Возможности ультрафиолетового излучения. Методика проведения ультрафиолетового облучения. Безопасно ли инфракрасное излучение

Жизнь людей, растений и животных находится в тесной связи с Солнцем. Оно испускает излучение, имеющее особые свойства. Незаменимым и жизненно необходимым считается ультрафиолет. При его недостатке начинаются крайне нежелательные процессы в организме, а строго дозированное количество может излечить от тяжелых болезней.

Поэтому ультрафиолетовая лампа для домашнего использования необходима многим. Поговорим о том, как выбрать ее правильно.

Ультрафиолетовым называется невидимое для человека излучение, занимающее область между рентгеновским и видимым спектром. Длины составляющих его волн находятся в диапазоне от 10 и до 400 нанометров. Физики условно делят ультрафиолетовый спектр на ближний и дальний, а так же выделяют три типа составляющих его лучей. Излучение С относят к жесткому, при относительно длительном воздействии оно способно убивать живые клетки.

В природе оно практически не встречается, разве что высоко в горах. Но может быть получено в искусственных условиях. Излучение В считается средним по жесткости. Именно оно воздействует на людей в середине жаркого летнего дня. При неумеренном использовании способно причинить вред. И, наконец, самые мягкие и полезные – лучи типа А. Они способны даже вылечить человека от некоторых заболеваний.

Ультрафиолет имеет широкое применение в медицине и других областях. Прежде всего, потому, что в его присутствии в организме вырабатывается витамин D, необходимый для нормального развития ребенка и здоровья взрослых людей. Этот элемент делает кости крепче, усиливает иммунитет и дает возможность организму правильно усваивать ряд необходимых микроэлементов.

Кроме того, медики доказали, что под действием ультрафиолета в мозгу синтезируется серотонин, гормон счастья. Именно поэтому мы так любим солнечные деньки и впадаем в подобие депрессии, когда небо затянуто тучами. Помимо этого ультрафиолет используется в медицине как бактерицидное, антимиотическое и мутагенное средство. Известно и лечебное действие излучения.

Излучение ультрафиолетового спектра неоднородно. Физики выделяют три группы составляющих его лучей. Самые опасные для живого лучи группы С, самое жесткое излучение

Направленные на определенный участок строго дозированные лучи дают хороший терапевтический эффект при целом ряде заболеваний. Появилась новая отрасль – лазерная биомедицина, в которой используется ультрафиолет. Он используется для диагностики недугов и для контроля состояния органов после проведения операций.

Широкое применение УФ-излучение нашло и в косметологии, где оно чаще всего применяется для получения загара и борьбы с некоторыми проблемами кожи.

Не стоит недооценивать дефицит ультрафиолета. При его появлении человек страдает от авитаминоза, снижается иммунитет и диагностируются сбои в функционировании нервной системы. Формируется склонность к депрессиям и психическая неустойчивость. Учитывая все эти факторы, для желающих были разработаны и выпускаются бытовые варианты ультрафиолетовых ламп самого разного назначения. Познакомимся с ними поближе.

Облучение жестким ультрафиолетом в целях дезинфекции помещений десятки лет с успехом применяется в медицине. Подобные мероприятия можно проводить и в домашних условиях

УФ-лампы: какие они бывают

Выпускаются особые ультрафиолетовые лампы, предназначенные для нормального роста растений, страдающих от недостатка солнечного света

При этом нужно понимать, что уничтожение происходит только в зоне досягаемости лучей, которые, к сожалению, не способны проникать очень глубоко в стену или обивку мягкой мебели. Для борьбы с микроорганизмами требуется различное по длительности воздействие. Хуже всего его переносят палочки и кокки. Максимально устойчивы к ультрафиолету простейшие микроорганизмы, споровые бактерии и грибы.

Тем не менее, если грамотно подобрать время облучения, можно полностью продезинфицировать помещение. Для этого потребуется в среднем 20 минут. За это время можно избавиться от болезнетворных микроорганизмов, плесневых и грибковых спор и т.п.

Для быстрой и эффективной сушки различных видов маникюрного гель-лака используются специальные ультрафиолетовые лампы

Принцип действия стандартной уф-лампы предельно прост. Она представляет собой наполненную газообразной ртутью колбу. На ее концах закрепляются электроды.

При подаче напряжения между ними образуется электрическая дуга, которая испаряет ртуть, что становится источником мощной световой энергии. В зависимости от конструкции устройства различаются его основные характеристики.

Кварцевые излучающие приборы

Колба для этих ламп изготавливается из кварца, что оказывает непосредственное влияние на качество их излучения. Они испускают лучи в «жестком» уф-диапазоне 205-315 нм. По этой причине кварцевые приборы оказывают эффективное обеззараживающее воздействие. Они очень хорошо справляются со всеми известными бактериями, вирусами, другими микроорганизмами, одноклеточными водорослями, спорами разных видов плесени и грибов.

Ультрафиолетовые лампы открытого типа могут быть компактными. Такие приборы очень хорошо обеззараживают одежду, обувь и другие предметы

Нужно знать, что уф-волны, имеющие длину менее 257 нм активируют процесс образования озона, который считается сильнейшим окислителем. Благодаря этому в процессе обеззараживания ультрафиолет действует вместе с озоном, что дает возможность уничтожить микроорганизмы быстро и эффективно.

Однако у таких ламп есть значимый минус. Их воздействие опасно не только для патогенной микрофлоры, но и для всех живых клеток. Это означает, что в процессе дезинфекции животные, люди и растения должны быть удалены из области действия лампы. Учитывая название прибора, процедуру обеззараживания им называют кварцеванием.

Оно применяется для дезинфекции больничных палат, операционных, предприятий общепита, производственных помещений и т.д. Одновременное использование озонирования позволяет предупреждать развитие патогенной микрофлоры и гниение, дольше сохранять свежесть продуктов на складах или в магазинах. Такие лампы могут использоваться в терапевтических целях.

Бактерицидные ультрафиолетовые излучатели

Основное отличие от описанного выше устройства – материал колбы. У бактерицидных ламп она выполнена из увиолевого стекла. Этот материал хорошо задерживает волны «жесткого» диапазона, благодаря чему озон при работе оборудования не образуется. Таким образом дезинфицирование производится только благодаря воздействию более безопасного мягкого излучения.

Увиолевое стекло, из которого изготовлена колба бактерицидных ламп, полностью задерживает жесткое излучение. По этой причине прибор менее эффективен

Такие устройства не представляют большой угрозы для людей и животных, но время и воздействия на патогенную микрофлору должно быть значительно увеличено. Такие приборы рекомендуется применять в домашних условиях. В медицинских учреждениях и приравненных к ним заведениях они могут функционировать постоянно. При этом необходимо закрывать лампы особым кожухом, который будет направлять свечение вверх.

Это необходимо для защиты зрения посетителей и работников. Бактерицидные лампы абсолютно безопасны для органов дыхания, поскольку не выделяют озон, но потенциально вредны для роговицы глаза. Длительное воздействие на нее может приводить к ожогу, что со временем даст ухудшение зрения. По этой причине желательно во время работы устройства пользоваться специальными очками, защищающими глаза.

Приборы амальгамного типа

Усовершенствованные, а потому более безопасные в использовании ультрафиолетовые лампы. Их особенность заключается в том, что ртуть внутри колбы присутствует не в жидком, а в связанном состоянии. Она входит в состав твердой амальгамы, покрывающей внутреннюю поверхность лампы.

Амальгама представляет собой сплав из индия и висмута с добавлением ртути. В процессе нагревания последняя начинает испаряться и излучать при этом ультрафиолет.

Внутри ламп ультрафиолетовых амальгамного типа находится сплав с содержанием ртути. Благодаря тому, что вещество связано, прибор полностью безопасен даже после повреждения колбы

В процессе работы приборов амальгамного типа исключено выделение озона, что делает их безопасными. Бактерицидный эффект очень высок. Конструктивные особенности таких ламп делают их безопасными и в случае небрежного обращения. Если холодная колба по какой-либо причине будет разбита, ее можно просто выбросить в ближайший мусорный контейнер. В случае повреждения целостности горящей лампы все немного сложнее.

Из нее выйдут пары ртути, поскольку они амальгама горячая. Однако их количество минимально и вреда они не причинят. Для сравнения, если разобьется бактерицидное или кварцевое устройство, существует реальная угроза здоровью.

Каждая из них содержит порядка 3 г жидкой ртути, которая при разлитии может представлять опасность. По этой причине такие лампы должны быть утилизированы особым способом, а место, где разлита ртуть, обрабатывается специалистами.

Еще одно преимущество амальгамных приборов заключается в их долговечности. По сравнению с аналогами их срок службы минимум в два раза выше. Это связано с тем, что колбы, изнутри покрытые амальгамой, не теряют прозрачность. Тогда как лампы с жидкой ртутью постепенно покрываются плотным мало прозрачным налетом, что значительно сокращает срок их службы.

Как не ошибиться в выборе прибора

Прежде, чем принимать решение о покупке прибора, следует точно определиться, действительно ли он так необходим. Покупка будет совершенно оправдана, если есть некоторые показания. Лампа может использоваться для дезинфекции помещений, воды, предметов общего пользования и т.д.

Нужно понимать, что слишком увлекаться этим не стоит, поскольку жизнь в стерильных условиях очень неблагоприятно сказывается на иммунитете, особенно детском.

Перед покупкой ультрафиолетовой лампы нужно определиться для каких целей она будет использоваться. Нужно понимать, что использовать ее нужно очень осторожно и только посоветовавшись с врачом

Поэтому медики рекомендуют разумно использовать прибор в семьях с часто болеющими детьми в период сезонных заболеваний. Устройство будет полезно в процессе ухода за лежачими больными, поскольку позволяет не только дезинфицировать комнату, но и помогает бороться с пролежнями, устраняет неприятные запахи и т.д. УФ-лампа способна вылечить некоторые заболевания, но в этом случае она используется только по рекомендации врача.

Ультрафиолет помогает при воспалениях ЛОР-органов, дерматитах различного происхождения, псориазе, неврите, рахите, гриппе и простудных заболеваниях, при лечении язв и труднозаживающих ран, гинекологических проблемах. Возможно домашнее использование уф-излучателей в косметологических целях. Таким способом можно получить красивый загар и избавиться от проблем с кожей, высушить покрытые особым лаком ногти.

Помимо этого выпускаются специальные лампы для обеззараживания воды и приборы, стимулирующие рост домашних растений. Все они имеют специфические особенности, которые не позволяют использовать их не по назначению. Таким образом, ассортимент бытовых уф-ламп очень большой. Универсальных вариантов среди них довольно мало, поэтому перед покупкой нужно точно знать, для каких целей и как часто будет использоваться прибор.

Ультрафиолетовая лампа закрытого типа — наиболее безопасный для находящихся в помещении вариант. Схема ее действия представлена на рисунке. Воздух проходит дезинфекцию внутри защитного корпуса

Кроме этого существует ряд факторов, которые обязательно учитываются при выборе.

Тип бытовой уф-лампы

Для работы в домашних условиях производители выпускают три типа оборудования:

• Открытые лампы. Ультрафиолет от источника распространяется беспрепяственно. Использование таких приборов ограничивается характеристиками лампы. Чаще всего их включают на строго определенное время, животные и люди удаляются из помещения.
• Закрытые устройства или рециркуляторы. Воздух подается внутрь защищенного корпуса прибора, где дезинфицируется, после чего поступает в помещение. Такие лампы не опасны для окружающих, поэтому могут работать в присутствии людей.
• Специализированное оборудование, предназначенное для выполнения определенных задач. Чаще всего комплектуется набором насадок-тубусов.

Способ крепления устройства

Производитель предлагает выбрать подходящую модель из двух основных вариантов: стационарного и мобильного. В первом случае предусматривается закрепление устройства на выбранном для этого месте. Перемещений не планируется. Такие приборы могут закрепляться к потолку либо к стене. Последний вариант более востребован. Отличительная черта стационарных приборов – большая мощность, позволяющая обработать комнату значительной площади.

Более мощные, как правило, приборы со стационарным креплением. Они монтируются на стену или на потолок так, чтобы при работе охватывать всю площадь помещения

Чаще всего в таком исполнении выпускают закрытые лампы-рециркуляторы. Мобильные устройства отличаются меньшей мощностью, но при этом их можно легко перемещать на другое место. Это могут быть как закрытые, так и открытые лампы. Последние особенно удобны для дезинфекции небольших пространств: плательных шкафов, ванных и туалетных комнат и т.п. Мобильные приборы обычно устанавливают на полу или на столах, что довольно удобно.

Причем напольные модели имеют большую мощность и вполне способны обработать комнату внушительных размеров. Большая часть специализированного оборудования относится к мобильному виду. Относительно недавно появились интересные модели уф-излучателей. Это своеобразные гибриды светильника и бактерицидной лампы с двумя два рабочими режимами. Они работают как осветительные приборы или обеззараживают комнату.

Мощность ультрафиолетового излучателя

Для правильного использования уф-лампы важно, чтобы ее мощность соответствовала размерам помещения, в котором она будет использоваться. Производитель обычно указывает в техническом паспорте изделия так называемый «охват помещения». Это площадь, которая оказывается под воздействием прибора. Если такой информации нет, будет обозначена мощность устройства.

От мощности зависит зона охвата оборудования и время его воздействия. При выборе уф-лампы это обязательно нужно учесть

В среднем для помещений объемом до 65 куб. м будет достаточно прибора мощностью 15 Вт. Это означает, что такую лампу можно смело приобретать, если площадь обрабатываемых комнат составляет от 15 до 35 кв. м при высоте не более 3 м. Более мощные экземпляры, выдающие 36 Вт, нужно приобретать для помещений площадью 100-125 куб. м при стандартной высоте потолков.

Самые популярные модели уф-ламп

Ассортимент ультрафиолетовых излучателей, предназначенных для домашнего использования, достаточно широк. Отечественные производители выпускают качественную, эффективную и вполне приемлемую по цене технику. Рассмотрим несколько таких устройств.

Различные модификации аппарата Солнышко

Под этой маркой выпускаются кварцевые излучатели открытого типа различной мощности. Большинство моделей предназначено для дезинфекции поверхностей и пространства, площадь которого не больше 15 кв. м. Кроме того, прибор может использоваться для терапевтического облучения взрослых и детей старше трехлетнего возраста. Устройство многофункционально, поэтому считается универсальным.

Ультрафиолетовый излучатель Солнышко пользуется особой популярностью. Это универсальное устройство способно дезинфицировать пространство и выполнять терапевтические процедуры для чего комплектуется набором специальных насадок

Корпус оснащен особым защитным экраном, который используется при проведении лечебных процедур и снимается при дезинфекции помещения. В зависимости от модели оборудование оснащается набором специальных насадок или тубусов для проведения различных терапевтических процедур.

Компактные излучатели Кристалл

Еще один образец отечественного производства. Представляет собой мобильное устройство небольших размеров. Предназначено исключительно для дезинфекции пространства, объем которого не превышает 60 куб. м. Этим параметрам соответствует комната стандартной высоты площадью не больше 20 кв. м. Устройство представляет собой лампу открытого типа, поэтому требует грамотного обращения.

Компактный мобильный уф-излучатель Кристалл очень удобен в использовании. Важно не забыть удалить из зоны его действия растения, животных и людей

На время работы оборудования из зоны его действия следует обязательно удалять растения, животных и людей. Конструктивно прибор очень прост. Отсутствует таймер и система автоматического отключения. По этой причине пользователь должен самостоятельно следить за временем работы аппарата. При необходимости уф-лампа может быть заменена на стандартную люминесцентную и тогда оборудование будет работать как обычный светильник.

Бактерицидные рециркуляторы серии РЗТ и ОРББ

Это мощные устройства закрытого типа. Предназначены для дезинфекции и очистки воздуха. Приборы оснащаются уф-лампой, которая находится внутри закрытого защитного корпуса. Воздух всасывается внутрь устройства под действием вентилятора, после обработки подается наружу. Благодаря этому прибор может функционировать в присутствии людей, растений или животных. Они не получают негативного воздействия.

В зависимости от модели устройства могут дополнительно оснащаться фильтрами, задерживающими частички загрязнения и пыль. Оборудование в основном выпускается в виде стационарных приборов с настенным креплением, встречаются и потолочные варианты. В некоторых случаях устройство можно снять со стены и разместить на столе.

Выводы и полезное видео по теме

Знакомимся с уф-лампами Солнышко:

Как работает бактерицидная лампа Кристалл:

Правильно выбираем ультрафиолетовый излучатель для дома:

Ультрафиолет необходим каждому живому существу. К сожалению, не всегда его можно получить в достаточном количестве. Кроме того, уф-лучи – мощное оружие против самых разных микроорганизмов и патогенной микрофлоры. Поэтому многие задумываются о покупке бытового ультрафиолетового излучателя. Делая выбор не нужно забывать о том, что пользоваться прибором нужно предельно аккуратно. Необходимо строго соблюдать рекомендации врачей и не переусердствовать. Большие дозы ультрафиолета очень опасны для всего живого.

Понятие об ультрафиолетовых лучах впервые встречается у индийского философа 13-го века в его труде. Атмосфера описанной им местности Bhootakasha содержала фиолетовые лучи, которые невозможно увидеть невооружённым глазом.

Вскоре после того, как было обнаружено инфракрасное излучение, немецкий физик Иоганн Вильгельм Риттер начал поиски излучения и в противоположном конце спектра, с длиной волны короче, чем у фиолетового цвета.В 1801 году он обнаружил, что хлорид серебра, разлагающийся под действием света, быстрее разлагается под действием невидимого излучения за пределами фиолетовой области спектра. Хлорид серебра белого цвета в течение нескольких минут темнеет на свету. Разные участки спектра по-разному влияют на скорость потемнения. Быстрее всего это происходит перед фиолетовой областью спектра. Тогда многие ученые, включая Риттера, пришли к соглашению, что свет состоит из трех отдельных компонентов: окислительного или теплового (инфракрасного) компонента, осветительного компонента (видимого света), и восстановительного (ультрафиолетового) компонента. В то время ультрафиолетовое излучение называли также актиническим излучением. Идеи о единстве трёх различных частей спектра были впервые озвучены лишь в 1842 году в трудах Александра Беккереля , Македонио Меллони и др.

Подтипы

Деградация полимеров и красителей

Сфера применения

Чёрный свет

Химический анализ

УФ - спектрометрия

УФ-спектрофотометрия основана на облучении вещества монохроматическим УФ-излучением, длина волны которого изменяется со временем. Вещество в разной степени поглощает УФ-излучение с разными длинами волн. График, по оси ординат которого отложено количество пропущенного или отраженного излучения, а по оси абсцисс - длина волны, образует спектр . Спектры уникальны для каждого вещества, на этом основывается идентификация отдельных веществ в смеси, а также их количественное измерение.

Анализ минералов

Многие минералы содержат вещества, которые при освещении ультрафиолетовым излучением начинают испускать видимый свет. Каждая примесь светится по-своему, что позволяет по характеру свечения определять состав данного минерала. А. А. Малахов в своей книге «Занимательно о геологии» (М., «Молодая гвардия», 1969. 240 с) рассказывает об этом так: «Необычное свечение минералов вызывают и катодный, и ультрафиолетовый, и рентгеновский лучи. В мире мёртвого камня загораются и светят наиболее ярко те минералы, которые, попав в зону ультрафиолетового света, рассказывают о мельчайших примесях урана или марганца, включённых в состав породы. Странным „неземным“ цветом вспыхивают и многие другие минералы, не содержащие никаких примесей. Целый день я провёл в лаборатории, где наблюдал люминесцентное свечение минералов. Обычный бесцветный кальцит расцвечивался чудесным образом под влиянием различных источников света. Катодные лучи делали кристалл рубиново-красным, в ультрафиолете он загорался малиново-красными тонами. Два минерала - флюорит и циркон - не различались в рентгеновских лучах. Оба были зелёными. Но стоило подключить катодный свет, как флюорит становился фиолетовым, а циркон - лимонно-жёлтым.» (с. 11).

Качественный хроматографический анализ

Хроматограммы, полученные методом ТСХ , нередко просматривают в ультрафиолетовом свете, что позволяет идентифицировать ряд органических веществ по цвету свечения и индексу удерживания.

Ловля насекомых

Ультрафиолетовое излучение нередко применяется при ловле насекомых на свет (нередко в сочетании с лампами, излучающими в видимой части спектра). Это связано с тем, что у большинства насекомых видимый диапазон смещён, по сравнению с человеческим зрением, в коротковолновую часть спектра: насекомые не видят того, что человек воспринимает как красный, но видят мягкий ультрафиолетовый свет.

Искусственный загар и «Горное солнце»

При определённых дозировках искусственный загар позволяет улучшить состояние и внешний вид кожи человека, способствует образованию витамина D . В настоящее время популярны фотарии, которые в быту часто называют соляриями .

Ультрафиолет в реставрации

Один из главных инструментов экспертов - ультрафиолетовое, рентгеновское и инфракрасное излучение. Ультрафиолетовые лучи позволяют определить старение лаковой пленки - более свежий лак в ультрафиолете выглядит темнее. В свете большой лабораторной ультрафиолетовой лампы более темными пятнами проступают отреставрированные участки и кустарно переписанные подписи. Рентгеновские лучи задерживаются наиболее тяжелыми элементами. В человеческом теле это костная ткань, а на картине - белила. Основой белил в большинстве случаев является свинец, в XIX веке стали применять цинк, а в XX-м - титан. Все это тяжелые металлы. В конечном счете, на пленке мы получаем изображение белильного подмалевка. Подмалевок - это индивидуальный «почерк» художника, элемент его собственной уникальной техники. Для анализа подмалевка используются базы рентгенограмм картин великих мастеров. Также эти снимки применяются для распознания подлинности картины.

Примечания

1. ISO 21348 Process for Determining Solar Irradiances . Архивировано из первоисточника 23 июня 2012.
2. Бобух, Евгений О зрении животных . Архивировано из первоисточника 7 ноября 2012. Проверено 6 ноября 2012.
3. Советская энциклопедия
4. В. К. Попов // УФН . - 1985. - Т. 147. - С. 587-604.
5. А. К. Шуаибов, В. С. Шевера Ультрафиолетовый азотный лазер на 337,1 нм в режиме частых повторений // Украинский физический журнал . - 1977. - Т. 22. - № 1. - С. 157-158.
6. А. Г. Молчанов

Свойства ультрафиолетового излучения определяются множеством параметров. Ультрафиолетовым излучением называются невидимое электромагнитное излучение, которое занимает определённую спектральную область между рентгеновским и видимым излучением в пределах соответствующих длин волн. Длина волны ультрафиолетового излучения составляет 400 – 100 нм и оказывает слабые биологические действия.

Чем выше биологическая активность волн данного излучения, тем слабее действие, соответственно, чем ниже длина волны, тем сильнее биологическая активность. Самой сильной активностью обладают волны с длиной 280 – 200 нм, которые оказывают бактерицидные действия и активно воздействуют на ткани организма.

Частота ультрафиолетового излучения тесно связана с длинами волн поэтому чем выше длина волны, тем меньше частоты излучения. Диапазон ультрафиолетового излучения, доходящий до поверхности Земли, составляет 400 – 280 нм, а более короткие волны, исходящие от Солнца поглощаются ещё в стратосфере при помощи озонового слоя .

Область УФ-излучения условно делится на:

• Ближнюю – от 400 до 200 нм
• Далёкую – от 380 до 200 нм
• Вакуумную – от 200 до 10 нм

Спектр же ультрафиолетового излучения зависит от природы происхождения данного излучения и бывает:

• Линейчатый (излучение атомов, лёгких молекул и ионов)
• Непрерывный (торможение и рекомбинация электронов)
• Состоящий из полос (излучение тяжёлых молекул)

Свойства УФ излучения

Свойствами ультрафиолетового излучения является химическая активность, проникающая способность, невидимость, уничтожение микроорганизмов, благотворное влияние на организм человека (в небольших дозах) и отрицательное воздействие на человека (в больших дозах). Свойства ультрафиолетового излучения в оптической области имеют значительные отличия от оптических свойств ультрафиолета видимой области. Наиболее характерной чертой является увеличение особого коэффициента поглощения, который приводит к уменьшению прозрачности многих тел, обладающих прозрачностью в видимой области .

Коэффициент отражения различных тел и материалов уменьшается с учётом уменьшения длины волны самого излучения. Физика ультрафиолетового излучения соответствует современным представлениям и перестаёт быть самостоятельной динамикой при высоких энергиях, а также объединяется в одну теорию со всеми калибровочными полями.

А вы знаете, что различно при разной интенсивности такого излучения? Прочитайте подробную информацию о полезных и вредных дозах УФ излучения в одной из наших статей.

У нас также доступна информация об использовании на приусадебном участке. Многие дачники уже используют солнечные батареи в своих домах. Попробуйте и вы, прочитав наш материал.

История открытия ультрафиолетового излучения

Ультрафиолетовое излучение, история открытия которого приходится на 1801 год, было озвучено лишь только в 1842 году. Данное явление было открыто немецким физиком Иоганном Вильгельмом Риттером и получило название «актинического излучения ». Это излучение входило в состав отдельных компонентов света, и играло роль восстановительного элемента.

Само понятие ультрафиолетовых лучей впервые встретилось в истории в 13-ом веке, в труде учёного Шри Мадхачарая, который описал атмосферу местности Бхутакаши, содержащей фиолетовые лучи, невидимые для глаз человека.

В ходе опытов в 1801 году группа учёных выяснила, что свет имеет несколько составляющих отдельных компонентов: окислительный, тепловой (инфракрасный), осветительный (видимый свет) и восстановительный (ультрафиолет).

УФ – излучение является непрерывно действующим фактором окружающей внешней среды и оказывает сильнейшее воздействие на различные физиологические процессы, которые протекают в организмах.

По мнению учёных именно оно сыграло основную роль в протекании эволюционных процессов на Земле. Благодаря данному фактору произошёл абиогенный синтез органических земных соединений, что повлияло на увеличения разнообразия видов жизненных форм.

Выяснилось, что все живые существа, в ходе эволюции приспособились использовать энергию всех частей спектра солнечной энергии. Видимую часть солнечного диапазона — для фотосинтеза, инфракрасную для тепла. Ультрафиолетовые компоненты используются в качестве фотохимического синтеза витамина D , который играет важнейшую роль обменов фосфора и кальция в организме живых существ и человека.

Ультрафиолетовый диапазон располагается от видимого света с коротковолновой стороны, и лучи ближней области воспринимаются человеком в качестве появления на коже загара. Короткие волны вызывают разрушительное воздействие на биологические молекулы.

Ультрафиолетовое излучение солнца имеет биологическую эффективность трёх спектральных участков, которые существенно отличаются один от другого и имеют соответствующие диапазоны, по-разному влияющие на живые организмы.

Данное излучение принимается для лечебных и профилактических целей в определённых дозировках. Для таких лечебных процедур используют специальные искусственные источники облучения, спектр излучения которых состоит из более коротких лучей, что оказывает более интенсивное воздействие на биологические ткани.

Вред от ультрафиолетового излучения приносит сильное воздействие данного источника радиации на организм и может вызвать поражения слизистых оболочек и различные дерматиты кожи . В основном вред от ультрафиолета наблюдается у работников различных сфер деятельности, которые контактируют с искусственными источниками данных волн.

Измерение ультрафиолетового излучения проводится многоканальными радиометрами и спектрорадиометрами непрерывного излучения, которые основаны на использовании вакуумных фотодиодов и фотоидов имеющих ограниченный диапазон длин волн.

Свойства ультрафиолетового излучения фото

Ниже приводим фотографии по теме статьи «Свойства ультрафиолетового излучения». Для открытия галереи фотографий достаточно нажать на миниатюру изображения.

В сельскохозяйственном производстве для технологического воздействия оптическим излучением на живые организмы и рас­тения широко применяют специальные источники ультрафиоле­тового (100…380 нм) и инфракрасного (780…106 нм) излучения, а также источники фотосинтетически активного излучения (400…700 нм).

По распределению потока оптического излучения между раз­личными областями ультрафиолетового спектра различают источ­ники общего ультрафиолетового (100…380 нм), витального (280…315 нм) и преимущественно бактерицидного (100…280 нм) действия.

Источники общего ультрафиолетового излучения - дуговые ртут­ные трубчатые лампы высокого давления типа ДРТ (ртутно-кварцевые лампы). Лампа типа ДРТ представляет собой трубку из кварцевого стекла, в концы которой впаяны вольфрамовые элект­роды. В лампу вводится дозированное количество ртути и аргона. Для удобства крепления к арматуре лампы ДРТ снабжены метал­лическими держателями. Лампы ДРТ выпускаются мощностью 2330, 400, 1000 Вт.

Витальные люминесцентные лампы типа ЛЭ выполнены в виде цилиндрических трубок из увиолевого стекла, внутренняя поверх­ность которых покрыта тонким слоем люминофора, излучающего в ультрафиолетовой области спектра световой поток с длиной вол­ны 280…380 нм (максимум излучения в области 310…320 нм). Кро­ме сорта стекла, диаметра трубки и состава люминофора, трубча­тые витальные лампы конструктивно не отличаются от трубчатых люминесцентных ламп низкого давления и включаются в сеть с помощью тех же устройств (дросселя и стартера), что и люминес­центные лампы той же мощности. Лампы ЛЭ выпускаются мощностью 15 и 20 Вт. Кроме этого разработаны и витально-осветительные люминесцентные лампы.

Бактерицидные лампы - это источники коротковолнового ульт­рафиолетового излучения, большая часть которого (до 80 %) при­ходится на длину волны 254 нм. Конструкция бактерицидных ламп принципиально не отличается от трубчатых люминесцент­ных ламп низкого давления, но стекло с легирующими присадка­ми, применяемое для их изготовления, хорошо пропускает излу­чение в диапазоне спектра менее 380 нм. Кроме этого колба бакте­рицидных ламп не покрыта люминофором и имеет несколько уменьшенные размеры (диаметр и длину) по сравнению с анало­гичными люминесцентными лампами общего назначения одина­ковой мощности.

Бактерицидные лампы включают в сеть с помощью тех же уст­ройств, что и люминесцентные лампы.

Лампы повышенного фотосинтетически активного излучения . Эти лампы применяют при искусственном облучении растений. К ним относятся люминесцентные фотосинтетические лампы низкого давления типов ЛФ и ЛФР (Р означает рефлекторные), дуговые ртутные люминесцентные фотосинтетические высокого давления типа ДРЛФ, металлогалогенные дуговые ртутные высокого давле­ния типов ДРФ, ДРИ, ДРОТ, ДМЧ, дуговые ртутные вольфрамо­вые типа ДРВ.

Люминесцентные фотосинтетические лампы низкого давления типов ЛФ и ЛФР по конструкции аналогичны люминесцент­ным лампам низкого давления и отличаются от них только со­ставом люминофора, а следовательно, и спектром излучения. В лампах типа ЛФ относительно высокая плотность излучения лежит в диапазонах волн 400…450 и 600…700 нм, на которые приходится максимум спектральной чувствительности зеленых растений.

Лампы ДРЛФ конструктивно сходны с лампами типа ДРЛ, но в отличие от последних у них увеличено излучение в красной части спектра. Под слоем люминофора у ламп ДРЛФ есть отражающее покрытие, обеспечивающее требуемое распределение лучистого потока в пространстве.

Источником инфракрасного излучения в простейшем случае может служить обычная осветительная лампа накаливания . В ее спектре излучения инфракрасная область занимает почти 75 %, причем увеличить поток инфракрасных лучей можно за счет уменьшения на 10…15% подводимого к лампе напряжения или окраской колбы в синий или красный цвет. Однако основным ис­точником инфракрасного излучения являются специальные инф­ракрасные зеркальные лампы.

Инфракрасные зеркальные лампы (термоизлучатели) отлича­ются от обычных осветительных ламп параболоидной формой колбы и более низкой температурой нити накаливания. Относи­тельно низкая температура нити накаливания ламп-термоизлучателей позволяет сместить спектр их излучения в инфракрасную область и увеличить среднюю продолжительность горения до 5000 ч.

Внутренняя часть колбы таких ламп, прилегающая к цоколю, покрыта зеркальным слоем, что позволяет перераспределять и концентрировать в заданном направлении излучаемый инфра­красный поток. Для снижения интенсивности видимого излуче­ния нижнюю часть колбы некоторых инфракрасных ламп покры­вают красным или синим теплостойким лаком.

Содержащиеся в атмосфере Земли кислород, солнечные лучи и вода являются основными условиями способствующими продолжению жизни на планете. Исследователями давно доказано, что интенсивность и спектр солнечной радиации в вакууме, существующем в космосе, остается неизменным.

На Земле же интенсивность ее воздействия, которую мы называем ультрафиолетовым излучением, зависит от множества факторов. В их числе: время года, географическое расположение местности над уровнем моря, толщина озонового слоя, облачность, а также уровень концентрации промышленных и естественных примесей в воздушных массах.

Ультрафиолетовые лучи

Солнечный свет доходит до нас в двух диапазонах. Человеческий глаз способен различить только один из них. В невидимом для людей спектре и находятся ультрафиолетовые лучи. Что они представляют собой? Это не что иное, как электромагнитные волны. Длина ультрафиолетового излучения находится в диапазоне от 7 до 14 нм. Такие волны несут на нашу планету огромнейшие потоки тепловой энергии, из-за чего их нередко называют тепловыми.

Под ультрафиолетовым излучением принято понимать обширный спектр, состоящий из электромагнитных волн с диапазоном, условно разделенным на дальние и ближние лучи. Первые из них считаются вакуумными. Их полностью поглощают верхние слои атмосферы. В условиях Земли их генерирование возможно только в условиях вакуумных камер.

Что касается ближних ультрафиолетовых лучей, их делят на три подгруппы, классифицируя по диапазонам на:

Длинные, находящиеся в пределах от 400 до 315 нанометров;

Средние - от 315 до 280 нанометров;

Короткие - от 280 до 100 нанометров.

Измерительные приборы

Как человек определяет ультрафиолетовое излучение? На сегодняшний день существует множество специальных устройств, разработанных не только для профессионального, но и для бытового применения. С их помощью измеряется интенсивность и частота, а также величина полученной дозы УФ-лучей. Результаты позволяют оценить их возможный вред для организма.

Источники ультрафиолета

Основным «поставщиком» УФ-лучей на нашей планете является, разумеется, Солнце. Однако на сегодняшний день человеком изобретены и искусственные источники ультрафиолета, которыми являются специальные ламповые приборы. Среди них:

Ртутно-кварцевая лампа высокого давления, способная работать в общем диапазоне от 100 до 400 нм;

Люминисцентная витальная лампа, генерирующая волны длиной от 280 до 380 нм, максимальный пик ее излучения находится между значениями 310 и 320 нм;

Безозоннные и озонные бактерицидные лампы, вырабатывающие ультрафиолетовые лучи, 80% которых составляет в длину 185 нм.

Польза УФ-лучей

Аналогично естественному ультрафиолетовому излучению, идущему от Солнца, свет, вырабатываемый специальными приборами, воздействует на клетки растений и живых организмов, изменяя их химическую структуру. Сегодня исследователям известны лишь некоторые разновидности бактерий, способные существовать без этих лучей. Остальные же организмы, попав в условия, где отсутствует ультрафиолетовое излучение, непременно погибнут.

УФ-лучи способны оказать значимое влияние на происходящие метаболические процессы. Они повышают синтез серотонина и мелатонина, что оказывает положительное влияние на работу центральной нервной, а также эндокринной системы. Под действием ультрафиолетового света активизируется выработка витамина D. А это главный компонент, способствующий усвоению кальция и препятствующий развитию остеопороза и рахита.

Вред УФ-лучей

Губительное для живых организмов жесткое ультрафиолетовое излучение не пропускают на Землю озоновые слои, находящиеся в стратосфере. Однако лучи, находящиеся в среднем диапазоне, доходящие до поверхности нашей планеты, способны вызвать:

Ультрафиолетовую эритему - сильный ожог кожи;

Катаракту - помутнение хрусталика глаза, которое приводит к слепоте;

Меланому - рак кожи.

Кроме этого, ультрафиолетовые лучи способны оказать мутагенное действие, вызвать сбои в работе иммунных сил, что становится причиной возникновения онкологических патологий.

Поражение кожи

Ультрафиолетовые лучи порой вызывают:

1. Острые повреждения кожи. Их возникновению способствуют высокие дозы солнечной радиации, содержащие лучи среднего диапазона. Они воздействуют на кожу в течение короткого времени, вызывая при этом эритему и острый фотодерматоз.
2. Отсроченное повреждение кожи. Оно возникает после длительного облучения длинноволновыми УФ-лучами. Это хронические фотодерматиты, солнечная геродермия, фотостарение кожи, возникновение новообразований, ультрафиолетовый мутагенез, базальноклеточный и плоскоклеточный рак кожи. В этом списке находится и герпес.

Как острые, так и отсроченные повреждения порой получают при чрезмерных увлечениях искусственными солнечными ваннами, а также при посещениях тех соляриев, которые используют несертифицированное оборудование или где не проводятся мероприятия по калибровке УФ-ламп.

Защита кожи

Человеческое тело, при ограниченном количестве любых солнечных ванн, способно справиться с ультрафиолетовым излучением самостоятельно. Дело в том, что свыше 20 % таких лучей может задержать здоровый эпидермис. На сегодняшний день защита от ультрафиолета, чтобы избежать возникновения злокачественных образований, потребует:

Ограничения времени пребывания на солнце, что особенно актуально в летние полуденные часы;

Ношение легкой, но в то же время закрытой одежды;

Подбор эффективных солнцезащитных кремов.

Использование бактерицидных свойств ультрафиолета

УФ-лучи способны убить грибок, а также другие микробы, которые находятся на предметах, поверхности стен, пола, потолков и в воздухе. В медицине широко используются эти бактерицидные свойства ультрафиолетового излучения, и применение им находится соответствующее. Специальные лампы, вырабатывающие УФ-лучи, обеспечивают стерильность хирургических и манипуляционных помещений. Однако ультрафиолетовое бактерицидное излучение используется медиками не только в целях борьбы с различными внутрибольничными инфекциями, но и как один из методов устранения многих заболеваний.

Светолечение

Применение ультрафиолетового излучения в медицине представляет собой один из методов избавления от различных заболеваний. В процессе такого лечения производится дозированное воздействие УФ-лучей на организм пациента. При этом применение ультрафиолетового излучения в медицине для этих целей становится возможным благодаря использованию специальных ламп фототерапии.

Подобная процедура проводится для устранения заболеваний кожи, суставов, органов дыхания, периферической нервной системы, женских половых органов. Назначается ультрафиолет для ускорения процесса заживления ран и для профилактики рахита.

Особенно эффективно применение ультрафиолетового излучения в терапии псориаза, экземы, витилиго, некоторых видов дерматита, пруриго, порфирии, прурита. Стоит отметить, что такая процедура не требует анестезии и не вызывает у больного неприятных ощущений.

Применение лампы, производящей ультрафиолет, позволяет получить хороший результат при лечении больных, прошедших тяжелые гнойные операции. В этом случае пациентам также помогает бактерицидное свойство этих волн.

Применение УФ-лучей в косметологии

Инфракрасные волны активно используются и в сфере поддержания красоты и здоровья человека. Так, применение ультрафиолетового бактерицидного излучения необходимо для обеспечения стерильности различных помещений и приборов. Например, это может быть профилактика инфицирования маникюрных инструментов.

Применение ультрафиолетового излучения в косметологии - это, конечно же, солярий. В нем с помощью специальных ламп клиенты могут получить загар. Он прекрасно защищает кожу от возможных последующих ожогов солнца. Именно поэтому косметологи рекомендуют перед поездкой в жаркие страны или на море пройти несколько сеансов в солярии.

Необходимы в косметологии и специальные УФ-лампы. Благодаря им происходит быстрая полимеризация особого геля, используемого для маникюра.

Определение электронных структур предметов

Находит свое применение ультрафиолетовое излучение и в физических исследованиях. С его помощью определяют спектры отражения, поглощения и испускания в УФ-области. Это позволяет уточнить электронную структуру ионов, атомов, молекул и твердых тел.

УФ-спектры звезд, Солнца и других планет несут в себе информацию о тех физических процессах, которые происходят в горячих областях исследуемых космических объектов.

Очистка воды

Где еще используются УФ-лучи? Находит свое применение ультрафиолетовое бактерицидное излучение для обеззараживания питьевой воды. И если ранее с этой целью использовался хлор, то на сегодняшний день уже достаточно хорошо изучено его негативное влияние на организм. Так, пары этого вещества способны вызвать отравление. Попадание в организм самого хлора провоцирует возникновение онкологических заболеваний. Именно поэтому для обеззараживания воды в частных домах все чаще стали применяться ультрафиолетовые лампы.

Применяются УФ-лучи и в бассейнах. Ультрафиолетовые излучатели для устранения бактерий используют в пищевой, химической и фармакологической промышленности. Этим сферам также нужна чистая вода.

Обеззараживание воздуха

Где еще человек использует УФ-лучи? Применение ультрафиолетового излучения для обеззараживания воздуха также становится все более распространенным в последнее время. Рециркуляторы и излучатели устанавливаются в местах массового скопления людей, таких, как супермаркеты, аэропорты и вокзалы. Использование УФИ, воздействующего на микроорганизмы, позволяет провести обеззараживание среды их обитания в самой высокой степени, вплоть до 99,9 %.

Бытовое применение

Кварцевые лампы, создающие УФ-лучи, уже на протяжении многих лет дезинфицируют и очищают воздух в поликлиниках и больницах. Однако в последнее время все чаще находит свое применение ультрафиолетовое излучение в быту. Оно весьма эффективно для ликвидации органических загрязнителей, например, грибка и плесени, вирусов, дрожжей и бактерий. Эти микроорганизмы особенно быстро распространяются в тех помещениях, где люди по различным причинам надолго плотно закрывают окна и двери.

Использование бактерицидного облучателя в бытовых условиях становится целесообразным при малой площади жилья и большой семье, в которой есть маленькие дети и домашние питомцы. Лампа с УФ-излучением позволит периодически дезинфицировать комнаты, сводя к минимуму риск возникновения и дальнейшей передачи заболеваний.

Используются подобные приборы и туберкулезниками. Ведь такие больные не всегда проходят лечение в стационаре. Находясь дома, им требуется обеззараживать свое жилище, применяя в том числе и ультрафиолетовое излучение.

Применение в криминалистике

Учеными разработана технология, позволяющая обнаружить минимальные дозы взрывчатых веществ. Для этого используется прибор, в котором производится ультрафиолетовое излучение. Такое устройство способно определить наличие опасных элементов в воздухе и в воде, на ткани, а также на коже подозреваемого в преступлении.

Также находит свое применение ультрафиолетовое и инфракрасное излучение при макросъемке объектов с невидимыми и маловидимыми следами совершенного правонарушения. Это позволяет криминалистам изучить документы и следы выстрела, тексты, подвергшиеся изменениям в результате их залития кровью, чернилами и т.д.

Другие применения УФ-лучей

Ультрафиолетовое излучение используется:

В шоу-бизнесе для создания световых эффектов и освещения;

В детекторах валют;

В полиграфии;

В животноводстве и сельском хозяйстве;

Для ловли насекомых;

В реставрации;

Для проведения хроматографического анализа.