Ultraviolet lys er en form for elektromagnetisk stråling, der gør sort-lys plakater glød, og er ansvarlig for sommeren tans — og solforbrændinger. Imidlertid er for meget eksponering for UV-stråling skadelig for levende væv.
elektromagnetisk stråling kommer fra solen og transmitteres i bølger eller partikler ved forskellige bølgelængder og frekvenser. Denne brede vifte af bølgelængder er kendt som det elektromagnetiske (EM) spektrum., Spektret er generelt opdelt i syv regioner efter faldende bølgelængde og stigende energi og frekvens. De fælles betegnelser er radiobølger, mikrobølger, infrarød (IR), synligt lys, ultraviolet (UV), røntgenstråler og gammastråler.
Ultraviolet (UV) lys falder inden for området for EM-spektret mellem synligt lys og røntgenstråler. Det har frekvenser på omkring 8 × 1014 at 3 × 1016-cykler per sekund, også kaldet hertz (Hz), og bølgelængder på omkring 380 nanometer (1.5 × 10-5 inches) til omkring 10 nm (4 × 10-7 inches). Ifølge U. S., Navy ‘ s “Ultraviolet Stråling Guide,” UV-er generelt opdelt i tre sub-kategorier:
- UVA, eller i nærheden af UV (315-400 nm)
- UVB, eller midt UV (280-315 nm)
- UVC -, eller langt UV (180-280 nm)
The guide, og siger, “Stråling med bølgelængder fra 10 nm til 180 nm er undertiden benævnt vakuum eller ekstrem UV.”Disse bølgelængder blokeres af luft, og de formeres kun i et vakuum.
ionisering
UV-stråling har nok energi til at bryde kemiske bindinger., På grund af deres højere energier kan UV-fotoner forårsage ionisering, en proces, hvor elektroner bryder væk fra atomer. Den resulterende ledige stilling påvirker atomernes kemiske egenskaber og får dem til at danne eller bryde kemiske bindinger, som de ellers ikke ville. Dette kan være nyttigt til kemisk behandling, eller det kan være skadeligt for materialer og levende væv. Denne skade kan f.eks. være gavnlig ved desinfektion af overflader, men den kan også være skadelig, især for hud og øjne, som er mest negativt påvirket af UVB-og UVC-stråling med højere energi.,
UV-effekter
de fleste af de naturlige UV-lys, folk støder på, kommer fra solen. 10 procent af sollyset UV, og kun ca.en tredjedel af dette trænger ind i atmosfæren for at nå jorden, ifølge National To .icology Program (NTP). Af solens UV-energi, der når ækvator, er 95 procent UVA, og 5 procent er UVB. Ingen målbar UVC fra solstråling når jordens overflade, fordi o .on, Molekylær ilt og vanddamp i den øvre atmosfære fuldstændigt absorberer de korteste UV-bølgelængder., Alligevel er “bredspektret ultraviolet stråling den stærkeste og mest skadelige for levende ting”, ifølge NTP ‘ s “13.rapport om kræftfremkaldende stoffer.”
solskoldning
en solskoldning er en reaktion på udsættelse for skadelige UVB-stråler. I det væsentlige er en solbrændthed resultatet af kroppens naturlige forsvarsmekanisme, der sparker ind. Dette består af et pigment kaldet melanin, som produceres af celler i huden kaldet melanocytter. Melanin absorberer UV-lys og spreder det som varme. Når kroppen registrerer solskader, sender den melanin ind i omgivende celler og forsøger at beskytte dem mod at opretholde mere skade., Pigmentet får huden til at mørkere.
“Melanin er en naturlig solcreme,” Gary Chuang, en assisterende professor i dermatologi ved Tufts University School of Medicine, fortalte Levende Videnskab i en 2013-interview. Fortsat eksponering for UV-stråling kan imidlertid overvælde kroppens forsvar. Når dette sker, opstår der en toksisk reaktion, hvilket resulterer i solskoldning. UV-stråler kan beskadige DNA ‘ et i kroppens celler. Kroppen registrerer denne ødelæggelse og oversvømmer området med blod for at hjælpe med helingsprocessen. Smertefuld betændelse opstår også., Normalt inden for en halv dag af overindulging i solen, den karakteristiske rød-hummer udseende af en solskoldning begynder at gøre sig kendt, og følte.
Nogle gange bliver cellerne med DNA, der er muteret af solens stråler, til problemceller, der ikke dør, men fortsætter med at sprede sig som kræft. “UV-lyset forårsager tilfældige skader i DNA-og DNA-reparationsprocessen, så celler får evnen til at undgå at dø,” sagde Chuang.
resultatet er hudkræft, den mest almindelige form for kræft i USA. Mennesker, der bliver solbrændt gentagne gange, har en meget højere risiko., Risikoen for den dødeligste form for hudkræft, kaldet melanom, fordobles for en person, der har modtaget fem eller flere solskoldninger, ifølge Skin Cancer Foundation.
andre UV-kilder
Der er udviklet en række kunstige kilder til fremstilling af UV-stråling. Ifølge Health Physics Society, “kunstige kilder inkluderer garvningsbås, sorte lys, hærdningslamper, bakteriedræbende lamper, kviksølvdamplamper, halogenlamper, højintensitetsudladningslamper, fluorescerende og glødelamper, og nogle typer lasere.,”
en af de mest almindelige måder at producere UV-lys på er at passere en elektrisk strøm gennem fordampet kviksølv eller anden gas. Denne type lampe er almindeligt anvendt i garvning kabiner og til desinfektion af overflader. Lamperne bruges også i sorte lys, der får fluorescerende maling og farvestoffer til at gløde. Lysemitterende dioder (lysdioder), lasere og buelamper fås også som UV-kilder med forskellige bølgelængder til industrielle, medicinske og forskningsapplikationer.,
Fluorescens
Mange stoffer — herunder mineraler, planter, svampe og mikrober, samt organiske og uorganiske kemikalier — kan absorbere UV-stråling. Absorption får elektroner i materialet til at hoppe til et højere energiniveau. Disse elektroner kan derefter vende tilbage til et lavere energiniveau i en række mindre trin og udsende en del af deres absorberede energi som synligt lys. Materialer, der anvendes som pigmenter i maling eller farvestof, der udviser sådan fluorescens, vises lysere under sollys, fordi de absorberer usynligt UV-lys og udsender det igen ved synlige bølgelængder., Af denne grund bruges de ofte til skilte, sikkerhedsveste og andre applikationer, hvor høj synlighed er vigtig.
fluorescens kan også bruges til at lokalisere og identificere visse mineraler og organiske materialer. Ifølge Thermo Fisher Scientific, Life Technologies, “fluorescerende prober gør det muligt for forskere at opdage bestemte komponenter i komplekse biomolekylære samlinger, såsom levende celler, med udsøgt følsomhed og selektivitet.,”
I lysstofrør, der anvendes til belysning, “ultraviolet stråling med en bølgelængde på 254 nm er produceret sammen med det blå lys, der udsendes, når en elektrisk strøm sendes gennem kviksølvdampe,” ifølge University of Nebraska. “Denne ultraviolette stråling er usynlig, men indeholder mere energi end det synlige lys, der udsendes. Energien fra det ultraviolette lys absorberes af den fluorescerende belægning inde i fluorescerende lampe og udsendes igen som synligt lys.,”Lignende rør uden den samme fluorescerende belægning udsender UV-lys, der kan bruges til at desinficere overflader, da de ioniserende virkninger af UV-stråling kan dræbe de fleste bakterier.
sort-lys rør bruger typisk kviksølvdamp til at producere langbølget UVA-lys, hvilket får visse farvestoffer og pigmenter til at fluorescere. Glasrøret er belagt med et mørkt-lilla filtermateriale for at blokere det meste af det synlige lys, hvilket gør den fluorescerende glød mere udtalt. Denne filtrering er ikke nødvendig til applikationer som desinfektion.,
UV-astronomi
udover solen er der adskillige himmelkilder til UV-stråling. Meget store unge stjerner skinner det meste af deres lys i ultraviolette bølgelængder, ifølge NASA. Fordi Jordens atmosfære blokerer meget af denne UV-stråling, især ved kortere bølgelængder, udføres observationer ved hjælp af balloner i høj højde og kredsende teleskoper udstyret med specialiserede billeddannelsessensorer og filtre til observation i UV-regionen i EM-spektret.,
ifølge Robert Patterson, professor i astronomi ved Missouri State University, udføres de fleste observationer ved hjælp af charge-coupled devices (CCD), detektorer designet til at være følsomme over for fotoner med kort bølgelængde. Disse observationer kan bestemme overfladetemperaturerne for de hotteste stjerner og afsløre tilstedeværelsen af mellemliggende gasskyer mellem Jorden og kvasarer.
kræftbehandling
mens eksponering for UV-lys kan føre til hudkræft, kan nogle hudtilstande behandles ved hjælp af UV-lys, ifølge Cancer Research UK., I en procedure kaldet psoralen ultraviolet lysbehandling (PUVA) tager patienter et lægemiddel eller anvender en lotion for at gøre deres hud følsom over for lys. Derefter skinner et UV-lys på huden. PUVA bruges til behandling af lymfom, eksem, psoriasis og vitiligo.
det kan virke ulogisk at behandle hudkræft med det samme, der forårsagede det, men PUVA kan være nyttigt på grund af UV-lysets virkning på produktionen af hudceller. Det bremser væksten, der spiller en vigtig rolle i sygdommens udvikling.
nøglen til livets oprindelse?,
nyere forskning tyder på, at UV-lys kan have spillet en nøglerolle i livets oprindelse på jorden, især RNA ‘ s oprindelse. I en artikel fra 2017 i Astrophysics Journal bemærker forfatterne af undersøgelsen, at røde dværgstjerner muligvis ikke udsender nok UV-lys til at starte de biologiske processer, der er nødvendige til dannelse af ribonukleinsyre, hvilket er nødvendigt for alle former for liv på jorden. Undersøgelsen antyder også, at dette fund kunne hjælpe med at søge efter liv andre steder i universet.