اشعه یو وی فرابنفش چیست؟ کاربرد و ویژگی ها

اشعه یو وی فرابنفش چیست؟

پرتو نور فرابنفش یا یو وی (Ultraviolet) درواقع طول موجی از نور است در گستره امواج الکترومغناطیسی با طول موجی بین محدوده ۱۰ تا ۴۰۰ نانومتر قرار می گیرد. این طول موج از نور مرئی کوتاه تر و بلند تر از پرتو ایکس است.

اشعه یو وی بصورت طبیعی در نور خورشید وجود دارد و حدود ۱۰٪ از تمامی امواج منتشر شده از سطح خورشید را شامل می شود.

کاربرد:

پرتو یو وی کاربرد های فراوانی از جمله ضد عفونی کردن آب و مواد خوراکی، در تجهیزات پزشکی و لوازم صنعتی، تکثیر و پرورش ماهی، کشاورزی و دامپروری، صنایع نفت و گاز، ستاره‌شناسی (خارج از جو کره زمین)، فیزیوتراپی، تست اسکناس و … دارد.

تاریخچه کشف اشعه یو وی

بصورت کاملاً اتفاقی و با مشاهده تغییر رنگ و تیرگی املاح نقره در مقابل تابش نور مستقم خورشید پرتو یو وی کشف گردید. سپس در سال ۱۸۰۱ دانشمندی آلمانی به نام یوهان ویلهلم ریتر بر اثر مشاهداتش متوجه شد که تابش پرتو فرابنفش نامرئی عامل اساسی در تیرگی صفحات کاغذ آغشته به کلرید نقره است. این دانشمند نام این پدیده را «پرتوهای شیمیایی» نامید.

نکات جالب

برخی از پرندگان نقوشی بر پر دارند که فقط با تابش نور یووی قابل مشاهده است.

ادرار برخی از حیوانات گوشتخوار مانند گربه بر اثر تابش طول موج خاصی از این پرتو قابل مشاهده است.

برخی از جانداران از جمله پرندگان، خزندگان، حشراتی مانند زنبورها می توانند برخی از امواج نزدیک به فرابنفش را ببینند.

زمانی که عقرب ها در مقابل پرتو uv قرار بگیرند شروع به درخشیدن به رنگهای سبز یا زرد می کنند.

تعداد زیادی از گونه گیاهان، میوه‌ها، گل‌ها و بذرها قدرت مقاومت زیادی در برابر این تابش دارند.

تاثیرات اشعه یو وی بر بدن انسان:

تاثیرات مثبت:

قرار گرفتن در برابر تابش اشعه uvb باعث تحریک پوست و تولید ویتامین D می شود. بر اساس آمار در آمریکا تخمین زده شده است که علت مرگ ناخواسته سالانه ده ها هزار شهروند آمریکایی سرطان ناشی از کمبود و اختلال در جذب ویتامین D بوده. از دیگر تأثیرات اختلال در جذب ویتامین D می توان به پوکی استخوان و سایر عوارض متأثر از اختلال مغز استخوان که منجر به درد، عدم تحمل وزن خود شخص ، و نهایتاً ایجاد ترک و شکستگی می شود اشاره نمود، که این اختلال به ویژه در خانم ها وجود دارد.

تاثیرات منفی:

قرار گرفتا طولانی در مقابل تابش نور فرابنفش، باعث ابتلاء به آسیب‌های حاد و مزمن پوستی، بینایی و حتی تخریب کل سیستم ایمنی بدن می شود.

فوتون های فرابنفش به خصوص در باند uvb، به مولکول dna همه موجودات زنده حمله ور می شوند. از شایع ترین آسیب های پرتو فرانففش، حمله به نزدیک ترین ترکیب “باز تیمین ” در حلقه dna است. به این صورت که حالت بازهای تیمین همپایه، به عوض نگهداری تعادل پله‌ای dna ، به همپایه خودش پیوسته و باعث می شود نوعی dna معیوب بوجود بیاید.

دراین حالت زنجیره DNA کد مرمزی خود را از دست داده و به نوعی کد با رمز دیگری تبدیل شده و معنای اولیه ساختار هسته سلولی خود را از دست می دهد که باعث می شود سلولی با عملکرد غیر مشخص ویا تخریب شده سرطانی بوجود بیاید.

تمامی پرتوهای نوری UVA ,UVB و UVC باعث کاهش عمر سلول های اساسی بدن از جمله بافت های فیبروزی پروتئینی موجود در بدن از جمله پوست، استخوان، غضروف و هرگونه بافت پیوندی دیگر می شوند.

دسته بندی طیف های مختلف نور یو وی

اشعه ماورای بنفش نور خورشید بر اساس طول موج به ۳ دسته کلی UVA، UVB و UVC تقسیم بندی می شوند.

۱) UVA یا بلک لایت با طول موج ۳۱۵ تا ۴۰۰ نانومتر که در حدود ۹۵ درصد اشعه ماوراء بنفش نور خورشید که به سطح زمین می رسد از نوع این نوع است است.

۲) UVB با طول موج ۲۸۰ تا ۳۱۵ نانومتر. تقریباً تمامی این پرتو نور خورشید قبل از رسیدن به سطح زمین توسط لایه ازن، دی اکسید کربن، اکسیژن و بخار آب در اتمسفر جذب می شود.

۳)UVC با طول موج ۱۰۰ تا ۲۸۰ نانومتر. حدود ۹۰درصد قبل از رسیدن به زمین جذب می شود.

در سال های اخیر به دلیل وجود آلودگی های صنعتی و تولید بیش از حد گازهای گل خانه باعث کاهش ضخامت لایه ازن شده و در نتیجه مقدار بیشتری از UVB و UVC ازجو زمین عبور می کند و به سطح زمین می رسند.

همچنین میزان اشعه یو وی که از خورشید به زمین می رسد تحت تاثیر عوامل دیگری است که در ذیل به شرح آنها می پردازیم:

میزان نور خورشید: در ساعات مختلف روز و همچنین روزهای مختلف سال میزان نور خورشید متفاوت است. این میزان در حدود ظهر و بخصوص در فصل تابستان به بیشترین مقدار خود می رسد.

عرض جغرافیایی: هرچه به خط استوا نزدیکتر باشیم میزان اشعه UV افزایش می یابد.

میزان وجود ابر: وجود ابر در آسمان باعث کاهش میزان اشعه UV افزایش می یابد. الیته لازم به ذکر است که با وجود ابری بودن آسمان بیز امکان بالا بودن میزان اشعه UV وجود دارد.

ارتفاع: هرچه ارتفاع در سطح زمین بیشتر شود و با رقیق شدن هوا میزان اشعه UV افزایش می یابد(هر هزارمتر ارتفاع میزان اشعه UV 12-10% افزایش می دهد)

لایه ازن: لایه ازن اشعه فرابنفش را جذب می کند که میزان جذب آن در طول سال و در ساعات شبانه روز متغیر است.

انعکاس در سطح زمین: پوشش های مختلف سطح زمین باعث انعکاس میزان متفاوتی از اشعه یو وی می شود. به عنوان مثال پوشش برف تا ۸۰% ، شن ساحلی خشک ۱۵% و سطح آب دریا ۲۵% این اشعه را بازتاب می دهد.