UV, eller ultraviolett, ljus är en osynlig form av elektromagnetisk strålning som har en kortare våglängd än vad människor kan se. Det bär mer energi än synligt ljus och kan ibland bryta bindningar mellan atomer och molekyler, vilket förändrar kemin hos material som utsätts för det. UV-ljus kan också få vissa ämnen att avge synligt ljus, ett fenomen som kallas fluorescens. Denna form av ljus – som finns i solljus – kan vara fördelaktigt för hälsan, eftersom det stimulerar produktionen av vitamin D och kan döda skadliga mikroorganismer, men överdriven exponering kan orsaka solbränna och öka risken för hudcancer. UV-ljus har många användningsområden, inklusive desinfektion, fluorescerande glödlampor och inom astronomi.
Termen ”ultraviolett” betyder ”bortom violett.” I den synliga delen av spektrumet minskar våglängden – och energin från de elektromagnetiska vågorna ökar – från rött till orange, gult, grönt, blått och violett, så UV-ljus har en kortare våglängd och mer energi än violett ljus. Våglängder mäts i nanometer (nm), eller miljarddelar av en meter, och ultravioletta våglängder sträcker sig mellan 10 nm och 400 nm. Det kan klassificeras som UV-A, UV-B eller UV-C, i ordning efter minskande våglängd. En alternativ klassificering, som används inom astronomi, är ”nära”, ”mitten”, ”långt” och ”extrem”.
Solen producerar ultraviolett ljus av alla kategorier; dock absorberas de kortare, högre energivåglängderna av syre i atmosfären, och i synnerhet av ozonskiktet. Som ett resultat består den ultravioletta som når ytan till största delen av UV-A, med lite U-VB. Det är UV-B som är ansvarig för solbränna. Solljuset som når jordens yta har både fördelar och faror.
Fördelar
Ultraviolett ljus, speciellt UV-B, krävs för att huden ska kunna tillverka vitamin D. Det omvandlar en kemikalie som finns i huden till en föregångare till vitaminet, som sedan bildar själva vitaminet. Detta vitamin är avgörande för människors hälsa, och brist på det har varit inblandat i immunsystemstörningar, hjärt-kärlsjukdomar, högt blodtryck och olika cancerformer. En allvarlig brist resulterar i bensjukdomen som kallas rakitis. Brist på solljus är den främsta orsaken till D-vitaminbrist, och solskyddsmedel förhindrar att det bildas.
Det finns andra fördelar förknippade med ultraviolett ljus som verkar vara oberoende av D-vitaminproduktion. Frekvent exponering för måttliga mängder solljus, dvs mängder som är otillräckliga för att orsaka solbränna, kan ge ett visst skydd mot hudcancer. Det finns bevis för att personer med utomhusyrken är mindre mottagliga för sjukdomen. Barn som ägnar mycket tid åt utomhusaktiviteter verkar också ha mindre risk att utveckla hudcancer senare i livet. Andra möjliga fördelaktiga effekter inkluderar minskad förekomst av hjärt-kärlsjukdomar, förbättring av vissa hudtillstånd och humörhöjning.
Många potentiellt skadliga mikroorganismer dödas eller inaktiveras snabbt genom exponering för UV-ljus. Luftburna virusinfektioner, såsom influensa, sprids vanligtvis via droppar som drivs ut av hosta och nysningar. Viruspartiklar i dessa droppar överlever inte länge om de utsätts för solljus, och som ett resultat kan dessa sjukdomar inte spridas så lätt under soliga förhållanden.
Faror
Det ultravioletta ljusets förmåga att orsaka kemiska förändringar utgör också faror. Den mer energiska UV-B är ansvarig för solbränna, kan orsaka för tidigt åldrande av huden och kan förändra DNA på ett sätt som kan leda till hudcancer, såsom melanom. Det kan också skada ögonen och orsaka grå starr. UV-ljus stimulerar produktionen av pigmentet melanin, och på grund av detta kan människor avsiktligt utsätta sig för starkt solljus för att få en solbränd hud. Effekterna förknippade med denna form av ljus kan förvärras av populariteten hos solarier och solstolar, som använder artificiellt producerat ultraviolett ljus för att orsaka solning.
du använder
Desinfektion och sterilisering
Effekterna av UV-ljus på virus, bakterier och parasiter har lett till att det används vid desinficering av dricksvatten. Det har fördelarna att det kräver lite underhåll, påverkar inte smaken av behandlat vatten och lämnar inga potentiellt skadliga kemikalier efter sig. Den största nackdelen är att den, till skillnad från vissa kemiska metoder – såsom klorering – inte kommer att skydda mot kontaminering efter behandling. UV används även för sterilisering av livsmedel och i mikrobiologiska laboratorier.
Fluorescens
Vissa ämnen, när de utsätts för UV-ljus, avger ljus vid synliga våglängder, ett fenomen som kallas fluorescens. Vanliga lysrör, till exempel, drivs av UV-ljus som produceras av joniserande lågtryckskvicksilverånga. Detta ljus absorberas av en speciell fluorescerande beläggning, som i sin tur producerar synligt ljus. Lysrör är mer energieffektiva än konventionella glödlampor.
Ultraviolett ljus används ofta i säkerhet. Känsliga dokument, som valuta, körkort, kreditkort och pass, har osynliga symboler på sig som endast lyser i närvaro av UV-ljus. Dessa är svåra för förfalskare att kopiera.
Biologer och zoologer är ganska förtjusta i ultraviolett ljus eftersom det hjälper dem att göra nattliga organismeundersökningar i fält. Vissa fåglar, reptiler och ryggradslösa djur, såsom insekter, fluorescerar under UV och snabbt blinkande ljus över ett litet område kan tillåta observatörer att räkna det ungefärliga antalet organismer av en given typ. Detta är mycket användbart eftersom många av dessa djur huvudsakligen är nattaktiva och sällan om någonsin sett under dagen.
Många textilier som används i kläder fluorescerar också, och de ”svarta lamporna” som ofta används på nattklubbar och på fester utnyttjar detta faktum genom att få kläderna att lysa i mörkret. Dessa lampor producerar i första hand ljus i UV-delen av spektrumet, men de producerar också ett lätt violett sken. Specialaffischer eller andra konstverk kan också skapas med det uttryckliga syftet att fluorescera på ett visst sätt under ett svart ljus.
Insektfälla
Många insekter kan se ultraviolett ljus och attraheras av det, så ljuset används ofta i insektsfällor. Dessa kan användas av entomologer för att studera insektspopulationen i en specifik livsmiljö eller för att fånga och döda störande insekter i restaurangers mataffärer.
Astronomi
Genom att kartlägga Vintergatan och andra galaxer i ultraviolett ljus kan astronomer bygga upp en bild av hur galaxer utvecklas över tiden. Unga stjärnor producerar mer UV-strålning än äldre stjärnor, som solen. De producerar också en högre andel av sitt ultravioletta ljus i den yttersta änden av spektrumet. Områden där nya stjärnor bildas lyser därför starkare i UV, vilket gör det möjligt för astronomer att identifiera och kartlägga dessa områden.
andra användningsområden
Det finns ett antal andra användningsområden för UV-ljus:
Spektrofotometri — för analys av kemiska strukturer.
Analysera mineraler – fluorescens under ultraviolett ljus kan skilja mellan mineraler som ser likadana ut under synligt ljus.
Mikroskopi – den kortare våglängden av ultraviolett ljus kan lösa detaljer som är för små för att ses med ett vanligt ljusmikroskop.
Kemiska markörer — ämnen som fluorescerar i UV-ljus, såsom grönt fluorescerande protein (GFP) kan användas för att studera biologiska processer.
Fotokemoterapi – detta används som en behandling för psoriasis och vissa andra hudåkommor.
Fotolitografi med mycket fin upplösning — detta används vid tillverkning av halvledarkomponenter inom elektronikindustrin.
Kontrollera elektrisk isolering – ”koronaurladdning”, där skadad isolering på elektrisk utrustning resulterar i jonisering av luften, kan upptäckas genom utsläpp av ultraviolett ljus.
Härdning av lim och beläggningar — vissa ämnen polymeriserar och härdar vid exponering för ultraviolett ljus.