همه چیز درباره اشعه ماوراء بنفش و فواید و مضرات اشعه فرابنفش

خورشید منبع کاملی از امواج الکترو مغناطیسی است. همه مردم نور خورشید را به خاطر وجود اشعه ماوراء بنفش یا فرابنفش زیان بار می دانند. بیشترین آثار این اشعه بر روی پوست است. اشعه فرابفش انواع مختلف با کاربرد های متفاوتی دارد که در این مطلب به بررسی آن می پردازیم.

اشعه ماوراء بنفش چیست؟

اشعه UV یا فرابنفش یک انرژی الکترومغناطیس با طول موج کوتاه و انرژی زیاد است که قابل دیدن نیست. این اشعه بین اشعه ایکس و نور مرئی قرار گرفته است. اشعه فرابنفش به سه دسته UVA و UVC و UVB تقسیم شده است. ۹۵ درصد از اشعه فرابنفشی که به زمین می آید UVA بوده است. به خاطر وجود سپر های دفاعی امواج پر خطر فرابنفش به زمین نفوذ نمی کنند و فقط نور مرعی و امواج رادیویی قابل عبور هستند. ولی وقتی که زاویه نور خورشید به خط قائم نزدیک تر شود مقداری از اشعه فرابنفش به زمین نفوذ کرده و خطرناک است.

آثار زیان بار اشعه فرابنفش

اشعه ماوراء بنفش آثار زیان باری به همراه دارد که به بررسی آنها می پردازیم:

آفتاب سوختگی: وجود اشعه UV در نور خورشید ایجاد سوختگی در بدن می کند. اکثر مردم تجربه ای از آفتاب سوختگی بخصوص در زمان شنا کردن را دارند. برای مقابله با این مشکل استفاده از کرم های ضد آفتاب و پوشاندن پوست توصیه می شود.

ابتلا به سرطان: قرار گرفتن در معرض نور مستقیم خورشید برای مدت طولانی و جذب اشعه فرابنفش توسط پوست باعث ابتلا به سرطان پوست می گردد. به همین علت برای ساختن دستگاه های گندزدا و ضد عفونی کننده باید توجه داشت که پرتو فرابنش به بیرون نفوذ نداشته باشد. همچنین در ارتباط با این دستگاه ها باید نکات ایمنی را حتما رعایت کرد تا خطری نداشته باشد.

صدمه زدن به چشم و سیستم ایمنی بدن: برخورد مستقیم این اشعه با چشم سبب صدمه دیدن آن می شود. به بیماری حاصل از برخورد اشعه UV با چشم، برف کوری گفته می شود.

مشکل تغییر رنگ: وجود اشعه ماوراء بنفش در نور خورشید باعث کم رنگ شدن اشیاء می شود. که در حال حاضر با بکار بستن روش هایی کمی از این موضوع جلوگیری می شود.

اثرات مفید اشعه فرابنفش

اشعه ماوراء بنفش علاوه بر تاثیرات زیان بار، اثرات مفیدی نیز دارد که در ادامه به آن آشنا می شویم:

ویتامین D: ویتامین D مورد نیاز بدن در نور خورشید وجود دارد. اشعه فرابنفش حاوی ویتامین D بوده که یکی از ویتامین های ضروری در تشکیل استخوان هاست. بعلاوه سبب رشد سیستم ایمنی بدن شده و از برخی سرطان ها جلوگیری می کند.

تاثیرات ضد عفونی کنندگی: اشعه ماوراءبنفش تاثیر بسیار زیادی در از بین بردن باکتری ها و ویروس ها دارد. از گذشته همواره برای از بین بردن باکتری ها، قارچ ها و ویروس ها از این اشعه کمک گرفته می شده است. این خاصیت اشعه UV باعث شده تا تاثیر منفی بر روی آب نداشته باشد. در دنیای امروزی از اشعه فرابنفش برای گندزدایی در خانه و یا موارد صنعتی و تصفیه آب شهری استفاده می شود.

درمان مشکلات پوستی: در درمان برخی از مشکلات پوستی مثل پسوریازیس از اشعه فراء بنفش استفاده می شود.

بهتر شدن اخلاق و روحیه: بعد از جذب نور خورشید توسط بدن ترشحات غده پینه آل بیشتر می شود. یکی از این غده ها تریپتامین بوده که ترشح آن به بهتر شدن خلق و خو کمک می کند.

کمک به بینایی در بعضی از حیوانات: این اشعه به برخی حیوانات برای تشخیص میوه های رسیده کمک می کند. در برخی موارد بازتاب پرتو فرابنفش به پرنده ها در تشخیص محیط و به زنبورها برای یافتن گل مناسب کمک می نماید.

یافتن جهت: بازتاب و انعکاس اشعه ماوراء بنفش برای مسیر یابی به حشرات کمک می کند. به همین دلیل است که حشرات در برخی موارد با اختلال در پرواز مواجه می شوند. از این موضوع برای ساختن حشره کش های نوری کمک گرفته می شود.

پهنه و طول موج اشعه فرابنفش

طول موج اشعه ماوراء بنفش بین موج های ۰.۰۱۴۴ میکرومتر و ۰.۳۹ میکرومتر قرار دارد. این اشعه را از نظر طول موج به سه نوع تقسیم می کنند:

اشعه فرابنفش با طول موج بلند یا فرابنفش A: اشعه فرابنفش A در بین طول موج ۰.۳۰ و ۰.۳۱۵ میکرومتری قرار گرفته است. این اشعه در نور آفتاب، چراغ های الکتریکی معمولی و قوس الکتریکی زغال وجود دارد.

اشعه فرابنفش با طول موج متوسط یا فرابنفش B: طول موج در این نوع اشعه فرابنفش بین طول موج ۰.۳۱۵ و ۰.۲۸ میکرومتر قرار دارد. اشعه فرابنفش B در نور چراغ بخار جیوه و قوس های الکتریکی با الکترود های فلزی موجود است که تاثیر زیادی بر روی پوست دارند.

اشعه فرابنفش با طول موج کوتاه یا فرابنفش C: پرتو ماوراء بنفش C در رده طول موج های کمتر از ۰.۲۸ میکرومتری قرار گرفته است. این اشعه تنها در قوس الکتریکی جیوه قرار دارد.

موارد جذب اشعه UV

• در شیشه های معمولی تنها اشعه ماوراء بنفش A قابل عبور است. امروزه در صنعت شیشه های ساخته می شود که طول موج ۰.۲۶ میکرومتر یعنی پرتو فرابنفش B ،A  و مقداری از C نیز از آن عبور کند.
• کوارتز شفافیت بیشتری نسبت به شیشه دارد و طول موج های کمتر از ۰.۱۸ میکرومتر را جذب می نماید. به همین خاطر است که حباب های چراغ های اشعه فرابنفش از کوارتز ساخته می شوند.
• از شفاف ترین مایع ها آب است که رده های نازک آن اشعه فرابنفش با طول موج کمتر از ۰.۲ را عبور می دهد.
• گاز ها نیز شفاف بوده و طول موج های بیشتر از ۰.۱۸ میکرومتر اشعه فرابنفش از لایه های هوا به راحتی عبور می نماید.

منبع های جذب پرتو فرابنفش

اشعه ماوراء بنفش منابع زیادی دارد که در ادامه به دو مورد از آن اشاره می کنیم:

۱. قوس الکتریکی زغال: مقدار اشعه UV در زغال تقریبا کم بوده اما با اضافه کردن اکسید های فلزی به الکترودهای زغال میزان آن افزایش پیدا می کند. برای انجام این کار الکترود هایی ساخته می شود که یک غلاف زغالی در آن ها دور اکسید فلزی را در برگرفته است. الکترود قوس های ساخته شده از فلز خالص به مقدار زیادی اشعه ماوراء بنفش دارند.

۲. چراغ های بخار جیوه: یکی از رایج ترین و بهترین منابع پرتو فرابنفش چراغ های بخار جیوه است. این چراغ ها با مصرف کم میزان بیشتری از اشعه فرابنفش تولید می نمایند. قسمت اصلی لامپ ساخته شده از لوله ای به جنس کوارتز است که در دو طرفش دو مخزن جیوه وجود دارد.

چگونگی اندازه گیری اشعه فرابنفش

اندازه گیری اشعه ماوراء بنفش با توجه به خواص فیزیکی و شیمیایی آن امکان پذیر است. این اشعه با کمک ابزاری به نام اکتی نومتر Actinometer اندازه گیری ی شود که در سه نوع وجود دارند:

۱. پیل ترموالکتریک: وسیله ای است که کل اشعه UV را جذب می نماید. با قرار دادن آن در معرض تابش نور حرارت بدست آمده اندازه گیری می شود.

۲. اکتی نومتر فیزیکی: سلول فوتوالکتریک بهترین و مهمترین اکتی نومتر بوده که از حبابی با جنس کوارتز که به طور کامل تخلیه شده و دو الکترود دارد، ساخته شده است.

۳. اکتی نومتر شیمیایی: املاح نقره به خاطر تابش پرتو ماوراء بنفش احیا می شود و نقره آن آزاد شده و باعث سیاح شدن املاح می گردد. اکتی نومتری که این ویژگی را داشته باشد، اکتی نومتر بوردیه نامیده می شود.

ویژگی فیزیکی اشعه فرابنفش

علاوه بر مطالب گفته شده اشعه ماوراء بنفش خاصیت فیزیکی نیز دارد که به آن اشاره می کنیم:

ویژگی فوتوالکتریک: تابیدن اشعه UV به فلزات باعث جدا شدن الکترون از آن ها می شود. این جدا شدن الکترون در تمام فلزات یکسان نبوده و متفاوت است. میزان جدا شدن الکترون در فلز کادیوم از بقیه بیشتر است. میزان الکترونی جدا شده از فلز به مقدار انرژی تابیده شده بستگی داشته و با آن تناسب دارد.

ویژگی های شیمیایی اشعه فرابنفش

خواص شیمیایی اشعه ماوراء بنفش عبارتند از:

۱. ویژگی فلوئورسانس: ویژگی جالب اشعه فرابنفش خاصیت فلوئورسانس آن است. وقتی در برابر اشعه UV یا یک چراغ بخار جیوه، اشیائی مثل گج و کولوفان، محلول سالسیلات دو سود، آنتی پیرین و یا برخی از سنگ های معدنی قرار بگیرد، خواهید دید که هر کدام با توجه به مقدار جذب اشعه به رنگ های مختلف درخشان می شوند. این ویژگی به طول موج و شدت جذب اشعه وابسته است.

۲. ویژگی فوتو شیمیایی: این اشعه یکسری فعل و انفعالات شیمیایی را به وجود می آورد. که این خاصیت در پرتو های با طول موج کوتاه ۰.۳ میکرومتر بیشتر بوده است. مثلا در نور مرئی که املاح نقره را تجزیه کرده و فلز آن را آزاد می کند.

نکته پایانی:

امروزه اشعه ماوراء بنفش در ضد عفونی کردن آب، تحریک شدید اعضای حسی سطحی، تخری باکتری ها و تخریب نسوج پر کاربرد است.