Ультрафіолетове випромінювання

Одним із видів електромагнітного випромінювання є ультрафіолетове (УФ). Будучи не найпотужнішим випромінюванням Сонця, УФ-випромінювання проте грає чималу роль формуванні умов Землі. Познайомимося з властивостями та застосуванням УФ-випромінювання.

Властивості ультрафіолетового випромінювання

Отже, ультрафіолетове випромінювання (УФ) – це один із видів електромагнітних хвиль. На шкалі випромінювань воно розташовується між видимим світлом та рентгенівськими променями.

Довжина хвилі ультрафіолетового випромінювання лежить у межах від 10 до 400 нм, що відповідає частотам від $3×10^$ до $7.5×10^$Гц. У довгохвильовій ділянці УФ-випромінювання межує з видимим світлом. У короткохвильовій – з рентгенівським випромінюванням.

Довжина хвилі УФ-випромінювання можна порівняти з відстанями між атомами і молекулами в речовині, тому УФ-випромінювання має досить високу хімічну активність. Багато хімічних реакцій потребують УФ-опромінення для нормального перебігу. Більшість фотоматеріалів та фотодатчиків дуже чутливі до УФ-спектру.

Пояснюється це тим, що енергія кванта випромінювання визначається простою формулою:

Тобто енергія кванта пропорційна частоті випромінювання $\nu$, і оскільки частота УФІ-випромінювання вище, ніж частота видимого світла, то й енергія кванта у нього вище.

Сонце досить яскраво «світить» в УФ-діапазоні, але хоча повітря прозоре для УФ-випромінювання, кисень повітря $O_2$ під дією його енергії змінює конфігурацію молекули, стає набагато активнішим озоном $O_3$. Озон же поглинає УФ-спектр набагато інтенсивніше за звичайний кисень.Таким чином, у верхніх шарах атмосфери Землі утворюється озоновий шар, який затримує більшу частину сонячного УФ-випромінювання.

Використання УФ-випромінювання

Оскільки до Землі доходить невелика частина сонячного УФ-випромінювання, далеко ще не всі живі істоти Землі виробили рецептори, які сприймають цю частину спектра. Більше того, велика доза ультрафіолету є згубною для живих організмів.

Ця особливість ультрафіолетового випромінювання лежить в основі кварцових ламп, які використовуються в медичних закладах для знезараження приміщень. Кварцова лампа влаштована приблизно так само, як звичайна люмінесцентна лампа, - це трубка, наповнена парами ртуті, які при пропущенні крізь них електричного струму починають випромінювати в УФ-діапазоні. Але якщо у звичайних люмінесцентних лампах це випромінювання повністю затримується склом трубки, а світиться люмінофор, яким покрита трубка зсередини, то кварцові лампи не мають люмінофора, а складаються зі спеціального скла, що пропускає УФ-промені. В результаті кварцова лампа слабо світить у видимому діапазоні, але потужність УФ-променів у неї достатня, щоб знищувати більшість мікроорганізмів у приміщенні.

Кварцові лампи спеціальних типів використовуються в медицині з лікувальною метою: точно дозуючи силу УФ-випромінювання, можна, наприклад, знищувати шкірні новоутворення, не пошкодивши живі тканини.

Невеликі дози УФ-випромінювання є навіть корисними для людини: під їх дією у шкірі виробляється вітамін $D_2$, необхідний для формування кісток та для стимуляції нервової системи.

Також УФ-випромінювання використовується при спеціальній фотозйомці, що дозволяє бачити деякі особливості об'єктів, невидимі у звичайних променях, проводити вимірювання, неможливі при звичайному освітленні.

Мал. 3. Кварцова антибактеріальна лампа.

Що ми дізналися?

Ультрафіолетове випромінювання (УФ) - це електромагнітна хвиля, що має довжину від 10 до 400 нм, що лежить на шкалі електромагнітних хвиль між видимим світлом та рентгенівськими променями. УФ-випромінювання має велику хімічну активність і має бактерицидний ефект.

Ультрафіолетове випромінювання

Одним із видів електромагнітного випромінювання є ультрафіолетове (УФ). Будучи не найпотужнішим випромінюванням Сонця, УФ-випромінювання проте грає чималу роль формуванні умов Землі. Познайомимося з властивостями та застосуванням УФ-випромінювання.

Властивості ультрафіолетового випромінювання

Отже, ультрафіолетове випромінювання (УФ) – це один із видів електромагнітних хвиль. На шкалі випромінювань воно розташовується між видимим світлом та рентгенівськими променями.

Довжина хвилі ультрафіолетового випромінювання лежить у межах від 10 до 400 нм, що відповідає частотам від $3×10^$ до $7.5×10^$Гц. У довгохвильовій ділянці УФ-випромінювання межує з видимим світлом. У короткохвильовій – з рентгенівським випромінюванням.

Довжина хвилі УФ-випромінювання можна порівняти з відстанями між атомами і молекулами в речовині, тому УФ-випромінювання має досить високу хімічну активність. Багато хімічних реакцій потребують УФ-опромінення для нормального перебігу. Більшість фотоматеріалів та фотодатчиків дуже чутливі до УФ-спектру.

Пояснюється це тим, що енергія кванта випромінювання визначається простою формулою:

Тобто енергія кванта пропорційна частоті випромінювання $\nu$, і оскільки частота УФІ-випромінювання вище, ніж частота видимого світла, то й енергія кванта у нього вище.

Сонце досить яскраво «світить» в УФ-діапазоні, але хоча повітря прозоре для УФ-випромінювання, кисень повітря $O_2$ під дією його енергії змінює конфігурацію молекули, стає набагато активнішим озоном $O_3$. Озон же поглинає УФ-спектр набагато інтенсивніше за звичайний кисень. Таким чином, у верхніх шарах атмосфери Землі утворюється озоновий шар, який затримує більшу частину сонячного УФ-випромінювання.

Використання УФ-випромінювання

Оскільки до Землі доходить невелика частина сонячного УФ-випромінювання, далеко ще не всі живі істоти Землі виробили рецептори, які сприймають цю частину спектра. Більше того, велика доза ультрафіолету є згубною для живих організмів.

Ця особливість ультрафіолетового випромінювання лежить в основі кварцових ламп, які використовуються в медичних закладах для знезараження приміщень. Кварцова лампа влаштована приблизно так само, як звичайна люмінесцентна лампа, - це трубка, наповнена парами ртуті, які при пропущенні крізь них електричного струму починають випромінювати в УФ-діапазоні. Але якщо у звичайних люмінесцентних лампах це випромінювання повністю затримується склом трубки, а світиться люмінофор, яким покрита трубка зсередини, то кварцові лампи не мають люмінофора, а складаються зі спеціального скла, що пропускає УФ-промені. В результаті кварцова лампа слабо світить у видимому діапазоні, але потужність УФ-променів у неї достатня, щоб знищувати більшість мікроорганізмів у приміщенні.

Кварцові лампи спеціальних типів використовуються в медицині з лікувальною метою: точно дозуючи силу УФ-випромінювання, можна, наприклад, знищувати шкірні новоутворення, не пошкодивши живі тканини.

Невеликі дози УФ-випромінювання є навіть корисними для людини: під їх дією у шкірі виробляється вітамін $D_2$, необхідний для формування кісток та для стимуляції нервової системи.

Також УФ-випромінювання використовується при спеціальній фотозйомці, що дозволяє бачити деякі особливості об'єктів, невидимі у звичайних променях, проводити вимірювання, неможливі при звичайному освітленні.

Мал. 3. Кварцова антибактеріальна лампа.

Що ми дізналися?

Ультрафіолетове випромінювання (УФ) - це електромагнітна хвиля, що має довжину від 10 до 400 нм, що лежить на шкалі електромагнітних хвиль між видимим світлом та рентгенівськими променями. УФ-випромінювання має велику хімічну активність і має бактерицидний ефект.