Loading…

Nadfiolet

Victoria Bogusz

Updated April 2, 2023

Transcript

Nadfiolet

Prezentację wykonała Victoria Bogusz

O nadfiolecie

Nadfiolet

to promieniowanie elektromagnetyczne o długościach fal mniejszych od długości fali światła fioletowego – skrajnej barwy odbieranej przez człowieka. Zakres promieniowania ultrafioletowego obejmuje zakres długości fal od 10nm do 380 nm. Od strony fal dłuższych granica zakresu ultrafioletu jest zdeterminowana fizjologią ludzkiego oka. Natomiast dolna granica jest umowna. Zakres nadfioletu częściowo pokrywa się z zakresem promieniowania rentgenowskiego. Długości fal od 10nm do 100 nm różne źródła przypisują do nadfioletu lub do promieni rentgenowskich.

Definicja

Ciekawostka

Zwierzęta, które widzą w ultrafiolecie, np. niektóre ptaki i owady, mogą mieć całkiem inny obraz świata. Kilka lat temu zespół prof. Glena Jeffery z University College w Londynie odkrył, że renifery także widzą promieniowanie ultrafioletowe o długości fali od 400 do 300 nm. W Arktyce, gdzie żyją te zwierzęta, przez długie okresy brakuje światła, ale promieniowania ultrafioletowego jest stosunkowo dużo, bo odbija się ono od śniegu i lodu. Ultrafiolet jest silnie pochłaniany przez porosty – podstawowe pożywienie reniferów. Renifery prawdopodobnie widzą je jako czarne, silnie kontrastujące z białym śniegiem. Zdolność do widzenia w ultrafiolecie pozwala też reniferom unikać wilków, których sierść również pochłania ultrafiolet.

Ciekawostka

Nazwy

Ultrafiolet

Nadfiolet

Promieniowanie UV

Promieniowanie ultrafioletowe

Promieniowanie nadfioletowe

Ciekawostka

Słowo ,,ultrafiolet'' utworzone jest z łacińskiego słowa ultra (ponad, poza, dalej, więcej) i wyrazu ,,fiolet'', oznaczającego barwę o najmniejszej długości fali w świetle widzialnym. Dawniej było nazywane promieniowaniem pozafiołkowym lub nadfiołkowym.

Johann Wilhelm Ritter

Ciekawostka

William Hyde Wollaston

Ciekawostka

Nadfiolet został odkryty niezależnie przez niemieckiego fizyka, Johanna Wilhelma Rittera, i brytyjskiego chemika, Williama Hyde’a Wollastona, w 1801 roku.

Rodzaje nadfioletu

Zakres promieniowania ultrafioletowego dzielimy na podzakresy ze względu na skutki działania promieniowania na organizmy żywe:

VUV (ang. vacuum UV)

VUV

(ang. vacuum UV)

długość fali 100 – 200nm, światło UV o najkrótszej długości fali w zakresie światła UV. Jest nieemitowalne w otoczeniu powietrza, a jedynie w otoczeniu próżni. Dlatego z punktu widzenia procesu utwardzania jest zjawiskiem pomijalnym.

UVC

Promieniowanie UVC o długości fal 100 – 280 nm – jest w całości pochłaniane przez warstwę ozonową atmosfery. Promieniowanie to ma charakter silnie bakteriobójczy. Lampy UVC, emitujące promieniowanie ultrafioletowe, stosuje się do dezynfekcji pomieszczeń i urządzeń. Usuwają wirusy, bakterie i grzyby, ale podczas ich używania trzeba uważać, aby nie narazić ludzi na promieniowanie UVC, które powoduje oparzenia skóry i uszkodzenia wzroku.

UVB

Promieniowanie UVB o długości fal 280–320 nm – stanowi 5% promieni ultrafioletowych docierających do powierzchni Ziemi. Nie przenika przez szkło okienne, ale przechodzi przez szkło kwarcowe. Jego natężenie zależy od pory roku i dnia – jest najsilniejsze latem pomiędzy godziną 10 a 15, zwłaszcza w bezchmurny dzień. Natężenie promieniowania UVB zwiększa się wraz z wysokością nad poziomem morza. Niewielka dawka tego promieniowania powoduje opaleniznę, ale zbyt duża może być przyczyną poparzenia słonecznego i wywołać zmiany nowotworowe. Promieniowanie to ma też korzystny wpływ na zdrowie człowieka – już niewielka dawka powoduje wytwarzanie cennej witaminy D3 w skórze.

UVA

Promieniowanie UVA o długości fal 320–400 nm – stanowi 95% promieniowania UV docierającego do powierzchni Ziemi. Przenika przez szkło okienne. Dociera w skórze najgłębiej, w okolice naczyń krwionośnych. Jest najmniej szkodliwe w porównaniu z promieniowaniem z pozostałych zakresów, ale długotrwała ekspozycja przyspiesza procesy starzenia się skóry i może być przyczyną zaćmy, czyli zmętnienia soczewki oka.

Zastosowania nadfioletu

Jonizacja

Jonizacja a nadfiolet

W zakresie ultrafioletu przebiega granica między promieniowaniem jonizującym i niejonizującym. Promieniowanie ultrafioletowe o długości fali poniżej 300 nm wywołuje jonizację, która polega na wybijaniu elektronów z atomów lub cząsteczek przez fotony promieniowania.

Jonizacja a drobnoustroje

Promieniowanie jonizujące jest szkodliwe dla organizmów żywych, ponieważ rozbija cząsteczki, z których zbudowane są komórki organizmów i w ten sposób je niszczy. Ultrafiolet UVC zabija bakterie, wirusy, pleśnie, grzyby oraz wszelkie inne drobnoustroje. Światło ultrafioletowe niszczy cienką warstwę lipidową (tłuszczową) koronawirusa, uniemożliwiając mu namnażanie się.

Zastosowanie

Promieniowanie UVC o długości fal 100 – 280 nm znajduje zastosowane w sterylizatorach do odkażania smartfonów, laptopów, przyrządów w salonach kosmetycznych oraz sprzętu medycznego, a także autobusów i innych miejsc, gdzie spotyka się wielu ludzi. Należy jednak pamiętać, aby podczas ich używania nie narazić ludzi na promieniowanie UV‐C, które powoduje oparzenia skóry i uszkodzenia wzroku. Coraz powszechniejsze staje się zastosowanie promieniowania UV w dezynfekcji wody pitnej, a także wody w basenach i parkach wodnych. Ważne dla środowiska jest też zabijanie szkodliwych drobnoustrojów w ściekach komunalnych i przemysłowych. Systemy do dezynfekcji ścieków za pomocą promieniowania UV pozwalają na rezygnację z chlorowania, eliminując negatywny wpływ na środowisko zbiorników wodnych, do których wpływają oczyszczone ścieki.

Fluorescencja

Fluorescencja a nadfiolet

Oświetlenie niektórych substancji promieniowaniem UV powoduje fluorescencję, czyli świecenie. Zjawisko to polega na tym, że fotony promieniowania UV są pochłaniane i powodują wzbudzenie elektronów w atomach lub cząsteczkach. Podczas powrotu elektronu do niższego stanu energetycznego następuje emisja światła widzialnego.

Zastosowanie

Kryminalistyka

Bezpośrednio na miejscu zdarzenia należy jak najszybciej i najdokładniej odszukać pozostawione ślady. Wiele płynów biologicznych oraz niektóre narkotyki posiadają własności fluorescencyjne. Dla technika kryminalistyki oznacza to, że ślady oświetlone właściwymi promieniami ultrafioletowymi zaczynają świecić, stając się łatwymi do odnalezienia, co pozwoli na szybsze i pewniejsze zebranie próbek do przebadania.

Sprawdzanie autentyczności banknotów

Na banknocie oświetlonym promieniowaniem UV ujawniają się elementy niewidoczne w świetle widzialnym. Zjawisko fluorescencji wykorzystuje się często do sprawdzania autentyczności banknotów. Banknoty zawierają substancje fluorescencyjne, niewidoczne w świetle widzialnym, a świecące przy kontakcie z promieniami UV.

Identyfikacja materiałów wykazujących właściwości fluorescencyjne

Zjawisko fluorescencji umożliwia identyfikację materiałów wykazujących właściwości fluorescencyjne, czyli świecących pod wpływem promieniowania UV. Takie właściwości wykazują zazwyczaj materiały organiczne, ale także minerały. Obserwacja w promieniowaniu UV pozwala dostrzec szczegóły budowy, niewidoczne w świetle widzialnym.

Mikroskop fluorescencyjny

W 2014r. Eric Betzig, Stefan W. Hell i William E. Moerner otrzymali Nagrodę Nobla w dziedzinie chemii za rozwój precyzyjnej mikroskopii fluorescencyjnej, która pozwoliła pchnąć do przodu badania w dziedzinie m.in. biologii molekularnej. Wcześniejsze ograniczenia w dokładności mikroskopów narzucane były przez długość fali światła, jedna dzięki wykorzystaniu zjawiska fluorescencji optyka w mikroskopach przeniosła się w nanowymiar, zyskując nazwę nanoskopii. Przez wiele lat naukowcy sądzili, że niemożliwa będzie obserwacja mikroskopowa licznych drobnych struktur komórkowych o rozmiarze mniejszym niż 250 nanometrów (miliardowych części metra) – granicę tę wyznacza właśnie długość fali światła. Dzięki wynalezieniu mikrokopu fluorescencyjnego możliwe stało się m.in. śledzenie tras poszczególnych cząsteczek wewnątrz żywych komórek, obserwacja tworzenia się synaps (połączeń) pomiędzy komórkami nerwowymi w mózgu czy obserwacja białek odpowiedzialnych za wywołanie choroby Parkinsona, Alzheimera czy Huntingtona.

Działanie fotochemiczne

Promieniowanie ultrafioletowe ma silne działanie fotochemiczne, czyli może inicjować lub przyspieszać reakcje chemiczne.

Uprawa roślin

Promieniowanie UV, w szczególności UV‐A oraz UV‐B, znajduje zastosowanie do

oświetlania roślin hodowanych w szklarniach i pomieszczeniach zamkniętych. Dzięki

zastosowaniu promieniowania UV rośliny jadalne wytwarzają więcej wartościowych

substancji aktywnych, takich jak antyoksydanty.

Utwardzanie lakierów, klejów, żeli

Kosmetyka, meblarstwo

Promieniowanie ultrafioletowe UVA jest wykorzystane w gabinetach kosmetycznych

do utwardzania żelów i lakierów do paznokci, a także w meblarstwie do utwardzania klejów i lakierów.

Druk UV

Jedna z najnowocześniejszych technik wykorzystywanych w druku cyfrowym to

tak zwany druk UV. W druku UV wykorzystuje się ciekłe tusze polimerowe. Ich drobne

krople są napylane na materiale, a następnie utwardzane lampami LED emitującymi światło

UV. Dzięki tej technologii powstają trwałe wydruki na różnych materiałach takich, jak szkło,

pleksi, tkaniny, folie

Solarium

Klasyczne solarium działa na zasadzie emisji promieniowania ultrafioletowego (UV), zwanego też promieniowaniem nadfioletowym o określonej długości fali. Wywołuje ono w skórze odczyn fotochemiczny, którego widocznym następstwem jest zbrązowienie skóry. W urządzeniach opalających wykorzystuje się dwa typy promieniowania, UVA i UVB. Promieniowanie UVA, czyli długi ultrafiolet o długości fal od 320 do 400 nm, wnika głęboko do skóry, gdzie może uszkadzać DNA komórek, oraz przyspieszać procesy fotostarzenia się skóry. Wywołuje tzw. bezpośrednią i krótkotrwałą opaleniznę oraz intensyfikuje działanie długiego ultrafioletu.