UV jeb ultravioletā gaisma ir neredzams elektromagnētiskā starojuma veids, kam ir īsāks viļņa garums nekā gaismai, ko var redzēt cilvēki. Tas nes vairāk enerģijas nekā redzamā gaisma un dažreiz var saraut saites starp atomiem un molekulām, mainot tai pakļauto materiālu ķīmisko sastāvu. UV gaisma var izraisīt arī dažu vielu redzamās gaismas izstarošanos, ko sauc par fluorescenci. Šis gaismas veids, kas atrodas saules gaismā, var būt labvēlīgs veselībai, jo tas stimulē D vitamīna ražošanu un var iznīcināt kaitīgos mikroorganismus, bet pārmērīga iedarbība var izraisīt saules apdegumus un palielināt ādas vēža risku. UV gaismai ir daudz pielietojumu, tostarp dezinfekcija, dienasgaismas spuldzes un astronomija.
Termins “ultravioletais” nozīmē “ārpus violets”. Spektra redzamajā daļā viļņa garums samazinās – un elektromagnētisko viļņu enerģija palielinās – no sarkanas līdz oranžai, dzeltenai, zaļai, zilai un violetai, tāpēc UV gaismai ir īsāks viļņa garums un vairāk enerģijas nekā violetajai gaismai. Viļņu garumus mēra nanometros (nm) vai miljarddaļās no metra, un ultravioleto viļņu garumi ir no 10 nm līdz 400 nm. To var klasificēt kā UV-A, UV-B vai UV-C viļņa garuma samazināšanās secībā. Alternatīva klasifikācija, ko izmanto astronomijā, ir “tuvs”, “vidējais”, “tāls” un “ekstrēms”.
Saule rada visu kategoriju ultravioleto gaismu; tomēr īsākos, augstākos enerģijas viļņu garumus absorbē atmosfērā esošais skābeklis un jo īpaši ozona slānis. Rezultātā ultravioletais starojums, kas sasniedz virsmu, galvenokārt sastāv no UV-A, ar nelielu U-VB. Tas ir UV-B, kas ir atbildīgs par saules apdegumiem. Saules gaismai, kas sasniedz Zemes virsmu, ir gan priekšrocības, gan briesmas.
Ieguvumi
Ultravioletā gaisma, īpaši UV-B, ir nepieciešama, lai āda varētu ražot D vitamīnu. Tas pārvērš ādā atrodamo ķīmisko vielu par vitamīna prekursoru, kas pēc tam veido pašu vitamīnu. Šis vitamīns ir būtisks cilvēka veselībai, un tā trūkums ir saistīts ar imūnsistēmas traucējumiem, sirds un asinsvadu slimībām, augstu asinsspiedienu un dažādiem vēža veidiem. Smags deficīts izraisa kaulu slimību, ko sauc par rahītu. Saules gaismas trūkums ir galvenais D vitamīna deficīta cēlonis, un saules aizsargkrēms novērš tā veidošanos.
Ir arī citi ieguvumi, kas saistīti ar ultravioleto gaismu, kas, šķiet, nav atkarīgs no D vitamīna ražošanas. Bieža pakļaušana mērenam saules gaismas daudzumam, ti, saules gaismas daudzumam, kas nav pietiekams, lai izraisītu saules apdegumus, var nodrošināt zināmu aizsardzību pret ādas vēzi. Ir pierādījumi, ka cilvēki, kas strādā ārpus telpām, ir mazāk uzņēmīgi pret šo slimību. Šķiet, ka bērniem, kuri daudz laika pavada āra aktivitātēs, ir mazāks risks saslimt ar ādas vēzi vēlākā dzīvē. Citas iespējamās labvēlīgās ietekmes ietver samazinātu sirds un asinsvadu slimību sastopamības biežumu, dažu ādas stāvokļu uzlabošanos un garastāvokļa uzlabošanos.
Daudzus potenciāli kaitīgos mikroorganismus ātri nogalina vai inaktivē UV gaismas iedarbība. Ar gaisu pārnēsātas vīrusu infekcijas, piemēram, gripa, parasti izplatās ar pilieniņām, ko izdala klepus un šķaudīšana. Šajos pilieniņos esošās vīrusa daļiņas neizdzīvo ilgi, ja tās tiek pakļautas saules gaismai, un līdz ar to šīs slimības var neizplatīties tik viegli saulainā laikā.
briesmas
Arī ultravioletās gaismas spēja izraisīt ķīmiskas izmaiņas rada briesmas. Enerģiskāks UV-B ir atbildīgs par saules apdegumiem, var izraisīt priekšlaicīgu ādas novecošanos un var mainīt DNS tādā veidā, kas var izraisīt ādas vēzi, piemēram, melanomu. Tas var arī sabojāt acis un izraisīt kataraktu. UV gaisma stimulē pigmenta melanīna veidošanos, un tādēļ cilvēki var apzināti pakļaut sevi spēcīgai saules gaismai, lai iegūtu miecētu ādu. Ar šo gaismas veidu saistītos efektus var pasliktināt sauļošanās studiju un sauļošanās krēslu popularitāte, kurās tiek izmantota mākslīgi ražota ultravioletā gaisma, lai radītu iedegumu.
Izmanto
Dezinfekcija un sterilizācija
UV gaismas ietekme uz vīrusiem, baktērijām un parazītiem ir novedusi pie tā, ka tā tiek izmantota dzeramā ūdens dezinficēšanai. Tā priekšrocības ir tādas, ka nepieciešama neliela apkope, tā neietekmē attīrītā ūdens garšu un neatstāj potenciāli kaitīgas ķīmiskas vielas. Galvenais trūkums ir tas, ka atšķirībā no dažām ķīmiskām metodēm, piemēram, hlorēšanas, pēc apstrādes tas neaizsargās no piesārņojuma. UV izmanto arī pārtikas sterilizēšanai un mikrobioloģijas laboratorijās.
Fluorescence
Dažas vielas, pakļaujot UV gaismai, izstaro gaismu redzamā viļņa garumā, kas ir pazīstama kā fluorescence. Piemēram, parastās dienasgaismas spuldzes darbina UV gaisma, ko rada zema spiediena dzīvsudraba tvaiku jonizēšana. Šo gaismu absorbē īpašs dienasgaismas pārklājums, kas savukārt rada redzamu gaismu. Luminiscences gaismas ir energoefektīvākas nekā parastās spuldzes.
Ultravioleto gaismu bieži izmanto drošībā. Sensitīviem dokumentiem, piemēram, valūtai, autovadītāja apliecībām, kredītkartēm un pasēm, ir neredzami simboli, kas iedegas tikai UV gaismas klātbūtnē. Tos viltotājiem ir grūti nokopēt.
Biologiem un zoologiem ļoti patīk ultravioletā gaisma, jo tā viņiem palīdz veikt nakts organismu apsekojumus laukā. Daži putni, rāpuļi un bezmugurkaulnieki, piemēram, kukaiņi, fluorescē UV starojumā un ātri mirgo gaismā nelielā apgabalā, ļauj novērotājiem saskaitīt aptuveno noteikta veida organismu skaitu. Tas ir ļoti noderīgi, jo daudzi no šiem dzīvniekiem galvenokārt dzīvo naktī un reti, ja vispār tiek novēroti dienas laikā.
Daudzi apģērbā izmantotie tekstilizstrādājumi arī fluorescē, un naktsklubos un ballītēs bieži izmantotās “melnās gaismas” izmanto šo faktu, liekot apģērbam tumsā mirdzēt. Šīs gaismas galvenokārt rada gaismu spektra UV daļā, taču tās rada arī nelielu violetu mirdzumu. Var izveidot arī īpašus plakātus vai citus mākslas darbus ar skaidru mērķi fluorescēt noteiktā veidā melnā gaismā.
Kukaiņu slazdi
Daudzi kukaiņi var redzēt ultravioleto gaismu un tos piesaista, tāpēc gaismu bieži izmanto kukaiņu slazdos. Entomologi tos var izmantot, lai pētītu kukaiņu populāciju noteiktā dzīvotnē vai slazdītu un nogalinātu traucējošos kukaiņus restorānu pārtikas veikalos.
Astronomija
Piena ceļa un citu galaktiku kartēšana ultravioletajā gaismā ļauj astronomiem izveidot priekšstatu par galaktiku attīstību laika gaitā. Jaunas zvaigznes rada vairāk UV starojuma nekā vecākas zvaigznes, piemēram, Saule. Viņi arī rada lielāku ultravioletās gaismas daļu spektra galējā galā. Tāpēc apgabali, kur veidojas jaunas zvaigznes, UV starojumā spīd spožāk, ļaujot astronomiem identificēt un kartēt šīs zonas.
Citi lietojumi
Ir vairāki citi UV gaismas lietojumi:
Spektrofotometrija — ķīmisko struktūru analīzei.
Minerālu analīze — fluorescence ultravioletajā gaismā var atšķirt minerālus, kas redzamā gaismā izskatās vienādi.
Mikroskopija — ultravioletās gaismas īsāks viļņa garums var izšķirt pārāk mazas detaļas, lai tās varētu redzēt ar parastu gaismas mikroskopu.
Ķīmiskie marķieri — vielas, kas fluorescē UV gaismā, piemēram, zaļās fluorescējošās olbaltumvielas (GFP), var izmantot bioloģisko procesu pētīšanai.
Fotoķīmijterapija — to izmanto psoriāzes un dažu citu ādas slimību ārstēšanai.
Ļoti smalkas izšķirtspējas fotolitogrāfija — to izmanto pusvadītāju komponentu ražošanā elektronikas rūpniecībā.
Elektroizolācijas pārbaude — “korona izlāde”, kur bojāta elektroiekārtu izolācija izraisa gaisa jonizāciju, var noteikt pēc ultravioletās gaismas emisijas.
Līmju un pārklājumu sacietēšana — dažas vielas polimerizējas un sacietē ultravioletās gaismas ietekmē.