Как найти длину волны ультрафиолетового излучения

Запрос «Ультрафиолет» перенаправляется сюда; см. также другие значения.

Портативная ультрафиолетовая лампа

Ультрафиоле́товое излуче́ние (ультрафиолетовые лучи, УФ-излучение; лат. ultra — сверх, за пределами + violet — фиолетовый) — электромагнитное излучение, занимающее спектральный диапазон между видимым и рентгеновским излучениями. Длины волн УФ-излучения лежат в интервале от 100 до 400 нм (7,5⋅1014—3⋅1016 Гц). В разговорной речи может использоваться также наименование «ультрафиолет»[1].

История открытия[править | править код]

Иоганн Вильгельм Риттер, 1804 год

После того, как было обнаружено инфракрасное излучение, немецкий физик Иоганн Вильгельм Риттер начал поиски излучения и далее противоположного конца видимого спектра, с длинами волн короче, чем у излучения 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 учёные, включая Риттера, пришли к соглашению, что свет состоит из трёх отдельных компонентов: окислительного или теплового (инфракрасного) компонента, осветительного компонента (видимого света), и восстановительного (ультрафиолетового) компонента.

Идеи о единстве трёх различных частей спектра впервые появились лишь в 1842 году в трудах Александра Беккереля, Мачедонио Меллони и др.

Подтипы[править | править код]

Электромагнитный спектр ультрафиолетового излучения может быть по-разному поделён на подгруппы. Стандарт ISO по определению солнечного излучения (ISO-DIS-21348)[2] даёт следующие определения:

Наименование Длина волны, нм Частота, ПГц Количество энергии на фотон, эВ Аббревиатура
Ближний 400—300 0,75—1 3,10—4,13 NUV
Ультрафиолет А, длинноволновой диапазон 400—315 0,75—0,952 3,10—3,94 UVA
Средний 300—200 1—1,5 4,13—6,20 MUV
Ультрафиолет B, средневолновой 315—280 0,952—1,07 3,94—4,43 UVB
Дальний 200—122 1,5—2,46 6,20—10,2 FUV
Ультрафиолет С, коротковолновой 280—100 1,07—3 4,43—12,4 UVC
Экстремальный 121—10 2,48—30 10,2—124 EUV, XUV

Ближний ультрафиолетовый диапазон часто называют «чёрным светом», так как он не распознаётся человеческим глазом, но при отражении от некоторых материалов спектр переходит в область видимого излучения вследствие явления фотолюминесценции. Но при относительно высоких яркостях, например, от светодиодов, глаз замечает фиолетовый свет, если излучение захватывает границу видимого света 400 нм.

Для дальнего и экстремального диапазона часто используется термин «вакуумный» (VUV), ввиду того, что волны этого диапазона сильно поглощаются атмосферой Земли.

Источники ультрафиолета[править | править код]

Ультрафиолетовое излучение Солнца

Природные источники[править | править код]

Основной источник ультрафиолетового излучения на Земле — Солнце. Соотношение интенсивности излучения УФ-А и УФ-Б, общее количество ультрафиолетовых лучей, достигающих поверхности Земли, зависит от следующих факторов:

  • от концентрации атмосферного озона над земной поверхностью;
  • от высоты Солнца над горизонтом;
  • от высоты над уровнем моря;
  • от атмосферного рассеивания;
  • от состояния облачного покрова;
  • от степени отражения УФ-лучей от поверхности (воды, почвы).

Искусственные источники[править | править код]

Две ультрафиолетовые люминесцентные лампы, обе лампы излучают «длинные волны» (УФ-А), длина которых находится в диапазоне от 350 до 370 нм

Лампа ДРЛ без колбы — мощный источник ультрафиолетового излучения. Во время работы представляет опасность для зрения и кожи

Благодаря созданию и совершенствованию искусственных источников УФ-излучения, шедшими параллельно с развитием электрических источников видимого света, специалистам, работающим с УФ-излучением в медицине, профилактических, санитарных и гигиенических учреждениях, сельском хозяйстве и т. д., предоставляются существенно большие возможности, чем при использовании естественного УФ-излучения. Разработкой и производством УФ-ламп для установок фотобиологического действия занимаются ряд крупнейших электроламповых фирм, например, у Philips номенклатура насчитывает более 80 типов. В отличие от осветительных, УФ-источники излучения, как правило, имеют селективный спектр, рассчитанный на достижение максимально возможного эффекта для определённого фотобиологического процесса.

Эритемные лампы были разработаны в 1960-х годах для компенсации «УФ-недостаточности» естественного излучения и, в частности, интенсификации процесса фотохимического синтеза витамина D3 в коже человека («антирахитное действие»). В 1970—1980-х годах эритемные люминесцентные лампы, кроме медицинских учреждений, использовались в специальных «фотариях» (например, для шахтёров и горных рабочих), в отдельных общественных и производственных зданиях северных регионов, а также для облучения молодняка сельскохозяйственных животных. Спектр эритемных ламп сильно отличается от солнечного; на область В приходится большая часть излучения в УФ-области; излучение с длиной волны менее 300 нм, которое в естественных условиях вообще отсутствует, может достигать 20 % от общего УФ-излучения. Обладая хорошим «антирахитным действием», излучение эритемных ламп с максимумом в диапазоне 305—315 нм оказывает одновременно сильное повреждающее воздействие на конъюнктиву.

В странах Центральной и Северной Европы, а также в России широкое распространение получили установки типа «Искусственный солярий», в которых используются УФ-лампы, вызывающие достаточно быстрое образование загара. Лампы для загара выпускаются в стандартном и компактном исполнении мощностью от 15 до 230 Вт и длиной от 30 до 200 см.

В 1980 году американский психиатр Альфред Леви описал эффект «зимней депрессии», которую квалифицируют как заболевание и называют «сезонное расстройство настроения» (Seasonal Affective Disorder). Заболевание связано с недостаточным естественным освещением. В связи с этим у потребителей возник интерес к лампам «полного спектра», воспроизводящим спектр естественного света не только в видимой, но и в УФ-области. Фирмы Osram и Radium выпускают подобные УФ-лампы мощностью 18, 36 и 58 Вт. Проектирование и эксплуатация установок на основе таких ламп в РФ должны осуществляться с учётом требований стандартов IEC 62471:2006 «Photobiological safety of lamps and lamp systems» и ГОСТ Р МЭК 62471-2013 «Лампы и ламповые системы. Светобиологическая безопасность».

Лампы, спектр излучения которых совпадает со спектром действия фототаксиса некоторых видов летающих насекомых-вредителей (мух, комаров, моли и т. д.), целесообразно применять для борьбы с последними. Такие лампы используются в качестве ламп-аттрактантов в устройствах-светоловушках, устанавливаемых в кафе, ресторанах, на предприятиях пищевой промышленности, в животноводческих и птицеводческих хозяйствах, складах одежды и пр.

Лазерные источники[править | править код]

Существует ряд лазеров, работающих в ультрафиолетовой области. Лазер позволяет получать когерентное излучение высокой интенсивности. Однако область ультрафиолета сложна для лазерной генерации, поэтому здесь не существует столь же мощных источников, как в видимом и инфракрасном диапазонах. Ультрафиолетовые лазеры находят своё применение в масс-спектрометрии, лазерной микродиссекции, биотехнологиях и других научных исследованиях, в микрохирургии глаза (LASIK), для лазерной абляции.

В качестве активной среды в ультрафиолетовых лазерах могут использоваться либо газы (например, аргоновый лазер[3], азотный лазер[4], эксимерный лазер и др.), конденсированные инертные газы[5], специальные кристаллы, органические сцинтилляторы[6], либо свободные электроны, распространяющиеся в ондуляторе[7].

Также существуют ультрафиолетовые лазеры, использующие эффекты нелинейной оптики для генерации второй или третьей гармоники в ультрафиолетовом диапазоне.

В 2010 году был впервые продемонстрирован лазер на свободных электронах, генерирующий когерентные фотоны с энергией 10 эВ (соответствующая длина волны — 124 нм), то есть в диапазоне вакуумного ультрафиолета[8].

Воздействие[править | править код]

Деградация полимеров и красителей[править | править код]

Многие полимеры, используемые в товарах широкого потребления, деградируют под действием УФ-света. Проблема проявляется в исчезновении цвета, потускнении поверхности, растрескивании, а иногда и полном разрушении самого изделия. Скорость разрушения возрастает с ростом времени воздействия и интенсивности солнечного света. Описанный эффект известен как УФ-старение и является одной из разновидностей старения полимеров.

К чувствительным полимерам относятся термопластики, такие как, полипропилен, полиэтилен, полиметилметакрилат (органическое стекло), а также специальные волокна, например, арамидные (в том числе кевлар). Поглощение УФ приводит к разрушению полимерной цепи и потере прочности в ряде точек структуры.

Для предотвращения деградации в такие полимеры добавляются специальные вещества, способные поглощать УФ, что особенно важно в тех случаях, когда продукт подвергается непосредственному воздействию солнечного света.

Воздействие УФ-лучей на полимеры используется в нанотехнологиях, трансплантологии, рентгенолитографии и др. областях для модификации свойств (шероховатость, гидрофобность) поверхности полимеров. Например, известно сглаживающее действие вакуумного ультрафиолета на поверхность полиметилметакрилата.

На здоровье человека[править | править код]

Биологические эффекты ультрафиолетового излучения в трёх спектральных участках существенно различны, поэтому биологи иногда выделяют, как наиболее важные в их работе, следующие диапазоны:

  • ближний ультрафиолет, УФ-A лучи (UVA, 315—400 нм);
  • УФ-B лучи (UVB, 280—315 нм);
  • дальний ультрафиолет, УФ-C лучи (UVC, 100—280 нм).

Практически весь УФ-C и приблизительно 90 % УФ-B поглощаются при прохождении солнечного излучения через земную атмосферу. Излучение из диапазона УФ-A поглощается атмосферой слабо, поэтому радиация, достигающая поверхности Земли, в значительной степени содержит ближний ультрафиолет УФ-A и в небольшой доле — УФ-B.

Несколько позже в работах О. Г. Газенко, Ю. Е. Нефёдова, Е. А. Шепелева, С. Н. Залогуева, Н. Е. Панфёрова, И. В. Анисимова указанное специфическое действие излучения было подтверждено в космической медицине. Профилактическое общеоздоровительное УФ-облучение регламентируется Методическими указаниями 5046-89 «Профилактическое ультрафиолетовое облучение людей (с применением искусственных источников ультрафиолетового излучения)».

Действие на кожу[править | править код]

Блокировка ультрафиолетового излучения защитными кремами. Правое фото сделано в УФ-лучах, крем нанесён в виде рисунка

Воздействие ультрафиолетового излучения на кожу, превышающее естественную защитную способность кожи к загару, приводит к ожогам разной степени.

Ультрафиолетовое излучение приводит к образованию мутаций (ультрафиолетовый мутагенез). Образование мутаций, в свою очередь, может вызывать рак кожи, меланому кожи и её преждевременное старение. 86 % случаев развития меланомы кожи вызвано чрезмерным воздействием солнечных ультрафиолетовых лучей[9].

Защита кожи

Эффективным средством защиты от ультрафиолетового излучения служит одежда и специальные кремы от загара c числом «SPF» больше 10. Это число означает коэффициент ослабления экспозиции. То есть число 30 означает, что можно пробыть под солнцем в совокупности 30 часов и получить такое же воздействие, как за один час, но без защиты. Для любителей загара это на практике означает, что использование кремов с большим числом «SPF» — это отсутствие загара вообще и пустое времяпрепровождение на пляже. Рациональным является понижение числа «SPF» по мере появления загара, ограничение времени пребывания под солнцем и паузы в принятии солнечных ванн, чем использование кремов с числом «SPF» больше 6.

Типы защитных кремов

Синтетические кремы содержат минералы, отражающие ультрафиолет, такие как окись цинка, или сложные органические составы, полимеризующиеся на свету. Их коэффициент защиты достигает «SPF» 50. Натуральные средства защиты известны ещё с Древнего Египта, это различные растительные масла. Их коэффициент защиты невелик: «SPF» не больше 6,5. Долгосрочный прогноз, какова вероятность рака кожи от самих синтетических защитных кремов по сравнению от воздействия солнечного света, пока отсутствует.

Действие на глаза[править | править код]

Ультрафиолетовое излучение средневолнового диапазона (280—315 нм) практически неощутимо для глаз человека и в основном поглощается эпителием роговицы, что при интенсивном облучении вызывает радиационное поражение — ожог роговицы (электроофтальмия). Это проявляется усиленным слезотечением, светобоязнью, отёком эпителия роговицы, блефароспазмом. В результате выраженной реакции тканей глаза на ультрафиолет глубокие слои (строма роговицы) не поражаются, так как человеческий организм рефлекторно устраняет воздействие ультрафиолета на органы зрения, поражённым оказывается только эпителий. После регенерации эпителия зрение, в большинстве случаев, восстанавливается полностью. Мягкий ультрафиолет длинноволнового диапазона (315—400 нм) воспринимается сетчаткой как слабый фиолетовый или серовато-синий свет, но почти полностью задерживается хрусталиком, особенно у людей среднего и пожилого возраста[10]. Пациенты, которым имплантировали искусственный хрусталик ранних моделей, начинали видеть ультрафиолет; современные образцы искусственных хрусталиков ультрафиолет не пропускают (так делается для того, чтобы солнечный ультрафиолет не повреждал сетчатку). Ультрафиолет коротковолнового диапазона (100—280 нм) может проникать до сетчатки глаза. Так как ультрафиолетовое коротковолновое излучение обычно сопровождается ультрафиолетовым излучением других диапазонов, то при интенсивном воздействии на глаза гораздо ранее возникнет ожог роговицы (электроофтальмия), что исключит воздействие ультрафиолета на сетчатку по вышеуказанным причинам. В клинической офтальмологической практике основным видом поражения глаз ультрафиолетом является ожог роговицы (электроофтальмия).

Защита глаз
  • Для защиты глаз от вредного воздействия ультрафиолетового излучения используются специальные защитные очки, задерживающие до 100 % ультрафиолетового излучения и прозрачные в видимом спектре. Как правило, линзы таких очков изготавливаются из специальных пластмасс или поликарбоната.
  • Многие виды контактных линз также обеспечивают 100 % защиту от УФ-лучей (обратите внимание на маркировку упаковки).
  • Фильтры для ультрафиолетовых лучей бывают твёрдыми, жидкими и газообразными. Например, обычное стекло непрозрачно при λ < 320 нм[11]; в более коротковолновой области прозрачны лишь специальные сорта стёкол (до 300—230 нм), кварц прозрачен до 110 нм, флюорит — до 120 нм. Для ещё более коротких волн нет подходящего по прозрачности материала для линз объектива, и приходится применять отражательную оптику — вогнутые зеркала. Однако для столь короткого ультрафиолета непрозрачен уже и воздух, который заметно поглощает ультрафиолет, начиная со 180 нм.

Сфера применения[править | править код]

Чёрный свет[править | править код]

На кредитных картах VISA при освещении УФ-лучами появляется скрытое изображение

Лампа чёрного света — лампа, которая излучает преимущественно в длинноволновой части ультрафиолетовой области спектра (диапазон UVA), то есть за коротковолновой границей спектральной области, занимаемой видимым светом.

Для защиты документов от подделки их часто снабжают люминесцентными метками, которые видны только в условиях ультрафиолетового освещения. Большинство паспортов, а также банкноты различных стран содержат защитные элементы в виде краски или нитей, светящихся в ультрафиолете.

Ультрафиолетовое излучение, даваемое лампами «чёрного» света, является достаточно мягким и оказывает наименее серьёзное негативное влияние на здоровье человека. Однако при использовании данных ламп в тёмном помещении существует некоторая опасность для глаз, связанная именно с незначительным излучением в видимом спектре: в темноте зрачок расширяется и больше излучения беспрепятственно попадает на сетчатку.

Обеззараживание ультрафиолетовым излучением[править | править код]

Ультрафиолетовые лампы используются для обеспложивания (обеззараживания) воды, воздуха и различных поверхностей во всех сферах жизнедеятельности человека. Полной стерилизации от микроорганизмов при помощи УФ-излучения добиться невозможно — оно не действует на некоторые бактерии, многие виды грибов и прионы[12].

В наиболее распространённых лампах низкого давления почти весь спектр излучения приходится на длину волны 253,7 нм, что хорошо согласуется с пиком кривой бактерицидной эффективности (то есть эффективности поглощения ультрафиолета молекулами ДНК).
Этот пик находится в районе длины волны излучения равной 265 нм[13], которое оказывает наибольшее влияние на ДНК, однако природные вещества (например, вода) задерживают проникновение УФ.

Относительная спектральная бактерицидная эффективность ультрафиолетового излучения — относительная зависимость действия бактерицидного ультрафиолетового излучения от длины волны в спектральном диапазоне 205—315 нм. При длине волны 265 нм максимальное значение спектральной бактерицидной эффективности равно единице.

Бактерицидное УФ-излучение на этих длинах волн вызывает димеризацию тимина в молекулах ДНК. Накопление таких изменений в ДНК микроорганизмов приводит к замедлению темпов их размножения и вымиранию. Ультрафиолетовые лампы с бактерицидным эффектом в основном используются в таких устройствах, как бактерицидные облучатели и бактерицидные рециркуляторы.

Обеззараживание воздуха и поверхностей[править | править код]

Кварцевая лампа, используемая для стерилизации в лаборатории

Ультрафиолетовая обработка воды, воздуха и поверхности не обладает пролонгированным эффектом. Достоинство данной особенности заключается в том, что исключается вредное воздействие на человека и животных. В случае обработки сточных вод УФ-лучами флора водоёмов не страдает от сбросов, как, например, при сбросе вод, обработанных хлором, продолжающим уничтожать жизнь ещё долго после использования на очистных сооружениях.

Ультрафиолетовые лампы с бактерицидным эффектом в обиходе часто называют просто бактерицидными лампами. Кварцевые лампы также имеют бактерицидный эффект, но их название обусловлено не эффектом действия, как у бактерицидных ламп, а связано с материалом колбы лампы — кварцевым стеклом.

Дезинфекция питьевой воды[править | править код]

Дезинфекция воды осуществляется способом хлорирования в сочетании, как правило, с озонированием или обеззараживанием УФ-излучением, это безопасный, экономичный и эффективный способ дезинфекции. Ни озонирование, ни ультрафиолетовое излучение не обладают бактерицидным последействием, поэтому их не допускается использовать в качестве самостоятельных средств обеззараживания воды при подготовке воды для хозяйственно-питьевого водоснабжения, для бассейнов. Озонирование и ультрафиолетовое обеззараживаниe применяются как дополнительные методы дезинфекции, вместе с хлорированием, повышают эффективность хлорирования и снижают количество добавляемых хлорсодержащих реагентов[14].

УФ-дезинфекция выполняется при облучении находящихся в воде микроорганизмов УФ-излучением определённой интенсивности (достаточная длина волны для полного уничтожения микроорганизмов равна 260,5 нм) в течение определённого периода времени. В результате такого облучения микроорганизмы «микробиологически» погибают, так как они теряют способность воспроизводства. УФ-излучение в диапазоне длин волн около 254 нм хорошо проникает сквозь воду и стенку клетки переносимого водой микроорганизма и поглощается ДНК микроорганизмов, вызывая нарушение её структуры. В результате прекращается процесс воспроизводства микроорганизмов. Данный механизм распространяется на живые клетки любого организма в целом, именно этим обусловлена опасность жёсткого ультрафиолета.

Хотя по эффективности обеззараживания воды УФ-обработка в несколько раз уступает озонированию, на использование УФ-излучения — один из самых эффективных и безопасных способов обеззараживания воды в случаях, когда объём обрабатываемой воды невелик.

В настоящее время в развивающихся странах, в регионах, испытывающих недостаток чистой питьевой воды, внедряется метод дезинфекции воды солнечным светом (SODIS), в котором основную роль в очистке воды от микроорганизмов играет ультрафиолетовая компонента солнечного излучения[15][16].

Ультрафиолетовое облучение[править | править код]

УФО — физиотерапевтическая процедура, облучение определённых участков человеческого тела (носоглотки, внутреннего уха, ран и т. д.) ультрафиолетовым излучением того или иного диапазона. Высокоэнергетическое коротковолновое УФ-излучение применяется для лечения острых воспалительных заболеваний кожи, гнойных воспалений и др. Длинноволновое излучение используется при лечении хронических заболеваний кожи[17].

Химический анализ[править | править код]

УФ-спектрометрия[править | править код]

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 отражённого 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[править | править код]

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 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.

«Занимательно о геологии» (М., «Молодая гвардия», 1969. 240 стр.), с. 11

Качественный хроматографический анализ[править | править код]

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

Ловля насекомых[править | править код]

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[править | править код]

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. В них используются источники ближнего ультрафиолета: UV-A (400—315 нм) и UV-B (315—280 нм). Самый мягкий ультрафиолет UV-A стимулирует освобождение меланина, запасенного в меланоцитах — клеточных органеллах, где он вырабатывается. Более жесткий ультрафиолет UV-B запускает производство нового меланина, а также стимулирует выработку в коже витамина D. При этом излучение в диапазоне UV-A увеличивает вероятность самого опасного вида рака кожи — меланомы. Излучение UV-B практически полностью блокируется защитными кремами, в отличие от UV-A, которое проникает через такую защиту и даже частично через одежду. В целом считается, что маленькие дозы UV-B полезны для здоровья, а остальной ультрафиолет вреден[18].

В реставрации[править | править код]

Один из главных инструментов экспертов — ультрафиолетовое, рентгеновское и инфракрасное излучение. Ультрафиолетовые лучи позволяют определить старение лаковой плёнки — более свежий лак в ультрафиолете выглядит темнее. В свете большой лабораторной ультрафиолетовой лампы более тёмными пятнами проступают отреставрированные участки и кустарно переписанные подписи.

В полиграфии[править | править код]

Денежная купюра в ультрафиолетовом излучении

Ультрафиолетовое излучение применяется для:

  • отверждения красок, лака или клея[19];
  • затвердевания зубных пломб;
  • защиты денежных купюр от подделки.

В биотехнологии[править | править код]

УФ-излучение обладает активным и разносторонним биологическим действием на живые организмы. Проникая в ткани на глубину 0,5—1,0 мм, лучи приводят к активизации биохимических процессов. Под воздействием УФ-излучения изменяются многие морфофизиологические и биохимические параметры растительных клеток. Эти изменения зависят от ткани, стадии развития организма, его генотипа и условий облучения (длительности и спектрального состава излучения). Мишенью коротковолновой УФ-С (коротковолновое УФ-излучение — с длиной волны от 200 до 280 нм) радиации в клетке является ДНК.[20]

См. также[править | править код]

  • Инфракрасное излучение
  • Радиобиология неионизирующих излучений
  • Ртутно-кварцевая лампа
  • Эксилампа

Примечания[править | править код]

  1. Рябцев А. Н. Ультрафиолетовое излучение // Физическая энциклопедия / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. — Т. 5. — С. 221. — 760 с. — ISBN 5-85270-101-7.
  2. ISO 21348 Process for Determining Solar Irradiances (недоступная ссылка — история). Дата обращения: 26 мая 2012. Архивировано 23 июня 2012 года.
  3. В. К. Попов. Мощные эксимерные лазеры и новые источники когерентного излучения в вакуумном ультрафиолете // УФН. — 1985. — Т. 147. — С. 587—604. Архивировано 18 сентября 2011 года.
  4. 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.
  5. А. Г. Молчанов. Лазеры в вакуумной ультрафиолетовой и рентгеновской областях спектра // УФН. — 1972. — Т. 106. — С. 165—173. Архивировано 5 марта 2011 года.
  6. В. В. Фадеев. Ультрафиолетовые лазеры на органических сцинтилляторах // УФН. — 1970. — Т. 101. — С. 79—80. Архивировано 5 марта 2011 года.
  7. Ультрафиолетовый лазер. Дата обращения: 22 декабря 2010. Архивировано 19 января 2012 года.
  8. Laser Twinkles in Rare Color (рус.), Science Daily (21 декабря 2010). Архивировано 23 декабря 2010 года. Дата обращения: 22 декабря 2010.
  9. Sun and UV facts and evidence (англ.), Cancer Research UK (24 March 2015). Архивировано 21 апреля 2018 года. Дата обращения: 21 апреля 2018.
  10. Бобух, Евгений [tung-sten.no-ip.com/Texts/Popsci/VisionOfAnimals.htm О зрении животных]. Дата обращения: 6 ноября 2012. Архивировано 7 ноября 2012 года.
  11. Советская энциклопедия
  12. Л. Б. Борисов Медицинская микробиология, вирусология и иммунология. — М.: МИА, 2005. — С. 154—156.
  13. Р 3.5.1904-04 «Использование ультрафиолетового бактерицидного излучения для обеззараживания воздуха в помещениях»
  14. ГОСТ Р 53491.1-2009 «Бассейны. Подготовка воды. Часть 1. Общие требования».
  15. Clean water at no cost, the SODIS way. // hindu.com. Дата обращения: 17 июня 2012. Архивировано 23 июня 2012 года.
  16. New technology uses solar UV to disinfect drinking water. // phys.org. Дата обращения: 17 июня 2012. Архивировано 23 июня 2012 года.
  17. Ультрафиолетовое облучение (УФО) — physiotherapy.ru. Архивировано 19 ноября 2016 года.
  18. Александр Сергеев. Ультрафиолет. Плакаты – Электромагнитное излучение. elementy.ru (2009). Дата обращения: 27 октября 2019. Архивировано 7 сентября 2019 года.
  19. УФ отверждение, введение в процесс. Ультрафиолет.cy. Дата обращения: 19 мая 2023.
  20. Изучение влияния ультрафиолетового излучения на процессы размножения ряски малой. Дата обращения: 13 апреля 2020. Архивировано 25 марта 2020 года.

Решение.
Запишем формулу Эйнштейна для фотоэффекта:

[ begin{align}
  & hcdot frac{c}{lambda }=A+frac{mcdot {{upsilon }^{2}}}{2}(1),A=0,hcdot frac{c}{lambda }=frac{mcdot {{upsilon }^{2}}}{2}(2),lambda =frac{2cdot hcdot c}{mcdot {{upsilon }^{2}}}(3). \
 & lambda =frac{2cdot 6,63cdot {{10}^{-34}}cdot 3cdot {{10}^{8}}}{9,1cdot {{10}^{-31}}cdot {{(10cdot {{10}^{6}})}^{2}}}=4,37cdot {{10}^{-9}}. \
end{align} ]

Где: h – постоянная Планка, h = 6,63∙10-34 Дж∙с, m – масса электрона, m = 9,1∙10-31 кг, с – скорость света в вакууме, с = 3∙108 м/с, е – модуль заряда электрона, е = 1,6 ∙10-19 Кл.
Ответ: 4,37∙10-9 м, 4,37 нм.

« Последнее редактирование: 14 Сентября 2016, 14:50 от alsak »


Записан

Как приблизительно определить длину волны УФ излучения?

Юрий Иванов



Оракул

(60430),
закрыт



3 года назад

Речь идет о светодиоде который частично светит в фиолетовой части спектра, частично в ближнем УФ.

Marana_tha

Гений

(56980)


6 лет назад

Самодельным спектроскопом: samsdelay.wixsite.com/sdelaysam/spektroskopiya

Юрий ИвановОракул (60430)

6 лет назад

Что-то у меня вообще этот сайт не открывается. Хотя спектроскоп – штука интересная.

Marana_tha
Гений
(56980)
Скопируйте и вставьте в адресную строку браузера. Всё-равно не открывается?

Aleks NotsПросветленный (21704)

6 лет назад

Так ультрафиолета не видно, как можно понять где он на спектрограмме еще есть, а где уже нет?

Marana_tha
Гений
(56980)
Ближний видим до 365 нм. Понять можно одновременным просмотром через спектроскоп светодиода и фиолетового лазера с длиной волны 405 нм. Лазер можно заменить лампой чёрного света, у которой есть соответствующая линия в спектре.
Ещё лучше использовать фотоаппарат со снятым фильтром, потом на фотографии просчитать примерную длину волны также сравнивая с лазером или лампой.

Меню

  • Главная
  • Заказ решений
  • Готовые решения
  • Статьи
  • Новости
  • Авторы

 Есть идеи?

Решения Чертовасайт решений Чертова А.Г. Воробьева А.А.

Поиск

Глава7. Квантово-оптические явления. Физика атома (§ 34-39) >> §35 Фотоэлектрический эффект >> задача – 35.7


Условие:

Определить длину волны L ультрафиолетового излучения, падающего на поверхность некоторого металла, при максимальной скорости фотоэлектронов, равной 10 Мм/с. Работой выхода электронов из металла пренебречь.

При клике на картинку откроется ее увеличенная версия в новой вкладке.

Решение задачи 35.7. Чертов А.Г. Воробьев А.А.

Не забываем поделиться записью!

Последние статьи

  • Подходы к решению задач по физике
  • Что такое физика и какие задачи и вопросы она решает?
  • Общие рекомендации по решению статистических задач
  • Он-лаин или офф-лаин обучение? Что выбрать?
  • Изучение геометрии в восьмом классе без хлопот становится реальностью

Наши партнеры
Kwork.ru - услуги фрилансеров от 500 руб.

© 2012 Решения Чертова | Авторы Bandit & AJ Акции | Sitemap | FAQ&ask

Kwork.ru - услуги фрилансеров от 500 руб.

Ультрафиолетовый фонарик появился в продаже недавно, но уже завоевал широкую популярность среди специалистов. Прибор работает на светодиодах и позволяет увидеть в своем световом луче то, чего не различает не вооруженный техникой человеческий глаз. Направив такой фонарик на интересующий объект, можно увидеть много неожиданных вещей. УФ спектр излучения фонарика открывает перед вами захватывающий мир предметов и явлений, не виданных ранее. Прибор производится в моделях различных вариаций: карманные, брелоки, налобные, стационарные.

УФ фонарик

ультрафиолетовый фонарик

Для чего нужен

Зачем нужен ультрафиолетовый фонарик – такой вопрос часто возникает у пользователей, незнакомых с волшебными функциями этого удивительного прибора. Наши глаза видят только ограниченный цветовой спектр. Большинство полезной и важной информации находится за пределами человеческого зрения. Для того чтобы выявить цветовые знаки, невидимые глазу человека, создан УФ-фонарик.

Совсем недавно учеными была разработана флуоресцентная краска со специальными свойствами. Это субстанция, которую не различает человеческое зрение. Стоит направить на нее световой луч ультрафиолетового фонарика, и все нанесенные посредством флуоресцентной краски рисунки, картинки и тексты тут же оживают. Все становится видимым, как и обычные предметы.

УФ свечение

Ультрафиолетовое свечение

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Световой луч ультрафиолета также невидим глазам людей. Направляя его на предметы, можно увидеть практически невидимое. Купив ультрафиолетовый фонарик, его обладатель выгодно использует его в качестве детектора для выявления различных веществ, явлений и предметов, чувствительных к UV-излучению.  

Что можно увидеть в лучах ультрафиолетового фонарика:

  1. Денежные купюры, выпускаемые государством, имеют много способов защиты. Сюда входят: особые волокна, водяные знаки, специальная печать, ошибки, эффекты, специальные краски, металлизированные полосы. Этот перечень можно продолжать до бесконечности – так много способов защиты используется при изготовлении банкнот. Большинство знаков защиты светится под лучами ультрафиолета определенной световой волны. Проверка денег становится простым делом. Ежедневно получая множество купюр в процессе работы в торговле, на рынке или в маркете, вам становятся необходимы подобные детекторы. Конечно, следует хорошо подготовиться, изучив все особенности денежных ассигнаций. Современные фальшивомонетчики обладают феноменальными знаниями в области химии, физики. Нынешние специалисты по подделке купюр эффективно подделывают даже самую сложную защиту, которую сможет распознать не каждый эксперт и криминалист.
  2. Производственники и водители транспортных средств хорошо знают, как иногда бывает сложно найти утечку рабочей жидкости из автомобиля, узла, механизма. Диагностика проводится методом добавления в рабочую жидкость флуоресцентной краски. Место утечки сразу становится видным при наведении на него луча ультрафиолетового фонарика. Автолюбители также проверяют этим способом противоугонную маркировку.
  3. Мощные ультрафиолетовые фонари с успехом используются в геологии и спелеологии. Лучи ультрафиолета показывают вкрапления ценных минералов в горных породах. Подобным способом эффективно проводят изучение окаменелостей, поиск янтаря, который отчетливо виден в свете ультрафиолетового фонарика. Для серьезных поисков следует вооружиться профессиональным фонарем, который стоит дороже карманных моделей.
  4. Многие предприятия военно-промышленного комплекса и другие используют клеймение своих изделий защитной маркировкой. Данные клейма становятся видными только при воздействии направленного на них луча ультрафиолетового фонарика. В подобных лучах можно читать надписи, сделанные специальными невидимыми маркерами наподобие Edding.
  5. Охотники очень ценят ультрафиолетовый фонарик и с удовольствием его покупают. Раненый зверь оставляет по следу пятна крови. Кровь отлично поглощает ультрафиолетовые лучи. Наводя свет ультрафиолетового фонарика на след, охотник хорошо видит пятна, более темные на любом фоне. Поимка раненого зверя существенно облегчается.
  6. Следы различных биологических жидкостей из человеческого организма, например, следы спермы, слюны, мокроты при кашле прекрасно видны в луче ультрафиолетового фонарика. Работа экспертов, задействованных в сферах трасологии и криминалистики, значительно облегчается с этим прибором.

Проверка денежных купюр ультрафиолетовым фонариком

Старинные гербы и клейма, обнаруженные на карабине с помощью ультрафиолетового фонарика

Проверка утечки рабочей жидкости из двигателя автомобиля ультрафиолетовым фонариком

Следы биологических жидкостей преступника, выявленные при помощи ультрафиолетового фонарика

Поиск охотником раненого зверя с ультрафиолетовым фонариком

Янтарь, найденный с помощью УФ-фонарика

Многие сферы промышленного производства, научные разработки с внедрением в реальную жизнь ультрафиолетовых фонарей получили неоценимое подспорье для своей деятельности. В свете ультрафиолета стали видны многие предметы, явления, тексты, невидимые надписи или рисунки, скрывавшиеся от глаз человечества на протяжении многих веков.

к содержанию ↑

Как выбрать

Каждый фонарик с ультрафиолетовым светом имеет различную длину световой волны. Спектр ультрафиолетового излучения, способный видеть спрятанную информацию, у всех фонарей также различен. Конструкции фонарей собраны с разным количеством светодиодов. Это служит главным фактором для определения целесообразности использования ультрафиолетового фонарика в разных сферах производства и личного пользования.

Диаграмма восприятия ультрафиолета

Диаграмма восприятия человеческим зрением видимого света и ультрафиолета

Выбирая ультрафиолетовый фонарик, каждый пользователь должен опираться на следующие характеристики данных изделий:

  1. Ловить насекомых, определять биологические жидкости лучше всего приборами емкостью 300-380 нанометров, нм.
  2. Проверять купюры можно устройством с длиной волны 385 нм. Необходима также люминесцентная лампа BlackLight.
  3. Невидимая маркировка станет видна при длине волны 385-400 нм. Нужен мощный ультрафиолетовый фонарь.
  4. Для простых развлечений достаточно карманного ультрафиолетового фонарика либо брелока. Читать в ночных клубах надписи, сделанные флуоресцентной краской, можно любым из них.

Мнение эксперта

Алексей Бартош

Специалист по ремонту, обслуживанию электрооборудования и промышленной электроники.

Задать вопрос эксперту

Приобретать ультрафиолетовый фонарик необходимо с конкретным целевым назначением. То, что можно увидеть одним прибором, не будет видимо другим. Необходимо заранее изучить предмет рассмотрения и узнать все его физические и химические характеристики.

к содержанию ↑

Как определить длину волны УФ-излучения фонаря

Необходимо взять купюру номиналом 5000 рублей образца 1997 года, направив на нее луч ультрафиолетового фонарика.

Фонарь с длиной волны 365 нм высветит все защитные UV элементы. Свечение – бледно-белое.

Проверка подлинности купюры

Проверка подлинности купюры номиналом 5000 рублей ультрафиолетовым фонариком с длиной волны 365 нм

Фонарь с длиной волны от 375 нм до 385 нм высветит все защитные UV элементы, кроме овала в красную полоску с правой стороны купюры. Свечение – бледно-фиолетовое.

Проверка подлинности купюры 5000

Проверка подлинности купюры номиналом 5000 рублей ультрафиолетовым фонариком с длиной волны 375 нм

Фонарь с длиной волны от 395 нм до 405 нм высветит только защитные волокна купюры. Свечение – ярко-фиолетовое.

Проверка купюры 5000

Проверка купюры номиналом 5000 рублей ультрафиолетовым фонариком с длиной волны 395-405 нм
к содержанию ↑

Своими руками

Самостоятельно в домашних условиях смастерить ультрафиолетовый фонарик сможет каждый мастер, умеющий держать в руках отвертку. Необходимо выполнить действия в следующей последовательности:

  1. Купить стандартный фонарик на светодиодах – обычно их 8 штук.
  2. Отдельно купить 8 ультрафиолетовых светодиодов, одинаковых по габаритам. Длина волны 360-400 нм, ток 500-700 мА.
  3. Снять защитное стекло.
  4. Выпаять обычные светодиоды.
  5. Впаять в цепь купленные светодиоды для УФ свечения.
  6. Защитное стекло вставить на прежнее место.

Светодиод УФ 395

Светодиод типа УФ 395 нм, 10 Вт, 45 mil, ток 900 мА
Как выбрать ультрафиолетовый фонарик и зачем он нужен
Светодиодный фонарь со снятым стеклом
Перепайка диодов
Перепайка диодов, снятие обычных, установка ультрафиолетовых

Ультрафиолетовый фонарь готов. Можно удивлять его возможностями своих домашних, друзей, знакомых на вечеринке. В свете прибора можно увидеть много интересного: красители и грим, защитную информацию на купюрах, обнаружить трещины, невидимые надписи на приборах, автомобильных двигателях. Удачи вам в творчестве!

📋 Пройди тест и сделай правильный выбор

Как выбрать ультрафиолетовый фонарик и зачем он нужен

Часто ли ты берешь фонарь в зубы, чтобы освободить руки?

В каких условиях будет эксплуатироваться фонарь?

В помещении.

На улице в сухую погоду.

В экстремальных ситуациях (дождь, снег и пр.).

Где ты предполагаешь носить фонарь?

В рюкзаке.

В кармане.

В дамской сумочке или барсетке.

На поясе

Для каких целей тебе нужен фонарь?

Освещение в палатке, зимовье и т.п.

Охрана открытых объектов.

Подсветить ступеньки в подъезде, замочную скважину и т.п.

Охота, рыбалка, отдых на природе.

Серьезные походы и спасательные операции.

Изредка подсветить дорогу

На какую дальность фонарь должен уверенно «бить»?

10-20м.

Не более метра

5-10 м.

1-5 м.

Выбираем правильный фонарь

Вам подойдет мощный тактический многорежимный фонарь

Вам подойдет компактный тактический фонарь

Вам подойдет фонарь-лампа с большим углом рассеивания

Вам подойдет карманный туристический фонарик

Вам подойдет миниатюрный фонарик

Вам подойдет налобный фонарь

Предыдущая

Кварцевые и УльтрафиолетовыеКак использовать ультрафиолетовую лампу для дезинфекции помещений

Следующая

Кварцевые и УльтрафиолетовыеОсобенности выбора ультрафиолетовых ламп для выращивания растений и их использования

Добавить комментарий