Radiació ultraviolada

De la Viquipèdia, l'enciclopèdia lliure.
Saltar a la navegació Saltar a la cerca
La principal font de llum ultraviolada a la Terra és el Sol. A la foto, una imatge en fals color a l’espectre ultraviolat llunyà

En física , la radiació ultraviolada ( raigs UV o ultraviolats o llum ultraviolada ) és un abast de radiació electromagnètica , pertanyent a l’espectre electromagnètic , amb una longitud d’ona immediatament inferior a la llum visible a l’ull humà i immediatament superior a la dels raigs X. De fet, el terme significa "més enllà del violeta" (del llatí ultra , "més enllà"), ja que el violeta és el color amb la freqüència més alta de l'espectre visible per a l' home (per tant, amb la longitud d'ona més curta). La radiació ultraviolada constitueix aproximadament el 10% de la llum emesa pel Sol i també és produïda per gasos ionitzats i llums particulars ( làmpades de vapor de mercuri i làmpades de Wood ). A altes longituds d'ona pot causar reaccions químiques, com ara resplendors o fenòmens de fluorescència.

Els raigs ultraviolats són invisibles per als humans. L’ull humà normalment no percep llum amb una longitud d’ona inferior a 390 nm. No obstant això, hi ha excepcions: en determinades condicions, els nens i els joves són capaços de percebre ultraviolats de fins a 310 nm. [1] [2] La lent , en general, filtra UVB o freqüències superiors, però les persones amb malalties com l' aphakia (absència de la lent ) també poden veure a la banda UV. Els insectes , [3] alguns mamífers i ocells poden veure la radiació UV a prop de les longituds d'ona visibles per als humans.

Els efectes biològics dels raigs ultraviolats , a causa de la seva interacció amb molècules orgàniques, són responsables de fenòmens com el bronzejat , les pigues , les cremades solars ; també són la principal causa de càncer de pell . Qualsevol organisme viu seria greument danyat pels raigs UV procedents del Sol si una bona part de la radiació no fos filtrada per l'atmosfera terrestre. Una baixa longitud d’ona de raigs ultraviolats, per sota de 121 nm, ionitza l’aire tan ràpidament que s’absorbeix gairebé completament abans d’arribar al terra. D’altra banda, l’ultraviolat també s’encarrega d’enfortir els ossos, participant en la formació de vitamina D , en la majoria dels vertebrats terrestres [4] , de manera que els raigs ultraviolats tenen efectes beneficiosos i nocius sobre la salut humana.

Història

La radiació ultraviolada es va descobrir el 1801, quan el físic alemany Johann Wilhelm Ritter va notar que el clorur de plata era fotosensible, és a dir, que es feia fosc en presència de "rajos invisibles" (UV) just a sota de l'extrem de l'espectre violeta visible. Els va anomenar "raigs oxidants" per emfatitzar la reacció química i distingir-los dels rajos infrarojos, descoberts l'any anterior a l'altre extrem de l'espectre visible. No obstant això, fins al segle XIX se'ls va anomenar "raigs químics", tot i que hi havia científics, com John William Draper [5] [6] , que els consideraven una mena de radiació completament diferent de la llum. El 1878 es va descobrir la propietat esterilitzant de la llum a longituds d'ona curtes sobre els bacteris i el 1960 es va reconèixer l'efecte dels raigs ultraviolats sobre l' ADN . [7]

El descobriment de la radiació ultraviolada inferior a 200 nm, anomenada ultraviolada de buit ( ultraviolada de buit) perquè és molt absorbida per l'aire, es remunta a 1893 pel físic alemany Victor Schumann. [8]

Descripció

Els raigs ultraviolats també s’utilitzen en seguretat, per evitar la falsificació de passaports, bitllets de banc, etc.

Els UV es poden dividir en diferents bandes, definides de manera diferent segons els camps d’estudi. La subdivisió més immediata és:

  • Prop de UV o prop (380-200 nm ) i UV extrem (200-10 nm).

Quan es considera l’efecte dels raigs UV sobre la salut humana, el rang de longituds d’ona UV es divideix normalment en:

  • UV-A (400-315 nm), UV-B (315-280 nm) i UV-C (280-100 nm).

El Sol emet fotons en una àmplia gamma de freqüències, cobrint les de llum ultraviolada de les tres bandes UV-A, UV-B i UV-C, però a causa de l’absorció per l’ ozó al voltant del 99% dels raigs ultraviolats que arriben a la terra superfície són UV-A. De fet, gairebé el 100% dels UV-C i el 95% dels UV-B són absorbits per l' atmosfera terrestre . La intensitat d’aquestes radiacions s’expressa amb l’índex UV , l’índex universal de radiació UV solar, reportat a les previsions meteorològiques.

Molts ocells i insectes , com les abelles , poden veure prop de la llum ultraviolada, i les flors solen tenir coloracions que són visibles per a elles.

Les porcions de radiació ultraviolada d’alta freqüència es consideren radiacions ionitzants . [9]

Bandes

La norma ISO sobre la determinació de la irradiació solar (ISO-21348) [10] descriu els següents rangs:

Nom Abreviatura Rangs de longitud d'ona
(expressat en nanòmetres )
Energia per fotó
(en volts d'electrons )
Notes / noms alternatius
Ultraviolat UV 400 - 100 3,10 - 12,4
Ultraviolat A RAÏM 400 - 315 3,10 - 3,94 Ones llargues UV, llum negra o llum de fusta
Ultraviolat B UVB 315 - 280 3,94 - 4,43 Ones UV mitjanes
Ultraviolada C UVC 280 - 100 4,43 - 12,4 UV d'ona curta, germicida
Primer pla ultraviolat NUV 400 - 300 3,10 - 4,13 Gamma sovint visible per a diverses espècies d’ocells, insectes i peixos
Ultraviolat mitjà MUV 300 a 200 4,13 - 6,20
Ultraviolada llunyana FUV 200 - 122 6.20 - 10.16
Línia

Lyman-alfa

 hidrogen
H Lyman-α 122 - 121 10.16 - 10.25 Línies espectrals a 121,6 nm, 10,20 eV. Radiació ionitzant a longituds d’ona més curtes
Ultraviolat del buit VUV 200-10 6,20 - 124 Fortament absorbida per l’oxigen atmosfèric, tot i que les longituds d’ona compreses entre els 150 i els 200 nm es propaguen a través del nitrogen
Ultraviolat

Extrem

EUV 121-10 10.25 - 124 Radiació totalment ionitzada (segons algunes definicions); completament absorbida per l’atmosfera

Ultraviolada solar

Nivells d’ ozó a diverses altituds i bloqueig de diferents bandes de radiació ultraviolada . Bàsicament, tots els raigs UVC estan bloquejats per l’ oxigen diatòmic (100-200 nm) o l’ozó (oxigen triatòmic) (200-280 nm) a l’ atmosfera . La capa d’ozó bloqueja principalment els raigs UVB . Tanmateix, l’atenuació UVB està fortament influenciada per l’ozó i moltes d’aquestes radiacions poden arribar a la superfície terrestre. La UVA representa 25% de la radiació solar que penetra a l’atmosfera.

Els objectes molt calents, a causa de l'emissió de cos negre , emeten radiació UV. El Sol emet radiació ultraviolada a totes les longituds d’ona, incloses les ultraviolades de buit i fins i tot longituds d’ona inferiors a 10 nm ( raigs X ). Les estrelles particularment calentes emeten més UV que el Sol. La llum solar a l’atmosfera més externa de la Terra es compon d’un 50% de llum infraroja, un 40% de llum visible i un 10% de llum ultraviolada, amb una intensitat total d’uns 1400 W / m 2 al buit. [11]

Els percentatges de llum solar que arriben a la superfície terrestre es converteixen en: un 44% de llum visible, un 3% d’ultraviolats quan el Sol es troba a la seva alçada màxima al cel ( zenit ) i la resta d’infrarojos [12] [13] . Per tant, l’atmosfera bloqueja aproximadament el 77% dels rajos UV del sol i gairebé totalment les longituds d’ona més curtes quan el sol arriba al seu zenit . De la radiació ultraviolada que arriba a la superfície terrestre, més del 95% està representada per UVA amb longituds d'ona més llargues, una petita part per UVB. Bàsicament no hi ha UVC. La fracció que queda d’UVB a la radiació UV, després de passar per l’atmosfera, depèn de les condicions atmosfèriques : els núvols densos bloquegen els UVB de manera eficient, mentre que en el cel parcialment ennuvolat no tots els UVB estan bloquejats, sinó que es difonen en totes les direccions de l’atmosfera. Aquest efecte és produït per Rayleigh Scattering , que també és responsable de la coloració blava del cel.

Les longituds d'ona més curtes dels UVC, així com la radiació UV més energètica produïda pel Sol, són absorbides per l'oxigen i generen ozó. La capa de l’atmosfera on es concentra aquesta forma al·lotròpica d’ oxigen s’anomena ozonosfera . El mecanisme de producció d’ozó és causat per la fotòlisi UV d’oxigen diatòmic i la seva posterior reacció amb molècules d’oxigen diatòmic ( ). L’ozonosfera té una importància fonamental, ja que absorbeix la major part dels UVB i els UVC restants que no són absorbits per l’oxigen.

Química UV

La radiació UV condueix a la degradació dels materials orgànics per raigs UV. Per evitar aquesta decadència, s’utilitzen molècules que poden absorbir part de la radiació. Al seu torn, poden patir els efectes negatius dels raigs ultraviolats, per la qual cosa és necessari comprovar periòdicament la seva capacitat d’absorció de radiació.

En els productes cosmètics per a la protecció solar hi ha substàncies capaces d’absorbir els raigs UVA / UVB com: l’avobenzona i l’octilmetoxicinamat . Per a la roba, el factor de protecció ultraviolada UPF (de l’anglès: Ultraviolet Protection Factor ) representa l’índex de protecció contra els raigs ultraviolats, similar al SPF ( factor de protecció solar) per als protectors solars. Els teixits d'estiu solen tenir una UPF al voltant de 6, cosa que significa que aproximadament el 20% dels raigs ultraviolats poden passar per la tela.

El vidre normal és en part transparent a UVA, però és opac fins a longituds d’ona més curtes, mentre que en quars, segons la qualitat, fins i tot pot ser transparent per aspirar longituds d’ona ultraviolades. Aproximadament el 90% de la llum superior a 350 nm passa pel vidre, però bloqueja més del 90% de la llum per sota de 300 nm. L’emmagatzematge de nanopartícules en envasos de vidre fosc evita l’aparició de reaccions químiques que provoquen el canvi de color a causa dels raigs ultraviolats. En aquest sentit, es va utilitzar un conjunt de filtres de vidre per calibrar els colors de la càmera de la missió ESA Mars 2019 , per evitar una mala qualitat de la imatge a causa de l’alt nivell d’UV present a la superfície de Mart [14] .

El vidre de Wood és un tipus especial de vidre inventat per Robert Williams Wood i té una composició de silicat de bari - sodi que incorpora aproximadament un 9% d’ òxid de níquel . És un got d’un color blau-violeta molt intens que el fa opac a tota la llum visible excepte la vermella i el violeta.

Astronomia

Icona de la lupa mgx2.svg El mateix tema en detall: astronomia ultraviolada .

Els cossos celestes molt calents emeten principalment llum ultraviolada ( llei de Wien ). És difícil observar aquesta llum des del terra, perquè la capa d’ozó la bloqueja la major part. Per tant, gairebé totes les observacions UV es realitzen a l’espai, mitjançant satèl·lits amb telescopis i detectors a bord que operen a l’ultraviolat.

Fonts artificials

Llum de fusta

Icona de la lupa mgx2.svg El mateix tema en detall: la làmpada de Wood .
Dos tubs de fluorescència de fusta.

El tub més llarg té un F15T8 / BLB de 15 watts aproximadament de 45,72 cm (18 polzades); la imatge de la dreta mostra el llum en funcionament, fixat a un dispositiu connectat al corrent.

El tub més curt és un F8T5 / BLB d’uns 30,48 cm (12 polzades) de llarg; la figura de la dreta mostra un element de subjecció alimentat per bateria que s’utilitza per detectar l’orina de les mascotes.

La làmpada de llum o llum negra significa una font de llum que emet radiació electromagnètica principalment en el rang UVA i en una mesura insignificant en el rang de llum visible. El llum de tub de fusta , a diferència dels tubs fluorescents habituals, no utilitza fòsfor a la superfície interna del tub, sinó que filtra l’emissió ultraviolada del gas a través d’un filtre de fusta, transmetent només la radiació del rang UVA.

De vegades, s’utilitza el vidre tradicional en lloc del de Wood, que és més car: quan la làmpada està en funcionament adopta un color blau, en lloc de porpra com a la figura. També es pot generar llum negra cobrint una làmpada incandescent amb una capa de vidre de Wood. Tot i que és molt econòmic, la seva eficiència és molt baixa: en comparació amb les làmpades de descàrrega UV, només el 0,1% de la potència de la llum s’emet en forma de radiació ultraviolada utilitzable. Les làmpades de fusta s’utilitzen principalment per observar la fluorescència, és a dir, la resplendor de color que algunes substàncies desprenen quan són sotmeses a radiació UV, convertint la seva energia en llum visible. Depenent de la font i / o filtre, la llum de Wood pot tenir diverses longituds d'ona, produint fluorescències diferents i / o més o menys accentuades sobre les substàncies que hi estan sotmeses. La longitud d’ona de 365 nm, per exemple, és la més adequada per comprovar bitllets de banc, mentre que les fonts més habituals a 395 nm produeixen efectes diferents i menys pronunciats.

Llums UV de baixa longitud d'ona

Llum germicida de 9 watts.
Llum germicida comercial.

Es poden crear làmpades UV de longitud d’ona curta mitjançant tubs fluorescents sense el recobriment de fòsfor. Aquestes làmpades emeten llum ultraviolada amb dos pics en el rang UVC a 253,7 nm i 185 nm, a causa del mercuri dins de la làmpada. El 85-95% dels raigs UV produïts per aquestes làmpades tenen una longitud d’ona de 253,7 nm i només un 5-10% es troba a 185 nm.

El tub de quars fusionat deixa passar la radiació a 253 nm i la bloqueja a 185 nm. Aquest tipus de tub té dues o tres vegades la potència UVC d’una làmpada fluorescent normal. Les làmpades de baixa pressió tenen aproximadament un 30-40% d’eficiència, cosa que significa que cada 100W d’electricitat consumida per la làmpada es produeix aproximadament un 30-40W d’UV total. Aquestes làmpades, anomenades germicides, s’utilitzen bàsicament per desinfectar superfícies en laboratoris i la indústria alimentària i per desinfectar el subministrament d’aigua.

Llums de descàrrega de gas

Icona de la lupa mgx2.svg El mateix tema en detall: llum de descàrrega .

Les làmpades de descàrrega de gas tenen efectes diferents segons el gas utilitzat. Les làmpades d’ argó i deuteri s’utilitzen sovint com a font estable, tant sense finestra com amb finestra [ no clar ] , per exemple de fluorur de magnesi [15] . Aquestes fonts d’emissió s’utilitzen per a l’anàlisi química.

Altres fonts UV amb un espectre d’emissió més continu són: la làmpada de xenó (que s’utilitza habitualment per simular la llum solar), la làmpada de deuteri, la làmpada de mercuri-xenó i la làmpada d’halogenurs metàl·lics .

La làmpada excimer és una font UV que s’ha desenvolupat durant les darreres dues dècades. El seu ús és creixent, trobant feina en diversos camps científics; té els avantatges d’alta intensitat, alta eficiència i, a més, emet radiació de longituds d’ona en el ultraviolat al buit.

LED ultraviolats

Un LED UV de 380 nm

Els LED , del díode emissor de llum anglès, es poden fabricar per emetre radiacions en el rang ultraviolat. L'eficiència d'aquests dispositius és d'aproximadament un 5-8% a 365 nm, a 395 nm supera el 20%, mentre que a longituds d'ona més llargues poden ser encara més eficients. Hi ha primeres aplicacions de LEDs, per exemple en impressions digitals o entorns de curat UV, i són molt eficients. És possible crear LEDs amb una densitat de potència que pot arribar fins als 3 W / cm 2 (30 kW / m 2 ); juntament amb els desenvolupaments més recents en fotoiniciadors, serà possible crear materials composts de LED UV.

Els LED UVC s’utilitzen per a la desinfecció [16] i com a font per substituir la làmpada de deuteri en cromatografia líquida d’alt rendiment [17] .

Làser ultraviolat

Icona de la lupa mgx2.svg El mateix tema en detall: làser excimer .

Els làsers de gas , de díode o estat sòlid, es poden produir per emetre rajos ultraviolats, alguns dels quals poden cobrir tot el rang UV. El làser de nitrogen utilitza l'excitació electrònica de les molècules de nitrogen per emetre un feix d'UV. Les línies més energètiques es troben a 337,1 nm i 357,6 nm de longitud d’ona. Un altre tipus de gas làser molt potent és el làser excimer , àmpliament utilitzat per emetre radiació UV en el rang UV de buit. Actualment, el làser excimer de fluor d’argó (ArF), que funciona a una longitud d’ona de 193 nm, s’utilitza habitualment en la indústria, la medicina, la química i les comunicacions.

Sintonitzable ultraviolat mitjançant la suma o diferència de 4 ones

La barreja de quatre ones és un fenomen d’ intermodulació en òptica no lineal , pel qual les interaccions entre dues o tres longituds d’ona produeixen una nova longitud d’ona. Les formes més comunes de mescla de quatre ones són la generació d’una freqüència suma i la generació d’una freqüència diferencial. S'introdueixen tres ones a la generació de la freqüència de suma i es genera una nova ona amb una freqüència més alta, igual a la suma de les tres freqüències d'entrada. En la generació de freqüència de diferències, és típic produir una freqüència igual a la suma de dos menys la tercera. [18] [19] [20] [21] Aquesta tècnica permet generar feixos làser fins i tot a longituds d'ona compreses entre 100 i 200 nm (per a la indústria VUV ) i fins i tot inferior a 100 nm (EUV). [22] La radiació VUV o EUV sintonitzable s’obté si una de les fonts làser és sintonitzable. El segon harmònic de les fonts també es pot aprofitar. La mescla de les ones sol tenir lloc amb un prisma Glan. El medi no lineal en el qual, mitjançant la irradiació, s’afegeixen les freqüències pot ser un gas (per exemple, criptó , hidrogen , xenó ) o vapors metàl·lics (per exemple, magnesi , sodi , mercuri ). En aquesta operació, la diferència de freqüències ( ) que la suma, ja que el bloqueig de fase és més fàcil. [21]

Plasma i sincrotró: fonts d’ultraviolats extrems

Els làsers es van utilitzar per generar indirectament radiació UV no coherent ( EUV ) a 13,5 nm per a la litografia ultraviolada extrema. L’EVV no és emès pel làser, sinó per les transicions d’electrons en un plasma d’estany o xenó extremadament calent, excitat per un làser excimer . Aquesta tècnica no requereix un sincrotró , però pot produir UV a la vora de l'espectre de raigs X. Les fonts de llum de sincrotró també poden produir totes les longituds d'ona UV, incloses les que es troben al límit dels espectres de raigs X de UV i 10 nm.

Fonts de llum de sincrotró

Radiació de sincrotró reflectida per un cristall de terbi . Daresbury, radiació de sincrotró , 1990.

Una font de llum de sincrotró és una font de radiació electromagnètica (EM) produïda generalment a través d’anells d’acumulació [23] amb finalitats científiques i tècniques. Per primera vegada es va produir a través d’un sincrotró , ara la llum de sincrotró es produeix mitjançant anells d’acumulació i altres tipus d’acceleradors de partícules , generalment mitjançant l’acceleració electrònica. Un cop generat el feix d’electrons d’alta energia, es dirigeix ​​cap a components auxiliars, com ara: imants ondulants i dispositius per a la inserció als anells d’acumulació amb tècniques d’aquest tipus, s’obtenen làsers d’electrons lliures . D’aquesta manera els camps magnètics forts, perpendiculars al feix, converteixen els electrons d’alta energia en fotons .

Les principals aplicacions de la llum de sincrotró són la física de la matèria condensada , la ciència dels materials , la biologia i la medicina .

Efectes sobre la salut humana

Tubs de vapor de mercuri per a l'emissió de raigs ultraviolats, el superior emet raigs UV-A (llum de Wood), l'altre raigs UV-C (llum germicida)

Els raigs ultraviolats afavoreixen la conversió del 7-deshidrocolesterol que pot donar lloc a colecalciferol , reaccions inherents a la química de la vitamina D.

Els raigs ultraviolats també poden induir l'excitació de la molècula d' ADN , un estat d'excitació que pot durar més o menys temps, i normalment el retorn a l'estat fonamental es produeix sense que s'indueixi cap alteració; no obstant això, de forma episòdica, es poden produir enllaços químics inadequats entre les pirimidines adjacents, el dany no sempre és reparat eficaçment per mecanismes biomoleculars. [24] La UV-A es considera menys nociva que altres bandes, però encara pot causar cremades en dosis elevades i una síndrome anomenada acne mallorquí . Es consideren responsables dels càncers de pell com el melanoma , el carcinoma de cèl·lules basals o els tumors no melanocítics, de manera similar als UV-B més energètics i nocius [24] [25].

Una làmpada de fusta , que emet radiació principalment a l’espectre ultraviolat A (entre 315 i 390 nm ) i poca a l’espectre de llum violeta visible (al voltant de 400 nm).

Són els principals responsables de l'envelliment de la pell , encara que els raigs UV-B també hi juguen el seu paper [26] . Les altes intensitats UV-B són nocives per als ulls i l’exposició perllongada pot causar fotokeratitis ( flash de soldador en anglès, on welder significa welder , en aquest cas arc) i fotodermatitis [24] [27] . Tant UV-B com UV-C poden danyar les fibres de col·lagen i, per tant, accelerar l’ envelliment de la pell . Els raigs UV-A penetren més profundament a la pell que els raigs UV-B i UV-C i danyen les cèl·lules que produeixen fibres de col·lagen o fibroblasts . A més, les radiacions UV-B i UV-C són capaces d’activar virus com l’ Herpes simplex . [24] Alguns protectors solars cosmètics protegeixen bé dels raigs UV-B, però sovint malament dels raigs UV-A, les principals causes de l'envelliment solar. Se suposa que el 80% de les arrugues són causades per l'exposició al sol.

200 euros exposats en radiació UV

La radiació ionitza les molècules d’ ADN de les cèl·lules de la pell, induint les bases adjacents de timina i citosina per formar enllaços covalents . Dues bases adjacents de timina o citosina no s’uneixen de manera normal, sinó que provoquen una distorsió de l’hèlix de l’ADN, que interfereix amb els mecanismes de còpia i, en general, amb el funcionament de l’ADN. Tot això condueix fàcilment a mutacions , que sovint donen lloc a episodis de càncer [9] [24] [28] [29] . Aquest efecte de la UV-B es pot observar fàcilment en cultius bacterians .

Com a defensa contra la llum ultraviolada, després d'una curta exposició, el cos es bronzeja i allibera melanina , un pigment fosc. La quantitat de melanina varia segons el tipus i el color de la pell. La melanina ajuda a bloquejar la penetració dels raigs UV i evita que danyin la part profunda de la pell. Els protectors solars parcialment bloquejants UV estan disponibles comercialment. Malgrat això, la majoria dels dermatòlegs recomanen no exposar-se massa al sol de l’estiu, especialment a les hores centrals del dia. Una major protecció de l' epiteli de la cornea i dels mitjans diòptrics oculars, com ara la lent i la retina , és adequat utilitzar unes propietats protectores de la lent . La resina o els materials vidriosos impliquen una absorció en l’espectre de 330 nm, amb colors adequats, la transmitància dels raigs UV es bloqueja fins al valor de 400 nm.

Els efectes positius de la llum ultraviolada inclouen la inducció de la producció de vitamina D a la pell, una vitamina que afavoreix la reabsorció del calci al ronyó, l’absorció intestinal de fòsfor i calci i els processos de mineralització i diferenciació òssia d’algunes línies. com l’activació d’algunes funcions neuromusculars.

Les teràpies Puva per a la psoriasi i el vitiligo són un altre exemple de l’ús positiu de la radiació per a la salut.

Aplicacions

Art plàstic i materials fluorescents. (Artista: Beo Beyond).
  • Les làmpades ultraviolades també s’utilitzen per purificar l’ aigua i esterilitzar ambients i instruments que s’utilitzen en hospitals i laboratoris biològics, ja que maten gairebé tots els virus i bacteris. L’ús d’aquestes làmpades en esterilització ambiental només és un complement a altres tècniques d’esterilització, ja que els diversos microorganismes es poden reparar en petites escletxes i altres parts ombrejades de les habitacions.
  • Es recomana utilitzar protecció ocular quan es treballa amb llum ultraviolada, sobretot si té una longitud d’ona curta. Les ulleres normals proporcionen protecció contra la llum.

Fotografia

Retrat fet només amb llum ultraviolada amb una longitud d’ona entre 335 nm i 365 nm.
Aurora al pol nord de Júpiter vista per la llum ultraviolada vista des del telescopi espacial Hubble

La pel·lícula fotogràfica respon a la radiació ultraviolada, però les lents de vidre de les càmeres solen bloquejar la radiació inferior a 350 nm. Els filtres de bloqueig UV, que tenen un to groc, s’utilitzen sovint per a fotografies a l’aire lliure per evitar imatges rentades i exposicions massa altes a causa dels raigs UV. Per a fotografies a prop de UV, es poden utilitzar filtres especials.

Les fotografies amb longituds d’ona inferiors a 350 nm requereixen lents de quars especials que no absorbeixen la radiació. Els sensors de les càmeres digitals poden tenir filtres interns que bloquegen els rajos UV per millorar la precisió de la representació del color. De vegades, aquests filtres interns es poden eliminar o no estar presents, però es poden utilitzar filtres de llum visible externs per preparar la càmera per a fotografies UV. Algunes càmeres han estat dissenyades per utilitzar-se en fotografia UV.

La fotografia reflectida en radiació ultraviolada és útil per a investigacions mèdiques, científiques i forenses, en aplicacions generalitzades, com ara detectar hematomes a la pell, alterar documents o restaurar pintures. La fotografia della fluorescenza prodotta dall'illuminazione a raggi ultravioletti utilizza la luce a lunghezze d'onda visibili.

Nell' astronomia dell'ultravioletto , le misure vengono utilizzate per individuare la composizione chimica del mezzo interstellare, la temperatura e la composizione delle stelle. Poiché lo strato di ozono blocca molte frequenze UV utilizzando telescopi della Terra, la maggior parte delle osservazioni UV sono fatte dallo spazio.

Industria elettrica ed elettronica

L' effetto corona sulle apparecchiature elettriche può essere rilevato dalle sue emissioni ultraviolette. Questo effetto provoca la degradazione dell'isolamento elettrico e l'emissione di ozono e ossido di azoto

Le EPROM , memorie di sola lettura programmabili e cancellabili ( Erasable Programmable Read-Only Memory) vengono cancellate attraverso l'esposizione a radiazioni UV. Questi moduli hanno una finestra trasparente ( quarzo ) sulla parte superiore del chip che consente il passaggio della radiazione UV.

La radiazione ultravioletta germicida

Magnifying glass icon mgx2.svg Lo stesso argomento in dettaglio: Radiazione ultravioletta germicida .

La radiazione ultravioletta germicida è la radiazione ultravioletta che è caratterizzata da una banda di lunghezze d'onda tale da distruggere batteri, virus e altri microorganismi, modificandone il DNA o l'RNA e quindi inattivandoli e impedendone la riproduzione. Questo principio permette la disinfezione dell'acqua e dell'aria. L' OMS ha calcolato che la potabilizzazione dell'acqua con i raggi UV costa 2 centesimi di dollaro per 1000 litri di acqua. [30]

Il SODIS

Magnifying glass icon mgx2.svg Lo stesso argomento in dettaglio: SODIS .

Anche i raggi UV che provengono naturalmente dal sole possono essere degli efficaci viricidi e battericidi. Il SODIS è un sistema che usa le bottiglie in PET e la luce del sole per disinfettare l'acqua.

Note

  1. ^ David K. Lynch e William Charles Livingston, Color and Light in Nature , 2nd, Cambridge, UK, Cambridge University Press, 2001, p. 231, ISBN 978-0-521-77504-5 .
    «Limits of the eye's overall range of sensitivity extends from about 310 to 1050 nanometers» .
  2. ^ Madhab Chandra Dash e Satya Prakash Dash, Fundamentals Of Ecology 3E , Tata McGraw-Hill Education, 2009, p. 213, ISBN 978-1-259-08109-5 .
    «Normally the human eye responds to light rays from 390 to 760 nm. This can be extended to a range of 310 to 1,050 nm under artificial conditions.» .
  3. ^ ( EN ) Alessandro Barghini e Bruno Augusto Souza de Medeiros, UV Radiation as an Attractor for Insects ( PDF ), in LEUKOS JULY 2012 PAGES 47–56 , vol. 9, n. 1 ( archiviato il 31 ottobre 2018) .
  4. ^ Matthias Wacker e Michael F. Holick,Sunlight and Vitamin D , in Dermato-endocrinology , vol. 5, n. 1, 1º gennaio 2013, pp. 51-108, DOI : 10.4161/derm.24494 , ISSN 1938-1972 ( WC · ACNP ) , PMC 3897598 , PMID 24494042 .
  5. ^ "On a new Imponderable Substance and on a Class of Chemical Rays analogous to the rays of Dark Heat", JW Draper, The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science, 1842, LXXX, pp.453–461
  6. ^ JW Draper, "Description of the Tithonometer", Phil. Magazine, 23 , pp. 401-415, 1843
  7. ^ James Bolton, Christine Colton, The Ultraviolet Disinfection Handbook , American Water Works Association, 2008 ISBN 978 1 58321 584 5 , pp. 3–4
  8. ^ The ozone layer protects humans from this. T. Lyman, Victor Schumann , in Astrophysical Journal , vol. 38, 1914, pp. 1-4, Bibcode : 1914ApJ....39....1L , DOI : 10.1086/142050 .
  9. ^ a b Come gli UV danneggiano il DNA
  10. ^ ISO 21348 Definitions of Solar Irradiance Spectral Categories ( PDF ), su spacewx.com . URL consultato il 21 novembre 2013 (archiviato dall' url originale il 29 ottobre 2013) .
  11. ^ Solar radiation ( PDF ), su curry.eas.gatech.edu .
  12. ^ Introduction to Solar Radiation , su www.newport.com .
  13. ^ Reference Solar Spectral Irradiance: Air Mass 1.5 , su rredc.nrel.gov . URL consultato il 12 novembre 2009 .
  14. ^ ELLIE ZOLFAGHARIFARD, How medieval stained-glass is creating the ultimate SPACE camera: Nanoparticles used in church windows will help scientists see Mars' true colours under extreme UV light , su dailymail.co.uk , 15 ottobre 2013.
  15. ^ Jules Z. Klose, J. Mervin Bridges e William R. Ott,NBS Measurement Services: Radiometric Standards in the VUV ( PDF ), in NBS Special publication , 250–3, US Dept. of Commerce, giugno 1987.
  16. ^ JM Boyce,Modern technologies for improving cleaning and disinfection of environmental surfaces in hospitals. , in Antimicrobial resistance and infection control , vol. 5, 2016, p. 10, DOI : 10.1186/s13756-016-0111-x , PMC 4827199 , PMID 27069623 .
  17. ^ UVC LEDs Enhance Chromatography Applications - GEN , su GEN .
  18. ^ ( EN ) FB Dunning, Tunable-ultraviolet generation by sum-frequency mixing , in Laser Focus; (United States) , 14:5, 1º maggio 1978. URL consultato il 22 dicembre 2019 .
  19. ^ GC Bhar, U. Chatterjee e S. Das, Generation of Tunable Ultraviolet/Visible Radiation by Sum-Frequency Mixing in Barium Borate , in Japanese Journal of Applied Physics , vol. 29, Part 2, No. 7, 20 luglio 1990, pp. L1127–L1129, DOI : 10.1143/jjap.29.l1127 . URL consultato il 22 dicembre 2019 .
  20. ^ Alain Brenier, Chaoyang Tu e Jianfu Li, Self-sum- and -difference-frequency mixing in GdAl_3(BO_3)_4:Nd^3+ for generation of tunable ultraviolet and infrared radiation , in Optics Letters , vol. 27, n. 4, 15 febbraio 2002, p. 240, DOI : 10.1364/ol.27.000240 . URL consultato il 22 dicembre 2019 .
  21. ^ a b Walsh, Phoenix., Lasers and Their Applications , EDTECH, 2018, p. 157, ISBN 978-1-83947-386-9 , OCLC 1132360449 . URL consultato il 22 dicembre 2019 .
  22. ^ L. Misoguti, IP Christov e S. Backus, Nonlinear wave-mixing processes in the extreme ultraviolet , in Physical Review A , vol. 72, n. 6, 6 dicembre 2005, p. 063803, DOI : 10.1103/PhysRevA.72.063803 . URL consultato il 22 dicembre 2019 .
  23. ^ Handbook on Synchrotron Radiation , Volume 1a, Ernst-Eckhard Koch, Ed., North Holland, 1983, reprinted at " Synchrotron Radiation Turns the Big Five-O Archiviato il 16 settembre 2008 in Internet Archive .
  24. ^ a b c d e Istituto Superiore di sanità:Il rischio da esposizione alla radiazione ultravioletta naturale e artificiale
  25. ^ Wang S, Setlow R, Berwick M, Polsky D, Marghoob A, Kopf A, Bart R, Ultraviolet A and melanoma: a review , in J Am Acad Dermatol , vol. 44, n. 5, 2001, pp. 837-46, DOI : 10.1067/mjd.2001.114594 , PMID 11312434 .
  26. ^ Photoaging of the skin ( PDF ), su anti-aging.gr.jp . URL consultato il 18 febbraio 2016 (archiviato dall' url originale il 15 febbraio 2017) .
  27. ^ John A. Parrish, Kurt F. Jaenicke, R. Rox Anderson,Erythema and melanogenesis action spectra of normal human skin , in Photochemistry and Photobiology , vol. 36, n. 2, 1982, pp. 187-191, DOI : 10.1111/j.1751-1097.1982.tb04362.x , PMID 7122713 .
  28. ^ Molecular Mechanisms of Ultraviolet Radiation-Induced DNA Damage and Repair
  29. ^ Effects of Solar Ultraviolet Photons on Mammalian Cell DNA ( PDF ), su osti.gov .
  30. ^ WHO - Water Sanitation and Health: sistemi per la potabilizzazione Archiviato il 2 ottobre 2008 in Internet Archive .

Voci correlate

Altri progetti

Collegamenti esterni

Controllo di autorità Thesaurus BNCF 22242 · LCCN ( EN ) sh85139506 · GND ( DE ) 4186733-6 · BNF ( FR ) cb11977165v (data) · NDL ( EN , JA ) 00570890
Elettromagnetismo Portale Elettromagnetismo : accedi alle voci di Wikipedia che trattano di elettromagnetismo