После того как было открыто инфракрасное излучение, немецким физиком Иоганном Вильгельмом Риттером были начаты поиски излучения, находящегося в противоположном конце спектра, имеющий длину волны короче, чем у фиолетового цвета. Уже в 1801 году В. Риттер выяснил, что хлорид серебра, который разлагается под действием света, за пределами фиолетовой области под действием невидимого излучения разлагается быстрее. Сам хлорид серебра имеет белый цвет, и на свету он темнеет в течение нескольких минут. Различные участки спектра влияют по-разному на скорость потемнее, и быстрее всего это происходит в фиолетовой области спектра. После этого, долгое время учёные, включая и Риттера, делили свет на три компонента: инфракрасный его также называли окислительным или тепловым; осветительный компонент или же видимый свет и последний восстановительный компонент это и есть ультрафиолетовое излучение. В те времена это излучение также называли «актиническим излучением». Идею о единстве этих трёх компонентов в 1842 году в свои труды внесли такие учёные, как Александр Беккерель, Мачедонио Мелони и многие другие. Но что же такое вообще ультрафиолетовое излучение?
Ультрафиолетовое (УФ) излучение — это электромагнитное излучение, которое лежит в спектральном диапазоне между видимым и рентгеновским излучением и характеризуется длиной волны от 10 нм до 400 нм. Данный вид спектра достигает высоких температур и появляется, когда температура доходит от 1500 °С до 23000 °С.
Ультрафиолет делят на ближний, средний, дальний или вакуумный. Вакуумным его называют потому, что исследование возможно только в вакууме, так как излучение этого диапазона сильно поглощается воздухом. К тому же каждый вид обладает своим свойством и находит своё применение.
Спектр УФ-лучей, доходящих до поверхности Земли, узок (400–285 нм). Выходит, что Солнце с длиной волны короче 285 нм не испускает свет. На вопрос «так это или нет?» был найден ответ французу А. Корню, который установил, что ультрафиолетовые лучи короче 295 нм поглощаются озоном. На основе этого А. Корню предсказал, что Солнце излучает коротковолновое УФ-излучение. Под его действием молекулы кислорода распадаются на единичные атомы и создают молекулы озона. В верхних слоях атмосферы озон покрывает планету защитным слоем.
Когда человек смог подняться в эти слои атмосферы, догадки ученого подтвердились. Высота Солнца над горизонтом и количество УФ лучей, которые поступают на поверхность земли и находятся в прямой зависимости. Когда освещенность изменится на 20 % количество УФ лучей, которые дошли до поверхности уменьшится в 20 раз. Проведенные исследования показали, что на каждые 100 м подъёма интенсивность УФ-излучения увеличивается на 3–4 %. На экваторе, когда Солнце пребывает в зените, земная поверхность доходит до лучей длиной 290–285 нм, а на поверхность земли за полярным кругом попадают лучи, имеющие длину волны 350–380 нм.
Источники ультрафиолетового излучения.
УФ-излучению присущи свои источники:
1. Природные источники;
2. Источники, сделанные человеком;
3. Лазерные источники.
Природным источником УФ-излучения служит наше Солнце-это их единственный концентратор и излучатель. Расположенная к нам ближе всего звезда излучает сильный заряд волн, который способен пройти через озоновый слой и достичь поверхность земли. Целый ряд исследований позволили учёным выдвинуть теорию о том, что жизнь на Земле зародилась лишь с появлением озонового слоя, который защищает всё живое от проникновения вредного избыточного УФ-излучения.
Источники, созданные человеком-это искусственные источники ультрафиолета. Ими могут быть сделанные людьми приборы, технические средства, устройства. Делаются они для того, чтобы получить нужный спектр света с данными параметрами длины волны. С этой целью получают УФ-излучение, которое можно применить со смыслом в различных областях деятельности.
Источниками искусственного появления могут быть:
1. Эритемные лампы, которые обладают способностью задействовать синтез витамина D в коже человека. Они не только оберегают от заболевания рахитом, но и лечат его.
2. Аппараты для соляриев, которые дают естественный красивый загар.
3. Лампы-атрактанты — это лампы, которые используются в помещениях для борьбы с насекомыми.
4. Люминесцентные устройства.
5. Ксеноновые лампы.
6. Высокотемпературная лампа.
7. Газоразрядные устройства.
Лазерные источники также относятся к искусственным источникам ультрафиолета. Работа лазера основана на возбуждении инертных и не инертных газов. Ими могут быть неон, аргон, азот, кристаллы и т. д. В наши дни есть лазер, который работает на свободных электронах. В нем получают длину волны УФ-излучения равную той, что встречается в вакуумных условиях. Лазерный ультрафиолет применяется в биотехнологических, микробиологических исследованиях и т. д.
Применение ультрафиолетового излучения.
УФ-излучению присущи следующие характеристики, позволяющие применять его в разных сферах:
1. Бактерицидное воздействие;
2. Сияние разных веществ различными оттенками, т. е. способность вызывать люминесценцию.
3. Большой уровень химической активности.
На основании этого УФ-излучение может применяться в медицине, спектрометрических анализах, астрономии, для уничтожения бактерий, насекомых и вирусов.
Спектрометрия специализируется на распознании соединений и их состава по способности поглощать определенный длины УФ-свет. Вымирание насекомых основано на том, что они видят коротковолновые спектры, неуловимые человеческим глазом. Насекомые летят на этот источник и этим они подвергают себя уничтожения. В соляриях тело человека подвергают воздействию УФ-А. После чего в коже человека вырабатывается меланин, который придает ей ровный и более темный цвет. Тут очень важно защитить глаза и чувствительные зоны.
Медицина. Использование ультрафиолета в данной области также связано с уничтожением бактерий и вирусов.
Медицинские лечения ультрафиолетом:
- Воспалительные процессы;
- Инфекционные заболевания невралгии;
- Травма костей, тканей;
- Заболевания уха, горла, носа;
- Рахиты и трофические язвы желудка;
- Туберкулёз, астма и мн.др.
Таким образом, с помощью ультрафиолета медикам удаётся спасти жизнь миллионов людей и вернуть им здоровье.
В настоящей работе мы познакомились с ультрафиолетовым излучением, источниками его излучения и применением.
Литература:
- Бейкер, А., Беттеридж Д. Фотоэлектронная спектроскопия // М.: Наука, 1985.
- Дубров, А. П. Генетические и физиологические эффекты действия ультрафиолетовой радиации на высшие растения // М.: Просвещение
- Лазарев, Д. Н. Ультрафиолетовая радиация и ее применение // Л., 1950.
- Мейер, А., Зейтц, Э. Ультрафиолетовое излучение // М.: Наука, 1982.
