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.
1801-ben Johann Wilhelm Ritter német fizikus olvasott az infravörös sugarak felfedezéséről, ami William Herschel nevéhez fűződik. Ritter hitt a természetben lévő egységről és szimmetriáról. 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.
|
Elnevezés |
Rövidítés |
Hullámhossz tartomány |
Fotonenergia |
| Az UV-tartomány alatt | látható spektrum | 400 nm fölött | 3,1 eV alatt |
| Ibolyántúli A, nagy hullámhosszú, vagy fekete fény | UV-A | 400 nm–315 nm | 3,1–3,94 eV, 10-es skálán |
| Közeli | NUV | 400 nm–300 nm | 3,1–4,13 eV |
| Ibolyántúli B, közepes hullámhosszú | UV-B | 315 nm–280 nm | 3,94–4,43 eV, 8-as skálán |
| Közepes | MUV | 300 nm–200 nm | 4,13–6,2 eV |
| Ibolyántúli C, kis hullámhosszú, vagy germicid | UV-C (karcinogén) | 280 nm–100 nm | 4,43–12,4 eV, 6-os skálán |
| Magas | FUV | 200 nm–122 nm | 6,2–10,2 eV |
| Vákuum | VUV | 200 nm–100 nm | 6,2–12,4 eV |
| Alacsony | LUV | 100 nm–88 nm | 12,4–14,1 eV |
| Szuper | SUV | 150 nm–10 nm | 8,28–124 eV |
| Extrém | EUV | 121 nm–10 nm | 10,2–124 eV |
| Az UV-tartomány fölött | röntgensugárzás | 10 nm alatt | 124 eV fölött |
A „blacklight” (=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 timin molekulákat dimerizálja, amitől a DNS lemásolhatatlanná válik. Jóllehet ez önmagában nem öli meg őket, de kellő számú DNS-sérüléstől szaporodás-képtelenné válnak.
Hatásuk
- 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
- 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.
Legutóbbi hozzászólások