UV- tai ultraviolettivalo on näkymätön sähkömagneettisen säteilyn muoto, jonka aallonpituus on lyhyempi kuin ihmisten näkemä valo. Se kuljettaa enemmän energiaa kuin näkyvää valoa ja voi joskus katkaista sidokset atomien ja molekyylien välillä muuttamalla sille altistuvien materiaalien kemiaa. UV -valo voi myös aiheuttaa joidenkin aineiden säteilevän näkyvää valoa, mikä tunnetaan fluoresenssina. Tämä valon muoto – joka on läsnä auringonvalossa – voi olla hyödyllistä terveydelle, koska se stimuloi D -vitamiinin tuotantoa ja voi tappaa haitallisia mikro -organismeja, mutta liiallinen altistuminen voi aiheuttaa auringonpolttamia ja lisätä ihosyöpäriskiä. UV -valolla on monia käyttötarkoituksia, mukaan lukien desinfiointi, loistelamput ja tähtitiede.
Termi “ultravioletti” tarkoittaa “violetin ulkopuolella”. Spektrin näkyvässä osassa aallonpituus pienenee – ja sähkömagneettisten aaltojen energia kasvaa – punaisesta oranssiin, keltaiseen, vihreään, siniseen ja violettiin, joten UV -valolla on lyhyempi aallonpituus ja enemmän energiaa kuin violetilla valolla. Aallonpituudet mitataan nanometreinä (nm) tai miljardisosina metriä, ja ultraviolettiaallonpituudet vaihtelevat välillä 10 nm – 400 nm. Se voidaan luokitella UV-A: ksi, UV-B: ksi tai UV-C: ksi aallonpituuden pienenemisen mukaan. Tähtitieteessä käytetty vaihtoehtoinen luokitus on “lähellä”, “keskellä”, “kaukana” ja “äärimmäinen”.
Aurinko tuottaa kaikkien luokkien ultraviolettivaloa; lyhyemmät, korkeammat energian aallonpituudet imevät kuitenkin ilmakehän happi ja erityisesti otsonikerros. Tämän seurauksena pintaan saavuttava ultravioletti koostuu enimmäkseen UV-A: sta ja hieman U-VB: stä. UV-B on vastuussa auringonpolttamasta. Maan pintaan saapuvalla auringonvalolla on sekä etuja että vaaroja.
Hyödyt
Ultraviolettivaloa, erityisesti UV-B: tä, tarvitaan, jotta iho voi valmistaa D-vitamiinia. Se muuntaa ihossa olevan kemikaalin vitamiinin edeltäjäksi, joka muodostaa itse vitamiinin. Tämä vitamiini on välttämätön ihmisten terveydelle, ja sen puute on liittynyt immuunijärjestelmän häiriöihin, sydän- ja verisuonitauteihin, korkeaan verenpaineeseen ja erilaisiin syöpiin. Vakava puute johtaa luusairauteen, jota kutsutaan riisiksi. Auringonvalon puute on tärkein syy D -vitamiinin puutteeseen, ja aurinkovoide estää sen muodostumisen.
Ultraviolettivaloon liittyy muita etuja, jotka näyttävät olevan riippumattomia D -vitamiinin tuotannosta. Usein altistuminen kohtuulliselle auringonvalolle, eli määrä, joka ei riitä aiheuttamaan auringonpolttamaa, voi suojata ihosyöpää vastaan. On näyttöä siitä, että ihmiset, jotka harjoittavat ulkoilua, ovat vähemmän alttiita taudille. Lapset, jotka viettävät paljon aikaa ulkoiluun, näyttävät myös olevan pienempi riski sairastua ihosyöpään myöhemmin elämässään. Muita mahdollisia hyödyllisiä vaikutuksia ovat vähentynyt sydän- ja verisuonitautien esiintyvyys, joidenkin iho -olosuhteiden parantuminen ja mielialan paraneminen.
Monet mahdollisesti haitalliset mikro -organismit tappavat tai inaktivoivat nopeasti altistumalla UV -valolle. Ilmassa leviävät virustartunnat, kuten influenssa, leviävät yleensä yskän ja aivastamisen karkottamien pisaroiden kautta. Näissä pisaroissa olevat virushiukkaset eivät säily kauan, jos ne altistuvat auringonvalolle, ja tämän seurauksena nämä sairaudet eivät välttämättä leviä niin helposti aurinkoisissa olosuhteissa.
vaarat
Ultraviolettivalon kyky aiheuttaa kemiallisia muutoksia aiheuttaa myös vaaroja. Energisempi UV-B on vastuussa auringonpolttamasta, voi aiheuttaa ihon ennenaikaista vanhenemista ja voi muuttaa DNA: ta tavalla, joka voi johtaa ihosyöpään, kuten melanoomaan. Se voi myös vahingoittaa silmiä ja aiheuttaa kaihia. UV -valo stimuloi melaniinipigmentin tuotantoa, ja siksi ihmiset voivat tarkoituksellisesti altistaa itsensä voimakkaalle auringonvalolle saadakseen ruskettuneen ihon. Tähän valon muotoon liittyviä vaikutuksia voi pahentaa parkitusstudioiden ja aurinkotuoleiden suosio, jotka käyttävät keinotekoisesti tuotettua ultraviolettivaloa parkituksen aikaansaamiseksi.
käytät
Desinfiointi ja sterilointi
UV -valon vaikutukset viruksiin, bakteereihin ja loisiin ovat johtaneet sen käyttöön juomaveden desinfioinnissa. Sen etuna on se, että se vaatii vähän huoltoa, ei vaikuta käsitellyn veden makuun eikä jätä mahdollisesti haitallisia kemikaaleja taakse. Suurin haittapuoli on, että toisin kuin jotkut kemialliset menetelmät – kuten klooraus – se ei suojaa kontaminaatiolta käsittelyn jälkeen. UV -säteilyä käytetään myös elintarvikkeiden sterilointiin ja mikrobiologian laboratorioihin.
Fluoresenssi
Jotkut aineet, kun ne altistuvat UV -valolle, lähettävät valoa näkyvillä aallonpituuksilla, ilmiö tunnetaan fluoresenssina. Esimerkiksi tavalliset loistelamput saavat voimansa ionisoivan matalapaineisen elohopeahöyryn tuottamasta UV-valosta. Tämä valo absorboidaan erityisellä fluoresoivalla pinnoitteella, joka puolestaan tuottaa näkyvää valoa. Loistelamput ovat energiatehokkaampia kuin perinteiset hehkulamput.
Turvallisuudessa käytetään usein ultraviolettivaloa. Arkaluontoisissa asiakirjoissa, kuten valuutassa, ajokorteissa, luottokorteissa ja passeissa, on näkymättömiä symboleja, jotka syttyvät vain UV -valossa. Näitä väärennösten on vaikea kopioida.
Biologit ja eläintieteilijät pitävät ultraviolettivalosta, koska se auttaa heitä tekemään yöllä organismin tutkimuksia kentällä. Tietyt linnut, matelijat ja selkärangattomat, kuten hyönteiset, fluoresoivat UV -valossa ja vilkkuvat nopeasti valoa pienellä alueella, jolloin tarkkailijat voivat laskea tietyn tyyppisten organismien likimääräisen määrän. Tämä on erittäin hyödyllistä, koska monet näistä eläimistä ovat pääasiassa yöllisiä ja harvoin, jos niitä koskaan nähdään päivän aikana.
Monet vaatteissa käytetyt tekstiilit loistavat myös, ja yökerhoissa ja juhlissa usein käytetyt ”mustat valot” hyödyntävät tätä tosiasiaa aiheuttaen vaatteiden hehkun pimeässä. Nämä valot tuottavat pääasiassa valoa spektrin UV -osassa, mutta ne tuottavat myös hieman violettia hehkua. Erityisiä julisteita tai muita taideteoksia voidaan myös luoda nimenomaisella tarkoituksella fluoresoida tietyllä tavalla mustan valon alla.
Hyönteisten ansat
Monet hyönteiset näkevät ultraviolettivalon ja vetävät sitä puoleensa, joten valoa käytetään usein hyönteisloukussa. Entomologit voivat käyttää niitä tutkiakseen hyönteispopulaatiota tietyssä elinympäristössä tai ansaamaan ja tappamaan haitallisia hyönteisiä ravintoloiden ruokakaupoissa.
Tähtitiede
Linnunradan ja muiden galaksien kartoittaminen ultraviolettivalossa antaa tähtitieteilijöille mahdollisuuden luoda kuva siitä, kuinka galaksit kehittyvät ajan myötä. Nuoret tähdet tuottavat enemmän UV -säteilyä kuin vanhemmat tähdet, kuten aurinko. Ne tuottavat myös suuremman osan ultraviolettivalostaan spektrin ääripäässä. Alueet, joille syntyy uusia tähtiä, hehkuvat kirkkaammin UV -säteilyssä, jolloin tähtitieteilijät voivat tunnistaa ja kartoittaa nämä alueet.
Muuhunkin
UV -valolle on useita muita käyttötarkoituksia:
Spektrofotometria – kemiallisten rakenteiden analysointiin.
Mineraalien analysointi – fluoresenssi ultraviolettivalossa voi erottaa mineraalit, jotka näyttävät samalta näkyvissä valossa.
Mikroskopia – ultraviolettivalon lyhyempi aallonpituus voi ratkaista yksityiskohdat, jotka ovat liian pieniä tavallisella valomikroskoopilla.
Kemialliset markkerit – aineita, jotka fluoresoivat UV -valossa, kuten vihreää fluoresoivaa proteiinia (GFP), voidaan käyttää biologisten prosessien tutkimiseen.
Valokemoterapia – tätä käytetään psoriaasin ja joidenkin muiden ihosairauksien hoitoon.
Erittäin hienotarkkuuksinen fotolitografia – tätä käytetään puolijohdekomponenttien valmistuksessa elektroniikkateollisuudessa.
Sähköeristyksen tarkastus – “koronapurkaus”, jossa sähkölaitteiden vaurioitunut eristys johtaa ilman ionisaatioon, voidaan havaita ultraviolettivalon säteilyllä.
Liimojen ja pinnoitteiden kovettuminen – jotkut aineet polymeroituvat ja kovettuvat altistuessaan ultraviolettivalolle.