Ultrafialové žiarenie - biológia
Ultrafialové žiarenie, krátky Ultrafialové alebo UV žiarenie, hovorový tiež ultrafialové svetlo, UV svetlo alebo Čierne svetlo, zriedka tiež Infračervené žiarenie (Skr. IV žiarenie) je elektromagnetické žiarenie neviditeľné pre ľudí s vlnovou dĺžkou, ktorá je kratšia ako vlna svetla viditeľného pre človeka, ale dlhšia ako röntgenové žiarenie.
Označenie ultrafialové (asi „za fialovou“) je spôsobené tým, že UV spektrum začína o niečo kratšími vlnovými dĺžkami ako tie, ktoré ľudia môžu práve vnímať ako modrofialové.
objav
Objav UV žiarenia rýchlo nasledoval od prvých experimentov so sčernaním solí striebra na slnečnom svetle. V roku 1801 nemecký fyzik Johann Wilhelm Ritter urobil pozorovanie, že lúče tesne za fialovým koncom vo viditeľnom spektre boli neuveriteľne účinné pri černení papiera na báze chloridu strieborného. Spočiatku nazýval lúče „deoxidačné lúče“, aby zdôraznil ich chemickú účinnosť a odlíšil ich od infračervených „tepelných lúčov“ na druhom konci spektra. Až do 19. storočia bolo UV známe ako „chemické žiarenie“. V dnešnej dobe sa však na charakterizáciu týchto dvoch rôznych typov žiarenia používajú iba názvy „infračervené žiarenie“ a „ultrafialové žiarenie“. [1]
Na začiatku 20. storočia boli objavené liečivé účinky umelého UV žiarenia. Napríklad rakúsky lekár Gustav Kaiser (1871–1954), ktorý sa zaoberal elektroliečebnými štúdiami vo Würzburgu, informoval vo februári 1902 na valnom zhromaždení Spolku lekárov vo Viedni o samočinnom experimente s UV žiarovkou, pomocou ktorej získal rana nechcela sa uzdraviť dosiahla. Podľa tejto správy sa hovorí, že ťažko chorý tuberkulózny pacient bol uzdravený za 4 týždne pomocou „modrého svetla“. Kaiser, ktorý bol týmito úspechmi povzbudený, rozšíril svoje experimenty s dutou šošovkou aj o kožné ochorenia a dosiahol tiež veľmi priaznivé výsledky. Z toho vyvodil záver, že UV žiarenie má germicídny účinok. [2]
Spektrum a mená
| Blízko UV ("Čierne svetlo") | UV-A | 380 - 315 nm | 3,26 - 3,94 eV |
| Stredné UV (Dornoove žiarenie) | UV-B | 315 - 280 nm | 3,94-4,43 eV |
| Ďaleko UV | UV-C-FUV | 280 - 200 nm | 4,43-6,2 eV |
| Vysajte UV | UV-C-VUV | 200-100 nm | 6,20 - 12,4 eV |
| Extrémne UV [4] | EUV | 121-10 nm | 10,25-124 eV |
Podľa DIN 5031, časť 7 [3], ultrafialové spektrum zahŕňa vlnové dĺžky od 100 nm do 380 nm (limit pre viditeľné svetlo), frekvencia žiarenia sa tak pohybuje od 789 THz (380 nm) do 3 PHz (100 nm). Táto oblasť je zase rozdelená na podoblasti UV-A, UV-B a UV-C. Mimo DIN existuje niekoľko prekrývajúcich sa a nie presne definovaných vzorov rozdelenia. Týka sa to najmä biologických a dermatologických oblastí. Podľa Svetovej zdravotníckej organizácie (WHO) sa UV rozsah pohybuje od 1 nm do 400 nm. [5]
Pre UV žiarenie s vlnovými dĺžkami pod 300 nm sa vo fotolitografii (excimerový laser KrF s vlnovou dĺžkou 248 nm) a laserovej technológii používa výraz „hlboký ultrafialový“. hlboké ultrafialové, DUV) bežné. Pod 200 nm je ultrafialové žiarenie také krátkovlnné alebo s vysokou energiou, že je absorbované molekulárnym kyslíkom (O2); Molekulárny kyslík (O2) sa rozdelí na dva voľné kyslíkové radikály (2 O •), z ktorých každý ďalej reaguje s ďalšou molekulou kyslíka (O2) za vzniku ozónu (O3). UV žiarenie s vlnovými dĺžkami menšími ako 200 nm sa preto môže šíriť iba pod ochranným plynom a zložky krátkych vĺn pod 100 nm iba vo vákuu, preto termín „vákuové ultrafialové žiarenie“ pochádza z.
Kompletný prehľad rozsahov elektromagnetických vĺn nájdete v článku Elektromagnetické spektrum.
Zdroje ultrafialového žiarenia
V prípade tepelného žiarenia je podiel UV žiarenia určený Planckovým zákonom žiarenia a Wienovým zákonom posunu. Excitované elektróny môžu generovať UV žiarenie, ak je ich energia nad 3,3 eV. To platí v malej miere aj pri teplote vlákna žiarovky, a preto najmä halogénové žiarovky vyžarujú aj ultrafialové žiarenie.