Что такое уф излучение в оптике

Ультрафиолетовое излучение

Многие замечают положительное влияние солнечных лучей на состояние кожи

Большая заслуга такого эффекта – ультрафиолет. Он способствует выработке витамина D, активирует процесс образования соединительных тканей, повышает обмен веществ, уменьшает Благотворное влияние ультрафиолета используют и при лечении псориаза. Уже достаточно давно, при лечении данного заболевания, назначают санаторно-курортное лечение, куда кроме солнечных ванн включают и другие процедуры, укрепляющие иммунитет и улучшающие состояние кожи.
Так как псориаз – это аутоиммунное заболевание, то меры, способствующие укреплению иммунитета, положительно влияют на состояние и способствуют выздоровлению и длительной ремиссии.

Но важно помнить, что у ультрафиолета есть и множество пагубных последствий, которые могут привести к негативным эффектам, особенно при псориазе.
Поэтому перед любыми процедурами следует проконсультироваться с врачом – дерматологом.

Ультрафиолетовое излучение

Ультрафиолетовым, называют излучение с длинной волны от 10 до 400 нм. Большая часть этого спектра не видна глазу. Граница лучей, видимых человеком, начинается от 350 – 400 нм.
Этот диапазон, условно, делят на три группы, отличающихся по проникающей способности и воздействию на организм.

· UV-B (длинна волны 280-315 нм) – Большая часть этого спектра задерживается в атмосфере земли. Излучение не имеет такого сильного проникающего эффекта и проникает только в верхние слои кожи. Считается наиболее полезной частью спектра УФ излучения, так как активно способствует выработке витамина D, укреплению эпидермиса, и не повреждает нижние слои дермы.

· UV-C (длинна волны 100-280 нм) – Практически полностью задерживаются в атмосфере земли. Имеет сильный бактерицидный эффект – способно уничтожать бактерии вирусы и грибки. Чаще всего встречается при работе искусственных источников, применяемых при обеззараживании поверхностей и помещений.

Положительное влияние ультрафиолета

У ультрафиолета множество положительных эффектов. Например, такие жизненно важные, как выработка витамина D, необходимого для всасывания кальция, обеспечивающего правильное развитие костного скелета. Еще он способствует понижению возбудимости нервных окончаний, повышению обмена веществ, стимулированию выработки эндорфинов. Активирует образование соединительной ткани, что ускоряет заживление ран, язв и рубцов. Стимулирует образование меланина, защищающего ядра клеток кожи, а также внутренние органы от перегрева инфракрасным и видимым излучением.

Важно помнить, что Ультрафиолетовое излучение благотворно влияет лишь в тех случаях, когда дозы облучения незначительны.

Отрицательное влияние ультрафиолета

Кроме ряда положительных качеств, ультрафиолет имеет и множество отрицательных. Большинство из них связано с повреждением кожи, вызванное длительным воздействием ультрафиолета.

Так ультрафиолетовое излучение может привести к покраснению, ожогам и ускоренному старению кожи, нарушению синтеза ДНК. В некоторых случаях может способствовать появлению меланомы (рака кожи) и карциномы (немеланомное раковое образование кожи).

Для снижения отрицательных эффектов следует ограничивать пребывание под прямыми солнечными лучами и использовать специальные защитные средства (крема, лосьоны, гели).

Ультрафиолет при псориазе

Благодаря ультрафиолетовому излучению, улучшается состояние кожи: уменьшается шелушение, проходит зуд, бляшки становятся меньше.
Длительное наблюдение подтверждает, что после «солнечных ванн» кожа дольше остается в стадии ремиссии, а если обострение и наступает, то не такое сильное.
В основном положительный эффект – это заслуга UV-B спектра, он задерживается верхним слоем эпителия и не травмирует глубокие, здоровые участки кожи.
Но солнце – это сильный раздражитель, излишнее пребывание под его лучами может вызвать повреждение кожи, что может привести к обострению болезни.
Больным псориазом, перед выходом под прямые солнечные лучи, следует подготовиться – снять воспалительные процессы в бляшках (например средствами на основе пиратиона цинка) и нанести солнцезащитное средство на все неповрежденные участки кожи.
В первое время, пребывание под прямыми солнечными лучами, стоит сократить до 5-7 минут, постепенно увеличивая это время до 30 минут.

Фототерапия

Так как курортно-санаторное лечение доступно не всем и не в любое время года, а негативное влияние солнечных лучей может усугубить болезнь, было разработано лечение, при котором пациент подвергается воздействию искусственных источников излучения с определенной длиной волны, таких как лазер, светодиоды, флуоресцентные и дихроитические лампы.

Фототерапия действует благодаря целому ряду механизмов: изменению экспрессии цитокинов, индукции апоптоза и иммуносупрессии клеток Лангерганса. При облучении происходит апоптоз (Апоптоз – невоспальтельная, запрограммированная, контролируемая гибель клеток, запускаемая организмом при распознавании повреждения клетки или её неправильной работы.) пораженных клеток и угнетение иммунного ответа на клетки собственного организма.

Фототерапию разделяют на два основных направления, отличающихся длинной волны, излучаемой аппаратами.

PUVA терапия

Лечение таким методом проходит с помочью UV-A облучения, с длинной волны 320-400нм.
Обычно ПУВА терапию совмещают с медикаментозным лечением, а перед процедурой, пациент принимает препараты, усиливающие чувствительность кожи к ультрафиолету.
Процедура занимает от 3 до 25 минут за сеанс. Обычно требуется 15-25 сеансов.
Проведение процедуры и её длительность контролирует врач.
Эффективность такой процедуры достигает 85-95%, но к недостаткам можно отнести: относительно высокую стоимость, необходимость посещать медицинское учреждение (т.к. аппараты стационарные и требуется амбулаторное лечение), необходимость принимать препараты.

UVB терапия

Процедура происходит с помощью облучения ультрафиолетом с длинной волны 311 нм.
Такие волны относятся к UV-B спектру и имеют ниже проникающую способность, по сравнению с UV-A облучением, это уменьшает повреждение Лечение с помощью UV-B излучения не требует дополнительного медикаментозного лечения, а проводить процедуры можно дома, т.к. многие аппараты имеют небольшие габариты и вес.
Эффективность данного метода достигает 95%, а результат становится заметен уже на второй недели использования.
При проведении лечения в домашних условиях, без непосредственного наблюдения врача, важно помнить о длительности процедуры. Начинать следует с 1 минут, постепенно увеличивая время с каждым сеансом. Даже добившись стойкой ремиссии не стоит пренебрегать наблюдением у профильного врача.

Солярий при псориазе

Самостоятельное посещение солярия, при заболевании псориазом, может вызвать ухудшение состояния.

Источник

Защита от ультрафиолета в бесцветных линзах

Насколько полной она является в бесцветных линзах и где должна быть граница отрезания этого опасного излучения?

Сегодня мы все признаем необходимость предохранения глаз взрослых и детей от вредного воздействия ультрафиолета. Профессионалы в области коррекции зрения стремятся рекомендовать клиентам очковые линзы с наибольшим уровнем защиты от этого излучения.

Много шума о синем свете

Назначая очковые линзы, специалисты подчеркивают важность предохранения органа зрения от воздействия лучей потенциально опасных диапазонов солнечного спектра. Многие сегодня считают, что защита от ультрафиолетового (УФ) излучения больше не является проблемой и реализована даже в бесцветных линзах. Однако американский журнал 20/20 приводит данные, что 80 % продаваемых линз (то есть четыре из пяти) не обеспечивают полную защиту от УФ-излучения в диапазоне длины волны до 400 нм.

В последние годы наибольшее внимание уделяется защите не от ультрафиолета, а в первую очередь от лучей синего диапазона видимого спектра, испускаемых экранами разнообразных цифровых устройств. У каждого производителя очковых линз есть продукты – линзы и покрытия, частично отфильтровывающие эти лучи. Возникновение ажиотажа вызвали ставшие достоянием массмедиа и профессиональных изданий результаты проведенного Университетом Толедо исследования, свидетельствующие об опасных последствиях воздействия на сетчатку глаза света синего диапазона. В этом исследовании клетки сетчатки человеческого глаза облучали лазерным излучением с одной длиной волны 445 нм in vitro, то есть в экспериментальной обстановке, вне живого организма. Хотя результаты работы были нерепрезентативны для реальных условий организма человека, они получили широкий резонанс. Многие издания поспешили отметить, что синий свет от экранов электронных устройств серьезно повреждает сетчатку – так, заголовок статьи в журнале Fortune гласит: «Исследование показало, что синий свет, излучаемый электроникой, может привести к слепоте».

Не будем спорить, что избыточное воздействие синего света может представлять опасность для сетчатки, но, по утверждению некоторых специалистов, на открытом воздухе излучение в этом диапазоне видимого спектра представляет большую угрозу, чем свет, излучаемый экранами цифровых гаджетов (даже при максимальной настройке их яркости), так как естественный синий свет намного ярче и интенсивней. Оберегая глаза от синего света, не будем забывать о необходимости защиты от ультрафиолета, опасность которого для глаз и области вокруг них убедительно доказана многочисленными клиническими исследованиями.

Еще раз об ультрафиолете

Как отмечено на сайте Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), УФ-излучение – это часть спектра электромагнитного излучения, испускаемого Солнцем. В то время как лучи УФ-С-диапазона (длина волны 100–280 нм) поглощаются озоновым слоем нашей планеты, большая часть УФ-А-лучей (315–400 нм) и примерно 10 % УФ-B-лучей (280–315 нм) достигают поверхности Земли. Излучение как УФ-А-, так и УФ-B-диапазона оказывает влияние на здоровье человека.

Малая доза УФ-излучения необходима для синтеза витамина D в коже, однако длительное воздействие ультрафиолета может привести к возникновению острых и хронических заболеваний кожи, глаз и иммунной системы. Это воздействие кумулятивно, и если в детстве человек много времени проводил на солнце без солнцезащитных очков, то, пользуясь ими в зрелом возрасте, он не сможет нивелировать вред, нанесенный УФ-излучением. По оценкам ученых, до 80 % вредного воздействия ультрафиолета на орган зрения человек получает в первые 18 лет жизни. Чем раньше ребенок начинает пользоваться солнцезащитными очками, тем лучше для сохранения здоровья глаз (рис. 1).

Рис. 1. Светопропускание хрусталика в зависимости от возраста (относительно светопропускания хрусталика ребенка в возрасте 10 лет):
1 – 10 лет; 2 – 15 лет; 3 – 25 лет; 4 – 35 лет; 5 – 45 лет; 6 – 55 лет; 7 – 65 лет; 8 – 75 лет; 9 – 85 лет; 10 – 95 лет
Диапазоны: I – ультрафиолетовый (длина волны

Источник

Ультрафиолетовое излучение

Ультрафиоле́товое излуче́ние (ультрафиолет, УФ, UV) — электромагнитное излучение, занимающее диапазон между фиолетовой границей видимого излучения и рентгеновским излучением (380 — 10 нм, 7,9·10 14 — 3·10 16 Герц).

Содержание

История открытия

Понятие об ультрафиолетовых лучах впервые встречается у индийского философа 13-го века в его труде. Атмосфера описанной им местности Bhootakasha содержала фиолетовые лучи, которые невозможно увидеть невооружённым глазом.

Вскоре после того, как было обнаружено инфракрасное излучение, немецкий физик Иоганн Вильгельм Риттер начал поиски излучения и в противоположном конце спектра, с длиной волны короче, чем у фиолетового цвета.В 1801 году он обнаружил, что хлорид серебра, разлагающийся под действием света, быстрее разлагается под действием невидимого излучения за пределами фиолетовой области спектра. Хлорид серебра белого цвета в течение нескольких минут темнеет на свету. Разные участки спектра по-разному влияют на скорость потемнения. Быстрее всего это происходит перед фиолетовой областью спектра. Тогда многие ученые, включая Риттера, пришли к соглашению, что свет состоит из трех отдельных компонентов: окислительного или теплового (инфракрасного) компонента, осветительного компонента (видимого света), и восстановительного (ультрафиолетового) компонента. В то время ультрафиолетовое излучение называли также актиническим излучением. Идеи о единстве трёх различных частей спектра были впервые озвучены лишь в 1842 году в трудах Александра Беккереля, Македонио Меллони и др.

Подтипы

Электромагнитный спектр ультрафиолетового излучения может быть по-разному поделен на подгруппы. Стандарт ISO по определению солнечного излучения (ISO-DIS-21348) [1] даёт следующие определения:

Ближний ультрафиолетовый диапазон часто называют «черным светом», так как он не распознаётся человеческим глазом, но при отражении от некоторых материалов спектр переходит в область видимого излучения.

Для дальнего и экстремального диапазона часто используется термин «вакуумный» (VUV), в виду того, что волны этого диапазона сильно поглощаются атмосферой Земли.

Воздействие на здоровье человека

Биологические эффекты ультрафиолетового излучения в трёх спектральных участках существенно различны, поэтому биологи иногда выделяют, как наиболее важные в их работе, следующие диапазоны:

Практически весь UVC и приблизительно 90 % UVB поглощаются озоном, а также водяным паром, кислородом и углекислым газом при прохождении солнечного света через земную атмосферу. Излучение из диапазона UVA достаточно слабо поглощается атмосферой. Поэтому радиация, достигающая поверхности Земли, в значительной степени содержит ближний ультрафиолет UVA и в небольшой доле — UVB.

Несколько позже в работах (О. Г. Газенко, Ю. Е. Нефёдов, Е. А. Шепелев, С. Н. Залогуев, Н. Е. Панфёрова, И. В. Анисимова) указанное специфическое действие излучения было подтверждено в космической медицине [4, 5]. Профилактическое УФ облучение было введено в практику космических полётов наряду с Методическими указаниями (МУ) 1989 г. «Профилактическое ультрафиолетовое облучение людей (с применением искусственных источников УФ излучения)» [6]. Оба документа являются надёжной базой дальнейшего совершенствования УФ профилактики.

Действие на кожу

Воздействие ультрафиолетового излучения на кожу, превышающее естественную защитную способность кожи к загару, приводит к ожогам.

Длительное воздействие ультрафиолетового излучения может способствовать развитию меланомы и преждевременному старению.

Действие на сетчатку глаза

Защита глаз

Источники ультрафиолета

Природные источники

Основной источник ультрафиолетового излучения на Земле — Солнце. Соотношение интенсивности излучения УФ-А и УФ-Б, общее количество ультрафиолетовых лучей, достигающих поверхности Земли, зависит от следующих факторов:

Искусственные источники

Благодаря созданию и совершенствованию искусственных источников УФ излучения, шедшими параллельно с развитием электрических источников видимого света, сегодня специалистам, работающим с УФ излучением в медицине, профилактических, санитарных и гигиенических учреждениях, сельском хозяйстве и т. д., предоставляются существенно большие возможности, чем при использовании естественного УФ излучения. Разработкой и производством УФ ламп для установок фотобиологического действия (УФБД) в настоящее время занимаются ряд крупнейших электроламповых фирм и др.).Номенклатура УФ ламп для УФБД весьма широка и разнообразна: так, например, у ведущего в мире производителя фирмы Philips она насчитывает более 80 типов. В отличие от осветительных УФ источники излучения, как правило, имеют селективный спектр, рассчитанный на достижение максимально возможного эффекта для определенного ФБ процесса. Классификация искусственных УФ ИИ по областям применения, детерминированным через спектры действия соответствующих ФБ процессов с определенными УФ диапазонами спектра:

В 70-80 годах эритемные ЛЛ, кроме медицинских учреждений, использовались в специальных «фотариях» (например, для шахтеров и горных рабочих), в отдельных ОУ общественных и производственных зданий северных регионов, а также для облучения молодняка сельскохозяйственных животных.

Спектр ЛЭ30 радикально отличается от солнечного; на область В приходится большая часть излучения в УФ области, излучение с длиной волны λ Лазерные источники

Существует ряд лазеров, работающих в ультрафиолетовой области. Лазер позволяет получать когерентное излучение высокой интенсивности. Однако область ультрафиолета сложна для лазерной генерации, поэтому здесь не существует столь же мощных источников, как в видимом и инфракрасном диапазонах. Ультрафиолетовые лазеры находят своё применение в масс-спектрометрии, лазерной микродиссекции, биотехнологиях и других научных исследованиях.

Деградация полимеров и красителей

Многие полимеры, используемые в товарах народного потребления, деградируют под действием УФ света. Для предотвращения деградации в такие полимеры добавляются специальные вещества, способные поглощать УФ, что особенно важно в тех случаях, когда продукт подвергается непосредственному воздействию солнечного света. Проблема проявляется в исчезновении цвета, потускнению поверхности, растрескиванию, а иногда и полному разрушению самого изделия. Скорость разрушения возрастает с ростом времени воздействия и интенсивности солнечного света.

Описанный эффект известен как УФ старение и является одной из разновидностей старения полимеров. К чувствительным полимерам относятся термопластики, такие как, полипропилен, полиэтилен, полиметилметакрилат (органическое стекло), а также специальные волокна, например, арамидное волокно. Поглощение УФ приводит к разрушению полимерной цепи и потере прочности в ряде точек структуры. Воздействие УФ на полимеры используется в нанотехнологиях, трансплантологии, рентгенолитографии и др. областях для модификации свойств (шероховатость, гидрофобность) поверхности полимеров. Например, известно сглаживающее действие вакуумного ультрафиолета (ВУФ) на поверхность полиметилметакрилата. [10]

Сфера применения

Чёрный свет

Лампа чёрного света — лампа, которая излучает преимущественно в длинноволновой ультрафиолетовой области спектра (диапазон UVA) и даёт крайне мало видимого света.

Для защиты документов от подделки их часто снабжают ультрафиолетовыми метками, которые видны только в условиях ультрафиолетового освещения. Большинство паспортов, а также банкноты различных стран содержат защитные элементы в виде краски или нитей, светящихся в ультрафиолете.

Ультрафиолетовое излучение, даваемое лампами чёрного света, является достаточно мягким и оказывает наименее серьёзное негативное влияние на здоровье человека. Однако при использовании данных ламп в темном помещении существует некоторая опасность связанная именно с незначительным излучением в видимом спектре. Это обусловлено тем, что в темноте зрачок расширяется и относительно большая часть излучения беспрепятственно попадает на сетчатку.

Обеззараживание ультрафиолетовым (УФ) излучением

Стерилизация воздуха и твёрдых поверхностей

Ультрафиолетовые лампы используются для стерилизации (обеззараживания) воды, воздуха и различных поверхностей во всех сферах жизнедеятельности человека. В наиболее распространённых лампах низкого давления 86 % излучения приходится на длину волны 254 нм, что хорошо согласуется с пиком кривой бактерицидной эффективности (то есть эффективности поглощения ультрафиолета молекулами ДНК). Этот пик находится в районе длины волны излучения равной 254 нм, которое оказывает наибольшее влияние на ДНК, однако природные вещества (например, вода) задерживают проникновение УФ.

Бактерицидное УФ излучение на этих длинах волн вызывает димеризацию тимина в молекулах ДНК. Накопление таких изменений в ДНК микроорганизмов приводит к замедлению темпов их размножения и вымиранию.

Ультрафиолетовая обработка воды, воздуха и поверхности не обладает пролонгированным эффектом. Достоинство данной особенности заключается в том, что исключается вредное воздействие на человека и животных. В случае обработки сточных вод УФ флора водоемов не страдает от сбросов, как, например, при сбросе вод, обработанных хлором, продолжающим уничтожать жизнь ещё долго после использования на очистных сооружениях.

Дезинфекция питьевой воды

Принцип действия УФ-излучения. УФ-дезинфекция выполняется при облучении находящихся в воде микроорганизмов УФ-излучением определённой интенсивности (достаточная длина волны для полного уничтожения микроорганизмов равна 260,5 нм) в течение определённого периода времени. В результате такого облучения микроорганизмы «микробиологически» погибают, так как они теряют способность воспроизводства. УФ-излучение в диапазоне длин волн около 254 нм хорошо проникает сквозь воду и стенку клетки переносимого водой микроорганизма и поглощается ДНК микроорганизмов, вызывая нарушение её структуры. В результате прекращается процесс воспроизводства микроорганизмов. Следует отметить, что данный механизм распространяется на живые клетки любого организма в целом, именно этим обусловлена опасность жесткого ультрафиолета.

Хотя по эффективности обеззараживания воды УФ обработка в несколько раз уступает озонированию, на сегодняшний день использование УФ-излучения — один из самых эффективных и безопасных способов обеззараживания воды в случаях, когда объем обрабатываемой воды невелик.

Химический анализ

УФ — спектрометрия

УФ-спектрофотометрия основана на облучении вещества монохроматическим УФ-излучением, длина волны которого изменяется со временем. Вещество в разной степени поглощает УФ-излучение с разными длинами волн. График, по оси ординат которого отложено количество пропущенного или отраженного излучения, а по оси абсцисс — длина волны, образует спектр. Спектры уникальны для каждого вещества, на этом основывается идентификация отдельных веществ в смеси, а также их количественное измерение.

Анализ минералов

Многие минералы содержат вещества, которые при освещении ультрафиолетовым излучением начинают испускать видимый свет. Каждая примесь светится по-своему, что позволяет по характеру свечения определять состав данного минерала. А. А. Малахов в своей книге «Занимательно о геологии» (М., «Молодая гвардия», 1969. 240 с) рассказывает об этом так: «Необычное свечение минералов вызывают и катодный, и ультрафиолетовый, и рентгеновский лучи. В мире мёртвого камня загораются и светят наиболее ярко те минералы, которые, попав в зону ультрафиолетового света, рассказывают о мельчайших примесях урана или марганца, включённых в состав породы. Странным „неземным“ цветом вспыхивают и многие другие минералы, не содержащие никаких примесей. Целый день я провёл в лаборатории, где наблюдал люминесцентное свечение минералов. Обычный бесцветный кальцит расцвечивался чудесным образом под влиянием различных источников света. Катодные лучи делали кристалл рубиново-красным, в ультрафиолете он загорался малиново-красными тонами. Два минерала — флюорит и циркон — не различались в рентгеновских лучах. Оба были зелёными. Но стоило подключить катодный свет, как флюорит становился фиолетовым, а циркон — лимонно-жёлтым.» (с. 11).

Качественный хроматографический анализ

Хроматограммы, полученные методом ТСХ, нередко просматривают в ультрафиолетовом свете, что позволяет идентифицировать ряд органических веществ по цвету свечения и индексу удерживания.

Ловля насекомых

Ультрафиолетовое излучение нередко применяется при ловле насекомых на свет (нередко в сочетании с лампами, излучающими в видимой части спектра). Это связано с тем, что у большинства насекомых видимый диапазон смещён, по сравнению с человеческим зрением, в коротковолновую часть спектра: насекомые не видят того, что человек воспринимает как красный, но видят мягкий ультрафиолетовый свет.

Искусственный загар и «Горное солнце»

При определённых дозировках искусственный загар позволяет улучшить состояние и внешний вид кожи человека, способствует образованию витамина D. В настоящее время популярны фотарии, которые в быту часто называют соляриями.

Ультрафиолет в реставрации

Один из главных инструментов экспертов — ультрафиолетовое, рентгеновское и инфракрасное излучение. Ультрафиолетовые лучи позволяют определить старение лаковой пленки — более свежий лак в ультрафиолете выглядит темнее. В свете большой лабораторной ультрафиолетовой лампы более темными пятнами проступают отреставрированные участки и кустарно переписанные подписи. Рентгеновские лучи задерживаются наиболее тяжелыми элементами. В человеческом теле это костная ткань, а на картине — белила. Основой белил в большинстве случаев является свинец, в XIX веке стали применять цинк, а в XX-м — титан. Все это тяжелые металлы. В конечном счете, на пленке мы получаем изображение белильного подмалевка. Подмалевок — это индивидуальный «почерк» художника, элемент его собственной уникальной техники. Для анализа подмалевка используются базы рентгенограмм картин великих мастеров. Также эти снимки применяются для распознания подлинности картины.

Источник