Ultrafiolett lys er en form for elektromagnetisk stråling som gjør svart-lys plakater glød, og er ansvarlig for sommer-tans — og sunburns. Men for mye eksponering for UV-stråling er skadelig for levende vev.
Elektromagnetisk stråling som kommer fra sola, og overføres i bølger eller partikler ved ulike bølgelengder og frekvenser. Dette brede spekter av bølgelengder som er kjent som den elektromagnetiske (EM) spektrum., Spekteret er vanligvis delt inn i syv regioner for å redusere bølgelengde og øke energi og frekvens. Vanlige betegnelser er radiobølger,mikrobølger, infrarød (IR), synlig lys, ultrafiolett (UV), røntgen og gamma-stråler.
Ultrafiolett (UV) lys faller inn i rekken av EM-spekteret mellom synlig lys, og X-stråler. Det har frekvenser på ca 8 x 1014 til 3 × 1016 sykluser per sekund, eller hertz (Hz), og bølgelengder på rundt 380 nanometer (1.5 × 10-5 tommer) til ca 10 nm (4 × 10-7 inches). I henhold til U.S., Marinens «Ultrafiolett Stråling Guide,» UV er vanligvis delt inn i tre sub-bånd:
- UVA, eller i nærheten av UV (315-400 nm)
- UVB, eller midt-UV (280-315 nm)
- UVC, eller langt UV (180-280 nm)
The guide går til staten, «Stråling med bølgelengder fra 10 nm til 180 nm er noen ganger referert til som vakuum eller ekstrem UV.»Disse bølgelengdene er blokkert av luft, og de bare forplanter seg i et vakuum.
Ionisering
UV-stråling har nok energi til å bryte kjemiske bindinger., På grunn av sin høyere energier, UV fotoner kan føre til ionisering, en prosess som elektroner bryte vekk fra atomer. Den resulterende ledighet påvirker den kjemiske egenskaper til atomer og får dem til å danne eller bryte kjemiske bindinger som de ellers ikke ville. Dette kan være nyttig for kjemisk behandling, eller det kan være skadelig for materialer og levende vev. Denne skaden kan være nyttige, for eksempel, i desinfisering av overflater, men det kan også være skadelig, spesielt for hud og øyne, det som er mest negativt påvirket av høyere energi UVB-og UVC-stråling.,
UV-effekter
de Fleste av naturlig UV-lys som folk opplever kommer fra solen. Det er imidlertid bare omtrent 10 prosent av sollys er UV, og bare om lag en tredjedel av dette trenger atmosfæren til å nå bakken, i henhold til de Nasjonale Toksikologi Program (NTP). Av solens UV-energi som kommer ekvator, 95 prosent UVA og 5 prosent er UVB. Ingen målbare UVC fra solstråling som når Jordens overflate, fordi ozon, molekylær oksygen og vanndamp i den øvre atmosfæren helt absorbere den korteste UV bølgelengder., Likevel, «bredt spekter ultrafiolett stråling er den sterkeste og mest skadelig for levende ting,» i henhold til NTP er «13. Rapport om Kreftfremkallende stoffer.»
Solbrenthet
En solbrun er en reaksjon til eksponering for skadelige UVB-stråler. I hovedsak, en solbrun resultater fra kroppens naturlige forsvarsmekanisme å sparke i. Dette består av et pigment som heter melanin, som er produsert av cellene i huden som kalles melanocytter. Melanin absorberer UV-lys og forsvinner i det som varme. Når kroppen sanser solskader, sender melanin i omkringliggende cellene og prøver å beskytte dem fra å opprettholde mer skade., Pigment som får huden til å mørkne.
«Melanin er en naturlig solkrem,» Gary Chuang, en assisterende professor i dermatologi ved Tufts University School of Medicine, fortalte Live Science i 2013 intervju. Imidlertid fortsatte eksponering for UV-stråling kan overvelde kroppens forsvar. Når dette skjer, en giftig reaksjon oppstår, noe som resulterer i solbrenthet. UV-stråler kan skade DNA i kroppens celler. Kroppen føler dette, ødeleggelse og flom området med blod for å hjelpe til med healing prosessen. Smertefull betennelse oppstår som godt., Vanligvis i løpet av en halv dag av overindulging i solen, den karakteristiske rød-hummer se på en solbrenthet begynner å gjøre seg selv kjent, og følte.
noen Ganger celler med DNA-muterte av solens stråler slå inn i problemet celler som ikke dø, men holde proliferating som kreft. «UV-lys fører til tilfeldige skader i DNA og DNA-reparasjon prosessen slik at cellene tilegne seg evnen til å unngå å dø,» sa Chuang.
resultatet er hudkreft, er den vanligste formen for kreft i Usa. Mennesker som blir solbrent gjentatte ganger er på et mye høyere risiko., Risikoen for den dødeligste formen for hudkreft, kalt melanom, dobler for noen som har fått fem eller flere sunburns, i henhold til Skin Cancer Foundation.
Andre UV-kilder
En rekke kunstige kilder har blitt utviklet for å produsere UV-stråling. I henhold til Helse-Fysikk Samfunnet, «Kunstige kilder inkluderer tanning booths, sorte lamper, herding lamper, bakteriedrepende lampe, kvikksølv damp lamper, halogen lys, høyintensive utladningslamper, lysstoffrør og glødelamper kilder, og noen typer lasere.,»
En av de mest vanlige måter å produsere UV-lys passerer en elektrisk strøm gjennom fordampet kvikksølv eller noen annen gass. Denne typen lysstoffrør er vanlig i tanning booths, og for desinfisering av overflater. Lampene er også brukt i svart lys som forårsaker fluorescerende maling og fargestoffer til å gløde. Light-emitting diodes (Led), lasere og arc-lamper er også tilgjengelig som UV-kilder med ulike bølgelengder for industrielle, medisinske og forskningsarbeid.,
Fluorescens
Mange stoffer — blant annet mineraler, planter, sopp og mikrober, samt organiske og uorganiske kjemikalier kan absorbere UV-stråling. Absorpsjon fører til elektroner i materialet for å hoppe til et høyere energinivå. Disse elektronene kan deretter gå tilbake til et lavere energi-nivå i en serie av små trinn, som en del av sin absorbert energi som synlig lys. Materialene som brukes som pigmenter i maling eller fargestoff som viser en slik fluorescens ser lysere under sollys fordi de absorberer usynlige UV-lys og re-utløse det på synlige bølgelengder., Dette er årsaken til at de er ofte brukt for tegn, refleksvester og andre applikasjoner hvor høy synlighet er viktig.
Fluorescens kan også brukes til å lokalisere og identifisere visse mineraler og organisk materiale. I henhold til Thermo Fisher Scientific, Liv-Teknologier, «Fluorescerende prober gjøre det mulig for forskere å oppdage bestemte komponenter i komplekse biologiske makromolekylers forsamlinger, for eksempel levende celler, med utsøkt følsomhet og selektivitet.,»
I lysstoffrør som brukes for belysning, «ultrafiolett stråling med en bølgelengde på 254 nm er produsert sammen med det blå lyset som avgis når en elektrisk strøm sendes gjennom kvikksølv damp,» i henhold til University of Nebraska. «Dette ultrafiolett stråling er usynlig, men inneholder mer energi enn synlig lys som slippes ut. Energien fra ultrafiolett lys absorberes av fluoriserende belegg på innsiden av lysrør og re-slippes ut som synlig lys.,»Lik rør uten den samme fluoriserende belegg sender ut UV-lys som kan brukes til å desinfisere overflater, siden ioniserende effekter av UV-stråling kan drepe de fleste bakterier.
Svart-lys rør vanligvis bruker kvikksølv damp til å produsere lang bølge UVA-lys, noe som fører til visse fargestoffer og pigmenter til fluoresce. Glass rør er belagt med en mørk lilla filter materiale for å blokkere de fleste av synlig lys, noe som gjør den fluorescerende glød vises mer uttalt. Dette filtrering er ikke nødvendig for programmer som desinfisering.,
UV astronomi
Foruten solen, det er mange guddommelige kilder for UV-stråling. Veldig stort unge stjernene de fleste av deres lys i ultrafiolette bølgelengder, i henhold til NASA. Fordi jordas atmosfære kvartaler mye av denne UV-stråling, særlig på kortere bølgelengder, observasjoner er utført ved bruk av høy varmekapasitet og bane teleskop utstyrt med spesialiserte imaging sensorer og filtre for å observere i UV-regionen i EM-spekteret.,
Ifølge Robert Patterson, en professor i astronomi ved Missouri State University, de fleste observasjonene er utført ved bruk av charge-coupled enheter (CCD), detektorer designet for å være sensitive til kort bølgelengde fotoner. Disse observasjonene kan bestemme overflatetemperaturer av de hotteste stjerner og avsløre tilstedeværelsen av mellomliggende gass skyer mellom Jorden og quasars.
Kreft
Mens eksponering for UV-lys kan føre til hudkreft, noen hudsykdommer kan bli behandlet ved hjelp av UV-lys, i henhold til Cancer Research UK., I en prosedyre som kalles psoralen ultrafiolett lys behandlinger (PUVA), pasienter tar et stoff eller bruke en krem for å gjøre huden følsom for lys. Deretter en UV-lys er skinte på huden. PUVA brukes til å behandle lymfom, eksem, psoriasis og vitiligo.
Det kan virke counterintuitive til å behandle hud kreft med det samme som forårsaket det, men PUVA kan være nyttig på grunn av UV-lys effekt på produksjonen av hudceller. Det bremser ned veksten som spiller en viktig rolle i sykdommens utvikling.
– Tasten til livets opprinnelse?,
Nyere forskning tyder på at UV-lys kan ha spilt en sentral rolle i livets opprinnelse på Jorden, spesielt opprinnelsen av RNA. I en 2017 artikkel i Astrofysikk Journal, forfatterne av studien oppmerksom på at rød dverg stjerner kan ikke slipper ut nok UV-lys til å starte den biologiske prosesser som er nødvendig for dannelsen av ribonucleic acid, som er nødvendig for alle former for liv på Jorden. Studien antyder også dette funnet kan hjelpe i søken etter liv andre steder i universet.