Ultrafialové žiarenie: aplikácia, výhody a poškodenie. Svetelná terapia (viditeľné, infračervené a ultrafialové žiarenie)

Ultrafialové žiarenie patrí do neviditeľného optického spektra. Prirodzeným zdrojom ultrafialového žiarenia je slnko, ktoré tvorí približne 5% hustoty toku slnečného žiarenia - ide o životne dôležitý faktor, ktorý má priaznivý stimulačný účinok na živý organizmus.

Umelé zdroje ultrafialového žiarenia (elektrický oblúk pri elektrickom zváraní, elektrické tavenie, plazmatróny atď.) môžu spôsobiť poškodenie kože a zraku. Akútne očné lézie (elektrooftalmia) sú akútnou konjunktivitídou. Ochorenie sa prejavuje pocitom cudzieho telesa alebo piesku v očiach, svetloplachosťou a slzením. Medzi chronické ochorenia patrí chronická konjunktivitída a katarakta. Kožné lézie sa vyskytujú vo forme akútnej dermatitídy, niekedy s tvorbou opuchov a pľuzgierov. Môžu sa vyskytnúť všeobecné toxické javy s horúčkou, zimnicou a bolesťami hlavy. Po intenzívnom ožarovaní vzniká na koži hyperpigmentácia a olupovanie. Dlhodobé vystavenie ultrafialovému žiareniu vedie k „starnutiu“ kože a pravdepodobnosti vzniku malígnych nádorov.

Hygienická regulácia ultrafialového žiarenia sa vykonáva podľa SN 4557-88, ktorá stanovuje prípustné hustoty toku žiarenia v závislosti od vlnovej dĺžky s výhradou ochrany zrakových orgánov a kože.

Prípustná intenzita žiarenia pre pracovníkov pri
nechránené oblasti povrchu kože nie viac ako 0,2 m2 (tvár,
krk, ruky) s celkovým trvaním ožiarenia 50 % pracovnej zmeny a trvaním jedného ožiarenia
počas 5 minút by nemal presiahnuť 10 W/m2 pre oblasť 400-280 nm a
0,01 W/m2 - pre oblasť 315-280 nm.

Pri použití špeciálneho oblečenia a ochrany tváre
a ruky, ktoré neprepúšťajú žiarenie, prípustná intenzita
ožiarenie by nemalo presiahnuť 1 W/m2.

Medzi hlavné metódy ochrany pred ultrafialovým žiarením patria obrazovky, osobné ochranné prostriedky (oblečenie, okuliare) a ochranné krémy.

Infra červená radiácia predstavuje neviditeľnú časť optického elektromagnetického spektra, ktorého energia po absorpcii v biologickom tkanive spôsobuje tepelný efekt. Zdrojom infračerveného žiarenia môžu byť taviace pece, roztavený kov, ohrievané diely a obrobky, rôzne druhy zvárania atď.

Najviac postihnutými orgánmi sú koža a orgány zraku. Pri akútnom ožiarení kože sú možné popáleniny, prudké rozšírenie kapilár a zvýšená pigmentácia kože; pri chronickom ožarovaní môžu byť zmeny pigmentácie trvalé, napríklad erytémová (červená) pleť u sklárov a oceliarov.

Pri vystavení zraku môže dôjsť k zakaleniu a popáleniu rohovky a infračervenému šedému zákalu.

Infračervené žiarenie ovplyvňuje aj metabolické procesy v myokarde, vodno-elektrolytovú rovnováhu, stav horných dýchacích ciest (vývoj chronickej laryngitídy, nádchy, sinusitídy) a môže spôsobiť úpal.

Normalizácia infračerveného žiarenia sa vykonáva podľa intenzity prípustných integrálnych tokov žiarenia, berúc do úvahy spektrálne zloženie, veľkosť ožiarenej plochy, ochranné vlastnosti ochranného odevu počas trvania pôsobenia v súlade s GOST 12.1.005- 88 a Hygienické predpisy a predpisy SN 2.2.4.548-96 „Hygienické požiadavky na mikroklímu priemyselných priestorov“.

Intenzita tepelného žiarenia pracovníkov z vyhrievaných plôch technologických zariadení, osvetľovacích zariadení, slnečného žiarenia na stálych a nestálych pracoviskách by nemala presiahnuť 35 W/m2 pri ožiarení 50 % a viac povrchu tela, 70 W/m2 - pri veľkosť ožarovaného povrchu je od 25 do 50 % a 100 W/m2 - pri ožiarení najviac 25 % povrchu tela.

Intenzita tepelného ožiarenia pracovníkov z otvorených zdrojov (ohriaty kov, sklo, „otvorený“ plameň a pod.) by nemala presiahnuť 140 W/m2, pričom by nemalo byť ožiareniu vystavených viac ako 25 % povrchu tela a použitie osobných ochranných prostriedkov, vrátane ochrany tváre a očí.

Prípustná intenzita žiarenia na trvalých a nestálych miestach je uvedená v tabuľke. 4.20.

Tabuľka 4.20.

Prípustná intenzita žiarenia

Medzi hlavné opatrenia na zníženie rizika vystavenia ľudí infračervenému žiareniu patrí: zníženie intenzity zdrojového žiarenia; technické ochranné prostriedky; časová ochrana, používanie osobných ochranných pracovných prostriedkov, liečba a preventívne opatrenia.

Technické ochranné prostriedky sa delia na clony uzatváracie, teplo odrážajúce, odvádzajúce teplo a tepelne izolačné; tesnenie zariadenia; prostriedky vetrania; prostriedky automatického diaľkového ovládania a monitorovania; alarm

Pri ochrane v priebehu času, aby sa predišlo nadmernému všeobecnému prehriatiu a lokálnemu poškodeniu (popáleniu), sa reguluje trvanie období nepretržitého infračerveného ožarovania osoby a prestávok medzi nimi (tabuľka 4.21 podľa R 2.2.755-99).

Tabuľka 4.21.

Závislosť nepretržitého ožarovania od jeho intenzity.

Otázky k 4.4.3.

Charakterizujte prírodné zdroje elektromagnetických polí.
Uveďte klasifikáciu antropogénnych elektromagnetických polí.

3. Povedzte nám o vplyve elektromagnetického poľa na človeka.

4. Čo je štandardizácia elektromagnetických polí.

5. Aké sú prípustné úrovne vystavenia elektromagnetickým poliam na pracovisku?

6. Uveďte hlavné opatrenia na ochranu pracovníkov pred nepriaznivými účinkami elektromagnetických polí.

7. Aké clony sa používajú na ochranu pred elektromagnetickými poľami.

8. Aké osobné ochranné prostriedky sa používajú a ako sa zisťuje ich účinnosť.

9. Popíšte druhy ionizujúceho žiarenia.

10. Aké dávky charakterizujú účinky ionizujúceho žiarenia.

11. Aký je vplyv ionizujúceho žiarenia na človeka.

12. Čo je to prídel ionizujúceho žiarenia.

13. Vysvetlite postup zaistenia bezpečnosti pri práci s ionizujúcim žiarením.

14. Uveďte pojem laserové žiarenie.

15. Popíšte jeho vplyv na človeka a spôsoby ochrany.

16. Uveďte pojem ultrafialové žiarenie, jeho vplyv na človeka a spôsoby ochrany.

17. Uveďte pojem infračervené žiarenie, jeho vplyv na človeka a spôsoby ochrany.

Významnú časť neionizujúceho elektromagnetického žiarenia tvoria rádiové vlny a vibrácie v optickej oblasti (infračervené, viditeľné, ultrafialové žiarenie). V závislosti od miesta a podmienok ožiarenia elektromagnetickým žiarením rádiových frekvencií sa rozlišujú štyri druhy ožiarenia: profesionálne, neprofesionálne, domáce a na liečebné účely a podľa charakteru ožiarenia - všeobecné a lokálne.

Infračervené žiarenie je súčasťou elektromagnetického žiarenia s vlnovou dĺžkou od 780 do 1000 mikrónov, ktorého energia pri pohltení látkou vyvoláva tepelný efekt. Krátkovlnné žiarenie je najaktívnejšie, pretože má najvyššiu fotónovú energiu, je schopné preniknúť hlboko do tkanív tela a je intenzívne absorbované vodou obsiahnutou v tkanivách. U ľudí sú orgány najviac postihnuté infračerveným žiarením koža a orgány zraku.

Viditeľné žiarenie pri vysokej energetickej úrovni môže byť škodlivé aj pre pokožku a oči.

Ultrafialové žiarenie, podobne ako infračervené, je súčasťou elektromagnetického žiarenia s vlnovou dĺžkou od 200 do 400 nm. Prirodzené slnečné ultrafialové žiarenie je životne dôležité a má priaznivý stimulačný účinok na organizmus.

Žiarenie z umelých zdrojov môže spôsobiť akútne a chronické pracovné úrazy. Najzraniteľnejším orgánom sú oči. Akútne očné lézie sa nazývajú elektrooftalmia. Raz na koži môže ultrafialové žiarenie spôsobiť akútny zápal a opuch kože. Môže sa zvýšiť teplota, môže sa objaviť zimnica a bolesť hlavy.

Laserové žiarenie je špeciálny typ elektromagnetického žiarenia generovaného v rozsahu vlnových dĺžok 0,1-1000 mikrónov. Od ostatných druhov žiarenia sa líši monochromatickosťou (prísne jedna vlnová dĺžka), koherenciou (všetky zdroje žiarenia vyžarujú elektromagnetické vlny v rovnakej fáze) a ostrou smerovosťou lúča. Pôsobí selektívne na rôzne orgány. Lokálne poškodenie je spojené s ožiarením oka a poškodením kože. Celkový dopad môže viesť k rôznym funkčným poruchám ľudského tela (nervový a kardiovaskulárny systém, krvný tlak a pod.)

2. Kolektívne prostriedky ochrany (typy, spôsoby použitia)

Ochrana obyvateľstva a výrobných síl krajiny pred zbraňami hromadného ničenia, ako aj počas prírodných katastrof a priemyselných havárií je najdôležitejšou úlohou Úradu civilnej obrany a mimoriadnych situácií.

Kolektívne ochranné prostriedky - ochranné prostriedky, ktoré sú konštrukčne a funkčne spojené s výrobným procesom, výrobným zariadením, priestorom, budovou, stavbou, výrobným areálom.

Kolektívne ochranné prostriedky sa delia na: oplotenie, bezpečnostné, brzdové zariadenia, automatické ovládacie a poplašné zariadenia, diaľkové ovládanie, bezpečnostné značky.

Bezpečnostné zariadenia sú navrhnuté tak, aby zabránili náhodnému vstupu osoby do nebezpečného priestoru. Tieto zariadenia slúžia na izoláciu pohyblivých častí strojov, pracovných plôch strojov, lisov a nárazových prvkov strojov od pracovného priestoru. Zariadenia sa delia na stacionárne, mobilné a prenosné. Môžu byť vyrobené vo forme ochranných krytov, prístreškov, bariér, obrazoviek; pevné aj sieťované. Sú vyrobené z kovu, plastu, dreva.

Stacionárne ploty musia byť dostatočne pevné, aby odolali akýmkoľvek zaťaženiam vznikajúcim v dôsledku deštruktívnej činnosti predmetov a rozpadu spracovaných častí atď. Prenosné oplotenie sa vo väčšine prípadov používa ako dočasné.

Bezpečnostné zariadenia slúžia na automatické vypnutie strojov a zariadení, keď sa odchyľujú od bežnej prevádzky alebo keď osoba vstúpi do nebezpečnej zóny. Tieto zariadenia môžu byť blokujúce a obmedzujúce. V závislosti od princípu činnosti môžu byť blokovacie zariadenia: elektromechanické, fotoelektrické, elektromagnetické, radiačné, mechanické. Obmedzovacie zariadenia sú súčasti strojov a mechanizmov, ktoré sa pri preťažení zničia alebo zlyhajú.

Široko používané sú brzdové zariadenia, ktoré možno rozdeliť na čeľusťové, kotúčové, kužeľové a klinové. Väčšina typov výrobných zariadení používa čeľusťové a kotúčové brzdy. Brzdové systémy môžu byť manuálne, nožné, poloautomatické a automatické.

Na zabezpečenie bezpečnej a spoľahlivej prevádzky zariadení sú veľmi dôležité informačné, výstražné, núdzové automatické ovládanie a poplašné zariadenia. Riadiace zariadenia sú prístroje na meranie tlaku, teploty, statického a dynamického zaťaženia, ktoré charakterizujú činnosť strojov a zariadení. Keď sú monitorovacie zariadenia kombinované s poplašnými systémami, ich účinnosť sa výrazne zvyšuje. Poplachové systémy môžu byť: zvukové, svetelné, farebné, symbolové, kombinované.

Na ochranu pred úrazom elektrickým prúdom sa používajú rôzne technické opatrenia. Ide o nízke napätia; oddelenie elektrickej siete; kontrola a prevencia poškodenia izolácie; ochrana pred náhodným kontaktom so živými časťami; ochranné uzemnenie; ochranné vypnutie; osobné ochranné prostriedky.

Vysoká škola stavebníctva Usť-Kamenogorsk

Vývoj hodiny fyziky.

Téma: „Infračervené, ultrafialové, röntgenové žiarenie“

Učiteľka: O.N

Usť-Kamenogorsk, 2014

Lekcia na tému „Infračervené, ultrafialové, röntgenové žiarenie“.

Ciele:1) vedieť, čo je infračervené, ultrafialové a röntgenové žiarenie; byť schopný riešiť logické problémy pomocou týchto pojmov.

2) rozvoj logického myslenia, pozorovania, PMD (analýza, syntéza, porovnávanie), zručnosti práce s pojmem (jeho lexikálny význam), reč, OUUN (samostatná práca so zdrojom informácií, zostavenie tabuľky).

3) formovanie vedeckého svetonázoru (praktický význam študovaného materiálu, spojenie s profesiou), zodpovednosť, samostatnosť, potreba viesť zdravý životný štýl a dodržiavať bezpečnostné štandardy v odborných činnostiach.

Typ lekcie: učenie sa nového materiálu

Typ lekcie: teoretický výskum

Vybavenie: notebooky, projektor, prezentácia, zváračské kombinézy

Literatúra: Krongart B.A. "Fyzika-11", materiály INTERNET

Počas vyučovania.

Organizovanie žiakov na vyučovanie.

Príprava na vnímanie.

Upozorňujem študentov na zváračské kombinézy, ktoré visia pred nimi, a staviam konverzáciu na tieto otázky:

1) Z akého materiálu sú pracovné odevy (pogumovaná látka, semiš) Prečo práve tieto materiály (vediem študentov k odpovedi „ochrana pred tepelným (infračerveným) žiarením“?

2) Prečo je potrebná maska (ochrana pred ultrafialovým žiarením).

3) Hlavný výsledok práce zvárača (kvalita zvaru) Ako môžete skúmať kvalitu zvaru (jednou z metód je röntgenová detekcia chýb). a stručne vysvetlite metódu.

Oznamujem tému hodiny (zapíšte si ju do zošita).

Žiaci formulujú účel hodiny.

Pre študentov som stanovil úlohy na hodinu:

1) Zoznámte sa so všeobecnou charakteristikou žiarenia (podľa polohy na stupnici elektromagnetického žiarenia).

2) Zoznámte sa so všeobecnými charakteristikami jednotlivých druhov žiarenia.

3) Podrobne si preštudujte každý typ žiarenia.

Učenie nového materiálu.

Dokončime prvú úlohu lekcie - oboznámte sa so všeobecnými charakteristikami žiarenia.

Na snímke „Stupnica elektromagnetického žiarenia“. Určujeme polohu každého typu žiarenia na stupnici, analyzujeme lexikálny význam slov „infračervené“, „ultrafialové“, „röntgenové“. Podopieram to príkladmi.

Študenti samostatne vykonávajú výskumnú prácu (pomocou digitálneho zdroja informácií a vypĺňaním tabuľky). Oznamujem hodnotiace kritériá a pravidlá. Poskytujem konzultácie a vysvetľujem otázky, ktoré pri práci vzniknú.

Na konci práce si vypočujeme odpovede troch žiakov a odpovede si preberieme.

Konsolidácia.

Logické úlohy riešime ústne:

1. Prečo je potrebné nosiť tmavé okuliare vysoko v horách?

2. Aké žiarenie sa používa na sušenie ovocia a zeleniny?

Prečo nosí zvárač pri zváraní masku? ochranný oblek?

Prečo sa pacientovi pred röntgenovým vyšetrením podáva báryová kaša?

Prečo nosí rádiológ (a aj pacient) olovené zástery?

Chorobou z povolania pre zváračov je šedý zákal (zákal očnej šošovky). Čo to spôsobuje (dlhodobé tepelné infračervené žiarenie) Ako sa tomu vyhnúť?

Elektrooftalmia je očné ochorenie (sprevádzané akútnou bolesťou, bolesťou očí, slzením, kŕčmi očných viečok). Príčina tohto ochorenia? (pôsobenie UV žiarenia). Ako sa vyhnúť?

Reflexia.

Študenti písomne odpovedajú na nasledujúce otázky:

Odpovede na tieto otázky prediskutujeme ústne a odovzdáme papiere.

Domáca úloha

Vypracujte správu o praktickej aplikácii IR, UV, RTG žiarenia (voliteľné).

Zhrnutie lekcie.

Žiaci odovzdajú zošity.

Oznamujem známky na hodinu.

Pracovný list.

Infra červená radiácia.

Infra červená radiácia - elektromagnetické žiarenie zaberajúce spektrálnu oblasť medzi červeným koncom viditeľného svetla a mikrovlnným žiarením.

Optické vlastnosti látok v infračervenom žiarení sa výrazne líšia od ich vlastností vo viditeľnom žiarení. Napríklad niekoľkocentimetrová vrstva vody je nepriepustná pre infračervené žiarenie s λ = 1 μm. Infračervené žiarenie tvorí väčšinu žiareniažiarovky, plynové výbojky, asi 50 % slnečného žiarenia; Infračervené žiarenie vyžarujú niektoré lasery. Na jeho registráciu používajú tepelné a fotoelektrické prijímače, ako aj špeciálne fotografické materiály.

Celý rozsah infračerveného žiarenia je rozdelený do troch zložiek:

krátkovlnná oblasť: A = 0,74-2,5 um;

oblasť strednej vlny: A = 2,5-50 um;

oblasť dlhých vĺn: λ = 50-2000 um.

Okraj s dlhou vlnovou dĺžkou tohto rozsahu je niekedy oddelený do samostatného rozsahu elektromagnetických vĺn - terahertzového žiarenia (submilimetrové žiarenie).

Infračervené žiarenie sa tiež nazýva „tepelné“ žiarenie, pretože infračervené žiarenie zo zahriatych predmetov ľudská pokožka vníma ako pocit tepla. V tomto prípade vlnové dĺžky vyžarované telom závisia od teploty zahrievania: čím vyššia je teplota, tým kratšia je vlnová dĺžka a tým vyššia je intenzita žiarenia. Spektrum žiarenia absolútne čierneho telesa pri relatívne nízkych (až niekoľko tisíc Kelvinov) teplotách leží hlavne v tomto rozsahu. Infračervené žiarenie je emitované excitovanými atómami alebo iónmi.

Aplikácia.

Prístroj na nočné videnie.

Vákuové fotoelektronické zariadenie na konverziu obrazu okom neviditeľného objektu (v infračervenom, ultrafialovom alebo röntgenovom spektre) na viditeľný alebo na zvýšenie jasu viditeľného obrazu.

Termografia.

Infračervená termografia, termálne zobrazovanie alebo termálne video je vedecká metóda získania termogramu - obrazu v infračervených lúčoch, ktorý ukazuje vzor rozloženia teplotných polí. Termografické kamery alebo termokamery detegujú žiarenie v infračervenom rozsahu elektromagnetického spektra (približne 900-14000 nanometrov alebo 0,9-14 µm) a využívajú toto žiarenie na vytváranie snímok, ktoré pomáhajú identifikovať prehriate alebo podchladené oblasti. Keďže infračervené žiarenie vyžarujú všetky objekty, ktoré majú teplotu, podľa Planckovho vzorca pre žiarenie čierneho telesa, termografia umožňuje „vidieť“ prostredie s viditeľným svetlom alebo bez neho. Množstvo žiarenia emitovaného objektom sa zvyšuje so zvyšujúcou sa jeho teplotou, takže termografia nám umožňuje vidieť rozdiely v teplote. Keď sa pozrieme cez termokameru, teplé predmety sú viditeľné lepšie ako tie ochladené na okolitú teplotu; ľudia a teplokrvné živočíchy sú v prostredí ľahšie viditeľné vo dne aj v noci. V dôsledku toho možno pokrok v používaní termografie pripísať armáde a bezpečnostným službám.

Infračervené navádzanie.

Infračervená navádzacia hlavica - navádzacia hlavica, ktorá funguje na princípe zachytávania infračervených vĺn vysielaných zachytávaným cieľom. Ide o opticko-elektronické zariadenie určené na identifikáciu cieľa proti okolitému pozadiu a vydávanie uzamykacieho signálu automatickému zameriavaciemu zariadeniu (ADU), ako aj na meranie a vysielanie signálu uhlovej rýchlosti v zornom poli autopilotovi.

Infračervený ohrievač.

Vykurovacie zariadenie, ktoré prostredníctvom infračerveného žiarenia uvoľňuje teplo do okolia. V bežnom živote sa mu niekedy nepresne hovorí reflektor. Žiarivá energia je absorbovaná okolitými povrchmi, mení sa na tepelnú energiu, ohrieva ich, čo následne uvoľňuje teplo do vzduchu. To poskytuje výrazný ekonomický efekt v porovnaní s konvekčným vykurovaním, kde sa teplo výrazne míňa na vykurovanie nevyužitého podstropného priestoru. Okrem toho je pomocou infračervených ohrievačov možné lokálne vykurovať iba tie oblasti miestnosti, kde je to potrebné, bez vykurovania celého objemu miestnosti; Tepelný efekt infražiaričov je cítiť ihneď po zapnutí, čím nedochádza k prehrievaniu miestnosti. Tieto faktory znižujú náklady na energiu.

Infračervená astronómia.

Odvetvie astronómie a astrofyziky, ktoré študuje vesmírne objekty viditeľné v infračervenom žiarení. V tomto prípade infračervené žiarenie označuje elektromagnetické vlny s vlnovou dĺžkou od 0,74 do 2000 mikrónov. Infračervené žiarenie spadá medzi viditeľné žiarenie, ktorého vlnová dĺžka sa pohybuje od 380 do 750 nanometrov, a submilimetrové žiarenie.

Infračervená astronómia sa začala rozvíjať v 30. rokoch 19. storočia, niekoľko desaťročí po objavení infračerveného žiarenia Williamom Herschelom. Spočiatku došlo k malému pokroku a až do začiatku 20. storočia neboli objavené žiadne astronomické objekty v infračervenej oblasti za Slnkom a Mesiacom, ale po sérii objavov v rádioastronómii v 50. a 60. rokoch si astronómovia uvedomili, že existuje veľký množstvo informácií mimo vlny viditeľného rozsahu Odvtedy sa formuje moderná infračervená astronómia.

Infračervená spektroskopia.

Infračervená spektroskopia je odvetvie spektroskopie pokrývajúce dlhovlnnú oblasť spektra (>730 nm za červenou hranicou viditeľného svetla). Infračervené spektrá vznikajú ako výsledok vibračného (čiastočne rotačného) pohybu molekúl, a to ako výsledok prechodov medzi vibračnými úrovňami základného elektronického stavu molekúl. IR žiarenie je absorbované mnohými plynmi, s výnimkou O2, N2, H2, Cl2 a monatomických plynov. Absorpcia nastáva pri vlnovej dĺžke charakteristickej pre každý konkrétny plyn, napríklad pre CO je to vlnová dĺžka 4,7 μm.

Z infračervených absorpčných spektier je možné stanoviť štruktúru molekúl rôznych organických (a anorganických) látok s relatívne krátkymi molekulami: antibiotiká, enzýmy, alkaloidy, polyméry, komplexné zlúčeniny atď. Vibračné spektrá molekúl rôznych organických (a anorganické) látky s relatívne dlhými molekulami (bielkoviny, tuky, uhľohydráty, DNA, RNA atď.) sú v terahertzovej oblasti, takže štruktúru týchto molekúl možno určiť pomocou rádiofrekvenčných spektrometrov v terahertzovej oblasti. Podľa počtu a polohy píkov v IR absorpčnom spektre možno posúdiť povahu látky (kvalitatívnou analýzou) a podľa intenzity absorpčných pásov možno posúdiť množstvo látky (kvantitatívna analýza). Hlavnými prístrojmi sú rôzne typy infračervených spektrometrov.

Infračervený kanál.

Infračervený kanál je kanál na prenos údajov, ktorý na svoju činnosť nevyžaduje káblové pripojenie. Vo výpočtovej technike sa zvyčajne používa na prepojenie počítačov s periférnymi zariadeniami (rozhranie IrDA) Na rozdiel od rádiového kanála je infračervený kanál necitlivý na elektromagnetické rušenie, čo umožňuje jeho použitie v priemyselnom prostredí. Nevýhody infračerveného kanála zahŕňajú vysoké náklady na prijímače a vysielače, ktoré vyžadujú konverziu elektrického signálu na infračervený a naopak, ako aj nízke prenosové rýchlosti (zvyčajne nepresahujú 5-10 Mbit/s, ale pri použití infračerveného lasery, sú možné výrazne vyššie rýchlosti). Navyše nie je zabezpečená tajnosť prenášaných informácií. Za podmienok priamej viditeľnosti môže infračervený kanál poskytovať komunikáciu na vzdialenosť niekoľkých kilometrov, ale je najvhodnejší pre pripojenie počítačov umiestnených v rovnakej miestnosti, kde odrazy od stien miestnosti poskytujú stabilnú a spoľahlivú komunikáciu. Najprirodzenejším typom topológie je tu „zbernica“ (to znamená, že vysielaný signál je súčasne prijímaný všetkými účastníkmi). Je jasné, že s toľkými nedostatkami by sa infračervený kanál nemohol rozšíriť.

Liek

Infračervené lúče sa využívajú vo fyzioterapii.

Diaľkové ovládanie

Infračervené diódy a fotodiódy sú široko používané v diaľkových ovládačoch, automatizačných systémoch, bezpečnostných systémoch, niektorých mobilných telefónoch (infračervený port) atď. Infračervené lúče nerozptyľujú ľudskú pozornosť vďaka svojej neviditeľnosti.

Zaujímavosťou je, že infračervené žiarenie diaľkového ovládača pre domácnosť sa jednoducho zaznamenáva pomocou digitálneho fotoaparátu.

Pri maľovaní

Infračervené žiariče sa používajú v priemysle na sušenie lakovaných povrchov. Metóda infračerveného sušenia má oproti tradičnej konvekčnej metóde významné výhody. V prvom rade ide samozrejme o ekonomický efekt. Rýchlosť a energia spotrebovaná počas infračerveného sušenia je nižšia ako rovnaké ukazovatele pri tradičných metódach.

Sterilizácia potravín

Infračervené žiarenie sa používa na sterilizáciu potravinárskych výrobkov na dezinfekciu.

Antikorózny prostriedok

Infračervené lúče sa používajú na zabránenie korózii povrchov pokrytých lakom.

Potravinársky priemysel

Zvláštnosťou využitia IR žiarenia v potravinárskom priemysle je možnosť prieniku elektromagnetickej vlny do kapilárno-poréznych produktov ako je obilie, obilniny, múka a pod., do hĺbky až 7 mm. Táto hodnota závisí od charakteru povrchu, štruktúry, materiálových vlastností a frekvenčných charakteristík žiarenia. Elektromagnetická vlna určitého frekvenčného rozsahu pôsobí na produkt nielen tepelne, ale aj biologicky, pomáha urýchliť biochemické premeny v biologických polyméroch (škrob, bielkoviny, lipidy). Dopravníkové sušiace dopravníky možno úspešne použiť pri skladovaní obilia v sýpkach a v mlynárstve.

Okrem toho sa široko používa infračervené žiarenievykurovanie priestorov A ulicapriestory. Infračervené ohrievače sa používajú na organizovanie doplnkového alebo hlavného vykurovania v miestnostiach (domy, byty, kancelárie atď.), Ako aj na lokálne vykurovanie vonkajšieho priestoru (vonkajšie kaviarne, altánky, verandy).

Nevýhodou je výrazne väčšia nerovnomernosť ohrevu, ktorá je v rade technologických procesov úplne neprípustná.

Kontrola pravosti peňazí

Infračervený žiarič sa používa v zariadeniach na kontrolu peňazí. Špeciálne metamérne atramenty, aplikované na bankovku ako jeden z ochranných prvkov, sú viditeľné výlučne v infračervenej oblasti. Infračervené detektory mien sú najviac bezchybné zariadenia na kontrolu pravosti peňazí. Nanášanie infračervených značiek na bankovky, na rozdiel od ultrafialových značiek, je pre falšovateľov drahé, a preto nie je ekonomicky rentabilné. Preto sú dnes detektory bankoviek so zabudovaným IR žiaričom najspoľahlivejšou ochranou proti falšovaniu.

Hazard so zdravím!!!

Veľmi silné infračervené žiarenie v oblastiach s vysokým teplom môže vysušiť sliznicu očí. Najnebezpečnejšie je, keď žiarenie nie je sprevádzané viditeľným svetlom. V takýchto situáciách je potrebné nosiť špeciálnu ochranu očí.

Zem ako infračervený žiarič

Zemský povrch a oblaky absorbujú viditeľné a neviditeľné slnečné žiarenie a väčšinu energie vyžarujú späť do atmosféry ako infračervené žiarenie. Niektoré látky v atmosfére, najmä kvapôčky vody a vodná para, ale aj oxid uhličitý, metán, dusík, fluorid sírový a chlórfluórované uhľovodíky absorbujú toto infračervené žiarenie a vyžarujú ho všetkými smermi, vrátane späť na Zem. Skleníkový efekt teda udržuje atmosféru a povrch teplejšie, ako keby v atmosfére neboli žiadne infračervené absorbéry.

Röntgenové žiarenie

Röntgenové žiarenie - elektromagnetické vlny, ktorých energia fotónov leží na škále elektromagnetických vĺn medzi ultrafialovým žiarením a gama žiarením, čo zodpovedá vlnovým dĺžkam od 10-2 do 102 Å (od 10-12 do 10-8 m)

Laboratórne zdroje

Röntgenové trubice

Röntgenové žiarenie vzniká silným zrýchlením nabitých častíc (bremsstrahlung) alebo vysokoenergetickými prechodmi v elektrónových obaloch atómov alebo molekúl. Oba efekty sa využívajú v röntgenových trubiciach. Hlavnými konštrukčnými prvkami takýchto trubíc sú kovová katóda a anóda (predtým nazývaná aj antikatóda). V röntgenových trubiciach sú elektróny emitované katódou urýchlené rozdielom elektrického potenciálu medzi anódou a katódou (nevyžarujú sa žiadne röntgenové lúče, pretože zrýchlenie je príliš malé) a dopadajú na anódu, kde sú prudko spomalené. . V tomto prípade v dôsledku brzdného žiarenia vzniká röntgenové žiarenie a súčasne dochádza k vyraďovaniu elektrónov z vnútorných elektrónových obalov atómov anódy. Prázdne miesta v obaloch sú obsadené inými elektrónmi atómu. V tomto prípade sa vyžaruje röntgenové žiarenie s energetickým spektrom charakteristickým pre materiál anódy (charakteristické žiarenie, frekvencie sú určené Moseleyho zákonom: kde Z je atómové číslo prvku anódy, A a B sú konštanty pre určitú hodnotu hlavného kvantového čísla n elektrónového obalu). V súčasnosti sa anódy vyrábajú najmä z keramiky, pričom časť, na ktorú dopadajú elektróny, je vyrobená z molybdénu alebo medi.

Crookesova trubica

Počas procesu zrýchlenia a spomalenia sa len asi 1% kinetickej energie elektrónu dostane do röntgenového žiarenia, 99% energie sa premení na teplo.

Urýchľovače častíc

Röntgenové žiarenie môže vznikať aj na urýchľovačoch nabitých častíc. K takzvanému synchrotrónovému žiareniu dochádza, keď sa lúč častíc vychýli v magnetickom poli, čo spôsobí zrýchlenie v smere kolmom na ich pohyb. Synchrotrónové žiarenie má spojité spektrum s hornou hranicou. Pri vhodne zvolených parametroch (sila magnetického poľa a energia častíc) možno získať röntgenové žiarenie aj v spektre synchrotrónového žiarenia.

Biologické účinky

Röntgenové žiarenie je ionizujúce. Ovplyvňuje tkanivá živých organizmov a môže spôsobiť chorobu z ožiarenia, popáleniny z ožiarenia a zhubné nádory. Z tohto dôvodu je potrebné pri práci s röntgenovým žiarením prijať ochranné opatrenia. Predpokladá sa, že poškodenie je priamo úmerné absorbovanej dávke žiarenia. Röntgenové žiarenie je mutagénny faktor.

Registrácia

Luminiscenčný efekt. Röntgenové lúče môžu spôsobiť žiaru niektorých látok (fluorescencia). Tento efekt sa využíva v lekárskej diagnostike pri fluoroskopii (pozorovanie obrazu na fluorescenčnej obrazovke) a röntgenovej fotografii (rádiografia). Lekárske fotografické filmy sa zvyčajne používajú v kombinácii so zosilňovacími obrazovkami, ktoré obsahujú röntgenové fosfory, ktoré pod vplyvom röntgenových lúčov žiaria a osvetľujú fotosenzitívnu emulziu. Spôsob získavania snímok v životnej veľkosti sa nazýva rádiografia. Pomocou fluorografie sa obraz získa v zmenšenej mierke. Luminiscenčnú látku (scintilátor) je možné opticky spojiť s elektronickým detektorom svetelného žiarenia (fotonásobič, fotodióda a pod.), výsledné zariadenie sa nazýva scintilačný detektor. Umožňuje zaznamenávať jednotlivé fotóny a merať ich energiu, keďže energia scintilačného záblesku je úmerná energii absorbovaného fotónu.

Fotografický efekt. Röntgenové lúče, rovnako ako bežné svetlo, môžu priamo osvetliť fotografickú emulziu. Avšak bez fluorescenčnej vrstvy to vyžaduje 30-100-násobok expozície (t.j. dávky). Výhodou tejto metódy (známej ako rádiografia bez obrazovky) je ostrejší obraz.

V polovodičových detektoroch röntgenové lúče vytvárajú páry elektrón-diera na p-n prechode diódy pripojenej v blokovacom smere. V tomto prípade preteká malý prúd, ktorého amplitúda je úmerná energii a intenzite dopadajúceho röntgenového žiarenia. V pulznom režime je možné zaznamenávať jednotlivé rtg fotóny a merať ich energiu.

Jednotlivé rtg fotóny je možné zaznamenávať aj pomocou plynom plnených detektorov ionizujúceho žiarenia (Geigerov počítač, proporcionálna komora a pod.).

Aplikácia

Pomocou röntgenových lúčov môžete „osvietiť“ ľudské telo, vďaka čomu získate obraz kostí a pomocou moderných prístrojov aj vnútorných orgánov (pozri tiežrádiografiu A fluoroskopia). Využíva skutočnosť, že prvok vápnik (Z=20), ktorý sa nachádza prevažne v kostiach, má atómové číslo oveľa väčšie ako atómové číslo prvkov, ktoré tvoria mäkké tkanivá, konkrétne vodík (Z=1), uhlík (Z=6), dusík (Z=7), kyslík (Z=8). Okrem bežných zariadení, ktoré poskytujú dvojrozmernú projekciu skúmaného objektu, existujú počítačové tomografy, ktoré umožňujú získať trojrozmerný obraz vnútorných orgánov.

Detekcia chýb vo výrobkoch (koľajnice, zvary atď.) pomocou röntgenových lúčov je tzvdetekcia röntgenových chýb.

V materiálovej vede, kryštalografii, chémii a biochémii sa röntgenové lúče používajú na objasnenie štruktúry látok na atómovej úrovni pomocou röntgenového difrakčného rozptylu (Röntgenová difrakčná analýza). Známym príkladom je stanovenie štruktúry DNA.

Pomocou röntgenových lúčov možno určiť chemické zloženie látky. V mikrosonde s elektrónovým lúčom (alebo v elektrónovom mikroskope) sa analyzovaná látka ožaruje elektrónmi, pričom sa atómy ionizujú a vyžarujú charakteristické röntgenové žiarenie. Namiesto elektrónov možno použiť röntgenové lúče. Táto analytická metóda sa nazývaRöntgenová fluorescenčná analýza.

Aktívne sa využívajú na letiskáchRöntgenové televízne introskopy, ktorá vám umožňuje zobraziť obsah príručnej batožiny a batožiny, aby ste na obrazovke monitora vizuálne rozpoznali nebezpečné predmety.

Röntgenová terapia- časť radiačnej terapie, pokrývajúca teóriu a prax terapeutického využitia röntgenového žiarenia generovaného pri napätí na RTG trubici 20-60 kV a kožnej ohniskovej vzdialenosti 3-7 cm (rádioterapia na krátku vzdialenosť ) alebo pri napätí 180-400 kV a kožnej ohniskovej vzdialenosti 30-150 cm (vonkajšia rádioterapia). Röntgenová terapia sa vykonáva hlavne pri povrchových nádoroch a pri niektorých ďalších ochoreniach vrátane kožných ochorení (ultrasoft Bucca RTG).

Prírodné röntgenové lúče

Na Zemi vzniká elektromagnetické žiarenie v oblasti röntgenového žiarenia v dôsledku ionizácie atómov žiarením, ktoré sa vyskytuje počas rádioaktívneho rozpadu, v dôsledku Comptonovho efektu gama žiarenia, ku ktorému dochádza pri jadrových reakciách, a tiež kozmickým žiarením. . Rádioaktívny rozpad vedie aj k priamej emisii röntgenových kvánt, ak spôsobí preskupenie elektrónového obalu rozpadajúceho sa atómu (napríklad pri záchyte elektrónov). Röntgenové žiarenie, ktoré sa vyskytuje na iných nebeských telesách, sa na zemský povrch nedostane, pretože je úplne absorbované atmosférou. Študujú ho satelitné röntgenové teleskopy ako Chandra a XMM-Newton.

Jednou z hlavných metód nedeštruktívneho testovania je rádiografická testovacia metóda (RT) -Detekcia röntgenových chýb. Tento typ kontroly je široko používaný na kontrolu kvality procesných potrubí, kovových konštrukcií, procesných zariadení, kompozitných materiálov v rôznych priemyselných odvetviach a stavebných komplexoch. Röntgenové testovanie sa dnes aktívne používa na detekciu rôznych defektov vo zvaroch a spojoch. Rádiografická metóda kontroly zvarových spojov (alebo detekcia röntgenových chýb) sa vykonáva v súlade s požiadavkami GOST 7512-86.

Metóda je založená na rozdielnej absorpcii röntgenového žiarenia materiálmi a stupeň absorpcie priamo závisí od atómového čísla prvkov a hustoty prostredia konkrétneho materiálu. Prítomnosť defektov, ako sú praskliny, inklúzie cudzích materiálov, trosky a póry, vedie k tomu, že röntgenové lúče sú v rôznej miere zoslabené. Zaznamenaním ich intenzity pomocou RTG testovania je možné určiť prítomnosť a lokalizáciu rôznych nehomogenít v materiáli.

Hlavné vlastnosti röntgenovej kontroly:

Schopnosť odhaliť chyby, ktoré nie je možné zistiť inou metódou - napríklad chýbajúce spájky, závrty a iné;

Schopnosť presne lokalizovať zistené chyby, čo umožňuje rýchlu opravu;

Možnosť posúdenia veľkosti konvexnosti a konkávnosti zvarových výstužných guľôčok.

Ultrafialové žiarenie

Ultrafialové žiarenie (ultrafialové lúče, UV žiarenie) - elektromagnetické žiarenie zaberajúce spektrálny rozsah medzi viditeľným a röntgenovým žiarením. Vlnové dĺžky UV žiarenia sa pohybujú od 10 do 400 nm (7,5 1014-3 1016 Hz). Termín pochádza z lat. ultra - nad, za a fialová. V hovorovej reči sa môže použiť aj názov „ultrafialový“.

Vplyv na ľudské zdravie .

Biologické účinky ultrafialového žiarenia v troch spektrálnych oblastiach sú výrazne odlišné, takže biológovia niekedy označujú tieto rozsahy za najdôležitejšie vo svojej práci:

Blízke ultrafialové, UV-A lúče (UVA, 315-400 nm)

UV-B lúče (UVB, 280-315 nm)

Ďaleké ultrafialové, UV-C lúče (UVC, 100-280 nm)

Takmer všetko UVC a približne 90 % UVB pohlcuje ozón, ako aj vodná para, kyslík a oxid uhličitý, keď slnečné svetlo prechádza zemskou atmosférou. Žiarenie z oblasti UVA je pomerne slabo absorbované atmosférou. Žiarenie dopadajúce na zemský povrch preto z veľkej časti obsahuje blízke ultrafialové UVA a malú časť – UVB.

O niečo neskôr, v prácach (O. G. Gazenko, Yu. E. Nefedov, E. A. Shepelev, S. N. Zaloguev, N. E. Panferova, I. V. Anisimova), bol tento špecifický účinok žiarenia potvrdený vo vesmírnej medicíne. Preventívne ožarovanie UV žiarením bolo zavedené do praxe vesmírnych letov spolu s Metodickým pokynom (MU) z roku 1989 „Preventívne ultrafialové ožarovanie ľudí (pomocou umelých zdrojov UV žiarenia)“. Oba dokumenty sú spoľahlivým základom pre ďalšie zlepšovanie prevencie UV žiarenia.

Účinok na pokožku

Vystavenie pokožky ultrafialovému žiareniu, ktoré presahuje prirodzenú ochrannú schopnosť kože opaľovať sa, má za následok popáleniny.

Ultrafialové žiarenie môže viesť k tvorbe mutácií (ultrafialová mutagenéza). Tvorba mutácií môže zase spôsobiť rakovinu kože, kožný melanóm a predčasné starnutie.

Účinok na oči

Ultrafialové žiarenie v oblasti stredných vĺn (280-315 nm) je ľudským okom prakticky nepostrehnuteľné a je absorbované najmä epitelom rohovky, ktorý pri intenzívnom ožiarení spôsobuje radiačné poškodenie - popálenie rohovky (elektroftalmia). To sa prejavuje zvýšeným slzením, fotofóbiou, opuchom epitelu rohovky a blefarospazmom. V dôsledku výraznej reakcie očného tkaniva na ultrafialové žiarenie nie sú ovplyvnené hlboké vrstvy (stroma rohovky), pretože ľudské telo reflexne eliminuje účinok ultrafialového žiarenia na orgány zraku, je ovplyvnený iba epitel. Po regenerácii epitelu sa videnie vo väčšine prípadov úplne obnoví. Mäkké dlhovlnné ultrafialové žiarenie (315-400 nm) sietnica vníma ako slabé fialové alebo sivomodré svetlo, ale je takmer úplne blokované šošovkou, najmä u ľudí v strednom a staršom veku. Pacienti, ktorým boli implantované skoré umelé šošovky, začali vidieť ultrafialové svetlo; Moderné príklady umelých šošoviek neprepúšťajú ultrafialové žiarenie. Krátkovlnné ultrafialové žiarenie (100-280 nm) môže preniknúť do sietnice oka. Keďže krátkovlnné ultrafialové žiarenie je zvyčajne sprevádzané ultrafialovým žiarením iných rozsahov, intenzívna expozícia očí spôsobí popálenie rohovky (elektrooftalmia) oveľa skôr, čím sa z vyššie uvedených dôvodov eliminuje vplyv ultrafialového žiarenia na sietnicu. V klinickej oftalmologickej praxi je hlavným typom poškodenia oka ultrafialovým žiarením popálenie rohovky (elektrooftalmia).

Ochrana očí

Na ochranu očí pred škodlivými účinkami ultrafialového žiarenia sa používajú špeciálne ochranné okuliare, ktoré blokujú až 100% ultrafialového žiarenia a sú transparentné vo viditeľnom spektre. Šošovky takýchto okuliarov sú spravidla vyrobené zo špeciálnych plastov alebo polykarbonátu.

Mnoho typov kontaktných šošoviek tiež poskytuje 100% UV ochranu (skontrolujte označenie na obale).

UV filtre sú v pevnej, kvapalnej a plynnej forme. Napríklad obyčajné sklo je nepriehľadné pri λ< 320 нм; в более коротковолновой области прозрачны лишь специальные сорта стекол (до 300-230 нм), кварц прозрачен до 214 нм, флюорит - до 120 нм. Для еще более коротких волн нет подходящего по прозрачности материала для линз объектива и приходится применять отражательную оптику - вогнутые зеркала. Однако для столь короткого ультрафиолета непрозрачен уже и воздух, который заметно поглощает ультрафиолет, начиная с 180 нм.

Zdroje ultrafialového žiarenia

Prírodné pramene

Hlavným zdrojom ultrafialového žiarenia na Zemi je Slnko. Pomer intenzity UV-A a UV-B žiarenia, celkové množstvo ultrafialových lúčov dopadajúcich na zemský povrch, závisí od nasledujúcich faktorov:

o koncentrácii atmosférického ozónu nad zemským povrchom (pozri ozónové diery)

z výšky Slnka nad obzorom

z nadmorskej výšky

z atmosférickej disperzie

o stave oblačnosti

o miere odrazu UV lúčov od povrchu (voda, pôda)

Dve ultrafialové fluorescenčné lampy, obe lampy vyžarujú „dlhé vlnové dĺžky“ (UV-A), ktoré sa pohybujú od 350 do 370 nm

DRL lampa bez žiarovky je silným zdrojom ultrafialového žiarenia. Počas prevádzky predstavuje nebezpečenstvo pre zrak a pokožku.

Umelé zdroje

Vďaka vytváraniu a zdokonaľovaniu umelých zdrojov UV žiarenia, ktoré išlo súbežne s vývojom elektrických zdrojov viditeľného svetla, sú dnes k dispozícii špecialisti pracujúci s UV žiarením v medicíne, preventívnych, sanitárnych a hygienických zariadeniach, poľnohospodárstve atď. s výrazne väčšími možnosťami ako s využitím prirodzeného UV žiarenia. Vývojom a výrobou UV lámp pre fotobiologické inštalácie (UFBD) sa v súčasnosti zaoberá celý rad najväčších spoločností vyrábajúcich elektrické lampy a ďalšie firmy. Sortiment UV lámp pre UVBD je veľmi široký a pestrý: má napríklad popredný svetový výrobca Philips viac ako 80 druhov. Na rozdiel od svetelných zdrojov majú zdroje UV žiarenia spravidla selektívne spektrum navrhnuté tak, aby sa dosiahol maximálny možný efekt pre konkrétny fotonický proces. Klasifikácia umelého UV II podľa oblastí použitia, určená prostredníctvom akčných spektier zodpovedajúcich FB procesov s určitými UV spektrálnymi rozsahmi:

Erytémové lampy boli vyvinuté v 60. rokoch minulého storočia na kompenzáciu „deficitu UV žiarenia“ prirodzeného žiarenia a najmä na zintenzívnenie procesu fotochemickej syntézy vitamínu D3 v ľudskej koži („antirachitis efekt“).

V 70-80 rokoch sa erytémové LL okrem zdravotníckych zariadení používali aj v špeciálnych „fotáriách“ (napríklad pre baníkov a banských robotníkov), v jednotlivých vzdelávacích inštitúciách verejných a priemyselných budov v severných regiónoch, ako aj v na ožarovanie mladých hospodárskych zvierat.

Spektrum LE30 je radikálne odlišné od spektra slnka; oblasť B predstavuje väčšinu žiarenia v UV oblasti, žiarenie s vlnovou dĺžkou λ< 300нм, которое в естественных условиях вообще отсутствует, может достигать 20 % от общего УФ излучения. Обладая хорошим «антирахитным действием», излучение эритемных ламп с максимумом в диапазоне 305-315 нм оказывает одновременно сильное повреждающее воздействие на коньюктиву (слизистую оболочку глаза). Отметим, что в номенклатуре УФ ИИ фирмы Philips присутствуют ЛЛ типа TL12 с предельно близкими к ЛЭ30 спектральными характеристиками, которые наряду с более «жесткой» УФ ЛЛ типа TL01 используются в медицине для лечения фотодерматозов. Диапазон существующих УФ ИИ, которые используются в фототерапевтических установках, достаточно велик; наряду с указанными выше УФ ЛЛ, это лампы типа ДРТ или специальные МГЛ зарубежного производства, но с обязательной фильтрацией УФС излучения и ограничением доли УФВ либо путем легирования кварца, либо с помощью специальных светофильтров, входящих в комплект облучателя.

V krajinách strednej a severnej Európy, ako aj v Rusku sa značne rozšírili UV OU typu „umelé solárium“, ktoré využívajú UV LL, ktoré spôsobujú pomerne rýchlu tvorbu opaľovania. V spektre „opaľovania“ UV LL prevláda v UVA zóne „mäkké“ žiarenie Podiel UVB je prísne regulovaný, závisí od typu inštalácie a typu pokožky (v Európe existujú 4 typy ľudskej pokožky od „. keltský“ až „stredomorský“) a tvorí 1-5 % z celkového UV žiarenia. Opaľovacie lampy sú dostupné v štandardných a kompaktných verziách s výkonom od 15 do 160 W a dĺžkou od 30 do 180 cm.

V roku 1980 americký psychiater Alfred Levy opísal účinok „zimnej depresie“, ktorá je dnes klasifikovaná ako choroba a má skratku SAD (Seasonal Affective Disorder – sezónna afektívna porucha). Podľa odborníkov je ~ 10-12% svetovej populácie náchylných na syndróm SAD a predovšetkým obyvatelia krajín severnej pologule. Údaje pre USA sú známe: v New Yorku - 17%, na Aljaške - 28%, dokonca aj na Floride - 4%. Pre severské krajiny sa údaje pohybujú od 10 do 40 %.

Vzhľadom na to, že SAD je nepochybne jedným z prejavov „slnečného deficitu“, návrat záujmu o takzvané „fullspectrum“ lampy, ktoré presne reprodukujú spektrum prirodzeného svetla nielen vo viditeľnom, ale aj v UV oblasť je nevyhnutná. Mnoho zahraničných spoločností zaradilo do svojho sortimentu plnospektrálne LL, napríklad Osram a Radium vyrábajú podobné UV II s výkonom 18, 36 a 58 W pod názvami „Biolux“ a „Biosun“. ktorých spektrálne charakteristiky sú takmer rovnaké. Tieto lampy, prirodzene, nemajú „antirachitický účinok“, ale pomáhajú eliminovať množstvo nepriaznivých syndrómov u ľudí spojených so zhoršujúcim sa zdravotným stavom v jesenno-zimnom období a môžu sa použiť aj na preventívne účely vo vzdelávacích inštitúciách škôl, materských škôl. , podniky a inštitúcie na kompenzáciu „ľahkého hladovania“. Zároveň je potrebné pripomenúť, že „celospektrálne“ LL v porovnaní s LB farebnými LL majú svetelný výkon približne o 30 % nižší, čo nevyhnutne povedie k zvýšeniu energetických a investičných nákladov na osvetlenie a ožarovanie. inštalácia. Návrh a prevádzka takýchto inštalácií musí zohľadňovať požiadavky normy CTES 009/E:2002 „Fotobiologická bezpečnosť svietidiel a svetelných systémov“.

Veľmi racionálne využitie sa našlo pre UVLL, ktorých emisné spektrum sa zhoduje so spektrom pôsobenia fototaxie niektorých druhov lietajúcich hmyzích škodcov (muchy, komáre, mole a pod.), ktoré môžu byť prenášačmi chorôb a infekcií. , čo vedie k znehodnoteniu produktov a produktov.

Tieto UV LL sa používajú ako atraktantné lampy v špeciálnych zariadeniach na zachytávanie svetla inštalovaných v kaviarňach, reštauráciách, potravinárskych podnikoch, chovoch dobytka a hydiny, skladoch odevov atď.

Ortuťovo-kremenná lampa

„Denné“ žiarivky (majú malú zložku UV z ortuťového spektra)

Excilamp

Dióda vyžarujúca svetlo

Proces ionizácie elektrickým oblúkom (najmä proces zvárania kovov)

Laserové zdroje

V ultrafialovej oblasti pôsobí množstvo laserov. Laser produkuje koherentné žiarenie vysokej intenzity. Ultrafialová oblasť je však náročná na generovanie lasera, takže neexistujú také silné zdroje ako vo viditeľnom a infračervenom rozsahu. Ultrafialové lasery sa používajú v hmotnostnej spektrometrii, laserovej mikrodisekcii, biotechnológiách a inom vedeckom výskume, v očnej mikrochirurgii (LASIK) a pri laserovej ablácii.

Aktívnym prostredím v ultrafialových laseroch môžu byť buď plyny (napríklad argónový laser, dusíkový laser, excimerový laser atď.), kondenzované inertné plyny, špeciálne kryštály, organické scintilátory alebo voľné elektróny šíriace sa v undulátore.

Existujú aj ultrafialové lasery, ktoré využívajú efekty nelineárnej optiky na generovanie druhej alebo tretej harmonickej v ultrafialovej oblasti.

V roku 2010 bol prvýkrát demonštrovaný voľný elektrónový laser, ktorý generuje koherentné fotóny s energiou 10 eV (zodpovedajúca vlnovej dĺžke 124 nm), teda vo vákuovej ultrafialovej oblasti.

Degradácia polymérov a farbív

Mnohé polyméry používané v spotrebných výrobkoch degradujú, keď sú vystavené UV žiareniu. Aby sa zabránilo znehodnoteniu, do takýchto polymérov sa pridávajú špeciálne látky, ktoré dokážu absorbovať UV, čo je dôležité najmä v prípadoch, keď je výrobok priamo vystavený slnečnému žiareniu. Problém sa prejavuje blednutím farby, matovaním povrchu, praskaním, niekedy až úplným zničením samotného produktu. Rýchlosť deštrukcie sa zvyšuje so zvyšujúcim sa časom expozície a intenzitou slnečného žiarenia.

Opísaný efekt je známy ako UV starnutie a je jedným z typov starnutia polymérov. Medzi citlivé polyméry patria termoplasty ako polypropylén, polyetylén, polymetylmetakrylát (plexisklo), ako aj špeciálne vlákna ako aramidové vlákno. Absorpcia UV žiarenia vedie k deštrukcii polymérneho reťazca a strate pevnosti v mnohých bodoch štruktúry. Vplyv UV žiarenia na polyméry sa využíva v nanotechnológii, transplantológii, röntgenovej litografii a iných oblastiach na úpravu vlastností (drsnosť, hydrofóbnosť) povrchu polyméru. Známy je napríklad vyhladzovací efekt vákuového ultrafialového žiarenia (VUV) na povrchu polymetylmetakrylátu.

Pôsobnosť

Čierne svetlo

Na kreditných kartách VISA sa pri osvetlení UV lúčmi objaví obraz vznášajúcej sa holubice

Lampa s čiernym svetlom je žiarovka, ktorá vyžaruje prevažne v dlhovlnnej ultrafialovej oblasti spektra (rozsah UVA) a vytvára extrémne málo viditeľného svetla.

Na ochranu dokumentov pred falšovaním sú často vybavené ultrafialovými štítkami, ktoré sú viditeľné iba pri ultrafialovom osvetlení. Väčšina pasov, ale aj bankoviek z rôznych krajín obsahuje ochranné prvky v podobe farby alebo nití, ktoré žiaria v ultrafialovom svetle.

Ultrafialové žiarenie produkované čiernymi lampami je pomerne mierne a má najmenej vážny negatívny vplyv na ľudské zdravie. Pri použití týchto lámp v tmavej miestnosti však existuje určité nebezpečenstvo spojené práve s nevýznamným žiarením vo viditeľnom spektre. Je to spôsobené tým, že v tme sa zrenica rozšíri a pomerne veľká časť žiarenia sa ľahko dostane na sietnicu.

UV sterilizácia

Dezinfekcia vzduchu a povrchov

Kremenná lampa používaná na sterilizáciu v laboratóriu

Ultrafialové lampy sa používajú na sterilizáciu (dezinfekciu) vody, vzduchu a rôznych povrchov vo všetkých sférach ľudskej činnosti. V najbežnejších nízkotlakových lampách spadá takmer celé spektrum žiarenia na vlnovú dĺžku 253,7 nm, čo je v dobrej zhode s vrcholom krivky baktericídnej účinnosti (teda účinnosti absorpcie ultrafialového žiarenia molekulami DNA). Tento vrchol sa nachádza okolo vlnovej dĺžky žiarenia rovnajúcej sa 253,7 nm, čo má najväčší vplyv na DNA, ale prírodné látky (napríklad voda) oneskorujú prienik UV žiarenia.

Germicídne UV žiarenie pri týchto vlnových dĺžkach spôsobuje dimerizáciu tymínu v molekulách DNA. Akumulácia takýchto zmien v DNA mikroorganizmov vedie k spomaleniu rýchlosti ich reprodukcie a zániku. Ultrafialové lampy s baktericídnym účinkom sa používajú najmä v zariadeniach, ako sú baktericídne žiariče a baktericídne recirkulátory.

Ultrafialové ošetrenie vody, vzduchu a povrchov nemá predĺžený účinok. Výhodou tejto funkcie je, že eliminuje škodlivé účinky na ľudí a zvieratá. V prípade UV čistenia odpadových vôd flóra nádrží netrpí vypúšťaním, ako napríklad pri vypúšťaní vody upravenej chlórom, ktorý ničí život ešte dlho po použití v čistiarňach odpadových vôd.

Ultrafialové lampy s baktericídnym účinkom sa v každodennom živote často nazývajú jednoducho baktericídne lampy. Kremenné lampy majú tiež baktericídny účinok, ale ich názov nie je spôsobený účinkom účinku, ako v baktericídnych lampách, ale je spojený s materiálom žiarovky - kremenným sklom.

Dezinfekcia pitnej vody

Dezinfekcia vody sa vykonáva chlórovaním v kombinácii spravidla s ozonizáciou alebo dezinfekciou ultrafialovým (UV) žiarením. Dezinfekcia ultrafialovým (UV) žiarením je bezpečný, ekonomický a účinný spôsob dezinfekcie. Ozonizácia ani ultrafialové žiarenie nemajú baktericídny účinok, preto ich nie je dovolené používať ako samostatné prostriedky na dezinfekciu vody pri príprave vody pre domácnosť a pitnú vodu, pre bazény. Ako doplnkové metódy dezinfekcie sa používa ozonizácia a ultrafialová dezinfekcia, spolu s chlórovaním zvyšujú účinnosť chlórovania a znižujú množstvo pridávaných činidiel s obsahom chlóru.

Princíp fungovania UV žiarenia. UV dezinfekcia sa vykonáva ožiarením mikroorganizmov vo vode UV žiarením určitej intenzity (vlnová dĺžka dostatočná na úplné zničenie mikroorganizmov je 260,5 nm) po určitú dobu. V dôsledku takéhoto ožiarenia mikroorganizmy „mikrobiologicky“ odumierajú, pretože strácajú svoju schopnosť rozmnožovania. UV žiarenie v rozsahu vlnových dĺžok cca 254 nm dobre preniká cez vodu a bunkovú stenu mikroorganizmov prenášaných vodou a je absorbované DNA mikroorganizmov, čo spôsobuje narušenie jej štruktúry. V dôsledku toho sa proces reprodukcie mikroorganizmov zastaví. Treba poznamenať, že tento mechanizmus sa vzťahuje na živé bunky akéhokoľvek organizmu ako celku a práve to určuje nebezpečenstvo tvrdého ultrafialového žiarenia.

Hoci pri dezinfekcii vody je UV úprava niekoľkonásobne menej účinná ako ozonizácia, dnes je použitie UV žiarenia jednou z najúčinnejších a najbezpečnejších metód dezinfekcie vody v prípadoch, keď je objem upravovanej vody malý.

V súčasnosti sa v rozvojových krajinách a regiónoch s nedostatkom čistej pitnej vody zavádza metóda solárnej dezinfekcie vody (SODIS), pri ktorej hlavnú úlohu pri čistení vody od mikroorganizmov zohráva ultrafialová zložka slnečného žiarenia.

Chemický rozbor

UV spektrometria

UV spektrofotometria je založená na ožarovaní látky monochromatickým UV žiarením, ktorého vlnová dĺžka sa v čase mení. Látka absorbuje UV žiarenie rôznych vlnových dĺžok v rôznej miere. Graf, ktorého zvislá os ukazuje množstvo prepusteného alebo odrazeného žiarenia a os x vlnovú dĺžku, tvorí spektrum. Spektrá sú pre každú látku jedinečné, čo je základom pre identifikáciu jednotlivých látok v zmesi, ako aj ich kvantitatívne meranie.

Analýza minerálov

Mnohé minerály obsahujú látky, ktoré po osvetlení ultrafialovým svetlom začnú vyžarovať viditeľné svetlo. Každá nečistota žiari svojím vlastným spôsobom, čo umožňuje určiť zloženie daného minerálu podľa charakteru žiary. A. A. Malakhov vo svojej knihe „Zaujímavé o geológii“ (Moskva, „Mladá garda“, 1969. 240 strán) o tom hovorí takto: „Neobvyklú žiaru minerálov spôsobujú katódové, ultrafialové a röntgenové lúče. Vo svete mŕtveho kameňa svietia a žiaria najjasnejšie tie minerály, ktoré, keď sa dostanú do zóny ultrafialového svetla, vypovedajú o najmenších nečistotách uránu alebo mangánu obsiahnutých v hornine. Mnohé iné minerály, ktoré neobsahujú žiadne nečistoty, tiež blikajú zvláštnou „nadpozemskou“ farbou. Celý deň som strávil v laboratóriu, kde som pozoroval luminiscenčnú žiaru minerálov. Obyčajný bezfarebný kalcit sa vplyvom rôznych svetelných zdrojov zázračne zafarbil. Katódové lúče urobili kryštál rubínovo červený; v ultrafialovom svetle sa rozsvietil karmínovo-červenými tónmi. Dva minerály, fluorit a zirkón, boli v röntgenových lúčoch nerozoznateľné. Obe boli zelené. Akonáhle sa však pripojilo katódové svetlo, fluorit zfialovel a zirkón sa zmenil na citrónovo žltý. (str. 11).

Kvalitatívna chromatografická analýza

Chromatogramy získané pomocou TLC sa často prezerajú pod ultrafialovým svetlom, čo umožňuje identifikovať množstvo organických látok podľa ich farby a retenčného indexu.

Chytanie hmyzu

Ultrafialové žiarenie sa často používa pri chytaní hmyzu svetlom (často v kombinácii s lampami vyžarujúcimi vo viditeľnej časti spektra). Je to spôsobené tým, že u väčšiny hmyzu je viditeľný rozsah posunutý v porovnaní s ľudským zrakom do krátkovlnnej časti spektra: hmyz nevidí to, čo ľudia vnímajú ako červené, ale vidí jemné ultrafialové svetlo. Možno preto sa pri zváraní v argóne (otvoreným oblúkom) vyprážajú muchy (letia na svetlo a tam je teplota 7000 stupňov)!

Infra červená radiácia- elektromagnetické žiarenie, s frekvenciou v rozsahu od 3*10^11 do 3,75*10^14 Hz.

Tento typ žiarenia je vlastný všetkým vyhrievaným telesám. Telo vyžaruje infračervené žiarenie aj keď nežiari. Napríklad každý dom alebo byt má radiátory na vykurovanie. Vyžarujú infračervené žiarenie, hoci ho nevidíme. V dôsledku toho sa okolité telesá v dome zahrievajú.

Infračervené vlny sa niekedy nazývajú aj tepelné vlny. Infračervené vlny ľudské oko nevníma, pretože vlnová dĺžka infračervených vĺn je dlhšia ako vlnová dĺžka červeného svetla.

Oblasť použitia infračervené žiarenie je veľmi široké. Infračervené žiarenie sa často používa na sušenie zeleniny, ovocia, rôznych farieb a lakov atď. Existujú zariadenia, ktoré umožňujú premeniť neviditeľné infračervené žiarenie na viditeľné žiarenie. Vyrábajú sa ďalekohľady, ktoré vidia infračervené žiarenie; s ich pomocou môžete vidieť v tme.

Ultrafialové žiarenie

Ultrafialové žiarenie- elektromagnetické žiarenie, s frekvenciou v rozsahu od 8*10^14 do 3*10^16 Hz.

Vlnová dĺžka sa pohybuje od 10 do 380 mikrónov. Ultrafialové žiarenie nie je viditeľné ani voľným ľudským okom. Na detekciu ultrafialového žiarenia musíte mať špeciálnu obrazovku, ktorá bude potiahnutá luminiscenčnou látkou. Ak ultrafialové lúče dopadnú na takúto obrazovku, začne v mieste kontaktu svietiť.

Ultrafialové lúče majú veľmi vysoká chemická aktivita. Ak premietnete spektrum na fotografický papier v zatemnenej miestnosti, potom po vyvolaní papier za fialovým koncom spektra stmavne viac ako vo viditeľnej oblasti spektra.

Ako bolo uvedené vyššie, ultrafialové lúče sú neviditeľné. Ale zároveň majú deštruktívny účinok na pokožku a sietnicu očí. Napríklad bez oblečenia a tmavých okuliarov nemôžete zostať vysoko v horách dlho, pretože ultrafialové lúče smerujúce zo Slnka nie sú dostatočne absorbované v atmosfére našej planéty. Aj bežné okuliare dokážu ochrániť vaše oči pred škodlivým ultrafialovým žiarením – sklo ultrafialové lúče veľmi silno pohlcuje.

Avšak, v malých dávkach, ultrafialové lúče dokonca užitočné. Ovplyvňujú centrálny nervový systém a stimulujú množstvo dôležitých životných funkcií. Pod ich vplyvom sa na pokožke objaví ochranný pigment - opálenie. Okrem iného tieto lúče zabíjajú rôzne patogénne baktérie. Na tento účel sa najčastejšie používajú v medicíne.

Slnečná energia pozostáva z elektromagnetických vĺn, ktoré sú rozdelené do niekoľkých častí spektra:

Röntgenové lúče - s najkratšou vlnovou dĺžkou (pod 2 nm);
Vlnová dĺžka ultrafialového žiarenia je od 2 do 400 nm;
viditeľná časť svetla, ktorá je zachytená okom ľudí a zvierat (400-750 nm);
teplý oxidačný (nad 750 nm).

Každá časť má svoje uplatnenie a má veľký význam v živote planéty a celej jej biomasy. Pozrieme sa, čo sú to lúče v rozsahu od 2 do 400 nm, kde sa využívajú a akú úlohu zohrávajú v živote ľudí.

História objavu UV žiarenia

Prvé zmienky pochádzajú z 13. storočia v opisoch filozofa z Indie. Napísal o okom neviditeľnom fialovom svetle, ktoré objavil. Vtedajšie technické možnosti však zjavne nestačili na to, aby to experimentálne potvrdili a podrobne preštudovali.

To sa podarilo o päť storočí neskôr fyzikovi z Nemecka Ritterovi. Bol to on, kto robil experimenty s chloridom strieborným na jeho rozklade pod vplyvom elektromagnetického žiarenia. Vedec videl, že tento proces prebieha rýchlejšie nie v oblasti svetla, ktorá už bola v tom čase objavená a nazývaná infračervená, ale v opačnej oblasti. Ukázalo sa, že ide o novú oblasť, ktorá ešte nebola preskúmaná.

V roku 1842 bolo teda objavené ultrafialové žiarenie, ktorého vlastnosti a aplikácie boli následne podrobené dôkladnej analýze a štúdiu rôznymi vedcami. Veľkou mierou k tomu prispeli ľudia ako Alexander Becquerel, Warshawer, Danzig, Macedonio Melloni, Frank, Parfenov, Galanin a ďalší.

všeobecné charakteristiky

Aké je uplatnenie toho, čo je dnes také rozšírené v rôznych odvetviach ľudskej činnosti? Po prvé, treba poznamenať, že toto svetlo sa objavuje len pri veľmi vysokých teplotách od 1500 do 2000 °C. V tomto rozsahu dosahuje UV svoju maximálnu aktivitu.

Svojou fyzikálnou podstatou ide o elektromagnetickú vlnu, ktorej dĺžka sa pohybuje v pomerne širokom rozmedzí - od 10 (niekedy od 2) do 400 nm. Celý rozsah tohto žiarenia je konvenčne rozdelený do dvoch oblastí:

Blízke spektrum. Na Zem sa dostáva cez atmosféru a ozónovú vrstvu zo Slnka. Vlnová dĺžka - 380-200 nm.
Vzdialený (vákuum). Aktívne absorbované ozónom, vzdušným kyslíkom a zložkami atmosféry. Dá sa skúmať iba pomocou špeciálnych vákuových prístrojov, a preto dostal svoje meno. Vlnová dĺžka - 200-2 nm.

Existuje klasifikácia typov, ktoré majú ultrafialové žiarenie. Každý z nich nájde vlastnosti a uplatnenie.

Blízko.
Ďalej.
Extrémne.
Priemerná.
Vákuum.
Dlhovlnné čierne svetlo (UV-A).
Krátkovlnné germicídne (UV-C).
Stredné vlny UV-B.

Vlnová dĺžka ultrafialového žiarenia je pre každý typ odlišná, ale všetky sú v rámci všeobecných limitov, ktoré už boli načrtnuté vyššie.

Zaujímavosťou je UV-A, alebo takzvané čierne svetlo. Faktom je, že toto spektrum má vlnovú dĺžku od 400 do 315 nm. To je na hranici viditeľného svetla, ktoré je ľudské oko schopné rozpoznať. Preto je takéto žiarenie, ktoré prechádza určitými predmetmi alebo tkanivami, schopné prejsť do oblasti viditeľného fialového svetla a ľudia ho rozlišujú ako čierny, tmavomodrý alebo tmavofialový odtieň.

Spektrá vytvárané zdrojmi ultrafialového žiarenia môžu byť troch typov:

vládol;
nepretržitý;
molekulový (pás).

Prvé sú charakteristické pre atómy, ióny a plyny. Druhá skupina je určená na rekombináciu, brzdné žiarenie. So zdrojmi tretieho typu sa najčastejšie stretávame pri štúdiu riedkych molekulárnych plynov.

Zdroje ultrafialového žiarenia

Hlavné zdroje UV žiarenia spadajú do troch širokých kategórií:

prirodzené alebo prirodzené;
umelé, umelé;
laser

Do prvej skupiny patrí jediný typ koncentrátora a žiariča – Slnko. Je to nebeské teleso, ktoré poskytuje najsilnejší náboj tohto typu vĺn, ktoré sú schopné prejsť a dosiahnuť povrch Zeme. Nie však celou svojou hmotou. Vedci predložili teóriu, že život na Zemi vznikol až vtedy, keď ho ozónová clona začala chrániť pred nadmerným prenikaním škodlivého UV žiarenia vo vysokých koncentráciách.

Počas tohto obdobia mohli existovať molekuly bielkovín, nukleové kyseliny a ATP. Až do dnešného dňa ozónová vrstva úzko interaguje s väčšinou UV-A, UV-B a UV-C, neutralizuje ich a neumožňuje im prechádzať. Preto je ochrana celej planéty pred ultrafialovým žiarením výlučne jeho zásluhou.

Čo určuje koncentráciu ultrafialového žiarenia prenikajúceho na Zem? Existuje niekoľko hlavných faktorov:

ozónové diery;
výška nad hladinou mora;
nadmorská výška slnovratu;
atmosférická disperzia;
stupeň odrazu lúčov od prírodných povrchov zeme;
stav oblakových pár.

Dosah ultrafialového žiarenia prenikajúceho na Zem zo Slnka sa pohybuje od 200 do 400 nm.

Nasledujúce zdroje sú umelé. Patria sem všetky tie prístroje, prístroje, technické prostriedky, ktoré boli navrhnuté človekom na získanie požadovaného spektra svetla s danými parametrami vlnovej dĺžky. Bolo to urobené s cieľom získať ultrafialové žiarenie, ktorého použitie môže byť mimoriadne užitočné v rôznych oblastiach činnosti. Medzi umelé zdroje patria:

Erytémové lampy, ktoré majú schopnosť aktivovať syntézu vitamínu D v pokožke. To chráni pred krivicou a lieči ju.
Prístroje do solárií, v ktorých sa ľudia nielen krásne prirodzene opália, ale liečia sa aj na choroby, ktoré vznikajú z nedostatku otvoreného slnečného žiarenia (tzv. zimná depresia).
Atraktívne lampy, ktoré vám umožnia bojovať proti hmyzu v interiéri, bezpečne pre ľudí.
Ortuťovo-kremenné zariadenia.
Excilamp.
Luminiscenčné zariadenia.
Xenónové výbojky.
Zariadenia na vypúšťanie plynu.
Vysokoteplotná plazma.
Synchrotrónové žiarenie v urýchľovačoch.

Ďalším typom zdroja sú lasery. Ich práca je založená na tvorbe rôznych plynov - inertných aj nie. Zdroje môžu byť:

dusík;
argón;
neón;
xenón;
organické scintilátory;
kryštály.

Nedávno, asi pred 4 rokmi, bol vynájdený laser fungujúci na voľných elektrónoch. Dĺžka ultrafialového žiarenia v ňom je rovnaká ako dĺžka pozorovaná v podmienkach vákua. Dodávatelia UV laserov sa používajú v biotechnológiách, mikrobiologickom výskume, hmotnostnej spektrometrii atď.

Biologické účinky na organizmy

Účinok ultrafialového žiarenia na živé bytosti je dvojaký. Na jednej strane pri jeho nedostatku môžu nastať ochorenia. To sa ukázalo až začiatkom minulého storočia. Umelé ožarovanie špeciálnym UV-A na požadovaných štandardoch je schopné:

aktivovať imunitný systém;
spôsobiť tvorbu dôležitých vazodilatačných zlúčenín (napríklad histamín);
posilniť kožno-svalový systém;
zlepšiť funkciu pľúc, zvýšiť intenzitu výmeny plynov;
ovplyvniť rýchlosť a kvalitu metabolizmu;
zvýšiť tón tela aktiváciou produkcie hormónov;
zvýšiť priepustnosť stien krvných ciev na koži.

Ak sa UV-A dostane do ľudského tela v dostatočnom množstve, potom sa u neho nerozvinú choroby ako zimná depresia či ľahké hladovanie a výrazne sa zníži aj riziko vzniku rachitídy.

Účinky ultrafialového žiarenia na telo sú nasledovné:

baktericídne;
protizápalové;
regenerácia;
liek proti bolesti.

Tieto vlastnosti do značnej miery vysvetľujú rozšírené používanie UV žiarenia v zdravotníckych zariadeniach akéhokoľvek typu.

Okrem uvedených výhod však existujú aj negatívne aspekty. Existuje množstvo chorôb a neduhov, ktoré môžete získať, ak neprijímate dodatočné množstvá alebo naopak prijímate nadmerné množstvá príslušných vĺn.

Rakovina kože. Toto je najnebezpečnejšie vystavenie ultrafialovému žiareniu. Melanóm sa môže vytvoriť v dôsledku nadmerného vystavenia vlnám z akéhokoľvek zdroja - prírodného aj umelého. To platí najmä pre tých, ktorí sa opaľujú v soláriách. Vo všetkom je potrebná miera a opatrnosť.
Deštruktívny účinok na sietnicu očných bulbov. Inými slovami, môže sa vyvinúť katarakta, pterygium alebo popáleniny membrány. Škodlivé nadmerné účinky UV žiarenia na oči vedci už dlho dokazujú a potvrdzujú experimentálne údaje. Preto pri práci s takýmito zdrojmi by ste mali byť opatrní Na ulici sa môžete chrániť pomocou tmavých okuliarov. V tomto prípade by ste si však mali dávať pozor na falzifikáty, pretože ak sklo nie je vybavené UV filtrami, deštruktívny účinok bude ešte silnejší.
Popáleniny na koži. V lete si ich môžete zarobiť, ak sa dlhodobo nekontrolovateľne vystavujete UV žiareniu. V zime ich môžete získať kvôli zvláštnosti snehu, aby takmer úplne odrážali tieto vlny. Preto dochádza k ožiareniu zo Slnka aj zo snehu.
Starnutie. Ak sú ľudia dlhodobo vystavení UV žiareniu, začnú veľmi skoro vykazovať známky starnutia pokožky: matnosť, vrásky, ochabnutie. K tomu dochádza, pretože ochranné bariérové funkcie kože sú oslabené a narušené.
Expozícia s následkami v priebehu času. Spočívajú v prejavoch negatívnych vplyvov nie v mladom veku, ale bližšie k starobe.

Všetky tieto výsledky sú dôsledkom porušenia dávok UV, t.j. vznikajú, keď sa ultrafialové žiarenie používa iracionálne, nesprávne a bez dodržiavania bezpečnostných opatrení.

Ultrafialové žiarenie: aplikácia

Hlavné oblasti použitia sú založené na vlastnostiach látky. To platí aj pre spektrálne vlnové žiarenie. Hlavné charakteristiky UV žiarenia, na ktorých je založené jeho použitie, sú teda:

vysoká chemická aktivita;
baktericídny účinok na organizmy;
schopnosť spôsobiť žiaru rôznych látok v rôznych odtieňoch, viditeľných pre ľudské oko (luminiscencia).

To umožňuje široké využitie ultrafialového žiarenia. Aplikácia je možná v:

spektrometrické analýzy;
astronomický výskum;
liek;
sterilizácia;
dezinfekcia pitnej vody;
fotolitografia;
analytické štúdium minerálov;
UV filtre;
na chytanie hmyzu;
zbaviť sa baktérií a vírusov.

Každá z týchto oblastí využíva špecifický typ UV žiarenia s vlastným spektrom a vlnovou dĺžkou. V poslednej dobe sa tento typ žiarenia aktívne používa vo fyzikálnom a chemickom výskume (stanovenie elektrónovej konfigurácie atómov, kryštálovej štruktúry molekúl a rôznych zlúčenín, práca s iónmi, analýza fyzikálnych premien v rôznych vesmírnych objektoch).

Existuje ďalšia vlastnosť účinku UV žiarenia na látky. Niektoré polymérne materiály sú schopné rozkladu, keď sú vystavené intenzívnemu konštantnému zdroju týchto vĺn. Napríklad ako:

polyetylén akéhokoľvek tlaku;
polypropylén;
polymetylmetakrylát alebo organické sklo.

Aký to má vplyv? Výrobky vyrobené z uvedených materiálov strácajú farbu, praskajú, vyblednú a v konečnom dôsledku sa zrútia. Preto sa zvyčajne nazývajú citlivé polyméry. Táto vlastnosť degradácie uhlíkového reťazca v podmienkach slnečného osvetlenia sa aktívne využíva v nanotechnológii, röntgenovej litografii, transplantológii a ďalších oblastiach. To sa robí hlavne na vyhladenie drsnosti povrchu výrobkov.

Spektrometria je hlavným odvetvím analytickej chémie, ktorá sa špecializuje na identifikáciu zlúčenín a ich zloženia na základe ich schopnosti absorbovať UV svetlo špecifickej vlnovej dĺžky. Ukazuje sa, že spektrá sú pre každú látku jedinečné, takže ich možno klasifikovať podľa výsledkov spektrometrie.

Ultrafialové baktericídne žiarenie sa používa aj na prilákanie a zabíjanie hmyzu. Akcia je založená na schopnosti oka hmyzu rozpoznať krátkovlnné spektrá neviditeľné pre ľudí. Preto zvieratá lietajú k zdroju, kde sú zničené.

Použitie v soláriách - špeciálne vertikálne a horizontálne inštalácie, pri ktorých je ľudské telo vystavené UVA. To sa robí s cieľom aktivovať produkciu melanínu v pokožke, čo jej dodáva tmavšiu farbu a hladkosť. Navyše to vysušuje zápal a ničí škodlivé baktérie na povrchu kože. Osobitná pozornosť by sa mala venovať ochrane očí a citlivých oblastí.

Lekársky odbor

Využitie ultrafialového žiarenia v medicíne je založené aj na jeho schopnosti ničiť okom neviditeľné živé organizmy - baktérie a vírusy a na vlastnostiach, ktoré sa vyskytujú v organizme pri správnom osvetlení umelým alebo prirodzeným ožarovaním.

Hlavné indikácie pre UV ošetrenie možno načrtnúť v niekoľkých bodoch:

Všetky typy zápalových procesov, otvorené rany, hnisanie a otvorené stehy.
Pri poraneniach tkanív a kostí.
Na popáleniny, omrzliny a kožné ochorenia.
Pri respiračných ochoreniach, tuberkulóze, bronchiálnej astme.
So vznikom a rozvojom rôznych druhov infekčných ochorení.
Pri ochoreniach sprevádzaných silnou bolesťou, neuralgiou.
Choroby hrdla a nosovej dutiny.
Krivice a trofické
Choroby zubov.
Regulácia krvného tlaku, normalizácia funkcie srdca.
Vývoj rakovinových nádorov.
Ateroskleróza, zlyhanie obličiek a niektoré ďalšie stavy.

Všetky tieto choroby môžu mať pre telo veľmi vážne následky. Preto je liečba a prevencia pomocou UV žiarenia skutočným medicínskym objavom, ktorý zachraňuje tisíce a milióny ľudských životov, zachováva a obnovuje ich zdravie.

Ďalšou možnosťou využitia UV z medicínskeho a biologického hľadiska je dezinfekcia priestorov, sterilizácia pracovných plôch a nástrojov. Účinok je založený na schopnosti UV žiarenia inhibovať vývoj a replikáciu molekúl DNA, čo vedie k ich zániku. Baktérie, huby, prvoky a vírusy umierajú.

Hlavným problémom pri použití takéhoto žiarenia na sterilizáciu a dezinfekciu miestnosti je oblasť osvetlenia. Organizmy sa totiž ničia len priamym vystavením priamemu vlneniu. Všetko, čo zostane vonku, naďalej existuje.

Analytická práca s minerálmi

Schopnosť spôsobiť luminiscenciu v látkach umožňuje použiť UV na analýzu kvalitatívneho zloženia minerálov a cenných hornín. V tomto smere sú veľmi zaujímavé drahokamy, polodrahokamy a okrasné kamene. Aké odtiene vytvárajú pri ožarovaní katódovými vlnami! Malakhov, slávny geológ, o tom písal veľmi zaujímavo. Jeho práca hovorí o pozorovaniach žiary farebnej palety, ktorú môžu minerály produkovať v rôznych zdrojoch žiarenia.

Napríklad topaz, ktorý má vo viditeľnom spektre krásnu bohatú modrú farbu, po ožiarení sa javí ako jasne zelená a smaragdovo červená. Perly vo všeobecnosti nemôžu dať žiadnu špecifickú farbu a trblietať sa v mnohých farbách. Výsledná podívaná je jednoducho fantastická.

Ak zloženie skúmanej horniny obsahuje uránové nečistoty, zvýraznenie bude mať zelenú farbu. Nečistoty melitu dávajú modrý a morganit - fialový alebo svetlofialový odtieň.

Použitie vo filtroch

Ultrafialové baktericídne žiarenie sa používa aj na použitie vo filtroch. Typy takýchto štruktúr môžu byť rôzne:

tvrdý;
plynný;
kvapalina.

Takéto zariadenia sa používajú hlavne v chemickom priemysle, najmä v chromatografii. S ich pomocou je možné vykonať kvalitatívnu analýzu zloženia látky a identifikovať ju podľa príslušnosti k určitej triede organických zlúčenín.

Úprava pitnej vody

Dezinfekcia pitnej vody ultrafialovým žiarením je jednou z najmodernejších a najkvalitnejších metód jej čistenia od biologických nečistôt. Výhody tejto metódy sú nasledovné:

spoľahlivosť;
efektívnosť;
neprítomnosť cudzích produktov vo vode;
bezpečnosť;
efektívnosť;
zachovanie organoleptických vlastností vody.

Preto dnes táto dezinfekčná technika drží krok s tradičným chlórovaním. Akcia je založená na rovnakých vlastnostiach - zničenie DNA škodlivých živých organizmov vo vode. Používa sa UV s vlnovou dĺžkou asi 260 nm.

Okrem priameho účinku na škodcov sa ultrafialové svetlo používa aj na ničenie zvyškov chemických zlúčenín, ktoré sa používajú na zmäkčovanie a čistenie vody: ako je napríklad chlór alebo chlóramín.

Lampa s čiernym svetlom

Takéto zariadenia sú vybavené špeciálnymi žiaričmi schopnými produkovať dlhé vlnové dĺžky, takmer viditeľné. Pre ľudské oko však stále zostávajú nerozoznateľné. Takéto lampy sa používajú ako zariadenia, ktoré čítajú tajné znaky z UV žiarenia: napríklad v pasoch, dokumentoch, bankovkách atď. To znamená, že takéto značky možno rozlíšiť iba pod vplyvom určitého spektra. Takto je skonštruovaný princíp fungovania detektorov mien a zariadení na kontrolu prirodzenosti bankoviek.

Reštaurovanie a určenie pravosti maľby

A v tejto oblasti sa používa UV. Každý umelec používal bielu farbu, ktorá v každom epochálnom období obsahovala rôzne ťažké kovy. Vďaka ožiareniu je možné získať takzvané podmaľby, ktoré poskytujú informácie o pravosti obrazu, ako aj o špecifickej technike a štýle maľby každého umelca.

Okrem toho je lakový film na povrchu výrobkov citlivý polymér. Preto je schopná starnúť, keď je vystavená svetlu. To nám umožňuje určiť vek skladieb a majstrovských diel umeleckého sveta.