Ibolyántúli sugárzás

Az ibolyántúli, ultraibolya vagy ultraviola sugárzás (röviden UV-sugárzás) a látható fénynél (400-780 nm) kisebb, de a röntgensugárzásnál (0,01–100 nm) nagyobb hullámhosszúságú; a 200–400 nanométeres tartományba eső elektromágneses sugárzás. A szó eredete, hogy a legkisebb hullámhosszúságú, de még látható fény színe az ibolya (latinul: viola). Tehát az ennél nagyobb, ezen túli frekvenciájú rezgés (hullámhosszúságban ez alatti) az ibolyántúli sugárzás.
Tartalomjegyzék
Felfedezése[szerkesztés]
1801-ben Johann Wilhelm Ritter német fizikus olvasott az infravörös sugarak felfedezéséről, ami William Herschel nevéhez fűződik. Ritter hitt a természetben lévő egységben és szimmetriában. Akkoriban a napfény hatását tanulmányozta a kémiai reakciókra és elektrokémiával is foglalkozott (az elektromos áram hatásának tanulmányozása a kémiai elemekre és a vegyi reakciókra). Ennek során megfigyelte a napfény hatását ezüst-kloridra is, nevezetesen, hogy arra világos színűből átalakul sötét színűvé (később ez a felfedezés tette lehetővé a fényképezést).
Ritter elhatározta, hogy megismétli Herschel kísérletét, azzal a különbséggel, hogy ő a napfény sötétítő hatásának sebességét fogja mérni a különböző színtartományokban. Papírcsíkokat ezüst-kloriddal vont be, és ezeket egy elsötétített szobában elhelyezte egymás alatt a falon. A hőmérséklet mérése helyett azt az időt mérte, amíg egy-egy csík meg nem feketedett. Azt találta, hogy a vörös alig sötétítette meg a papírt, míg az ibolya felé haladva a sötétedés sebessége egyre nagyobb volt. Herschel ötletét átvéve, egy csíkot az ibolya fölé helyezett, és ez a papír sötétedett el a leggyorsabban, annak ellenére, hogy nem érte látható fény. Valamilyen sugárzásnak azonban érnie kellett a papírt, ami a sötétítő hatást kiváltotta.[1]
Ezeket sugarakat „deoxidáló sugarak”-nak nevezte el, megkülönböztetve a hősugaraktól és kihangsúlyozva kémiai reakcióképességüket. Emiatt először „kémiai sugár” néven vált ismertté.
Szokásos felosztása[szerkesztés]
Elnevezés | Rövidítés | Hullámhossz-tartomány (nm) | Fotonenergia (eV) |
---|---|---|---|
Az UV-tartomány alatt | látható spektrum | > 400 | < 3,1 |
Ibolyántúli A, nagy hullámhosszú vagy fekete fény | UV-A | 400–315 | 3,1–3,94 |
Közeli | NUV | 400–300 | 3,1–4,13 |
Ibolyántúli B, közepes hullámhosszú | UV-B | 315–280 | 3,94–4,43 |
Közepes | MUV | 300–200 | 4,13–6,2 |
Ibolyántúli C, kis hullámhosszú vagy germicid | UV-C (karcinogén) | 280–100 | 4,43–12,4 |
Magas | FUV | 200–122 | 6,2–10,2 |
Vákuum | VUV | 200–100 | 6,2–12,4 |
Alacsony | LUV | 100–88 | 12,4–14,1 |
Szuper | SUV | 150–10 | 8,28–124 |
Extrém | EUV | 121–10 | 10,2–124 |
Az UV-tartomány fölött | röntgensugárzás | < 10 | > 124 |
A „blacklight” (a. m. fekete fény) elnevezés abból ered, hogy bár az emberi szem számára láthatatlan, bizonyos állatok, főleg rovarok, hüllők, madarak látják.
A germicid, azaz baktériumölő kifejezés arra utal, hogy a kórokozók DNS-ében található szomszédos timinmolekulákat dimerizálja, amitől a DNS lemásolhatatlanná válik. Jóllehet ez önmagában nem öli meg őket, de kellő számú DNS-sérüléstől szaporodásképtelenné válnak.
Hatása[szerkesztés]
- UV-A (315–400 nm): a földfelszínre beeső sugárzás legnagyobb része. A többi UV-sugárzáshoz hasonlóan károsítja a kollagénrostokat, hozzájárulva így a bőr öregedéséhez. Roncsolja a bőrben levő A-vitamint is. Korábban kevésbé veszélyesnek tartották, de közvetve képes károsítani a DNS-t reaktív gyökök létrehozásával, így a bőrrák kialakulásában is szerepet játszhat. A bőr barnulását csak ideiglenesen, a melanin oxidálásával idézi elő.
- UV-B (280–315 nm): a Napból érkező sugárzás nagy részét elnyeli a Föld ózonrétege. Jótékony hatású az emberi szervezetre, mert elősegíti a csontképződést (D-vitamin-képződést), aminek hiányában angolkór lép fel. Közvetlenül károsíthatja a DNS-t (a DNS-molekulát gerjeszti, ennek hatására a molekula kémiai kötései átrendeződnek, a szomszédos citozin-bázisok dimerizálódnak), így bőrrákot okozhat. Az erős napsugárzás a szemet is károsíthatja. A szervezet ez ellen védekezik melanin-pigment termelésével, ami a bőr barnulását eredményezi. A melanin UV-A és UV-B tartományban is elnyeli és ártalmatlan hővé alakítja a sugárzást. A napvédő faktor csak az UV-B sugárzás elnyelését mutatja, mivel az UV-A gyakorlatilag nem okoz barnulást.
- UV-C (100–280 nm): teljesen elnyeli a földi légkör, csak az űrbe kilépő embereknek kell az UV-C elleni védelmet biztosítani. Baktériumölő, sterilizálásra használják.
Alkalmazásai[szerkesztés]
- Fényforrásokban fényporok gerjesztésével látható fény állítható elő.
- Csillagászatban, kihasználva, hogy nagyon forró tárgyak UV-tartományban is sugároznak (Wien törvénye), más információkat hordozó képek alkothatók.
- A flavonoidok nevüket sárga színükről kapták, az UV-fényt elnyelik, így a rovarok számára a virágzat flavonoidtartalma vonzó hatású.
- Rovarirtásra kaphatók UV-A források, amik csapdába csalják a repülő rovarokat.
- Spektroradiometria segítségével elemezhető a molekulák térbeli szerkezete.
- Tűzérzékelésre, mert számos anyag UV-tartományban is sugároz égés közben.
- Elektromos szigetelések ellenőrzésére, ugyanis a sérült szigetelés koronakisülést okozhat, ami gerjeszti a nitrogénmolekulákat, és UV-fény keletkezik.
- Fotolitográfiában UV-fényt használnak nagyon finom mintázatok előhívására.
- Hamisításvédelemre, ha a védett tárgyat fluoreszcens festékkel megjelölik. Ilyet alkalmaznak a bankjegyeknél.
- Fertőtlenítés: az UV-C-sugárzás, mivel szétroncsolja a kórokozók DNS-ét, alkalmas felületek fertőtlenítésére, ivóvíz, illetve szennyvíz kezelésére.
- Ásványtanban kihasználható, hogy számos ásvány mutat fluoreszcens tulajdonságokat.
- Törvényszéki vizsgálatokra.
- EPROM (erasable programmable read only memory) törlésére.
- Orvostudományban: UV-B fényterápia alkalmazása a pikkelysömör és ekcéma bőrtüneteinek javításához.
Jegyzetek[szerkesztés]
- ↑ Kendall Haven: 100 Greatest Science Discoveries of All Time - Libraries Unlimited, 2007, ISBN 978-1-59158-265-6
További információk[szerkesztés]
|