Ultrafiolet

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
(Przekierowano z Nadfiolet)
Skocz do: nawigacji, wyszukiwania
Ujednoznacznienie Ten artykuł dotyczy fal elektromagnetycznych. Zobacz też: UV mapping.

Ultrafiolet (UV, promieniowanie ultrafioletowe, nadfiolet) – promieniowanie elektromagnetyczne o długości fali od 10 nm do 400 nm[1] (niektóre źródła za ultrafiolet przyjmują zakres 100–400 nm)[2]. Jest niewidzialne dla człowieka. Promieniowanie ultrafioletowe są to fale krótsze niż promieniowanie widzialne i dłuższe niż promieniowanie rentgenowskie. Zostało odkryte niezależnie przez niemieckiego fizyka, Johanna Wilhelma Rittera[3] i brytyjskiego chemika, Williama Hyde'a Wollastona (1801)[4].

Słowo "ultrafiolet" oznacza "powyżej fioletu" i utworzone jest z łacińskiego słowa "ultra" (ponad) i słowa "fiolet" oznaczającego barwę o najmniejszej długości fali w świetle widzialnym. Dawniej było nazywane promieniowaniem pozafiołkowym[5] lub nadfiołkowym.

UV-C ma właściwości bakteriobójcze
Zdjęcie Słońca wykonane przez satelitę TRACE. Różne kolory odpowiadają promieniom ultrafioletowym o różnych długościach fal emitowanych przez plazmę o różnej temperaturze.

Zakresy promieniowania ultrafioletowego[edytuj | edytuj kod]

Zarówno zakres całego ultrafioletu, jak i podziały na podzakresy, mają charakter umowny. Do celów spektroskopii stosuje się podział na ultrafiolet[2]:

  • skrajny – długość fali: 10–121 nm
  • daleki – długość fali: 122–200 nm
  • pośredni – długość fali: 200–300 nm
  • bliski – długość fali: 300–400 nm

Ze względu na skutki działania promieniowania ultrafioletowego na organizmy żywe wyróżnia się[2]:

  • UV-C – długość fali: 100–280 nm
  • UV-B – długość fali: 280–315 nm
  • UV-A – długość fali: 315–400 nm

Słońce i atmosfera Ziemi[edytuj | edytuj kod]

Słońce emituje ultrafiolet w zakresie UV-A, UV-B i UV-C (promieniowanie słoneczne), ale ziemska atmosfera pochłania całkowicie UV-C oraz część UV-B w warstwie ozonowej. W efekcie około 97% ultrafioletu, który dociera do powierzchni Ziemi, to UV-A.

Biologia[edytuj | edytuj kod]

Adaptacja[edytuj | edytuj kod]

Pierwotne ssaki mogły odbierać ultrafiolet za pomocą receptorów SWS1, jednak większość utraciła tę zdolność ze względu na nocny tryb życia przodków. Współcześnie ultrafiolet mogą odbierać niektóre gatunki gryzoni, nietoperzy i torbaczy oraz renifery. Te ostatnie dlatego, że żyją w Arktyce, gdzie ultrafiolet działa szczególnie intensywnie (cieńsza warstwa ozonowa i odbijanie od śniegu); są też wyjątkowo odporne na uszkodzenia wzroku spowodowane promieniowaniem o tej długości fali. Korzyść ewolucyjna z widzenia ultrafioletu dla reniferów to możliwość dostrzeżenia porostów (pokarm) i wilków (polujących na renifery), które pochłaniają ultrafiolet[6].

Niektóre owady, np. pszczoły, widzą promieniowanie ultrafioletowe. Również rośliny mają specjalne receptory, które reagują na ultrafiolet.

Ludzka soczewka blokuje większość światła o długości fali 300–400 nm (krótsze blokuje rogówka)[7]. Z tego powodu ludzie nie widzą nadfioletu. Fotoreceptory siatkówki są jednak wrażliwe na bliski nadfiolet, więc ludzie z afakią (pozbawieni soczewki) postrzegają go jako białawy niebieski lub białawy fiolet, prawdopodobnie dlatego, że wszystkie trzy typu czopków są w przybliżeniu tak samo czułe na nadfiolet, ale niebieskie nieco bardziej. Może to wyjaśniać zmianę kolorów używanych przez impresjonistę Moneta po operacji zaćmy w 1923[8].

Wpływ na zdrowie człowieka[edytuj | edytuj kod]

Promieniowanie UV-A jest mniej szkodliwe niż promieniowanie z pozostałych zakresów, ale uszkadza włókna kolagenowe w skórze, co przyspiesza procesy starzenia. Długoletnia ekspozycja na duże dawki promieniowania UV-A może powodować zaćmę (tzw. zaćma fotochemiczna), czyli zmętnienie soczewki. Nie dotyczy to promieniowania UV o innych częstotliwościach, ponieważ jest ono pochłaniane w całości przez rogówkę.

Promieniowanie UV-B powoduje wytwarzanie witaminy D w skórze, przeciwdziałając w ten sposób powstawaniu krzywicy. Aby proces ten mógł zachodzić, potrzebna jest pewna minimalna dawka promieniowania. Promieniowanie w tym zakresie może powodować rumień skóry[9] oraz objawy alergiczne.

Długa ekspozycja na działanie UV-B ma związek ze zwiększoną częstością występowania nowotworu złośliwego skóry (czerniaka), a także częstszych (choć mniej agresywnych) guzów, jak rak płaskonabłonkowy i podstawnokomórkowy. Promieniowanie UV-C, a także UV-B, może prowadzić do uszkodzenia łańcuchów DNA, w wyniku czego dochodzi do mutacji. W warunkach prawidłowych większość uszkodzeń DNA jest usuwana przez systemy naprawcze. Osoby obarczone wadami tych systemów naprawy bardzo często chorują na nowotwory skóry.

Ustalone są obowiązujące najwyższe dopuszczalne wartości skuteczne napromienienia skóry (napromieniowanie erytemalne) i oczu (napromieniowanie koniunktywalne)[10].

Astronomia[edytuj | edytuj kod]

Z powodu zbyt silnego pochłaniania dalekiego ultrafioletu przez atmosferę ziemską obserwacje ciał niebieskich w tym zakresie nie mogły być prowadzone aż do czasu wyniesienia przyrządów astronomicznych w kosmos. Dopiero wyniesienie ponad atmosferę teleskopów, a szczególnie teleskopu Hubble'a, pozwoliło na obserwację ciał niebieskich emitujących ultrafiolet.

Zastosowania[edytuj | edytuj kod]

W lampie jarzeniowej ultrafiolet wytwarzany jest z użyciem rozprężonych par rtęci, przez które płynie prąd elektryczny. Luminofor pochłania to promieniowanie i emituje światło białe. Lampa kwarcowa emituje promieniowanie UV, które wykorzystuje się w solarium do sztucznego opalania. Ultrafiolet powoduje fluorescencję wielu substancji chemicznych. Można go wykorzystać do analizy zabezpieczonych przed podrobieniem banknotów albo przy oględzinach miejsca zbrodni. Fluorescencyjne znaczniki mogą służyć do oznaczania badanych substancji organicznych, dzięki czemu można łatwo obserwować ich przemiany w organizmach żywych. Ultrafiolet C ma właściwości bakteriobójcze.

Promieniowanie ultrafioletowe pozwala na wykonanie w technice fotolitografii elementów półprzewodnikowych. Można uzyskać rozdzielczość wzorów rzędu 90 nm (procesory Intel Pentium 4, AMD Athlon 64).

Zobacz też[edytuj | edytuj kod]

WiktionaryPl nodesc.svg
Zobacz hasło ultrafiolet w Wikisłowniku

Przypisy[edytuj | edytuj kod]

  1. promieniowanie nadfioletowe. Encyklopedia PWN. [dostęp 2012-04-24].
  2. 2,0 2,1 2,2 International standard ISO 21348: Space environment (natural and artificial) — Process for determining solar irradiances. 2007. [dostęp 2009-10-23]. s. 5-6.
  3. Ritter Johann Wilhelm. Encyklopedia PWN. [dostęp 2013-10-04].
  4. Wollaston William Hyde. Encyklopedia PWN. [dostęp 2013-10-04].
  5. Roman Wojtusiak Rozróżnianie barw u zwierząt a barwy kwiatów. Kosmos B, 62, 1936, s. 259-284.
  6. Anne-Marie Hodge. Oczy Rudolfa. „Świat Nauki”. nr. 10 (242), s. 12, październik 2011. Prószyński Media. ISSN 0867-6380. 
  7. M A Mainster. Violet and blue light blocking intraocular lenses: photoprotection versus photoreception. „British Journal of Ophthalmology”. 90, s. 784–792, 2006. PMID 16714268. PMC:PMC1860240. 
  8. David Hambling: Let the light shine in (ang.). 2002-05-29. [dostęp 2013-01-12].
  9. Nielaserowe promieniowanie optyczne w środowisku pracy - materiały szkoleniowe CIOP
  10. Wolska A., Pawlak. A. 2002. Ocena zagrożenia promieniowaniem nadfioletowym na wybranych stanowiskach pracy. Bezpieczeństwo pracy - nauka i praktyka, 12: 9-12