علوم پایهفیزیک

اشعه ماورابنفش چیست؟ – ویژگی ها و کاربرد  

اشعه ماورابنفش با علامت اختصاری UV از انواع امواج الکترومغناطیسی است. این امواج به شکلی تصادفی توسط دانشمندی به نام ریتر کشف شدند، او با تابش نور خورشید به کاغذ آغشته به کلرید نقره و مشاهده تیرگی رنگ آن، پی به وجود این امواج برد و این تشعشعات را پرتوهای احیاکننده نامید. اشعه ماورابنفش برای چشم ما قابل رویت نیستند. این امواج برای میکروب ها، باکتری ها و ویروس ها تاثیر مخرب زایی دارد.

در این نشریه جهان شیمی فیزیک به معرفی اشعه ماورابنفش، ویژگی ها و کاربردهای آن می پردازیم.

محدوده اشعه ماورابنفش

طول موج اشعه ماورا بنفش از محدوده ۰.۰۱۴۴ میکرومتر الی ۰.۳۹ میکرومتر گسترانیده شده است .این امواج مابین نور مرئی و پرتو ایکس قرر دارند. اشعه ماورابنفش طول موجی کوتاهتر از نورمرئی و بلندتر از پرتو ایکس دارند. ولی بسامد این تشعشعات بیشتر از نورمرئی و کمتر از پرتو ایکس است.

محدوده اشعه ماورابنفش
محدوده اشعه ماورابنفش

انواع اشعه فرابنفش

برطبق طول موج این پرتوها به انواع مختلفی تقسیم می شوند که در ذیل به توضیح آن ها می پردازیم.

اشعه UVA

یا پیرکننده پوست که ۹۵ درصد تشعشعات ماورابنفشی که به زمین می تابد را شامل می شود. طول موج این دسته بین ۰.۴۰۰ و ۰.۳۲۰ میکرومتر می باشد. این نوع اشعه فرابنفش از شیشه های معمولی نیز می توانند عبور کنند. این امواج در بین سایر انواع انرژی کمتری دارد.

اشعه UVB

اشعه UVB طول موجی بین ۰.۳۲۰ الی ۰.۲۹ میکرومتر دارند. البته بیشتر این نوع اشعه قبل از تابش به زمین توسط لایه ازن جذب می گردد. اشعه یو وی بی در قوس الکتریکی با الکترودهای فلزی، در چراغ های بخار جیوه هستند. آفتاب سوختگی و برنزه شدن ماحصل تابش این نوع اشعه فرابنفش است که می تواند حتی منجر به ابتلا فرد به سرطان پوست گردد.

اشعه UVC

این امواج نیز طول موجی کمتر از ۰.۲۹ میکرومتر دارند. تمامی این نوع اشعه ماورابنفش را لایه ازن استراتوسفری جذب می کند. این پرتوها نیز در قوس الکتریکی جیوه فقط وجود دارند.

منابع طبیعی اشعه ماورابنفش

می توان تخمین زد که اشعه ماورابنفش در حدود ۱۰ درصد از موج های ساطع شده از خورشید را شامل می شوند و تنها ثلث این مقدار اشعه قابلیت عبور از جو زمین را دارد. در جهان هستی ما افزون بر تشعشعات فرابنفش خورشیدی منابع دیگری مانند تابش ستارگان جوان سایر کهکشان ها را نیز داریم.

منابع مصنوعی اشعه ماورابنفش

این امواج به غیر از نور خورشید از برخی منابع مصنوعی همچون قوس الکتریکی زغال، چراغ های بخارجیوه، لامپ های درمانی، لامپ های نئون، چراغ هالوژن، لامپ های فلورسنت و لیزر و… نیز حاصل می گردد.

عوامل موثر بر تابش اشعه فرابنفش به زمین

برای تابش تشعشعات فرابنفش به زمین عوامل مختلفی دخیل هستند. از جمله این عوامل می توان به نکات زیر اشاره داشت:

ساعات روز

این امواج در ساعت ۱۰صبح الی ۴ بعداز ظهر قدرتمندتر هستند.

فصول سال

اشعه فرابنفش در فصل های بهار و تابستان تاثیرگذاری بیشتری دارند.

عرض جغرافیایی

در نزدیک خط استوا تشعشات این امواج افزایش می یابد و با دور شدن از خط استوا از میزان تاثیر آن کاسته می شود.

ارتفاع

در قسمت های مرتفع زمین قدرت مانور این اشعه بیشتر است بطوری که هر یک کیلومتر ارتفاع حدود ۶۰ درصد قدرت این اشعه را افزایش می دهد.

ابرها

حتی در روزهای ابری نیز زمین از قدرت این امواج مصون نیست ولی وجود ابر بر کاهش قدرت پرتو آن تاثیرگذار است.

بازتاب از سطوح

این امواج از سطوحی همچون آب، ماسه، برخی سنگها، برف و گاهی چمن نیز می توانند بازتاب شوند. حتی به گفته پژوهشگران برف می تواند بیش از ۸۰ درصد این اشعه را انعکاس دهد.

محتویات هوا

برخی از بخش های فوقانی زمین مانند لایه ازن توانایی جذب پرتوهای پرانرژی فرابنفش را دارند و مانعی برای رسیدن آن به زمین هستند.

نحوه اندازه گیری اشعه فرابنفش

امواج فرابنفش را بر طبق خواص فیزیکی و شیمیایی اندازه گیری می کنند. وسیله اندازه گیری این امواج اکتی نومتر نام دارد که خود به سه نوع مختلف تقسیم بندی شده است. انواع آن عبارتند از : پیل ترموالکتریک، اکتی نومتر فیزیکی و اکتی نومتر شیمیایی.

کاربرد اشعه ماورابنفش

اشعه ماورابنفش استفاده های فراوانی دارد. این اشعه به دلیل خاصیت تخریب باکتری و ویروس کشی توانایی گندزدایی دارد و از آن به عنوان ضدعفونی کننده آب استفاده می شود. همچنین در تشکیل ویتامین دی در بدن، در تصفیه فاضلاب ها، تخریب نسوج، در صنعت شیلات و صنایع غذایی، در کشاورزی و دامپروری، علوم پزشکی و آزمایشگاهی، صنعت نفت و گاز، در جهت یابی در حشرات، کمک به دید حیوانات مختلف اعم از زنبورها و پرندگان، برای راستی آزمایی اسناد و مدارک مختلف و… این امواج کاربرد فراوانی دارند.

کاربرد اشعه ماورابنفش
کاربرد اشعه ماورابنفش

علوم پزشکی و درمان

برای کنترل انواع عفونت های بیمارستانی مهلک می توان از اشعه  فرابنفش بهره جست. تحقیقات در این زمینه نشان داده است که این تشعشعات قادر هستند در حدود ۹۷ درصد از عوامل بیماری زا در اتاق عمل را نابود سازند. محققان بر این باورند برخی میکروب ها حتی ممکن است بعد از ترخیص بیمار در آن محیط رشد و تدوام داشته باشند ولی با استفاده از نور فرابنفش به مدت ۳۰ دقیقه می توان آن ها را نابود کرد. برای بعضی مشکلات پوستی مثل زخم بستر، عفونت پوست و یا جوانسازی پوست از این امواج می توان بهره جست. در فیزیوتراپی نیز نور ماورابنفش برای درمان بیماران کاربرد دارد.

صنایع کشاورزی و غذایی

با پیشرفت علم استفاده از اشعه فرابنفش در بخش های مختلف صنایع غذایی و کشاورزی افزایش یافته است. در گلخانه ها برای کشت متراکم گیاه و یا برای ضدعفونی کردن محیط و آب گلخانه از نور فرابنفش می توان استفاده نمود. برای پیشگیری از تکثیر باکتری ها و گندیدن میوه ها در سردخانه استفاده از لامپ های فرابنفش کمک شایانی می تواند داشته باشد. در صنایع غذایی نیز با بهره گیری از پرتو فرابنفش آب شستشوی این مواد تصفیه می گردد. برای بسته بندی مواد غذایی نیز با ایجاد تونل فرابنفش از تکثیر قارچ ها و فساد محصولات جلوگیری می شود.

عوارض اشعه ماورابنفش

علی رغم کاربردهای فراوان اشعه ماورابنفش در زندگی انسان می تواند به همان اندازه مضر و خطرآفرین باشد. در این بخش به آسیب های ناشی از تابش ماورابنفش می پردازیم.

آسیب های اشعه ماورابنفش بر پوست

اشعه فرابنفش نوع A یا UVA پیرکننده پوست هستند و عامل ایجاد لکه و چین و چروک های پوستی و پیر شدن پوست می شوند. همچنین این نوع اشعه ها ممکن است سبب صدمه به DNA سلول های پوست شوند.

همانطور که می دانیم امواج فرابنفش باعث ایجاد سوختگی پوستی نیز می شوند برای جبران این آسیب دیدگی باید از کرم های ضدآفتاب استفاده کنیم. سرطان یکی از بیماری هایی است که در صورت قرار گرفتن طولانی مدت در معرض نور آفتاب می تواند برای مان اتفاق بیفتد.

آسیب های چشمی

چشم ما نیز به مانند پوست مان ممکن است بیشترین آسیب را در اثر تابش مستقیم آفتاب متحمل شود. از جمله عوارضی که تشعشعات ماورابنفش بر چشم ما تحمیل می کند می توان به سرطان های پلک و ملتحمه اشاره داشت. همچنین آب مروارید، خشکی چشم و سوختگی روی سطح قرنیه و… از دیگر مضرات تابش اشعه فرابنفش می تواند باشد. برای در امان ماندن از تابش فرابنفش از عینک های دودی استاندارد، کلاه های لبه دار و چتر استفاده کرد. حتی الامکان از قرارگرفتن طولانی مدت در مکان های بدون سقف خودداری کرد.

گروه های پرخطر درگیر با تابش ماورابنفش

ماندن طولانی مدت زیر تابش اشعه فرابنفش ممکن است عواقب جبران ناپذیری به همراه داشته باشد، مخصوصا در کودکان خطر آسیب جدی به چشم وجود دارد.

در برخی مشاغل مانند کارگران ساختمان، رانندگان تاکسی، جوشکاران و… که افراد مجبور به گذراندن بیشتر ساعات روز در زیر نور آفتاب هستند خطر تشعشعات فرابنفش به مراتب افزایش می یابد.

افرادی که خطر تابش فرابنفش را به دلیل استفاده مداوم از حمام آفتاب و برنزه کردن به جان می خرند.

کسانی که ساکن مناطق کویری و کوهستانی هستند.

افرادی که قبلا عمل جراحی چشم انجام داده اند و یا به اختلال شبکیه مبتلا هستند.

افرادی که داروهای خاص مصرف می کنند مانند داروهای ضد بارداری و داروهای سولفات که ممکن است باعث ایجاد حساسیت چشم به نور شود.

نوشته های مشابه

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد.

دکمه بازگشت به بالا