Nähtav infrapuna- ja ultraviolettkiirgus. Toiduainete steriliseerimine. UV-kiirguse mõju nahale

Infrapunakiirgus - see on teatud tüüpi elektromagnetkiirgus, mis hõivab elektromagnetlainete spektris vahemikus 0,77 kuni 340 mikronit. Sel juhul loetakse vahemikku 0,77–15 mikronit lühilaineks, 15–100 mikronit kesklaineks ja 100–340 mikronit pikalaineks.

Spektri lühilaineosa külgneb nähtava valgusega ja pikalaine osa sulandub ultralühikeste raadiolainete piirkonnaga. Seetõttu on infrapunakiirgusel nii nähtava valguse omadused (levib sirgjooneliselt, peegeldub, murdub nagu nähtav valgus) kui ka raadiolainete omadused (võib läbida mõningaid materjale, mis on nähtava kiirguse suhtes läbipaistmatud).

Infrapunakiirgurid pinnatemperatuuriga 700 C kuni 2500 C on lainepikkusega 1,55-2,55 mikronit ja neid nimetatakse "valguseks" - need on lainepikkuselt nähtavale valgusele lähemal, madalama pinnatemperatuuriga emitterid on pikema lainepikkusega ja neid nimetatakse " tume".

Mis on infrapunakiirguse allikas?

Üldiselt võib öelda, et iga teatud temperatuurini kuumutatud keha kiirgab soojusenergiat elektromagnetlainete spektri infrapunavahemikus ja suudab selle energia kiirgussoojusülekande kaudu teistele kehadele üle kanda. Energia ülekanne toimub kõrgema temperatuuriga kehalt madalama temperatuuriga kehale, kusjuures erinevatel kehadel on erinevad kiirgamis- ja neelamisvõimed, mis sõltuvad kahe keha olemusest, nende pinna seisundist jne.

Rakendus



Infrapunakiiri kasutatakse meditsiinilistel eesmärkidel, kui kiirgus ei ole liiga tugev. Neil on inimkehale positiivne mõju. Infrapunakiirtel on võime suurendada lokaalset verevoolu kehas, kiirendada ainevahetust ja laiendada veresooni.

  • Pult
Infrapunadioode ja fotodioode kasutatakse laialdaselt kaugjuhtimispultides, automaatikasüsteemides, turvasüsteemides jne. Need ei tõmba inimese tähelepanu oma nähtamatuse tõttu kõrvale.

  • Värvimisel

Infrapunakiirgust kasutatakse tööstuses värvipindade kuivatamiseks. Infrapunakuivatusmeetodil on traditsioonilise konvektsioonmeetodi ees märkimisväärsed eelised. Esiteks on see muidugi majanduslik efekt. Infrapuna kuivatamise kiirus ja energiakulu on väiksemad kui traditsiooniliste meetoditega.

  • Toidu steriliseerimine

Infrapunakiirguse abil steriliseeritakse toiduained desinfitseerimise eesmärgil.

  • Korrosioonivastane aine

Lakiga kaetud pindade korrosiooni vältimiseks kasutatakse infrapunakiirte.

  • toidutööstus

Infrapunakiirguse kasutamise tunnuseks toiduainetööstuses on elektromagnetlaine tungimise võimalus sellistesse kapillaarpoorsetesse toodetesse nagu teravili, teravili, jahu jne kuni 7 mm sügavusele. See väärtus sõltub pinna iseloomust, struktuurist, materjali omadustest ja kiirguse sageduskarakteristikust. Teatud sagedusvahemikuga elektromagnetlainel on tootele mitte ainult termiline, vaid ka bioloogiline mõju, see aitab kiirendada biokeemilisi muundumisi bioloogilistes polümeerides (tärklis, valk, lipiidid). Konveierkuivatuskonveiereid saab edukalt kasutada vilja ladumisel aidadesse ja jahu jahvatustööstuses.


Ultraviolettkiirgus (alates ultra... ja violetne), ultraviolettkiired, UV-kiirgus, silmale nähtamatu elektromagnetkiirgus, mis hõivab spektripiirkonna nähtava ja röntgenkiirguse vahel lainepikkustel l 400-10 nm. Terve piirkond Ultraviolettkiirgus tinglikult jagatud lähedaseks (400-200 nm) ja kauge või vaakum (200-10 nm); Perekonnanimi tuleb sellest, et Ultraviolettkiirgus see piirkond neeldub tugevalt õhus ja selle uurimine toimub vaakumspektri instrumentidega.

Positiivsed mõjud

Kahekümnendal sajandil näidati esimest korda UV-kiirguse kasulikku mõju inimesele. UV-kiirte füsioloogilist toimet uurisid kodu- ja välismaised teadlased eelmise sajandi keskel (G. Varshaver. G. Frank. N. Danzig, N. Galanin. N. Kaplun, A. Parfenov, E. Belikova. V. . Dugger. J. Hassesser, H. Ronge, E. Biekford jt) |1-3|. Sadades katsetes on veenvalt tõestatud, et kiirgus spektri UV-piirkonnas (290-400 nm) tõstab sümpaatilise-adrenaliinisüsteemi toonust, aktiveerib kaitsemehhanisme, tõstab mittespetsiifilise immuunsuse taset ja suurendab ka sekretsiooni. paljudest hormoonidest. UV-kiirguse (UVR) mõjul moodustub histamiin ja sarnased ained, millel on veresooni laiendav toime, mis suurendab naha veresoonte läbilaskvust. Muutused süsivesikute ja valkude ainevahetuses organismis. Optilise kiirguse toimel muutub kopsuventilatsioon – hingamise sagedus ja rütm; suurendab gaasivahetust, hapnikutarbimist, aktiveerib endokriinsüsteemi aktiivsust. Eriti märkimisväärne on UV-kiirguse roll D-vitamiini moodustumisel organismis, mis tugevdab luu- ja lihaskonna süsteemi ning omab rahhiidivastast toimet. Erilist tähelepanu väärib asjaolu, et pikaajalisel UVR-i puudulikkusel võib olla inimkehale kahjulik mõju, mida nimetatakse "kergeks nälgimiseks". Selle haiguse kõige levinum ilming on mineraalide ainevahetuse rikkumine, immuunsuse vähenemine, väsimus jne.

Toime nahale

Ultraviolettkiirguse mõju nahale, mis ületab naha loomulikku kaitsevõimet (päevitus), põhjustab põletusi.

Pikaajaline kokkupuude ultraviolettkiirgusega aitab kaasa melanoomi, erinevat tüüpi nahavähi tekkele, kiirendab vananemist ja kortsude teket.

Naha kontrollitud kokkupuutel ultraviolettkiirtega on üheks peamiseks positiivseks teguriks D-vitamiini moodustumine nahal, eeldusel, et sellel säilib loomulik rasvakiht. Naha pinnal olev rasuõli puutub kokku ultraviolettkiirgusega ja imendub seejärel uuesti nahka. Kui aga enne päikese kätte minekut rasu maha pesta, ei saa D-vitamiini tekkida. Kui minna vanni kohe pärast päikese käes viibimist ja pesta rasv maha, siis ei pruugi D-vitamiinil olla aega nahka imenduda.

Toime võrkkestale

Ultraviolettkiirgus on inimsilmale märkamatu, kuid intensiivse kokkupuute korral põhjustab see tüüpilise kiirguskahjustuse (võrkkesta põletus). Nii kahjustasid kümned venelased 1. augustil 2008 päikesevarjutuse ajal võrkkesta, hoolimata arvukatest hoiatustest selle jälgimise ohtude kohta ilma silmakaitseta. Nad kaebasid nägemise järsu languse ja laigu üle nende silmade ees.

Ultraviolett on aga inimsilma jaoks äärmiselt vajalik, nagu kinnitab enamik silmaarste. Päikesevalgus mõjub lõõgastavalt silmaümbruse lihastele, ergutab silma vikerkest ja närve ning suurendab vereringet. Korrapäraselt päikesevannidega võrkkesta närve tugevdades vabanete valusatest aistingutest silmades, mis tekivad intensiivse päikesevalguse ajal.


Allikad:

Mis on valgus?

Päikesevalgus tungib ülemistesse atmosfäärikihtidesse võimsusega umbes üks kilovatt ruutmeetri kohta. Kõik eluprotsessid meie planeedil on juhitud sellest energiast. Valgus on elektromagnetkiirgus, selle olemus põhineb elektromagnetväljadel, mida nimetatakse footoniteks. Valguse footonitel on erinev energiatase ja lainepikkus, mida väljendatakse nanomeetrites (nm). Tuntuimad lainepikkused on nähtavad lainepikkused. Iga lainepikkus on esindatud kindla värviga. Näiteks Päike on kollane, sest spektri nähtavas piirkonnas on kõige võimsam kiirgus kollane.

Siiski on ka teisi laineid peale nähtava valguse. Neid kõiki nimetatakse elektromagnetiliseks spektriks. Spektri võimsaim osa on gammakiired, millele järgnevad röntgenikiirgus, ultraviolettvalgus ja alles siis nähtav valgus, mis võtab enda alla väikese osa elektromagnetilisest spektrist ning paikneb ultraviolett- ja infrapunavalguse vahel. Kõik teavad infrapunavalgust kui soojuskiirgust. Spekter hõlmab mikrolaineid ja lõpeb raadiolainete, nõrgemate footonitega. Loomade jaoks on ultraviolett-, nähtav- ja infrapunavalgus kõige kasulikum.

nähtav valgus.

Lisaks meile tavapärase valgustuse tagamisele on valgusel oluline funktsioon ka päevavalgustundide pikkuse reguleerimisel. Valguse nähtav spekter on vahemikus 390 kuni 700 nm. Just tema on silmaga fikseeritud ja värvus sõltub lainepikkusest. Color Rendering Index (CRI) mõõdab valgusallika võimet objekti valgustada, võrreldes loomuliku päikesevalgusega 100 CRI-ga. Tehisvalgusallikaid, mille CRI väärtus on suurem kui 95, peetakse täisspektriga valguseks, mis suudab valgustada objekte samamoodi nagu loomulik valgus. Samuti on kiirgava valguse värvuse määramisel oluline omadus värvitemperatuur, mõõdetuna kelvinites (K).

Mida kõrgem on värvitemperatuur, seda rikkalikum on sinine toon (7000K ja rohkem). Madalatel värvitemperatuuridel on valgus kollaka varjundiga, nagu kodumajapidamises kasutatavatel hõõglampidel (2400K).

Päevavalguse keskmine temperatuur on umbes 5600K, see võib varieeruda minimaalselt 2000K päikeseloojangul kuni 18000K pilvise ilmaga. Loomapidamistingimuste võimalikult loomulikuks lähendamiseks on vaja aedikutesse paigutada lambid maksimaalse värviedastusindeksiga CRI ja värvitemperatuuriga ca 6000K. Troopilised taimed tuleb varustada valguslainetega fotosünteesiks kasutatavas vahemikus. Selle protsessi käigus kasutavad taimed valgusenergiat suhkrute, kõigi elusorganismide "loodusliku kütuse" tootmiseks. Valgustus vahemikus 400-450 nm soodustab taimede kasvu ja paljunemist.

Ultraviolettkiirgus

Ultraviolettvalgus ehk UV-kiirgus omab elektromagnetkiirguses suure osa ja on nähtava valguse piiril.

Ultraviolettkiirgus jaguneb sõltuvalt lainepikkusest kolme rühma:

  • . UVA – pika lainepikkusega ultraviolett A, vahemikus 290–320 nm, on roomajatele hädavajalik.
  • . UVB - keskmise laine ultraviolett B, vahemikus 290–320 nm, on roomajate jaoks kõige olulisem.
  • . UVC - lühilaine ultraviolett C, vahemikus 180–290 nm, on ohtlik kõigile elusorganismidele (ultraviolettkiirgusega steriliseerimine).

On näidatud, et ultraviolett A (UVA) mõjutab loomade söögiisu, värvi, käitumist ja paljunemisfunktsiooni. Roomajad ja kahepaiksed näevad UVA-vahemikus (320–400 nm), mistõttu see mõjutab seda, kuidas nad ümbritsevat maailma tajuvad. Selle kiirguse mõjul näeb toidu või mõne muu looma värvus teistsugune välja kui see, mida inimsilm tajub. Kehaosade signaalimine (nt Anolis sp.) või naha värvuse muutus (nt Chameleon sp) on roomajatel ja kahepaiksetel üldlevinud ning kui UVA-kiirgust ei esine, ei pruugi loomad neid signaale õigesti tajuda. Ultraviolett A olemasolu mängib loomade pidamisel ja aretamisel olulist rolli.

Ultraviolett B on lainepikkuste vahemikus 290-320 nm. Looduslikes tingimustes sünteesivad roomajad UVB päikesevalguse käes viibides D3-vitamiini. D3-vitamiin on omakorda vajalik kaltsiumi omastamiseks loomade poolt. Nahal reageerib UVB D-vitamiini eelkäija, 7-dehüdrokolesterooliga. Temperatuuri ja naha erimehhanismide mõjul muundub provitamiin D3 D3-vitamiiniks. Maks ja neerud muudavad D3-vitamiini aktiivseks vormiks, hormooniks (vitamiin D 1,25-dihüdroksiid), mis reguleerib kaltsiumi metabolismi.

Lihasööjad ja kõigesööjad roomajad saavad suures koguses vajalikku D3-vitamiini toidust. Taimne toit ei sisalda D3 (kolekaltseferool), vaid D2 (ergokaltseferool), mis on kaltsiumi metabolismis vähem efektiivne. Just sel põhjusel sõltuvad taimtoidulised roomajad valgustuse kvaliteedist rohkem kui lihasööjad.

D3-vitamiini puudus põhjustab kiiresti ainevahetushäireid loomade luukoes. Selliste ainevahetushäirete korral võivad patoloogilised muutused mõjutada mitte ainult luukudesid, vaid ka teisi organsüsteeme. Häirete välisteks ilminguteks võivad olla turse, letargia, toidust keeldumine, kilpkonnade luude ja kestade ebaõige areng. Selliste sümptomite avastamisel on vaja loomale mitte ainult UVB-kiirguse allikat pakkuda, vaid lisada toidule ka toidu- või kaltsiumilisandeid. Kuid mitte ainult noored loomad ei ole nendele häiretele vastuvõtlikud, kui neid ei ravita õigesti, vaid ka täiskasvanud ja munevad emased on UVB-kiirguse puudumisel tõsises ohus.

infrapuna valgus

Roomajate ja kahepaiksete loomulik ektotermia (külmaverelisus) rõhutab infrapunakiirguse (soojuse) tähtsust termoregulatsioonis. Infrapunaspektri vahemik on selles segmendis, mida inimsilm ei näe, kuid seda tunneb selgelt naha soojus. Päike kiirgab suurema osa oma energiast spektri infrapunases osas. Peamiselt valgel ajal aktiivsete roomajate jaoks on parimateks termoregulatsiooni allikateks spetsiaalsed soojenduslambid, mis kiirgavad suurel hulgal infrapunavalgust (+700 nm).

Valguse intensiivsus

Maa kliima määrab selle pinda tabava päikeseenergia hulk. Valgustuse intensiivsust mõjutavad paljud tegurid, nagu osoonikiht, geograafiline asukoht, pilved, õhuniiskus, kõrgus merepinnast. Pinnale langeva valguse hulka nimetatakse valgustustiheduseks ja seda mõõdetakse luumenites ruutmeetri või luksi kohta. Valgustus otsese päikesevalguse käes on umbes 100 000 luksi. Tavaliselt on päevane valgustus, läbides pilvi, vahemikus 5000 kuni 10 000 luksi, öösel on see Kuult vaid 0,23 luksi. Neid väärtusi mõjutab ka tihe taimestik vihmametsades.

Ultraviolettkiirgust mõõdetakse mikrovattides ruutsentimeetri kohta (µW/sm2). Selle kogus on erinevatel poolustel väga erinev, suurenedes ekvaatorile lähenedes. UVB kiirguse hulk keskpäeval ekvaatoril on ligikaudu 270 µW/sm2. See väärtus väheneb päikeseloojangul ja suureneb ka koidikul. Loomad võtavad oma loomulikus elupaigas päikest peamiselt hommikul ja päikeseloojangul, ülejäänud aja veedavad nad oma varjualustes, urgudes või puude juurtes. Troopilistes metsades suudab vaid väike osa otsesest päikesevalgusest tungida läbi tiheda taimestiku alumistesse kihtidesse, jõudes maapinnani.

Ultraviolettkiirguse ja valguse tase roomajate ja kahepaiksete elupaigas võib varieeruda sõltuvalt mitmest tegurist:

Elupaik:

Vihmametsavööndites on varju palju rohkem kui kõrbes. Tihedates metsades on UV-kiirguse väärtus laiaulatuslik, otsest päikesevalgust langeb palju rohkem metsa ülemistele kihtidele kui metsapinnasele. Kõrbe- ja stepivööndites looduslikud varjualused otsese päikesevalguse eest praktiliselt puuduvad ning kiirgusefekti saab tugevdada ka pinnalt peegeldumisega. Mägismaal on orud, kuhu päikesevalgus võib tungida vaid mõneks tunniks päevas.

Olles päevavalgustundidel aktiivsemad, saavad ööpäevased loomad rohkem UV-kiirgust kui öised loomad. Kuid isegi nad ei veeda tervet päeva otsese päikesevalguse käes. Paljud liigid peidavad end päeva kuumimal ajal varjupaikadesse. Päevitamine piirdub varahommiku ja õhtuga. Erinevates kliimavööndites võivad roomajate igapäevased aktiivsustsüklid erineda. Mõned ööloomade liigid tulevad päeval päikese käes peesitama termoregulatsiooni eesmärgil.

Laiuskraad:

Ultraviolettkiirguse suurim intensiivsus on ekvaatoril, kus Päike asub Maa pinnast kõige väiksemal kaugusel ja tema kiired läbivad atmosfääri minimaalse vahemaa. Troopikas on osoonikihi paksus loomulikult õhem kui keskmistel laiuskraadidel, seega neelab osoon vähem UV-kiirgust. Polaarsed laiuskraadid on Päikesest kaugemal ja vähesed ultraviolettkiired on sunnitud läbima osoonirikkaid kihte suurte kadudega.

Kõrgus merepinnast:

UV-kiirguse intensiivsus suureneb koos kõrgusega, kuna päikesekiiri neelava atmosfääri paksus väheneb.

Ilm:

Pilved mängivad tõsist rolli Maa pinnale suunduvate ultraviolettkiirte filtrina. Olenevalt paksusest ja kujust on nad võimelised neelama kuni 35 - 85% päikesekiirguse energiast. Kuid isegi taevast täielikult kattes ei takista pilved kiirte juurdepääsu Maa pinnale.

Peegeldus:

Mõned pinnad, nagu liiv (12%), rohi (10%) või vesi (5%), on võimelised peegeldama neid tabavat ultraviolettkiirgust. Sellistes kohtades võib UV-kiirguse intensiivsus olla ka varjus oodatust palju suurem.

Osoon:

Osoonikiht neelab osa päikese ultraviolettkiirgusest, mis on suunatud maapinnale. Osoonikihi paksus muutub aastaringselt ja see on pidevas liikumises.

Infrapunakiirgus - see on teatud tüüpi elektromagnetkiirgus, mis hõivab elektromagnetlainete spektris vahemikus 0,77 kuni 340 mikronit. Sel juhul loetakse vahemikku 0,77–15 mikronit lühilaineks, 15–100 mikronit kesklaineks ja 100–340 mikronit pikalaineks.

Spektri lühilaineosa külgneb nähtava valgusega ja pikalaine osa sulandub ultralühikeste raadiolainete piirkonnaga. Seetõttu on infrapunakiirgusel nii nähtava valguse omadused (levib sirgjooneliselt, peegeldub, murdub nagu nähtav valgus) kui ka raadiolainete omadused (võib läbida mõningaid materjale, mis on nähtava kiirguse suhtes läbipaistmatud).

Infrapunakiirgurid pinnatemperatuuriga 700 C kuni 2500 C on lainepikkusega 1,55-2,55 mikronit ja neid nimetatakse "valguseks" - need on lainepikkuselt nähtavale valgusele lähemal, madalama pinnatemperatuuriga emitterid on pikema lainepikkusega ja neid nimetatakse " tume".

Mis on infrapunakiirguse allikas?

Üldiselt võib öelda, et iga teatud temperatuurini kuumutatud keha kiirgab soojusenergiat elektromagnetlainete spektri infrapunavahemikus ja suudab selle energia kiirgussoojusülekande kaudu teistele kehadele üle kanda. Energia ülekanne toimub kõrgema temperatuuriga kehalt madalama temperatuuriga kehale, kusjuures erinevatel kehadel on erinevad kiirgamis- ja neelamisvõimed, mis sõltuvad kahe keha olemusest, nende pinna seisundist jne.

Rakendus



Infrapunakiiri kasutatakse meditsiinilistel eesmärkidel, kui kiirgus ei ole liiga tugev. Neil on inimkehale positiivne mõju. Infrapunakiirtel on võime suurendada lokaalset verevoolu kehas, kiirendada ainevahetust ja laiendada veresooni.

  • Pult
Infrapunadioode ja fotodioode kasutatakse laialdaselt kaugjuhtimispultides, automaatikasüsteemides, turvasüsteemides jne. Need ei tõmba inimese tähelepanu oma nähtamatuse tõttu kõrvale.

  • Värvimisel

Infrapunakiirgust kasutatakse tööstuses värvipindade kuivatamiseks. Infrapunakuivatusmeetodil on traditsioonilise konvektsioonmeetodi ees märkimisväärsed eelised. Esiteks on see muidugi majanduslik efekt. Infrapuna kuivatamise kiirus ja energiakulu on väiksemad kui traditsiooniliste meetoditega.

  • Toidu steriliseerimine

Infrapunakiirguse abil steriliseeritakse toiduained desinfitseerimise eesmärgil.

  • Korrosioonivastane aine

Lakiga kaetud pindade korrosiooni vältimiseks kasutatakse infrapunakiirte.

  • toidutööstus

Infrapunakiirguse kasutamise tunnuseks toiduainetööstuses on elektromagnetlaine tungimise võimalus sellistesse kapillaarpoorsetesse toodetesse nagu teravili, teravili, jahu jne kuni 7 mm sügavusele. See väärtus sõltub pinna iseloomust, struktuurist, materjali omadustest ja kiirguse sageduskarakteristikust. Teatud sagedusvahemikuga elektromagnetlainel on tootele mitte ainult termiline, vaid ka bioloogiline mõju, see aitab kiirendada biokeemilisi muundumisi bioloogilistes polümeerides (tärklis, valk, lipiidid). Konveierkuivatuskonveiereid saab edukalt kasutada vilja ladumisel aidadesse ja jahu jahvatustööstuses.


Ultraviolettkiirgus (alates ultra... ja violetne), ultraviolettkiired, UV-kiirgus, silmale nähtamatu elektromagnetkiirgus, mis hõivab spektripiirkonna nähtava ja röntgenkiirguse vahel lainepikkustel l 400-10 nm. Terve piirkond Ultraviolettkiirgus tinglikult jagatud lähedaseks (400-200 nm) ja kauge või vaakum (200-10 nm); Perekonnanimi tuleb sellest, et Ultraviolettkiirgus see piirkond neeldub tugevalt õhus ja selle uurimine toimub vaakumspektri instrumentidega.

Positiivsed mõjud

Kahekümnendal sajandil näidati esimest korda UV-kiirguse kasulikku mõju inimesele. UV-kiirte füsioloogilist toimet uurisid kodu- ja välismaised teadlased eelmise sajandi keskel (G. Varshaver. G. Frank. N. Danzig, N. Galanin. N. Kaplun, A. Parfenov, E. Belikova. V. . Dugger. J. Hassesser, H. Ronge, E. Biekford jt) |1-3|. Sadades katsetes on veenvalt tõestatud, et kiirgus spektri UV-piirkonnas (290-400 nm) tõstab sümpaatilise-adrenaliinisüsteemi toonust, aktiveerib kaitsemehhanisme, tõstab mittespetsiifilise immuunsuse taset ja suurendab ka sekretsiooni. paljudest hormoonidest. UV-kiirguse (UVR) mõjul moodustub histamiin ja sarnased ained, millel on veresooni laiendav toime, mis suurendab naha veresoonte läbilaskvust. Muutused süsivesikute ja valkude ainevahetuses organismis. Optilise kiirguse toimel muutub kopsuventilatsioon – hingamise sagedus ja rütm; suurendab gaasivahetust, hapnikutarbimist, aktiveerib endokriinsüsteemi aktiivsust. Eriti märkimisväärne on UV-kiirguse roll D-vitamiini moodustumisel organismis, mis tugevdab luu- ja lihaskonna süsteemi ning omab rahhiidivastast toimet. Erilist tähelepanu väärib asjaolu, et pikaajalisel UVR-i puudulikkusel võib olla inimkehale kahjulik mõju, mida nimetatakse "kergeks nälgimiseks". Selle haiguse kõige levinum ilming on mineraalide ainevahetuse rikkumine, immuunsuse vähenemine, väsimus jne.

Toime nahale

Ultraviolettkiirguse mõju nahale, mis ületab naha loomulikku kaitsevõimet (päevitus), põhjustab põletusi.

Pikaajaline kokkupuude ultraviolettkiirgusega aitab kaasa melanoomi, erinevat tüüpi nahavähi tekkele, kiirendab vananemist ja kortsude teket.

Naha kontrollitud kokkupuutel ultraviolettkiirtega on üheks peamiseks positiivseks teguriks D-vitamiini moodustumine nahal, eeldusel, et sellel säilib loomulik rasvakiht. Naha pinnal olev rasuõli puutub kokku ultraviolettkiirgusega ja imendub seejärel uuesti nahka. Kui aga enne päikese kätte minekut rasu maha pesta, ei saa D-vitamiini tekkida. Kui minna vanni kohe pärast päikese käes viibimist ja pesta rasv maha, siis ei pruugi D-vitamiinil olla aega nahka imenduda.

Toime võrkkestale

Ultraviolettkiirgus on inimsilmale märkamatu, kuid intensiivse kokkupuute korral põhjustab see tüüpilise kiirguskahjustuse (võrkkesta põletus). Nii kahjustasid kümned venelased 1. augustil 2008 päikesevarjutuse ajal võrkkesta, hoolimata arvukatest hoiatustest selle jälgimise ohtude kohta ilma silmakaitseta. Nad kaebasid nägemise järsu languse ja laigu üle nende silmade ees.

Ultraviolett on aga inimsilma jaoks äärmiselt vajalik, nagu kinnitab enamik silmaarste. Päikesevalgus mõjub lõõgastavalt silmaümbruse lihastele, ergutab silma vikerkest ja närve ning suurendab vereringet. Korrapäraselt päikesevannidega võrkkesta närve tugevdades vabanete valusatest aistingutest silmades, mis tekivad intensiivse päikesevalguse ajal.


Allikad:

Ust-Kamenogorski ehituskolledž

Füüsika tunni arendamine.

Teema: "Infrapuna-, ultraviolett-, röntgenkiirgus"

Lektor: O.N. Chirtsova

Ust-Kamenogorsk, 2014

Õppetund teemal "Infrapuna, ultraviolett, röntgenikiirgus".

Eesmärgid:1) teadma, mis on infrapuna-, ultraviolett-, röntgenkiirgus; oskama nende mõistete rakendamisel lahendada loogilisi probleeme.

2) loogilise mõtlemise, vaatluse, PMD (analüüs, süntees, võrdlemine), mõistega (selle leksikaalse tähenduse), kõne, OUUN (iseseisev töö teabeallikaga, tabeli koostamine) kallal töötamise oskuste arendamine.

3) teadusliku ilmavaate kujundamine (õpitava materjali praktiline tähendus, seos kutsealaga), vastutus, iseseisvus, vajadus juhtida tervislikku eluviisi, järgida kutsetegevuses tuberkuloosi standardeid.

Tunni tüüp: uue materjali õppimine

Tunni tüüp: teoreetiline õpe

Varustus: sülearvutid, projektor, esitlus, keevitaja kombinesoonid

Kirjandus: Krongart B.A. "Füüsika-11", INTERNETI materjalid

Tundide ajal.

    Õpilaste organiseerimine tunniks.

    Ettevalmistus tajumiseks.

    Juhin õpilaste tähelepanu ees rippuvatele keevitaja kombinesoonidele, ehitan vestluse üles järgmistele küsimustele:

1) Mis materjalist on tööriietus valmistatud? (kummitud kangas, seemisnahk) Miks just nendest materjalidest? (Juhendan õpilasi vastuseni "kaitse termilise (infrapuna) kiirguse eest)"

2) Mille jaoks mask on mõeldud? (UV kaitse).

3) Peamine tulemus keevitaja töös?(õmbluse kvaliteet) Kuidas saab keevisõmbluse kvaliteeti uurida?(üks meetoditest on defektide tuvastamine röntgenikiirgusega) Slaidil näitan fotot x- kiirgusühikut ja selgitage lühidalt meetodit.

    Annan teada tunni teema (kirjutan vihikusse).

    Õpilased sõnastavad tunni eesmärgi.

    Panin õpilastele tunniks ülesanded:

1) Tutvuda kiirguse üldiste omadustega (vastavalt asendile elektromagnetkiirguse skaalal).

2) Tutvuda iga kiirgusliigi üldiste omadustega.

3) Uurige üksikasjalikult iga kiirguse tüüpi.

    Uue materjali õppimine.

    1. Viime läbi tunni esimese ülesande - tutvume kiirguse üldiste omadustega.

Slaidil "Elektromagnetkiirguse skaala". Määrame iga kiirgusliigi asukoha skaalal, analüüsime sõnade "infrapuna", "ultraviolett", "röntgenikiirgus" leksikaalset tähendust. Toetan näidetega.

    1. Niisiis, oleme täitnud tunni esimese ülesande, liigume edasi teise ülesande juurde - tutvume iga kiirgusliigi üldiste omadustega. (Näitan videoid iga kiirgusliigi kohta. Peale vaatamist ehitan üles lühikese vestluse videote sisust).

      Niisiis, liigume edasi tunni kolmanda ülesande juurde – iga kiirgusliigi uurimine.

Õpilased sooritavad iseseisvalt uurimistööd (digitaalse teabeallika abil täidavad tabeli). Teatan hindamiskriteeriumid, määrused. Nõustan ja selgitan töö käigus tekkinud küsimusi.

Töö lõpus kuulame ära kolme õpilase vastused, vaatame vastused üle.

    Ankurdamine.

Suuliselt lahendame loogilisi ülesandeid:

1. Miks on kõrgel mägedes vaja kanda tumedaid prille?

2. Millist kiirgust kasutatakse puu- ja köögiviljade kuivatamisel?

    Miks kannab keevitaja keevitamise ajal maski? kaitseülikond?

    Miks antakse patsiendile enne röntgenuuringut baariumiputru?

    Miks kannab radioloog (nagu ka patsient) pliipõllesid?

    Keevitajate kutsehaigus on katarakt (silma läätse hägustumine). Mis seda põhjustab? (pikaajaline termiline IR-kiirgus) Kuidas vältida?

    Elektroftalmia on silmahaigus (kaasnevad äge valu, valu silmades, pisaravool, silmalaugude spasmid). Selle haiguse põhjus? (UV-kiirguse toime). Kuidas vältida?

    Peegeldus.

Õpilased vastavad kirjalikult järgmistele küsimustele:

    1. Mis oli tunni eesmärk?

      Kus uuritud kiirgusliike kasutatakse?

      Mis kahju nad võivad teha?

      Kus on tunnis omandatud teadmised teie erialal kasulikud?

Suuliselt arutame nendele küsimustele vastuseid, antakse lehed üle.

    Kodutöö

Koostada aruanne IR, UV, röntgenikiirguse praktilise rakendamise kohta (valikuline).

    Õppetunni kokkuvõte.

Õpilased annavad üle märkmikud.

Teatan tunni hinded.

Jaotusmaterjal.

Infrapunakiirgus.

Infrapunakiirgus - elektromagnetkiirgus, mis hõivab nähtava valguse punase otsa ja mikrolainekiirguse vahelise spektripiirkonna.

Ainete optilised omadused infrapunakiirguses erinevad oluliselt nende omadustest nähtavas kiirguses. Näiteks mitme sentimeetri pikkune veekiht on infrapunakiirgusele läbipaistmatu, kui λ = 1 µm. Infrapunakiirgus moodustab suurema osa kiirgusesthõõglambid, gaaslahenduslambid, umbes 50% päikesekiirgusest; mõne laseri kiirgav infrapunakiirgus. Selle registreerimiseks kasutavad nad termo- ja fotoelektrilisi vastuvõtjaid, samuti spetsiaalseid fotomaterjale.

Kogu infrapunakiirguse ulatus on jagatud kolmeks komponendiks:

lühilaine piirkond: λ = 0,74-2,5 um;

kesklaine piirkond: λ = 2,5-50 µm;

pikalaine piirkond: λ = 50-2000 µm.

Selle vahemiku pikalaineline serv eristatakse mõnikord eraldi elektromagnetlainete vahemikuks - terahertsi kiirguseks (submillimeetri kiirgus).

Infrapunakiirgust nimetatakse ka "termiliseks" kiirguseks, kuna kuumutatud objektide infrapunakiirgust tajub inimese nahk soojustundena. Sel juhul sõltuvad keha poolt kiiratavad lainepikkused küttetemperatuurist: mida kõrgem on temperatuur, seda lühem on lainepikkus ja suurem kiirgusintensiivsus. Absoluutselt musta keha kiirgusspekter suhteliselt madalatel (kuni mitu tuhat kelvinit) temperatuuridel asub peamiselt selles vahemikus. Infrapunakiirgust kiirgavad ergastatud aatomid või ioonid.

Rakendus.

Öönägemisseade.

Vaakumfotoelektrooniline seade silmale nähtamatu objekti kujutise (infrapuna-, ultraviolett- või röntgenikiirguse spektris) teisendamiseks nähtavaks või nähtava kujutise heleduse suurendamiseks.

Termograafia.

Infrapunatermograafia, termopilt või termovideo, on teaduslik viis termogrammi saamiseks – infrapunakiirtes olev pilt, mis näitab pilti temperatuuriväljade jaotusest. Termograafilised kaamerad ehk termokaamerad tuvastavad elektromagnetilise spektri infrapunavahemikus (umbes 900-14000 nanomeetrit ehk 0,9-14 µm) kiirgust ja loovad selle kiirguse põhjal pilte, mis võimaldavad määrata ülekuumenenud või ülejahtunud kohti. Kuna infrapunakiirgust kiirgavad kõik objektid, millel on temperatuur, siis Plancki musta keha kiirguse valemi kohaselt võimaldab termograafia keskkonda "näha" nähtava valgusega või ilma. Objekti kiirgava kiirguse hulk suureneb selle temperatuuri tõustes, seega võimaldab termograafia näha temperatuuride erinevusi. Kui vaatame läbi termokaamera, on soojad objektid paremini nähtavad kui ümbritseva õhu temperatuurini jahutatud esemed; inimesed ja soojaverelised loomad on keskkonnas kergemini nähtavad nii päeval kui öösel. Sellest tulenevalt võib termograafia kasutamise propageerimise kanda sõjaväe ja julgeolekuteenistuste arvele.

Infrapuna kodustamine.

Infrapuna-suunamispea – suunamispea, mis töötab püütava sihtmärgi poolt kiiratavate infrapunalainete hõivamise põhimõttel. See on optilis-elektrooniline seade, mis on loodud sihtmärgi tuvastamiseks ümbritseval taustal ja püüdmissignaali väljastamiseks automaatsele sihikuseadmele (APU), samuti vaatevälja nurkkiiruse signaali mõõtmiseks ja väljastamiseks. autopiloot.

Infrapuna kütteseade.

Kütteseade, mis eraldab infrapunakiirguse kaudu keskkonda soojust. Igapäevaelus nimetatakse seda mõnikord ebatäpselt helkuriks. Kiirgusenergiat neelavad ümbritsevad pinnad, muutudes soojusenergiaks, soojendades neid, mis omakorda eraldavad soojust õhku. See annab olulise majandusliku efekti võrreldes konvektsioonküttega, kus soojust kulutatakse oluliselt kasutamata laealuse ruumi kütmiseks. Lisaks on IR-soojendite abil võimalik lokaalselt soojendada ainult neid ruumi piirkondi, kus see on vajalik, ilma kogu ruumi mahtu soojendamata; infrapuna küttekehade soojusefekt on tunda kohe pärast sisselülitamist, mis väldib ruumi eelsoojenemist. Need tegurid vähendavad energiakulusid.

Infrapuna astronoomia.

Astronoomia ja astrofüüsika haru, mis uurib infrapunakiirguses nähtavaid kosmoseobjekte. Sel juhul tähendab infrapunakiirgus elektromagnetlaineid lainepikkusega 0,74 kuni 2000 mikronit. Infrapunakiirgus jääb nähtava kiirguse, mille lainepikkus jääb vahemikku 380–750 nanomeetrit, ja submillimeetrise kiirguse vahele.

Infrapuna-astronoomia hakkas arenema 1830. aastatel, mitu aastakümmet pärast seda, kui William Herschel avastas infrapunakiirguse. Esialgu tehti vähe edusamme ja kuni 20. sajandi alguseni ei leitud infrapunas muid astronoomilisi objekte peale Päikese ja Kuu, kuid pärast mitmeid raadioastronoomias tehtud avastusi 1950. ja 1960. aastatel mõistsid astronoomid suur hulk informatsiooni, mis oli väljaspool nähtavat ulatust.lained. Sellest ajast alates on moodustunud kaasaegne infrapuna astronoomia.

infrapuna spektroskoopia.

Infrapunaspektroskoopia – spektroskoopia haru, mis hõlmab spektri pika lainepikkuse piirkonda (> 730 nm üle nähtava valguse punase piiri). Infrapunaspektrid tekivad molekulide vibratsioonilise (osaliselt pöörleva) liikumise tulemusena, nimelt molekulide põhielektroonilise oleku vibratsioonitasemete vaheliste üleminekute tulemusena. IR-kiirgust neelavad paljud gaasid, välja arvatud sellised gaasid nagu O2, N2, H2, Cl2 ja üheaatomilised gaasid. Neeldumine toimub igale konkreetsele gaasile iseloomuliku lainepikkuse juures, näiteks CO puhul on see lainepikkus 4,7 mikronit.

Infrapuna neeldumisspektrite abil saab määrata erinevate suhteliselt lühikeste molekulidega orgaaniliste (ja anorgaaniliste) ainete molekulide struktuuri: antibiootikumid, ensüümid, alkaloidid, polümeerid, kompleksühendid jne. Erinevate orgaaniliste (ja anorgaaniliste) ainete molekulide võnkespektrid suhteliselt pikkade molekulidega (valgud, rasvad, süsivesikud, DNA, RNA jne) on terahertsi vahemikus, seega saab nende molekulide struktuuri kindlaks teha raadiosagedusspektromeetrite abil terahertsi vahemikus. Piikide arvu ja asukoha järgi IR-neeldumisspektris saab hinnata aine olemust (kvalitatiivne analüüs) ning neeldumisribade intensiivsuse järgi aine kogust (kvantitatiivne analüüs). Peamised instrumendid on erinevat tüüpi infrapunaspektromeetrid.

infrapuna kanal.

Infrapunakanal on andmeedastuskanal, mille tööks ei ole vaja juhtmega ühendusi. Arvutitehnoloogias kasutatakse seda tavaliselt arvutite ühendamiseks välisseadmetega (IrDA liides) Erinevalt raadiokanalist on infrapunakanal elektromagnetiliste häirete suhtes tundetu ja see võimaldab seda kasutada tööstuslikes tingimustes. Infrapunakanali miinusteks on vastuvõtjate ja saatjate kõrge hind, mis nõuavad elektrisignaali muundamist infrapunaks ja vastupidi, samuti madal edastuskiirus (tavaliselt ei ületa 5-10 Mbps, aga infrapunalaserite kasutamisel). , on võimalikud oluliselt suuremad kiirused). Lisaks ei ole tagatud edastatava teabe konfidentsiaalsus. Nähtavuse tingimustes võib infrapunakanal pakkuda sidet mitme kilomeetri kaugusele, kuid kõige mugavam on sellega ühendada samas ruumis asuvaid arvuteid, kus peegeldused ruumi seintelt tagavad stabiilse ja töökindla ühenduse. Kõige loomulikum topoloogia tüüp on siin "siin" (see tähendab, et kõik abonendid võtavad edastatud signaali samaaegselt vastu). On selge, et nii paljude puuduste korral ei saanud infrapunakanalit laialdaselt kasutada.

Ravim

Infrapunakiirgust kasutatakse füsioteraapias.

Pult

Infrapunadioode ja fotodioode kasutatakse laialdaselt kaugjuhtimispultides, automaatikasüsteemides, turvasüsteemides, osades mobiiltelefonides (infrapunaliides) jne. Infrapunakiired ei tõmba inimese tähelepanu oma nähtamatuse tõttu kõrvale.

Huvitaval kombel on kodumajapidamises kasutatava kaugjuhtimispuldi infrapunakiirgust digikaamera abil lihtne tabada.

Värvimisel

Infrapunakiirgust kasutatakse tööstuses värvipindade kuivatamiseks. Infrapunakuivatusmeetodil on traditsioonilise konvektsioonmeetodi ees märkimisväärsed eelised. Esiteks on see muidugi majanduslik efekt. Infrapuna kuivatamise kiirus ja energiakulu on väiksemad kui traditsiooniliste meetoditega.

Toidu steriliseerimine

Infrapunakiirguse abil steriliseeritakse toiduained desinfitseerimise eesmärgil.

Korrosioonivastane aine

Lakitud pindade korrosiooni vältimiseks kasutatakse infrapunakiiri.

toidutööstus

Infrapunakiirguse kasutamise tunnuseks toiduainetööstuses on elektromagnetlaine tungimise võimalus sellistesse kapillaarpoorsetesse toodetesse nagu teravili, teravili, jahu jne kuni 7 mm sügavusele. See väärtus sõltub pinna iseloomust, struktuurist, materjali omadustest ja kiirguse sageduskarakteristikust. Teatud sagedusvahemikuga elektromagnetlainel on tootele mitte ainult termiline, vaid ka bioloogiline mõju, see aitab kiirendada biokeemilisi muundumisi bioloogilistes polümeerides (tärklis, valk, lipiidid). Konveierkuivatuskonveiereid saab edukalt kasutada vilja ladumisel aidadesse ja jahu jahvatustööstuses.

Lisaks kasutatakse infrapunakiirgust laialdaseltruumi küte ja tänavruumid. Infrapunasoojendeid kasutatakse lisa- või põhikütte korraldamiseks ruumides (majad, korterid, kontorid jne), samuti väliruumide lokaalseks kütmiseks (tänavakohvikud, lehtlad, verandad).

Puuduseks on kütte oluliselt suurem ebaühtlus, mis on mitmete tehnoloogiliste protsesside puhul täiesti vastuvõetamatu.

Raha ehtsuse kontrollimine

Infrapunakiirgust kasutatakse seadmetes raha kontrollimiseks. Pangatähele ühe turvaelemendina rakendatuna on spetsiaalsed metameersed tindid nähtavad ainult infrapunapiirkonnas. Infrapuna-valuutadetektorid on kõige veatumad seadmed raha autentsuse kontrollimiseks. Erinevalt ultraviolettkiirgusest on pangatähtedele infrapunamärgiste paigaldamine võltsijatele kulukas ja seetõttu majanduslikult kahjumlik. Seetõttu on sisseehitatud IR-kiirguriga pangatähtede detektorid tänapäeval kõige usaldusväärsem kaitse võltsimise eest.

Terviseoht!!!

Väga tugev infrapunakiirgus kõrge kuumuse kohtades võib kuivatada silmade limaskesta. Kõige ohtlikum on see, kui kiirgusega ei kaasne nähtavat valgust. Sellistes olukordades on vaja kanda spetsiaalseid silmade kaitseprille.

Maa kui infrapuna kiirgaja

Maa pind ja pilved neelavad päikeselt nähtavat ja nähtamatut kiirgust ning kiirgavad suurema osa energiast infrapunakiirgusena tagasi atmosfääri. Teatud atmosfääris leiduvad ained, peamiselt veepiisad ja veeaurud, aga ka süsihappegaas, metaan, lämmastik, väävelheksafluoriid ja klorofluorosüsivesinikud neelavad seda infrapunakiirgust ja kiirgavad seda uuesti igas suunas, sealhulgas tagasi Maale. Seega hoiab kasvuhooneefekt atmosfääri ja pinna soojemana kui siis, kui atmosfääris poleks infrapuna neelajaid.

röntgenikiirgus

Röntgenikiirgus - elektromagnetlained, mille footoni energia asub elektromagnetlainete skaalal ultraviolettkiirguse ja gammakiirguse vahel, mis vastab lainepikkustele 10-2 kuni 102 Å (10-12 kuni 10-8 m)

Laboratoorsed allikad

Röntgentorud

Röntgenikiirgus tekib laetud osakeste tugeval kiirendamisel (bremsstrahlung) või suure energiaga üleminekul aatomite või molekulide elektronkihtides. Mõlemat efekti kasutatakse röntgenitorudes. Selliste torude peamised konstruktsioonielemendid on metallkatood ja anood (varem nimetati seda ka antikatoodiks). Röntgentorudes kiirendatakse katoodist kiirguvad elektronid anoodi ja katoodi elektripotentsiaali erinevuse tõttu (röntgenikiirgust ei eraldu, kuna kiirendus on liiga väike) ja need tabavad anoodi, kus need järsult aeglustuvad. Sel juhul tekib bremsstrahlungi tõttu röntgenikiirgus ja elektronid löövad samaaegselt välja anoodiaatomite sisemistest elektronkihtidest. Tühjad ruumid kestades on hõivatud teiste aatomi elektronidega. Sel juhul kiirgatakse röntgenkiirgust anoodimaterjalile iseloomuliku energiaspektriga (karakteristikune kiirgus, sagedused määratakse Moseley seadusega: kus Z on anoodielemendi aatomnumber, A ja B on teatud väärtuse konstandid elektronkihi peakvantarvust n). Praegu on anoodid valmistatud peamiselt keraamikast ja osa, kuhu elektronid tabavad, on valmistatud molübdeenist või vasest.

Crookesi toru

Kiirenduse-aeglustuse käigus läheb röntgenikiirgusele vaid umbes 1% elektroni kineetilisest energiast, 99% energiast muundub soojuseks.

Osakeste kiirendid

Röntgenikiirgust saab saada ka osakeste kiirendites. Niinimetatud sünkrotronkiirgus tekib siis, kui magnetväljas olevate osakeste kiir kaldub kõrvale, mille tulemusena nad kogevad kiirendust liikumisega risti olevas suunas. Sünkrotronkiirgusel on pidev spekter, millel on ülempiir. Õigesti valitud parameetritega (magnetvälja suurus ja osakeste energia) saab röntgenikiirgust saada ka sünkrotronkiirguse spektris.

Bioloogiline mõju

Röntgenikiirgus on ioniseeriv. See mõjutab elusorganismide kudesid ja võib põhjustada kiiritushaigust, kiirituspõletust ja pahaloomulisi kasvajaid. Sel põhjusel tuleb röntgenikiirgusega töötamisel võtta kaitsemeetmeid. Arvatakse, et kahju on otseselt võrdeline neeldunud kiirgusdoosiga. Röntgenkiirgus on mutageenne tegur.

Registreerimine

Luminestsentsi efekt. Röntgenikiirgus võib põhjustada mõnede ainete hõõgumist (fluorestsentsi). Seda efekti kasutatakse meditsiinilises diagnostikas fluoroskoopia (pildi vaatlemine fluorestsentsekraanil) ja röntgenikiirguse (radiograafia) ajal. Meditsiinilisi fotofilme kasutatakse tavaliselt koos intensiivistavate ekraanidega, mis sisaldavad röntgenikiirguse luminofooraineid, mis helendavad röntgenikiirguse toimel ja valgustavad valgustundlikku fotoemulsiooni. Elusuuruse kujutise saamise meetodit nimetatakse radiograafiaks. Fluorograafiaga saadakse pilt vähendatud skaalal. Luminestseerivat ainet (stsintillaatorit) saab optiliselt ühendada elektroonilise valgusdetektoriga (fotokordisti toru, fotodiood jne), tekkivat seadet nimetatakse stsintillatsioonidetektoriks. See võimaldab registreerida üksikuid footoneid ja mõõta nende energiat, kuna stsintillatsioonivälgu energia on võrdeline neeldunud footoni energiaga.

fotograafiline efekt. Röntgenikiirgus, nagu ka tavaline valgus, on võimelised fotograafilist emulsiooni otse valgustama. Kuid ilma fluorestseeruva kihita on selleks vaja 30–100 korda suuremat säritust (st annust). Selle meetodi (tuntud kui ekraanita radiograafia) eeliseks on teravamad pildid.

Pooljuhtdetektorites tekitavad röntgenikiirgus blokeerimissuunas ühendatud dioodi p-n-siirde elektron-augu paarid. Sel juhul liigub väike vool, mille amplituud on võrdeline langeva röntgenikiirguse energia ja intensiivsusega. Impulssrežiimis on võimalik registreerida üksikuid röntgenfootoneid ja mõõta nende energiat.

Üksikuid röntgenfootoneid saab registreerida ka gaasiga täidetud ioniseeriva kiirguse detektorite (Geigeri loendur, proportsionaalne kamber jne) abil.

Rakendus

Röntgenikiirte abil on võimalik inimkeha "valgustada", mille tulemusena on võimalik saada pilt luudest, kaasaegsetes instrumentides aga siseelunditest (vt karadiograafia ja fluoroskoopia). See kasutab asjaolu, et peamiselt luudes sisalduva elemendi kaltsiumi (Z=20) aatomnumber on palju suurem kui pehmeid kudesid moodustavate elementide, nimelt vesiniku (Z=1), süsiniku (Z=6) aatomnumber. ), lämmastik (Z=7), hapnik (Z=8). Lisaks tavalistele seadmetele, mis annavad uuritava objekti kahemõõtmelise projektsiooni, on olemas kompuutertomograafid, mis võimaldavad saada siseorganitest kolmemõõtmelist kujutist.

Toodete (siinid, keevisõmblused jne) defektide tuvastamist röntgenikiirguse abil nimetatakse nn.röntgenivigade tuvastamine.

Materjaliteaduses, kristallograafias, keemias ja biokeemias kasutatakse röntgenikiirgust ainete struktuuri selgitamiseks aatomitasandil, kasutades röntgendifraktsiooni hajumist (röntgendifraktsioonianalüüs). Kuulus näide on DNA struktuuri määramine.

Röntgenikiirgust saab kasutada aine keemilise koostise määramiseks. Elektronkiire mikrosondis (või elektronmikroskoobis) kiiritatakse analüüsitavat ainet elektronidega, samal ajal kui aatomid ioniseeritakse ja kiirgavad iseloomulikku röntgenkiirgust. Elektronide asemel võib kasutada röntgenikiirgust. Seda analüüsimeetodit nimetatakseRöntgenikiirguse fluorestsentsanalüüs.

Lennujaamad kasutavad aktiivseltröntgentelevisiooni introskoobid, mis võimaldab vaadata käsipagasi ja pagasi sisu, et visuaalselt tuvastada monitori ekraanil ohtlikke esemeid.

Röntgenteraapia- kiiritusravi osa, mis hõlmab 20–60 kV röntgentoru pingel ja 3–7 cm nahafookuskaugusel genereeritud röntgenikiirguse terapeutilise kasutamise teooriat ja praktikat (lühimaa kiiritusravi) või pingel 180-400 kV ja naha-fookuskaugusel 30-150 cm (kaugkiiritusravi). Röntgenravi viiakse läbi peamiselt pindmiselt paiknevate kasvajate ja mõnede muude haiguste, sealhulgas nahahaiguste korral (Bucca ultrapehmed röntgenikiirgused).

looduslikud röntgenikiirgused

Maal tekib röntgenkiirguse piirkonnas elektromagnetiline kiirgus aatomite ioniseerumise tulemusena radioaktiivse lagunemise käigus tekkiva kiirguse, tuumareaktsioonide käigus tekkiva gammakiirguse Comptoni efekti ja ka kosmilise kiirguse tagajärjel. . Radioaktiivne lagunemine toob kaasa ka otsese röntgenikvantide emissiooni, kui see põhjustab laguneva aatomi elektronkihi ümberkorraldamise (näiteks elektronide püüdmise ajal). Teistel taevakehadel esinev röntgenkiirgus Maa pinnale ei jõua, kuna atmosfäär neelab selle täielikult. Seda uurivad satelliidi röntgenteleskoobid, nagu Chandra ja XMM-Newton.

Üks peamisi mittepurustava testimise meetodeid on radiograafiline kontrollimeetod (RK) -röntgenivigade tuvastamine. Seda tüüpi juhtimist kasutatakse laialdaselt tehnoloogiliste torustike, metallkonstruktsioonide, tehnoloogiliste seadmete, komposiitmaterjalide kvaliteedi kontrollimiseks erinevates tööstusharudes ja ehituskompleksis. Röntgenkontrolli kasutatakse tänapäeval aktiivselt erinevate keevisõmbluste ja liigeste defektide tuvastamiseks. Keevisliidete (või röntgenikiirguse defektide tuvastamise) testimise radiograafiline meetod viiakse läbi vastavalt GOST 7512-86 nõuetele.

Meetod põhineb röntgenikiirguse erineval neeldumisel materjalide poolt ning neeldumisaste sõltub otseselt elementide aatomarvust ja konkreetse materjali keskkonna tihedusest. Defektide, näiteks pragude, võõrkehade, räbu ja pooride olemasolu põhjustab röntgenikiirguse nõrgenemist ühel või teisel määral. Röntgenkontrolli abil nende intensiivsuse registreerimisel on võimalik kindlaks teha erinevate materjalide ebahomogeensuste olemasolu, aga ka asukohta.

Röntgenikontrolli peamised omadused:

Võimalus tuvastada selliseid defekte, mida ei saa tuvastada ühegi muu meetodiga - näiteks mittejoodised, kestad ja muud;

Avastatud defektide täpse lokaliseerimise võimalus, mis võimaldab kiiresti parandada;

Võimalus hinnata keevisõmbluse tugevdusribade kumeruse ja nõgususe suurust.

UV-kiirgus

Ultraviolettkiirgus (ultraviolettkiired, UV-kiirgus) - elektromagnetiline kiirgus, mis hõivab spektrivahemiku nähtava ja röntgenkiirguse vahel. UV-kiirguse lainepikkused jäävad vahemikku 10–400 nm (7,5 1014–3 1016 Hz). Mõiste pärineb latist. ultra - üleval, kaugemal ja lilla. Kõnekeeles võib kasutada ka nimetust "ultraviolett".

Mõju inimeste tervisele .

Ultraviolettkiirguse bioloogilised mõjud kolmes spektripiirkonnas on oluliselt erinevad, mistõttu bioloogid eristavad mõnikord oma töös kõige olulisematena järgmisi vahemikke:

Ultraviolettkiirguse lähedal, UV-A-kiired (UVA, 315-400 nm)

UV-B-kiired (UVB, 280-315 nm)

Kaug ultraviolettkiirgus, UV-C kiir (UVC, 100-280 nm)

Peaaegu kogu UVC ja ligikaudu 90% UVB-kiirgusest neeldub osoon, aga ka veeaur, hapnik ja süsinikdioksiid päikesevalguse läbimisel maa atmosfääri. UVA-vahemiku kiirgus neeldub atmosfääris üsna nõrgalt. Seetõttu sisaldab Maa pinnale jõudev kiirgus suure osa lähi ultraviolett-UVA-st ja väikese osa - UVB-st.

Veidi hiljem, töödes (O. G. Gazenko, Yu. E. Nefedov, E. A. Shepelev, S. N. Zaloguev, N. E. Panferova, I. V. Anisimova), kinnitati kiirguse täpsustatud spetsiifiline mõju kosmosemeditsiinis. Profülaktiline UV-kiirgus viidi kosmoselendude praktikasse koos juhistega (MU) 1989 "Inimeste profülaktiline ultraviolettkiirgus (kasutades UV-kiirguse kunstlikke allikaid)". Mõlemad dokumendid on usaldusväärseks aluseks UV-kiirguse vältimise edasiseks täiustamiseks.

Toime nahale

Naha kokkupuude ultraviolettkiirgusega, mis ületab naha loomulikku kaitsevõimet päevitada, põhjustab põletusi.

Ultraviolettkiirgus võib põhjustada mutatsioonide teket (ultraviolettmutagenees). Mutatsioonide teke võib omakorda põhjustada nahavähki, naha melanoomi ja enneaegset vananemist.

Toime silmadele

Keskmise lainevahemiku (280-315 nm) ultraviolettkiirgus on inimsilmale praktiliselt märkamatu ja neeldub peamiselt sarvkesta epiteeli, mis intensiivse kiiritamise korral põhjustab kiirguskahjustusi - sarvkesta põletusi (elektroftalmia). See väljendub suurenenud pisaravoolus, valgusfoobias, sarvkesta epiteeli tursetes, blefarospasmis. Silmakudede väljendunud reaktsioon ultraviolettkiirgusele ei mõjuta sügavaid kihte (sarvkesta strooma), kuna inimkeha kõrvaldab refleksiivselt ultraviolettkiirguse mõju nägemisorganitele, mõjutatud on ainult epiteel. Pärast epiteeli taastumist taastub nägemine enamikul juhtudel täielikult. Pehmet pikalainelist ultraviolettkiirgust (315–400 nm) tajub võrkkest nõrga violetse või hallikassinise valgusena, kuid lääts hoiab seda peaaegu täielikult, eriti keskealistel ja eakatel inimestel. Patsiendid, kellele siirdati varakult kunstläätsed, hakkasid nägema ultraviolettvalgust; kaasaegsed kunstläätsede näidised ei lase ultraviolettkiirgust läbi. Lühilaineline ultraviolettkiirgus (100-280 nm) võib tungida võrkkestani. Kuna ultraviolettkiirgusega lühilaineline kiirgus kaasneb tavaliselt teiste vahemike ultraviolettkiirgusega, intensiivse kokkupuute korral silmadega, tekib sarvkesta põletus (elektroftalmia) palju varem, mis välistab ultraviolettkiirguse mõju võrkkestale ülaltoodud põhjustel. Kliinilises oftalmoloogilises praktikas on ultraviolettkiirguse põhjustatud silmakahjustuste peamine liik sarvkesta põletus (elektroftalmia).

Silmade kaitse

Silmade kaitsmiseks ultraviolettkiirguse kahjulike mõjude eest kasutatakse spetsiaalseid kaitseprille, mis blokeerivad kuni 100% ultraviolettkiirgust ja on nähtavas spektris läbipaistvad. Reeglina on selliste klaaside läätsed valmistatud spetsiaalsest plastist või polükarbonaadist.

Paljud kontaktläätsetüübid pakuvad ka 100% UV-kaitset (vaata pakendi etiketti).

Ultraviolettkiirte filtrid on tahked, vedelad ja gaasilised. Näiteks tavaline klaas on λ juures läbipaistmatu< 320 нм; в более коротковолновой области прозрачны лишь специальные сорта стекол (до 300-230 нм), кварц прозрачен до 214 нм, флюорит - до 120 нм. Для еще более коротких волн нет подходящего по прозрачности материала для линз объектива и приходится применять отражательную оптику - вогнутые зеркала. Однако для столь короткого ультрафиолета непрозрачен уже и воздух, который заметно поглощает ультрафиолет, начиная с 180 нм.

UV-allikad

looduslikud allikad

Peamine ultraviolettkiirguse allikas Maal on Päike. UV-A ja UV-B kiirguse intensiivsuse suhe, Maa pinnale jõudvate ultraviolettkiirte koguhulk, sõltub järgmistest teguritest:

atmosfääri osooni kontsentratsiooni kohta maapinna kohal (vt osooniaugud)

päikese kõrguselt horisondi kohal

kõrguselt üle merepinna

atmosfääri dispersioonist

pilvkattest

UV-kiirte peegeldumisastme kohta pinnalt (vesi, pinnas)

Kaks ultraviolettluminofoorlampi, mõlemad lambid kiirgavad "pika lainepikkuse" (UV-A) lainepikkusi vahemikus 350 kuni 370 nm

Pirnita DRL-lamp on võimas ultraviolettkiirguse allikas. Ohtlik silmadele ja nahale töötamise ajal.

kunstlikud allikad

Tänu kunstlike UV-kiirguse allikate loomisele ja täiustamisele, mis toimus paralleelselt nähtava valguse elektriliste allikate arendamisega, on tänapäeval UV-kiirgusega tegelevad spetsialistid meditsiinis, ennetus-, sanitaar- ja hügieeniasutustes, põllumajanduses jne. oluliselt suuremate võimalustega kui loodusliku UV-kiirguse kasutamisel. Fotobioloogiliste seadmete (UFBD) UV-lampide väljatöötamisega ja tootmisega tegelevad praegu mitmed suurimad elektrilampide ettevõtted ja teised. Erinevalt valgusallikatest on UV-kiirguse allikatel reeglina selektiivne spekter, mis on loodud konkreetse FB protsessi jaoks maksimaalse võimaliku efekti saavutamiseks. Tehisliku UV IS klassifikatsioon kasutusalade järgi, mis määratakse kindlaks vastavate FB protsesside toimespektrite kaudu teatud UV spektrivahemikega:

Erüteemlambid töötati välja 1960. aastatel, et kompenseerida loodusliku kiirguse "UV-puudust" ja eelkõige intensiivistada D3-vitamiini fotokeemilist sünteesi inimnahas ("rahhiidivastane efekt").

1970ndatel ja 1980ndatel kasutati erüteemi LL peale meditsiiniasutuste spetsiaalsetes "fotarias" (näiteks kaevurite ja kaevandustöötajate jaoks), põhjapoolsetes piirkondades eraldi avalikes ja tööstushoonetes ning ka noorte põllumajandusloomade kiiritamiseks. .

LE30 spekter erineb radikaalselt päikesespektrist; piirkond B moodustab suurema osa UV-piirkonna kiirgusest, kiirgus lainepikkusega λ< 300нм, которое в естественных условиях вообще отсутствует, может достигать 20 % от общего УФ излучения. Обладая хорошим «антирахитным действием», излучение эритемных ламп с максимумом в диапазоне 305-315 нм оказывает одновременно сильное повреждающее воздействие на коньюктиву (слизистую оболочку глаза). Отметим, что в номенклатуре УФ ИИ фирмы Philips присутствуют ЛЛ типа TL12 с предельно близкими к ЛЭ30 спектральными характеристиками, которые наряду с более «жесткой» УФ ЛЛ типа TL01 используются в медицине для лечения фотодерматозов. Диапазон существующих УФ ИИ, которые используются в фототерапевтических установках, достаточно велик; наряду с указанными выше УФ ЛЛ, это лампы типа ДРТ или специальные МГЛ зарубежного производства, но с обязательной фильтрацией УФС излучения и ограничением доли УФВ либо путем легирования кварца, либо с помощью специальных светофильтров, входящих в комплект облучателя.

Kesk- ja Põhja-Euroopa riikides, aga ka Venemaal kasutatakse laialdaselt kunstliku solaariumi tüüpi UV OS-i, mis kasutavad UV LL-i, mis põhjustavad üsna kiiret päevituse teket. "Päevitamise" UV LL spektris domineerib "pehme" kiirgus UVA tsoonis. UVB osakaal on rangelt reguleeritud, sõltub paigalduse tüübist ja nahatüübist (Euroopas on 4 tüüpi inimese nahka alates " keldi" kuni "vahemere") ja on 1-5% kogu UV-kiirgusest. Päevitamiseks mõeldud LL-d on saadaval standardsete ja kompaktsete versioonidena võimsusega 15–160 W ja pikkusega 30–180 cm.

1980. aastal kirjeldas Ameerika psühhiaater Alfred Levy "talvedepressiooni" toimet, mis on tänapäeval liigitatud haigusteks ja mille lühend on SAD (Seasonal Affective Disorder – Seasonal Affective Disorder) Haigust seostatakse ebapiisava insolatsiooniga, st. loomulik valgus. Ekspertide sõnul kannatab SAD-i sündroomi all ~ 10-12% maailma elanikkonnast ja eelkõige põhjapoolkera riikide elanikke. USA andmed on teada: New Yorgis - 17%, Alaskal - 28%, isegi Floridas - 4%. Põhjamaade puhul jäävad andmed vahemikku 10–40%.

Kuna SAD on kahtlemata üks "päikeseenergia rikke" ilmingutest, on vältimatu huvi tagasipöördumine nn "täisspektri" lampide juurde, mis reprodutseerivad täpselt loomuliku valguse spektrit mitte ainult nähtavas, vaid ka UV-piirkonnas. Mitmed välisfirmad on võtnud oma tootevalikusse täisspektriga LL-e, näiteks toodavad Osram ja Radium firmad sarnaseid UV IR-sid võimsusega vastavalt 18, 36 ja 58 W nimede all "Biolux" ja "Biosun". ", mille spektraalsed omadused praktiliselt langevad kokku. Loomulikult ei ole neil lampidel "rahhitivastast toimet", kuid need aitavad kõrvaldada mitmeid ebasoodsaid sündroome inimestel, mis on seotud halva tervisega sügis-talvisel perioodil ja neid saab kasutada ka ennetuslikel eesmärkidel haridusasutustes. , koolid, lasteaiad, ettevõtted ja asutused, et kompenseerida" kerget nälgimist. Samal ajal tuleb meeles pidada, et „täisspektriga“ LL-d on võrreldes kromaatilisusega LB-dega ligikaudu 30% väiksema valgusefektiivsusega, mis toob vältimatult kaasa energia- ja kapitalikulude suurenemise valgustus- ja kiirguspaigaldises. Sellised paigaldised peavad olema projekteeritud ja käitatud vastavalt standardi CTES 009/E:2002 "Lambide ja lambisüsteemide fotobioloogiline ohutus" nõuetele.

Väga ratsionaalne kasutusala leiti UFLL-ile, mille emissioonispekter langeb kokku teatud tüüpi lendavate kahjurite (kärbsed, sääsed, ööliblikad jne) fototaksise toimespektriga, mis võivad olla haiguste ja nakkuste kandjad ning põhjustada riknemist. toodetest ja toodetest.

Neid UV LL-sid kasutatakse atraktantlampidena spetsiaalsetes valguspüüdjates, mis on paigaldatud kohvikutesse, restoranidesse, toiduainetööstuse ettevõtetesse, looma- ja linnufarmidesse, riideladudesse jne.

Elavhõbe-kvartslamp

Luminofoorlambid "päevavalgus" (neil on elavhõbeda spektrist väike UV-komponent)

Excilamp

Valgusdiood

Elektrikaare ionisatsiooniprotsess (eriti metallide keevitamise protsess)

Laserallikad

Ultraviolettpiirkonnas töötab mitmeid lasereid. Laser võimaldab saada suure intensiivsusega koherentset kiirgust. Ultraviolettpiirkonda on aga laseri genereerimiseks keeruline, seega pole siin nii võimsaid allikaid kui nähtavas ja infrapunases vahemikus. Ultraviolettlaserid leiavad oma rakenduse massispektromeetrias, lasermikrodissektsioonis, biotehnoloogias ja muudes teadusuuringutes, silma mikrokirurgia (LASIK) laserablatsiooni jaoks.

Aktiivse keskkonnana ultraviolettlaserites võib kasutada kas gaase (näiteks argoonlaser, lämmastiklaser, eksimerlaser jne), kondenseeritud inertgaase, spetsiaalseid kristalle, orgaanilisi stsintillaatoreid või undulaatoris levivaid vabu elektrone. .

On ka ultraviolettlasereid, mis kasutavad ultraviolettkiirguse vahemikus teise või kolmanda harmoonilise genereerimiseks mittelineaarse optika efekte.

2010. aastal demonstreeriti esimest korda vabade elektronide laserit, mis genereerib koherentseid footoneid energiaga 10 eV (vastav lainepikkus on 124 nm), see tähendab vaakum-ultraviolettkiirguse vahemikus.

Polümeeride ja värvainete lagunemine

Paljud tarbekaupades kasutatavad polümeerid lagunevad UV-kiirguse mõjul. Lagunemise vältimiseks lisatakse sellistele polümeeridele spetsiaalseid UV-kiirgust absorbeerivaid aineid, mis on eriti oluline, kui toode on otsese päikesevalguse käes. Probleem väljendub värvi kadumises, pinna tuhmumises, pragunemises ja mõnikord ka toote enda täielikus hävimises. Hävitamise kiirus suureneb kokkupuuteaja ja päikesevalguse intensiivsuse suurenemisega.

Kirjeldatud efekti nimetatakse UV-vananemiseks ja see on üks polümeeri vananemise variante. Tundlike polümeeride hulka kuuluvad termoplastid, nagu polüpropüleen, polüetüleen, polümetüülmetakrülaat (orgaaniline klaas), aga ka spetsiaalsed kiud, näiteks aramiidkiud. UV-kiirguse neeldumine põhjustab polümeeri ahela hävimise ja tugevuse kaotuse paljudes struktuuri punktides. UV-kiirguse toimet polümeeridele kasutatakse nanotehnoloogiates, siirdamises, röntgenlitograafias ja muudes valdkondades polümeeride pinna omaduste (karedus, hüdrofoobsus) muutmiseks. Näiteks on teada vaakumi ultraviolettkiirguse (VUV) siluv toime polümetüülmetakrülaadi pinnale.

Kohaldamisala

Must valgus

UV-valguse all ilmub VISA krediitkaartidele hõljuv tuvi

Musta valgusega lamp on lamp, mis kiirgab valdavalt spektri pika lainepikkusega ultraviolettkiirgust (UVA vahemik) ja toodab väga vähe nähtavat valgust.

Dokumentide kaitsmiseks võltsimise eest on need sageli varustatud UV-märgistega, mis on nähtavad ainult UV-valguses. Enamik passe, aga ka erinevate riikide pangatähti, sisaldavad ultraviolettvalguses helendavaid värvi või niitide kujul turvaelemente.

Musta valgusega lampide ultraviolettkiirgus on üsna nõrk ja sellel on inimeste tervisele kõige vähem tõsine negatiivne mõju. Nende lampide kasutamisel pimedas ruumis on aga teatud oht, mis on seotud just ebaolulise kiirgusega nähtavas spektris. See on tingitud asjaolust, et pimedas pupill laieneb ja suhteliselt suur osa kiirgusest satub vabalt võrkkestasse.

Steriliseerimine ultraviolettkiirgusega

Õhu ja pindade desinfitseerimine

Kvartslamp, mida kasutatakse laboris steriliseerimiseks

Ultraviolettlampe kasutatakse vee, õhu ja erinevate pindade steriliseerimiseks (desinfitseerimiseks) kõigis inimtegevuse valdkondades. Enimlevinud madalrõhulampides langeb peaaegu kogu emissioonispekter lainepikkusele 253,7 nm, mis on hästi kooskõlas bakteritsiidse efektiivsuse kõvera tipuga (st DNA molekulide UV-kiirguse neeldumise efektiivsusega). See tipp on umbes 253,7 nm lainepikkusel, millel on DNA-le suurim mõju, kuid looduslikud ained (nt vesi) aeglustavad UV läbitungimist.

Bakteritsiidne UV-kiirgus nendel lainepikkustel põhjustab tümiini dimeriseerumist DNA molekulides. Selliste muutuste kuhjumine mikroorganismide DNA-s põhjustab nende paljunemise aeglustumist ja väljasuremist. Bakteritsiidseid ultraviolettlampe kasutatakse peamiselt sellistes seadmetes nagu bakteritsiidsed kiiritajad ja bakteritsiidsed retsirkulaatorid.

Vee, õhu ja pindade ultravioletttöötlusel ei ole pikaajalist toimet. Selle funktsiooni eeliseks on see, et kahjulik mõju inimestele ja loomadele on välistatud. UV-kiirgusega reoveepuhastuse korral ei mõjuta veekogude taimestikku heited, nagu näiteks klooriga töödeldud vee väljajuhtimine, mis hävitab elu veel kaua pärast puhasti kasutamist.

Igapäevaelus bakteritsiidse toimega ultraviolettlampe nimetatakse sageli lihtsalt bakteritsiidseteks lampideks. Kvartslampidel on ka bakteritsiidne toime, kuid nende nimi ei tulene toimest, nagu bakteritsiidsetel lampidel, vaid on seotud lambipirni materjaliga – kvartsklaasiga.

Joogivee desinfitseerimine

Vee desinfitseerimine toimub kloorimise meetodil kombineerituna reeglina osoonimisega või ultraviolettkiirgusega (UV) desinfitseerimisega. Ultraviolett (UV) desinfitseerimine on ohutu, ökonoomne ja tõhus desinfitseerimismeetod. Ei osoonimine ega ultraviolettkiirgus ei oma bakteritsiidset järelmõju, mistõttu ei ole neid lubatud kasutada iseseisva vee desinfitseerimise vahendina joogiveevarustuse vee valmistamisel, basseinides. Täiendavate desinfitseerimismeetoditena kasutatakse osoonimist ja ultraviolett-desinfitseerimist, mis koos kloorimisega suurendavad kloorimise efektiivsust ja vähendavad lisatavate kloori sisaldavate reaktiivide hulka.

UV-kiirguse tööpõhimõte. UV-desinfitseerimine toimub mikroorganismide kiiritamisel vees teatud intensiivsusega UV-kiirgusega (piisav lainepikkus mikroorganismide täielikuks hävitamiseks on 260,5 nm) teatud aja jooksul. Sellise kiiritamise tagajärjel surevad mikroorganismid "mikrobioloogiliselt", kuna nad kaotavad oma paljunemisvõime. UV-kiirgus lainepikkuse vahemikus umbes 254 nm tungib hästi läbi vee ja vee kaudu leviva mikroorganismi rakuseina ning neeldub mikroorganismide DNA-sse, põhjustades selle struktuuri kahjustusi. Selle tulemusena peatub mikroorganismide paljunemise protsess. Tuleb märkida, et see mehhanism laieneb iga organismi elusrakkudele tervikuna ja just see põhjustab kõva ultraviolettkiirguse ohtu.

Kuigi UV-töötlus jääb vee desinfitseerimise efektiivsuselt kordades alla osoneerimisele, on UV-kiirguse kasutamine tänapäeval üks tõhusamaid ja ohutumaid vee desinfitseerimise meetodeid juhtudel, kui puhastatava vee maht on väike.

Praegu on arengumaades, puhta joogivee puudusega piirkondades juurutamisel päikesevalguse abil vee desinfitseerimise meetod (SODIS), milles vee mikroorganismidest puhastamisel mängib peamist rolli päikesekiirguse ultraviolettkomponent.

Keemiline analüüs

UV-spektromeetria

UV-spektrofotomeetria põhineb aine kiiritamisel monokromaatilise UV-kiirgusega, mille lainepikkus ajas muutub. Aine neelab erineva lainepikkusega UV-kiirgust erineval määral. Graafik, mille y-teljel on kantud ülekantud või peegeldunud kiirguse hulk ja abstsissil - lainepikkus, moodustab spektri. Spektrid on iga aine puhul ainulaadsed; see on segu üksikute ainete identifitseerimise ja nende kvantitatiivse mõõtmise aluseks.

Mineraalide analüüs

Paljud mineraalid sisaldavad aineid, mis ultraviolettkiirgusega valgustades hakkavad kiirgama nähtavat valgust. Iga lisand helendab omal moel, mis võimaldab määrata antud mineraali koostist kuma olemuse järgi. A. A. Malakhov oma raamatus “Huvitav geoloogiast” (M., “Molodaya Gvardiya”, 1969. 240 s) räägib sellest järgmiselt: “Mineraalide ebatavalist sära põhjustavad katood, ultraviolett- ja röntgenikiirgus. Surnud kivi maailmas süttivad ja säravad kõige eredamalt need mineraalid, mis ultraviolettvalguse tsooni sattununa räägivad kivimi koostises sisalduvatest uraani või mangaani väikseimatest lisanditest. Kummalise "ebamaise" värviga välgatavad ka paljud teised mineraalid, mis ei sisalda mingeid lisandeid. Veetsin terve päeva laboris, kus jälgisin mineraalide luminestseeruvat sära. Tavaline värvitu kaltsiit, mis värvib imeliselt erinevate valgusallikate mõjul. Katoodkiired muutsid kristalli rubiinpunaseks, ultraviolettkiirguses valgustas see karmiinpunaseid toone. Kaks mineraali – fluoriit ja tsirkoon – ei erinenud röntgenikiirguses. Mõlemad olid rohelised. Kuid niipea, kui katoodituli sisse lülitati, muutus fluoriit lillaks ja tsirkoon sidrunikollaseks. (lk 11).

Kvalitatiivne kromatograafiline analüüs

TLC abil saadud kromatogramme vaadatakse sageli ultraviolettvalguses, mis võimaldab luminestsentsi värvuse ja retentsiooniindeksi järgi identifitseerida mitmeid orgaanilisi aineid.

Putukate püüdmine

Ultraviolettkiirgust kasutatakse sageli putukate püüdmisel valguse käes (sageli kombinatsioonis spektri nähtavas osas kiirgavate lampidega). See on tingitud asjaolust, et enamikul putukatel on nähtav vahemik inimese nägemisega võrreldes nihkunud spektri lühilainepikkusele: putukad ei näe seda, mida inimene tajub punasena, küll aga näevad nad pehmet ultraviolettvalgust. Võib-olla sellepärast argoonis (avatud kaarega) keevitamisel kärbsed praetakse (lendavad valguse kätte ja seal on temperatuur 7000 kraadi)!

Valgus see on erineva pikkusega elektromagnetlainete kogum. Nähtava valguse lainepikkuste vahemik on 0,4 kuni 0,75 mikronit. Selle kõrval on nähtamatu valguse alad - ultraviolett või UV-kiirgus(0,4 kuni 0,1 µm) ja infrapuna või IR-kiirgus(0,75 kuni 750 µm).

Nähtav valgus toob meieni suurema osa teabest välismaailmast. Lisaks visuaalsele tajumisele saab valgust tuvastada selle termilise efekti, elektrilise toime või selle põhjustatud keemilise reaktsiooni järgi. Valguse tajumine silma võrkkesta poolt on üks näide selle fotokeemilisest toimest. Visuaalsel tajumisel kaasneb teatud valguse lainepikkusega teatud värv. Nii et kiirgus lainepikkusega 0,48–0,5 mikronit on sinine; 0,56-0,59 - kollane; 0,62-0,75 punane. Looduslik valge valgus on üheaegselt levivate erineva pikkusega lainete kogum. See võib olla laguneda komponentideks ja pingutage need spektraalinstrumentide abil ( prismad,restid,filtrid).

Nagu iga laine, kannab valgus endaga kaasas energiat, mis sõltub kiirguse lainepikkusest (või sagedusest).

Ultraviolettkiirgust, olles lühema lainepikkusega, iseloomustab suurem energia ja tugevam vastastikmõju ainega, mis seletab selle laialdast kasutamist praktikas. Näiteks võib ultraviolettkiirgus käivitada või võimendada paljusid keemilisi reaktsioone. Ultraviolettkiirguse mõju bioloogilistele objektidele on märkimisväärne, näiteks selle bakteritsiidne toime.

Tuleb meeles pidada, et enamik aineid absorbeerib ultraviolettkiirgust väga tugevalt, mis ei võimalda sellega töötamisel kasutada tavalist klaasoptikat. Kuni 0,18 mikronit kasutatakse kvartsi, liitiumfluoriidi, kuni 0,12 mikronit - fluoriiti; veelgi lühemate lainepikkuste puhul tuleb kasutada peegeldavat optikat.

Veelgi laiemalt kasutatakse tehnikas spektri pikalainelist osa – infrapunakiirgust. Märkige siinkohal öövaatlusseadmed, infrapunaspektroskoopia, materjalide kuumtöötlus, lasertehnoloogia, objektide temperatuuri mõõtmine distantsilt.

soojuskiirgus- aine poolt kiiratav elektromagnetkiirgus, mis tekib selle siseenergia tõttu. Soojuskiirgusel on pidev spekter, mille maksimumi asukoht sõltub aine temperatuurist. Selle suurenemisega suureneb kiiratava soojuskiirguse koguenergia ja maksimum liigub väikeste lainepikkuste piirkonda.

Kasutusala: termopildisüsteemid. Termopildistamine on kehadest nähtava kujutise saamine nende sisemise või peegeldunud termilise (infrapuna) kiirguse abil; kasutatakse objektide kuju ja asukoha määramiseks pimedas või optiliselt läbipaistmatus keskkonnas. Neid süsteeme kasutatakse diagnostikas meditsiinis, navigatsioonis, geoloogilises uurimises, vigade tuvastamises jne. Optilise kiirguse vastuvõtjad on seadmed, milles objekti infrapunakiirgus muundatakse nähtavaks kiirguseks, näiteks fotoelemendid, fotokordistajad, fototakistid jne.

Riis. 12.2. Fotokordisti:

1 - fotokatood; 2 - ekraan; 3-10 - katood; A - anood;

Poola teadlased avastasid hiljuti IR-kiirte huvitava omaduse: terastoodete otsene kiiritamine infrapunalampide valgusega pärsib korrosiooniprotsesse mitte ainult tavapärastes säilitustingimustes, vaid ka niiskuse ja vääveldioksiidi sisalduse suurenemisega.

Samuti on olemas meetod fototakistite särituse määramiseks diaühendite ja asiidide põhjal fotolitograafia käigus. Sobivate seadmete reprodutseeritavuse parandamiseks ja tootlikkuse suurendamiseks kiiritatakse pooljuht-epitaksiaalset materjali, millele on ladestunud fotoresist ultraviolett- või nähtava valgusega ning särituse määrab fotoresistkile neeldumisriba kadumise aeg. piirkond 2000-2500 cm miinus esimese astmeni. Siin kiiritatakse neid lühikese lainepikkusega valgusega ja omaduste muutus registreeritakse infrapunapiirkonnas neeldumise teel - 2000 cm kuni miinus esimese astmeni vastab lainepikkusele 3,07 μm.

Valguskiirgus võib oma energiat kehale üle kanda mitte ainult seda kuumutades või selle aatomeid ergutades, vaid ka mehaanilise rõhu kujul. kerge surve See väljendub selles, et keha valgustatud pinnale mõjub valguse levimise suunas hajutatud jõud, mis on võrdeline valgusenergia tihedusega ja sõltub pinna optilistest omadustest. Valguse rõhk täielikult peegeldavale peeglipinnale on kaks korda suurem kui täielikult neelaval pinnal, kui muud tegurid on võrdsed.

Seda nähtust saab seletada nii valguse olemuse laine- kui korpuskulaarsest vaatepunktist. Esimesel juhul on see Ampère'i seaduse kohaselt valguslaine elektrivälja poolt kehas indutseeritud elektrivoolu ja selle magnetvälja vastasmõju tulemus. Teisel juhul on see footoni impulsi ülekande tulemus neelavale või peegeldavale seinale.

Kerge rõhk on väike. Niisiis, ere päikesevalgus surub 1 ruutmeetrit. must pind, mille tugevus on vaid 0,4 mg. Valgusvoo kontrollimise lihtsus, särituse "okseontakt" ja valgusrõhu "selektiivsus" erinevate neeldumis- ja peegeldusomadustega kehade suhtes võimaldavad aga seda nähtust leiutises edukalt kasutada (näiteks footon rakett).

Valgusrõhku kasutatakse ka mikroskoopides väikeste massi- või jõumuutuste kompenseerimiseks. Mõõtefotoelektriline seade määrab, milline valgusvoo ja sellest tulenevalt ka valgusrõhu väärtus oli vajalik proovi massi muutuse kompenseerimiseks ja süsteemi tasakaalu taastamiseks.

Kerge rõhu rakendamine:

Meetod gaaside või aurude pumpamiseks anumast anumasse, tekitades rõhulanguse vaheseinal, millel on mõlemat anumat eraldav auk, pumpamise efektiivsuse suurendamiseks keskendutakse näiteks laseri poolt kiiratavale valguskiirele. vaheseina auk;

2. Meetod vastavalt nõudluspunktile 1, mis erineb selle poolest, et gaaside või aurude selektiivseks pumpamiseks ja eelkõige gaaside või aurude isotoopsegude eraldamiseks valitakse emissioonispektri laius väiksem kui gaaside või aurude sageduseraldus. naaberkomponentide neeldumisjoonte keskpunktid, samas kui emitteri sagedus on seatud väljapumbatava komponendi neeldumisjoone keskele.