijolični svetlobi.