Ультрафиолетовое излучение

Что такое ультрафиолетовое излучение

Открытие УФ-излучения стало следующим этапом после обнаружения инфракрасного. Немецкий ученый Иоганн Риттер продолжил поиски излучения далее конца видимого спектра, с более короткими длинами волн, чем у излучения фиолетового цвета.

В 1801 году ему удалось заметить ускорение разложения хлорида серебра при воздействии света за границами фиолетовой области спектра: в течение нескольких минут вещество темнело на свету.

При этом физик понял, что разные зоны спектра оказывают различное влияние на скорость потемнения, а быстрее всего процесс идет на участках, располагающихся непосредственно перед фиолетовой областью.

Это наблюдение Риттер воспринял как знак того, что свет включает 3 компонента:

1. Инфракрасный или тепловой.
2. Осветительный или видимый.
3. Восстановительный или ультрафиолетовый.

В тот период большинство физиков поддержали коллегу. И лишь в 1842 году появились гипотезы о единстве этих трех частей. Они нашли отражение в научных трудах итальянца Мачедонио Меллони и француза Александра Беккереля.

Длина волны ультрафиолетового излучения

Ультрафиолетовое излучение бывает:

1. Ближним, доходящим до поверхности Земли через слои атмосферы.
2. Дальним, для изучения которого приходится использовать специальные вакуумные приборы, так как оно не доходит до земли, поглощается атмосферой.

Каждый из видов имеет свои свойства, особенности, области применения, характерную только для него длину волны. Так, для ближнего спектра характерна длина волны 380-200 нм. Для дальнего — от 200 до 2 нм.

Источники ультрафиолетового излучения, основные виды

Все источники ультрафиолетового излучения подразделяются на 2 основных вида:

1. Природные, единственным представителем которых является ближайшая к нам звезда Солнце. Диапазон поступающего на поверхность планеты излучения имеет пределы 200-400 нм. При этом концентрация зависит от плотности озонового слоя, высоты земного участка, свойств атмосферы, состояния облачных паров.
2. Искусственные, к которым относятся эритемные лампы, аппараты для соляриев, лампы-аттрактанты, эксилампы, люминесцентные и ртутно-кварцевые устройства, ксеноновые лампы, высокотемпературная плазма, газоразрядные аппараты.

К искусственным источникам относят еще одну категорию — лазеры. Их работа основана на генерации газов:

• азота;
• неона;
• аргона;
• ксенона.

Существует также лазер, функционирующий на свободных электронах, позволяющий получать длину волны равную той, что наблюдается в условиях вакуума.

Биологическое воздействие на организмы

Ультрафиолетовые лучи способны изменять химическую структуру клеток и состоящих из них тканей. При этом большей активностью отличаются лучи с длиной волны 280-200 нм: они способы вызывать гемолиз, влиять на липоиды, тканевые белки.

Стандартным ответом на облучение является синтез в коже красящего пигмента меланина. При этом длинноволновые лучи образуют интенсивный загар. Коротковолновые дают менее значительный эффект.

Положительное действие ультрафиолета выражается в стимуляции:

• фосфорно-кальциевого обмена;
• поглощения тканями кислорода;
• образования ферментов;
• углеводного и белкового обмена;
• регенеративных процессов;
• фагоцитоза;
• общего биотонуса.

Позитивным фактором в биологии признается благоприятное воздействие лучей на иммунную систему организма, выработку антител, сопротивляемость вирусам. Кроме того, без ультрафиолета в организме не вырабатывается витамин D, необходимый для развития костных тканей.

Применение УФ-излучения на практике

На практике используют такие характеристики УФ-излучения, как:

1. Бактерицидное воздействие.
2. Высокая химическая активность.
3. Способность вызывать люминесценцию.

Благодаря им, лучи используют для:

• уничтожения бактерий, включая уничтожение патогенных для млекопитающих микобактерий;
• избавление от насекомых;
• обеззараживания помещений;
• стерилизации медицинских инструментов.

С их помощью можно воздействовать на неживую природу:

• ионизировать воздух;
• проводить спектрометрические анализы;
• исследовать качественный состав минералов, горных пород.

Применение в медицине

Применение ультрафиолета в медицине обусловлено его способностью наносить вред живым организмам — вирусам и бактериям. Примером такого применения является лечение инфекционных заболеваний кожи, горла, носа, ушей.

Не менее активно врачи используют УФ-лучи при лечении рахита. В этом случае используют их способность стимулировать образование в организме витамина D.

Также ультрафиолет применяется при:

• травмах костей;
• воспалительных процессах;
• обморожениях;
• ожогах;
• невралгиях;
• трофических язвах желудка.

В некоторых случаях врачи прописывают лучевое лечение пациентам с почечной недостаточностью, атеросклерозом.