Promieniowanie ultrafioletowe to inna nazwa światła ultrafioletowego. Jest to część widma poza widzialnym zakresem, tuż poza widzialną częścią fioletową.
Najważniejsze informacje: promieniowanie ultrafioletowe
- Promieniowanie ultrafioletowe jest również znane jako światło ultrafioletowe lub UV.
- Jest to światło o krótszej długości fali (większej częstotliwości) niż światło widzialne, ale o większej długości fali niż promieniowanie rentgenowskie. Ma długość fali między 100 nm a 400 nm.
- Promieniowanie ultrafioletowe jest czasami nazywane światłem czarnym, ponieważ znajduje się poza zasięgiem wzroku człowieka.
Definicja promieniowania ultrafioletowego
Promieniowanie ultrafioletowe jest promieniowanie elektromagnetyczne lub lekki posiadający długość fali większa niż 100 nm, ale mniejsza niż 400 nm. Znany jest również jako promieniowanie UV, światło ultrafioletowe lub po prostu UV. Promieniowanie ultrafioletowe ma długość fali dłuższą niż promieniowanie rentgenowskie, ale krótszą niż długość światła widzialnego. Chociaż światło ultrafioletowe jest wystarczająco energetyczne, aby je rozbić
wiązania chemiczne, nie jest (zwykle) uważany za formę promieniowania jonizującego. Energia pochłonięta przez cząsteczki może zapewnić energia aktywacji do rozpoczęcia reakcji chemicznych i może powodować niektóre materiały fluorescencyjne lub fosforescencyjne.Słowo „ultrafiolet” oznacza „poza fioletem”. Promieniowanie ultrafioletowe zostało odkryte przez niemieckiego fizyka Johanna Wilhelma Rittera w 1801 roku. Ritter zauważył niewidzialne światło poza fioletową częścią widzialnego spektrum przyciemnionego papieru traktowanego chlorkiem srebra szybciej niż światło fioletowe. Nazwał światło niewidzialne „promieniami utleniającymi”, odnosząc się do chemicznej aktywności promieniowania. Większość ludzi używała wyrażenia „promienie chemiczne” do końca XIX wieku, kiedy „promienie ciepła” stały się znane jako promieniowanie podczerwone, a „promienie chemiczne” stały się promieniowaniem ultrafioletowym.
Źródła promieniowania ultrafioletowego
Około 10 procent mocy świetlnej Słońca to promieniowanie UV. Kiedy światło słoneczne wchodzi do ziemskiej atmosfery, światło stanowi około 50% promieniowania podczerwonego, 40% światła widzialnego i 10% promieniowania ultrafioletowego. Jednak atmosfera blokuje około 77% słonecznego światła UV, głównie przy krótszych długościach fal. Światło docierające do powierzchni Ziemi ma około 53% podczerwieni, 44% widzialności i 3% UV.
Światło ultrafioletowe jest wytwarzane przez czarne światła, lampy rtęciowe i lampy solarium. Każde wystarczająco rozgrzane ciało emituje światło ultrafioletowe (promieniowanie ciała czarnego). Tak więc gwiazdy cieplejsze od Słońca emitują więcej światła UV.
Kategorie światła ultrafioletowego
Światło ultrafioletowe dzieli się na kilka zakresów, jak opisano w normie ISO ISO-21348:
| Nazwa | Skrót | Długość fali (nm) | Energia fotonowa (eV) | Inne nazwy |
| Ultrafiolet A | UVA | 315-400 | 3.10–3.94 | długie, czarne światło (nie pochłaniane przez ozon) |
| Ultrafiolet B | UVB | 280-315 | 3.94–4.43 | fale średnie (głównie pochłaniane przez ozon) |
| Ultrafiolet C | UVC | 100-280 | 4.43–12.4 | krótkofalowe (całkowicie pochłonięte przez ozon) |
| W pobliżu ultrafioletu | NUV | 300-400 | 3.10–4.13 | widoczny dla ryb, owadów, ptaków, niektórych ssaków |
| Środek ultrafioletowy | MUV | 200-300 | 4.13–6.20 | |
| Daleki ultrafiolet | FUV | 122-200 | 6.20–12.4 | |
| Wodór Lyman-alfa | H Lyman-α | 121-122 | 10.16–10.25 | linia widmowa wodoru przy 121,6 nm; jonizacja przy krótszych długościach fali |
| Promieniowanie ultrafioletowe próżniowe | VUV | 10-200 | 6.20–124 | pochłonięty przez tlen, a jednak 150-200 nm może podróżować przez azot |
| Ekstremalny ultrafiolet | EUV | 10-121 | 10.25–124 | w rzeczywistości jest promieniowaniem jonizującym, chociaż absorbowanym przez atmosferę |
Widząc światło UV
Większość ludzi nie widzi światła ultrafioletowego, jednak niekoniecznie dlatego, że ludzka siatkówka nie może go wykryć. Soczewka oka filtruje UVB i wyższe częstotliwości, a ponadto większość ludzi nie ma receptora koloru, aby widzieć światło. Dzieci i młodzi dorośli częściej postrzegają promieniowanie UV niż starsi dorośli, ale osoby, którym brakuje soczewki (bezdech) lub które zostały wymienione (jak w przypadku operacji zaćmy), mogą widzieć niektóre długości fal UV. Ludzie, którzy widzą UV, zgłaszają to jako niebiesko-biały lub fioletowo-biały kolor.
Owady, ptaki i niektóre ssaki widzą światło bliskie UV. Ptaki mają prawdziwe widzenie UV, ponieważ mają czwarty receptor barwny, aby to dostrzec. Renifery są przykładem ssaka, który widzi światło UV. Używają go, aby zobaczyć niedźwiedzie polarne na śniegu. Inne ssaki używają ultrafioletu, aby zobaczyć ślady moczu w celu śledzenia ofiary.
Promieniowanie ultrafioletowe i ewolucja
Uważa się, że enzymy używane do naprawy DNA w mitozie i mejozie rozwinęły się z enzymów wczesnej naprawy, które zostały zaprojektowane w celu naprawy uszkodzeń spowodowanych przez światło ultrafioletowe. Wcześniej w historii Ziemi prokarioty nie mogły przetrwać na powierzchni Ziemi, ponieważ narażenie na UVB powodowało para zasadowa tyminy wiązać razem lub tworzyć dimery tyminy. To zakłócenie było śmiertelne dla komórki, ponieważ przesunęło ramkę odczytu stosowaną do replikacji materiału genetycznego i produkcji białek. Prokarioty, które uniknęły ochronnego życia w wodzie, opracowały enzymy do naprawy dimerów tyminy. Mimo że ostatecznie powstała warstwa ozonowa, chroniąc komórki przed najgorszym promieniowaniem ultrafioletowym, te enzymy naprawcze pozostają.
Źródła
- Bolton, James; Colton, Christine (2008). Podręcznik dezynfekcji ultrafioletem. American Water Works Association. ISBN 978-1-58321-584-5.
- Hockberger, Philip E. (2002). „Historia fotobiologii ultrafioletowej dla ludzi, zwierząt i mikroorganizmów”. Fotochemia i fotobiologia. 76 (6): 561–569. doi:10.1562 / 0031-8655 (2002) 0760561AHOUPF2.0.CO2
- Hunt, D. M.; Carvalho, L. S.; Cowing, J. ZA.; Davies, W. L. (2009). „Ewolucja i dostrajanie spektralne pigmentów wizualnych u ptaków i ssaków”. Transakcje filozoficzne Royal Society B: Biological Sciences. 364 (1531): 2941–2955. doi:10.1098 / rstb.2009.0044