Мир под ультрафиолетом: Оценка воздействия ультрафиолетового излучения на растительный и животный мир в результате истощения стратосферного озонового слоя — Глава 14. Содействие устойчивому ведению сельского хозяйства и развитию сельских районов — Повестка дня на XXI век — Конвенции и соглашения

Содержание

Оценка воздействия ультрафиолетового излучения на растительный и животный мир в результате истощения стратосферного озонового слоя — Глава 14. Содействие устойчивому ведению сельского хозяйства и развитию сельских районов — Повестка дня на XXI век — Конвенции и соглашения

Повестка дня на XXI век

Принята Конференцией ООН по окружающей среде и развитию, Рио-де-Жанейро, 3–14 июня 1992 года

Раздел II. Сохранение и рациональное использование ресурсов в целях развития

Глава 14. Содействие устойчивому ведению сельского хозяйства и развитию сельских районов
Программные области
L. Оценка воздействия ультрафиолетового излучения на растительный и животный мир в результате истощения стратосферного озонового слоя

Основа для деятельности

14.102. Повышение уровня ультрафиолетового излучения в результате истощения стратосферного озонового слоя отмечается в различных регионах мира, особенно в южном полушарии. Отсюда вытекает важность проведения оценки воздействия этого явления на растительный и животный мир, а также его последствий для устойчивого развития сельского хозяйства.

Цель

14.103. Целью в этой программной области является проведение исследований, направленных на определение последствий повышения уровня ультрафиолетового излучения вследствие истощения стратосферного озонового слоя для земной поверхности и растительного и животного мира в затрагиваемых регионах и его влияния на развитие сельского хозяйства, а также разработка, при необходимости, стратегий смягчения отрицательных последствий этого излучения.

Деятельность

а) Вопросы управления

14.104. В затрагиваемых регионах правительствам на надлежащем уровне при поддержке соответствующих международных и региональных организаций следует принять на основе организационного сотрудничества необходимые меры, с тем чтобы содействовать проведению научных исследований и оценки в отношении последствий повышения уровня ультрафиолетового излучения для растительного и животного мира, а также для сельскохозяйственной деятельности, и рассмотреть вопрос о принятии соответствующих мер по исправлению положения.

 

В петербургском метро поручни эскалаторов стали облучать ультрафиолетом

Олег Рогозин

Город 15 февраля 2022

В борьбе с вирусами в Петербургском метрополитене выстроили вторую степень защиты. Кроме протирки поручней эскалаторов дезинфицирующим раствором теперь их еще облучают ультрафиолетом. По итогам лабораторных исследований приборы подтвердили свою эффективность.

ФОТО Дмитрия СОКОЛОВА

Скажем сразу: облучение ультрафиолетом пассажирам подземки точно не грозит. Как работают приборы, журналистам показали на станции «Чернышевская». Для того чтобы их увидеть, нам пришлось пройти в машинное отделение станции, затем опуститься на несколько метров по лестнице вдоль эскалаторной линии. Здесь‑то мы и обнаружили небольшое устройство, приспособленное к направляющим поручня — на его невидимой для пассажиров стороне.

Видите синий огонек, это значит, что аппарат работает, он охватывает весь периметр движущегося поручня, в том числе его боковины. Таким образом ультрафиолетом обеззараживается вся поверхность,

— рассказывает мастер эскалаторной службы станции Олег Пудиков. — Прибор настроен так, что работает все время, пока движется лента: автоматически включается, когда она трогается с места, и выключается при остановке.

Специально разработанные для метрополитена петербургским производителем ультрафиолетовые аппараты начали тестировать еще в 2020 году на станции «Беговая». Основное преимущество УФ-технологии ― высокая эффективность обеззараживания в отношении широкого спектра микроорганизмов, в том числе устойчивых к хлорированию.

Действенность устройств оценивали специалисты научно-исследовательских организаций, аккредитованных Роспотребнадзором. С поверхностей поручней делали смывы при работающих и неработающих установках. Отобранные пробы изучали в лаборатории. В ходе исследований приборы подтвердили эффективность. А при опытной эксплуатации выяснилось, что степень воздействия не зависит от длины поручня. Дезинфекция ультрафиолетом оказалась эффективной как на больших, так и на малых движущихся лентах.

Приборы устанавливаются на каждый поручень, по два на эскалатор. На «Чернышевской» сегодня в работе три движущиеся лестницы (кстати, в скором времени станцию ждет реконструкция с установкой четвертой), соответственно, здесь внедрено шесть приборов с ультрафиолетовым излучением.

Пассажирам эскалаторы кажутся одинаковыми, хотя на самом деле каждый из них индивидуален. В связи с этим операция по установке УФ-прибора типовой не является, для каждого аппарата приходится подбирать свой вариант его размещения и крепления к направляющим. Установку приборов начали в прошлом году, в первую очередь на станциях, примыкающих к вокзалам, — пояснил инженер эскалаторной службы метрополитена Роман Григорьев.

В прошлом году в петербургской подземке установили в общей сложности 116 аппаратов на 17 станциях метрополитена. В 2022‑м такими системами будут оборудованы еще десять станций. Программа на следующий год — установка 134 аппаратов в 18 вестибюлях. В планах — оснастить такими устройствами все станции петербургской подземки, где есть движущиеся ленты.

Срок действия каждого такого аппарата — 10 лет. И хотя разработаны они были в связи с пандемией коронавируса, УФ-приборы будут работать теперь постоянно, поскольку эффективны против многих болезнетворных организмов, — заверил Григорьев.

Материал опубликован в газете «Санкт-Петербургские ведомости» № 28 (7111) от 16.02.2022 под заголовком «Ультрафиолет против омикрона».


Материалы рубрики

Узреть невидимое. Почему люди не видят ультрафиолет и как язык меняет восприятие цветов

Чтобы получать выгоду от окружающего мира и избегать его опасностей, надо хоть что-то об этом мире знать. Поэтому даже у примитивных сидячих животных, неподвижных и со всех сторон одинаковых, есть чувствительные клетки или целые органы. Они собирают данные об окружающей среде, и уже на основе этих данных животные совершают наиболее подходящие действия.

Организмы научились отличать свет от тьмы очень давно. Для многих животных, в том числе и людей, зрение — основной источник информации об окружающем мире. Как же устроен этот процесс?

В первом приближении глаз позвоночных и головоногих моллюсков (одни из самых продвинутых существ в «параллельной» с нами ветке эволюции) устроен как фотоаппарат. Есть линза (хрусталик), есть отверстие, через которое свет попадает на линзу (зрачок). Наконец, есть фотопластинка (или матрица у современных фотоаппаратов) — сетчатка. Чувствительные клетки (фоторецепторы) в ее составе активируются при падении света определенной длины волны. Для каждого типа клеток сетчатки диапазон оптимальных длин волн свой.

Глаз — очень сложная структура, и для полноценного зрения нужно, чтобы хорошо работали все ее элементы. Фото: Alexilus/shutterstock

Есть две большие группы фоторецепторов — палочки и колбочки. Палочки активировать легко, для этого не нужна сильная освещенность. Но и четкость изображения они дают слабенькую. В этом легко убедиться, если пойти ночью в лес без фонарика: что-то видно, но лишь в общих чертах. А еще совершенно непонятно, какого цвета окружающие предметы. Для распознавания цветов и их оттенков нужны колбочки. Эти рецепторы активировать сложнее, и работают они только при хорошем освещении.

Разные типы колбочек отвечают за распознавание различных цветов, реагируя на свет в узком диапазоне длин волн. Поэтому иметь какой-то один тип колбочек бессмысленно: «палочные сумерки» просто приобретут тот или иной оттенок. Это непрактично и опасно: с таким зрением, например, невозможно будет отличить спелые плоды от неспелых, а незрелые фрукты могут быть ядовитыми. Так что зрячие животные обзавелись минимум двумя типами колбочек.

«У человека три типа колбочек и один тип палочек, — поясняет Павел Максимов, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории обработки сенсорной информации ИППИ РАН. — Даже если бы у нас был всего один тип колбочек и палочки, мы, возможно, могли бы различать цвета, но только при сумеречном освещении, при котором функционируют и палочки, и колбочки. Кроме самих рецепторов нужна соответствующая обработка сигнала. Например, если сигналы от рецепторов разных типов просто сложить, никакой информации о цвете не останется. Зрительная система должна уметь сравнивать сигналы от разных рецепторов, чтобы определить, что сигнал от коротковолновых («синих») колбочек сильнее или слабее, чем от длинноволновых («красных»)».

Палочки (слева) и колбочки весьма небольшие: их длина не превышает 0,06 миллиметра. Фото: Designua/shutterstock

Колбочки и эволюция

Если животное ориентируется в основном на зрение, ему хорошо бы уметь различать множество разных оттенков, а для этого нужно больше двух типов колбочек.

Колбочный рекордсмен — рак-богомол. У этого своеобразного создания 12 типов колбочек. Оно видит ультрафиолет и определяет поляризацию света (неэквивалентность излучения по различным направлениям в плоскости, перпендикулярной лучу света). По всей видимости, такое многообразие зрительных ощущений помогает ракам размножаться: самцы могут передавать самкам и самцам-конкурентам сигналы, основанные на разной поляризации световых лучей.

Сколько оттенков различают эти ракообразные, не вполне понятно: что рак-богомол различает два световых пучка, только если длины их волн отличаются на 15 нанометров и более. Для сравнения: человек воспринимает два цвета как разные, если длины их волн различаются всего на 1-2 нанометра. Вероятно, дело в том, что нервная система человека куда искуснее «обрабатывает» зрительные сигналы.

Рак-богомол очень необычен не только снаружи, но и внутри. Фото: Olgysha/shutterstock

У других представителей животного царства набор колбочек поскромнее, но многие из них тоже могут определять поляризацию света. Среди умеющих это делать — птицы, рептилии и многие насекомые: у них по четыре типа колбочек. А вот у млекопитающих, лягушек и тритонов эти рецепторы всего двух типов — остальные общий предок амфибий и зверей утратил. Тем не менее некоторые звери, например кошки и собаки, могут видеть ультрафиолет. Ревунам и обезьянам Старого Света, в том числе людям, удалось «восстановить» третий тип колбочек (на самом деле, заполучить новый) за счет дупликации (удвоения) генов зрительных пигментов. Кстати, столько же вариантов колбочек и у рыб, но у них нет коры головного мозга, поэтому обработка сигнала намного менее совершенна.

«Если рассматривать зрительную систему как черный ящик, то общим свойством у рыб и обезьян является так называемая поправка на освещение, — рассказывает Максимов. — Зрительная система воспринимает не цвета излучений, приходящих в глаз, а окраску наблюдаемых предметов. При изменении освещения меняются спектры отраженных от предметов излучений, но зрительная система вносит поправку на цвет источника освещения, и воспринимаемые цвета предметов остаются такими же. Это свойство зрительной системы называется константностью цветовосприятия». Именно благодаря этой особенности зрения возник «феномен платья»: фотография, которую разные люди видели в разных цветах в зависимости от того, какой базовый цвет мозг «вычитал» из фона.

Платье, поссорившее половину интернета, случайно оказалось отличной иллюстрацией того самого принципа «вычитания» цвета фона.

Интересно, что некоторые опыты на птицах показали, что у птиц нет поправки на освещение. Получается, что они воспринимают не цвета предметов, а цвета отраженных от них излучений. «По-видимому, наличие в зрительной системе птиц четырех типов колбочек позволяет им пользоваться каким-то альтернативным механизмом константности цветовосприятия для узнавания предметов по их окраске», — говорит Максимов.

А как у людей?

Несмотря на некоторые различия, нейрофизиология цветовосприятия у позвоночных в общих чертах одинакова. Это означает, что данные, которые были получены при изучении работы структур глаза и головного мозга, отвечающих за зрение у рыб, кошек, обезьян и прочих, можно с некоторыми поправками переносить на человека. Но некоторые аспекты цветовосприятия можно проконтролировать и изучить только на людях. Например, как на способность различать цвета влияет язык.

В каждом языке набор слов для обозначения цветов свой, и он во многом зависит от окружающих условий, в которых развивался тот или иной народ. Например, в языках эскимосов слов, обозначающих снег, гораздо больше, чем у жителей Сахары. В первой половине XX века лингвисты Эдуард Сепир и Бенджамин Ли Уорф выдвинули гипотезу, что северные народы различают больше оттенков белого, чем те, кто видит снег только изредка. Впрочем, некоторые опыты доказывают, что структура языка, если и влияет на восприятие человеком мира (а не наоборот), то лишь отчасти.

Например, одно из недавних российских исследований показывает, что люди из разных культур различают цвета одинаково успешно. Китайцы и русские (речь идет о горожанах) показывали схожие результаты, когда им на мониторе предъявляли десятки пар точек, выбранных из 25 различных цветов. Тем не менее на картинах и графике китайских художников оттенки более приглушенные и чаще встречаются черно-белые изображения. На полотнах русских творцов цвета намного сочнее.

Кстати, цветность картин — не единственное «зрительное» отличие китайской культуры от русской. Например, в китайском и японском отдельные слова для синего и зеленого появились не так давно: в этих языках до сих пор есть слова, обозначающие одновременно оба эти цвета. Тем не менее мозг представителей этих народностей реагирует на синий и зеленый по-разному.

Цвета на полотнах китайский художников часто приглушенные и неяркие. Картина кисти T’ang Yin, 1523 год

Судя по всему, число слов, обозначающих различные «базовые» цвета, зависит не только от условий жизни носителей языка, но и от того, насколько развит этот конкретный язык. В простейших языках по-разному называются только черный и белый. При этом под белым имеют в виду также желтый и красный, а под черным — синий и зеленый, других слов для обозначения цветов нет. В большинстве известных языков следом за черным и белым появляется отдельное слово для красного (при этом красными считаются и желтые предметы). На третьей стадии в пяти из шести произвольно выбранных языков возникает специальное наименование зеленого, под которым в этот момент подразумевают и синий тоже. В ряде исключений зеленый не отделяется от черного и синего, зато начинают различаться ранее «сцепленные» желтый и красный. Наименование синего цвета появляется в этом ряду шестым. Посмотреть, какой язык на какой «цветовой» стадии развития находится, можно здесь.

Мужское и женское

Несмотря на то что тема равенства полов стала очень модной, по части восприятия цветов мужчины и женщины заметно различаются. Скажем, нарушения цветового зрения чаще бывают у мужчин. И дело здесь не только в том, что гены, мутации в которых вызывают потерю какого-нибудь типа колбочек, расположены на Х-хромосоме, которая у сильного пола одна.

Восприятие цветов, как и звуков, зависит от уровня тестостерона в организме. У самых женственных мужчин рецепторов к этому гормону в разы больше, чем у самых крепких женщин. И в частности, их очень много на нейронах головного мозга, особенно в затылочной доле коры — там, куда приходят зрительные сигналы. В итоге у мужчин образуется больше связей между нейронами зрительной коры и зрительных зон таламуса, откуда сигналы попадают в затылочные доли. Кроме того, по не до конца ясным причинам мужчины лучше отслеживают быстро сменяющие друг друга мелкие детали, а женщины хорошо различают оттенки близких цветов. Возможно, эти особенности развились у мужчин из-за того, что в древнем обществе они занимались охотой, а женщины собирали растения и грибы.

Охота требовала от древних мужчин умения различать быстро движущиеся детали. Фото: Dieter Hawlan/shutterstock

Исследование 2001 года показало, что среди женщин гораздо чаще встречаются индивидуумы с четырьмя (а не тремя) типами пигментов — молекул, лежащих в основе работы колбочек (в палочках пигменты тоже есть, но другие). Это одна из причин, почему женщина в среднем может назвать больше разных оттенков, чем мужчина. Наконец, колбочки мужчин настроены на свет чуть больших длин волн, чем зрительные рецепторы женщин: по-видимому, сильный пол при прочих равных видит мир более красным.

Цветотерапия

Этот раздел альтернативной медицины учит, что различные заболевания, вплоть до рака, можно лечить, давая больному смотреть на определенный цвет в зависимости от того, что болит. Вот только рекомендации к лечению во многих клиниках разные, общего стандарта нет. А это первый звоночек, что цветотерапия — метод непроверенный. Разумеется, цвета, которые человек видит регулярно, могут влиять на его эмоции и на восприятие мира. Но это верно и для любых других элементов обстановки. А изменение настроения — это еще не лечение, хотя вещь в большинстве случаев полезная.

Некоторые психологи активно используют в практике цветотерапию, но серьезного научного обоснования у этого подхода нет. Фото: Olimpik/shutterstock

***

Хотя зрительная система — одна из самых изученных сенсорных систем, оценить, насколько восприятие цветов изменилось в ходе эволюции и как оно отличается у животных разных видов и внутри видов, непросто. Приходится учитывать и число различных типов зрительных пигментов, и строение сетчатки и зрительных областей мозга, и пол, и даже родной язык — если мы говорим о людях. Словесные описания одного и того же предмета при одинаковом освещении от разных авторов могут заметно отличаться. А если тестировать цветовое зрение, не прибегая к словам (например, выделять «особый квадрат» из десятков одинаковых), выяснится, что два человека могут различать два цвета, но мы никогда не узнаем, что точно они видят при этом. Ну и конечно, нейронные сигналы, возникающие в мозге в ответ на какой-либо цвет, совершенно индивидуальны.

Светлана Ястребова

Дезинфекция ваших личных вещей от коронавируса с помощью ультрафиолета

Исследование показало, что ультрафиолетовые светодиодные лампы эффективно убивают коронавирус.

 «Мы обнаружили, что убить коронавирус довольно просто, используя светодиодные лампы, излучающие ультрафиолетовый свет»  — Профессор Хадас Мамане.

Хорошо известно, что SARS-CoV-2, вирус, вызывающий COVID-19, может передаваться через респираторные капли и поверхности, загрязненные выделениями из носа, рта и глаз. Кроме того, SARS-CoV-2 может оставаться жизнеспособным в течение нескольких дней на обычных поверхностях, таких как нержавеющая сталь и пластик. В настоящее время мир ищет эффективные методы дезинфекции или стерилизации.

При исследовании ученые обнаружили, что ультрафиолетовое светодиодное излучение может быстро и эффективно убить человеческий коронавирус. 

После воздействия ультрафиолетового светодиодного излучения на вирусные суспензии, помещенные в затемненные пробирки, исследователи обнаружили, что длина волны 265 нм и длина волны 279 нм могут убить более 99,9% коронавируса в течение 30 секунд. Соответственно, в испытании излучение УФ-света составляет 6-8 мДж / см².

Из-за опасностей, связанных с методами химической дезинфекции, более безопасным и более применимым решением может быть профессионально разработанная система ультрафиолетовой дезинфекции, основанная на физической стерилизации. Исследователи считают, что технология ультрафиолетовых светодиодов вскоре может найти практическое применение.

По данным Medical News Today:
Используя человеческий коронавирус OC43 (HCoV-OC43) в качестве замены SARS-CoV-2, исследовательская группа испытала различные ультрафиолетовые светодиодные лампы, излучающие разную длину волны, измеряемую в нанометрах (нм), чтобы увидеть, какие из них могут эффективно инактивировать вирус HCoV-OC43.
Команда обнаружила, что длины волн 285 нм были очень эффективны при инактивации вируса и почти так же эффективны, как длины волн 265 нм, инактивируя 99,9% коронавируса менее чем за 30 секунд.

Кроме того, другие вирусы показали аналогичную чувствительность к этим длинам волн, что указывает на то, что эта технология может быть полезна против многих типов коронавируса человека, включая SARS-CoV-2.

Компания Uniview для предотвращения распространения пандемии COVID-19 представляет вашему вниманию стерилизационный бокс Unisnug UV-LED.


Внутри устройства находятся два ультрафиолетовых светодиода с длиной волны от 260 нм до 280 нм (УФ-С). Ультрафиолетовое излучение может достигать 9 мДж / см² за 10 минут, даже выше 6-8 мДж / см². Мощный ультрафиолетовое светодиодное излучение может быстро разрушить структуру ДНК / РНК бактерий и вирусов, чтобы убить их.

За 10 минут работы бокс Unisnug так же может продезинфицировать предмет от таких опасных бактерий, как кишечная палочка и золотистый стафилококк с эффективностью до 99,9%. Кроме того, он безопасен и не содержит химических остатков.

Опорные планки внизу и зеркальное отражение позволяют ультрафиолетовому излучению  воздействовать на  всю поверхность объекта, поэтому предметы подвергаются полной дезинфекции. 

Стерилизационный бокс может дезинфицировать различные предметы, включая телефоны, часы, наушники, маски, инструменты для макияжа, если размер предмета соответствует устройству. 

Ультрафиолетовые лампы внутри Unisnug UV-LED автоматически отключаются, как только вы открываете крышку, защищая вас от чрезмерного воздействия ультрафиолета.

Ссылка на источник

Скоро стерилизационный блок будет возможен к заказу. Следите за нашими новостями.

Мир в УФ | Малыш должен увидеть это

Взгляните на мир в ультрафиолете, похожий, но странный вид по сравнению с тем, что наши человеческие глаза воспринимают в видимом спектре. В этом видео Veritasium Дерек Мюллер исследует, как ультрафиолет заставляет очки, цветы, человеческую кожу, арктических морских детенышей и голубое небо выглядеть иначе, чем то, что мы привыкли видеть в видимом свете. Из видео заметки:

Таким образом, ультрафиолетовый свет по-разному взаимодействует с веществом по ряду причин:
1.Некоторые пигменты избирательно поглощают УФ-излучение, поэтому они могут казаться белыми в видимом диапазоне, но темными в УФ-излучении. Пигменты обычно рассеивают УФ-энергию в виде тепла, хотя также может происходить разрыв связей.
2. Флуоресцентные молекулы поглощают УФ-свет и переизлучают эту энергию в виде видимого света. Это заставляет их выглядеть темными в ультрафиолете, но светиться в черном свете.
3. Ультрафиолетовый свет рассеивает больше, чем видимый свет, потому что длина волны короче, а рассеяние Релея пропорционально обратной величине длины волны в четвертой степени.

Кроме того, к нему присоединяется «Девушка-физик» Дайанна Коверн, чтобы продемонстрировать, как различные солнцезащитные средства поглощают и отражают ультрафиолетовый свет.

Следите за этим видео с темами «Как солнце видит вас: раскрытие кожи человека в ультрафиолетовом свете», «Летняя наука: солнечные ожоги, пот и морщинистые пальцы» и «Что на самом деле вызывает солнечные ожоги?»

Бонус: Невидимый Лондон, вид на британскую столицу в ближнем инфракрасном диапазоне.

Эта отмеченная наградами видео-коллекция Webby создана для того, чтобы помочь учителям, библиотекарям и семьям пробудить в детях интерес и любопытство.TKSST предлагает более интеллектуальный и значимый контент, чем тот, который обычно обслуживается алгоритмами YouTube, и усиливает создателей, которые создают этот контент.

Подборка, адаптированная для детей, независимое издание. Поддержите эту миссию, став постоянным членом сегодня.


Это видео было опубликовано 3 года назад.

Смотрите больше видео о…

 

 

Ультрафиолет — Энциклопедия Нового Света

Ультрафиолетовый ( УФ ) свет представляет собой электромагнитное излучение с длиной волны короче, чем у видимого света, но длиннее, чем у мягкого рентгеновского излучения.Название означает «за пределами фиолетового» — ультра — это латинское слово, означающее «за пределами», а фиолетовый — это цвет кратчайших длин волн видимого света.

Некоторые длины волн УФ-излучения в просторечии называются черным светом , поскольку он невидим для человеческого глаза. Некоторые животные, в том числе птицы, рептилии и насекомые, такие как пчелы, могут видеть часть ультрафиолетовой области («ближняя ультрафиолетовая» область). Многие фрукты, цветы и семена сильнее выделяются на фоне в ультрафиолетовом диапазоне длин волн по сравнению с цветовым зрением человека.Скорпионы светятся или приобретают цвет от желтого до зеленого при ультрафиолетовом освещении. У многих птиц есть узоры на оперении, которые невидимы в обычном диапазоне длин волн, но заметны в ультрафиолете, а мочу некоторых животных гораздо легче обнаружить в ультрафиолете.

Открытие

Открытие УФ-излучения было тесно связано с наблюдением, что соли серебра темнеют под воздействием солнечного света. В 1801 году немецкий физик Иоганн Вильгельм Риттер сделал характерное наблюдение, что невидимые лучи, находящиеся сразу за фиолетовым концом видимого спектра, особенно эффективно затемняют бумагу, пропитанную хлоридом серебра.Он назвал их «раскисляющими лучами», чтобы указать на их химическую активность и отличить их от «тепловых лучей» на другом конце видимого спектра. Вскоре после этого был принят более простой термин «химические лучи», который оставался популярным на протяжении всего девятнадцатого века. Термины «химические лучи» и «тепловые лучи» в конечном итоге были заменены ультрафиолетовым и инфракрасным излучением соответственно.

Подразделы ультрафиолетовых длин волн

Ультрафиолетовое излучение можно разделить на три области: ближняя УФ (NUV; диапазон длин волн 380–200 нанометров), дальняя или вакуумная УФ (FUV или VUV; 200–10 нм) и экстремальная УФ (EUV или XUV; 1–31 нм).

При рассмотрении воздействия УФ-излучения на здоровье человека и окружающую среду диапазон длин волн УФ-излучения часто подразделяют на UVA (400–315 нм), также называемый длинноволновым или «черным светом»; UVB (315–280 нм), также называемый средней волной; и UVC (ниже 280 нм), также называемый коротковолновым или «бактерицидным». В фотолитографии, лазерной технологии и подобных технологиях термин глубокий ультрафиолет ( DUV ) относится к длинам волн ниже 300 нм.

Естественные источники УФ

Солнце излучает ультрафиолетовое излучение в диапазонах UVA, UVB и UVC, но из-за поглощения озоновым слоем атмосферы 99 процентов ультрафиолетового излучения, достигающего поверхности Земли, представляют собой UVA. Некоторая часть УФ-излучения отвечает за образование озона.

Обычное стекло частично прозрачно для UVA , но непрозрачно для более коротких длин волн, в то время как кварцевое или кварцевое стекло, в зависимости от качества, может быть прозрачным даже для вакуумных УФ длин волн.Обычное оконное стекло пропускает около 90 процентов света с длиной волны выше 350 нм (нанометр, одна миллиардная часть метра), но блокирует более 90 процентов света с длиной волны ниже 300 нм. [1] [2] [3]

Начало вакуумного УФ , 200 нанометров, определяется тем фактом, что ниже этой длины волны обычный воздух непрозрачен. Эта непрозрачность обусловлена ​​сильным поглощением света этих длин волн кислородом воздуха. Чистый азот (менее 10 частей на миллион кислорода) прозрачен для длин волн в диапазоне примерно 150–200 нанометров.Это имеет большое практическое значение сейчас, когда в процессах производства полупроводников используются длины волн короче 200 нанометров. Работая в бескислородном газе, оборудование не должно быть сконструировано таким образом, чтобы выдерживать перепады давления, необходимые для работы в вакууме.

Экстремальное УФ-излучение (EUV) характеризуется переходом в физике взаимодействия с веществом: длины волн больше примерно 30 нанометров взаимодействуют в основном с валентными электронами (электронами на самой внешней оболочке атома) вещества, а длины волн короче чем те, которые взаимодействуют в основном с электронами внутренней оболочки и ядрами.EUV сильно поглощается большинством известных материалов, но можно синтезировать многослойную оптику, отражающую до 50 процентов XUV-излучения при нормальном падении. Эта технология использовалась для создания телескопов для получения изображений Солнца; он был впервые применен ракетами-зондами с рентгеновским телескопом нормального падения (NIXT) и многоспектральной решеткой телескопов (MSSTA) в 1990-х годах; (текущими примерами являются SOHO/EIT и TRACE) и для нанолитографии (печать следов и устройств на микрочипах).

Благоприятные эффекты

Положительный эффект УФ-излучения заключается в том, что он стимулирует выработку витамина D в коже.Было подсчитано [4] , что в США ежегодно происходят десятки тысяч преждевременных смертей от ряда видов рака из-за недостаточного воздействия УФ-В (из-за дефицита витамина D). Другим последствием дефицита витамина D является остеомаляция (рахит), которая может привести к болям в костях, затруднениям при переноске веса и иногда к переломам.

Ультрафиолетовое излучение имеет и другие медицинские применения при лечении кожных заболеваний, таких как псориаз и витилиго. Можно использовать УФ-В и УФА-излучение в сочетании с лечением псораленами (ПУВА).При псориазе и витилиго наиболее эффективен УФ-свет с длиной волны 311 нм.

Аспекты безопасности UV

У людей длительное воздействие солнечного УФ-излучения может привести к острым и хроническим последствиям для здоровья кожи, глаз и иммунной системы. [5] Ультрафиолетовые лучи С — самый мощный и самый опасный тип ультрафиолетового света. В прошлом ультрафиолетовым лучам уделялось мало внимания, поскольку они отфильтровываются атмосферой. Однако их использование в оборудовании, таком как устройства для стерилизации пруда, может представлять риск воздействия, если лампа включается вне закрытого устройства для стерилизации пруда.

Ультрафиолетовые фотоны по-разному повреждают молекулы ДНК живых организмов. В одном обычном случае повреждения соседние базы соединяются друг с другом, а не через «лестницу». Это делает выпуклость, и искаженная молекула ДНК не функционирует должным образом.

Кожа

» Ультрафиолетовое (УФ) излучение, присутствующее в солнечном свете, является канцерогеном для человека в окружающей среде. Токсическое воздействие ультрафиолета от естественного солнечного света и терапевтических искусственных ламп является серьезной проблемой для здоровья человека.Основные острые эффекты УФ-облучения на нормальную кожу человека включают воспаление от солнечных ожогов (эритему), загар и местную или системную иммуносупрессию.
— Ю. Мацумура и Х. Н. Анантасвами (2004) [6]

Длительное воздействие УФ-А, УФ-В и УФ-С лучей может повредить коллагеновые волокна и тем самым ускорить старение кожи. В целом, УФ-А наименее вреден, но может способствовать старению кожи, повреждению ДНК и, возможно, раку кожи.Глубоко проникает и не вызывает солнечных ожогов. Поскольку он не вызывает покраснения кожи (эритемы), его нельзя измерить при тестировании фактора защиты от солнца. Нет хороших клинических измерений блокировки УФА-излучения, но важно, чтобы солнцезащитный крем блокировал как УФА, так и УФВ.

Свет UVA, также известный как «черный свет», из-за своей большей длины волны может проникать через многие окна. Он также проникает глубже в кожу, чем ультрафиолетовое излучение, и считается основной причиной появления морщин.

Ультрафиолетовое излучение В может вызвать рак кожи (при длительном воздействии). Излучение возбуждает молекулы ДНК в клетках кожи, вызывая образование ковалентных связей между соседними тиминовыми основаниями, образуя димеры тимидина. Димеры тимидина обычно не образуют пары оснований, что может вызвать искажение спирали ДНК, остановку репликации, пробелы и неправильное включение. Это может привести к мутациям, которые могут привести к раковым новообразованиям. Мутагенность УФ-излучения легко наблюдать в культурах бактерий.Эта связь с раком является одной из причин для беспокойства по поводу истощения озонового слоя и озоновой дыры.

В качестве защиты от УФ-излучения тело загорает при умеренном (в зависимости от типа кожи) уровне облучения за счет высвобождения коричневого пигмента меланина. Это помогает блокировать проникновение УФ-излучения и предотвращает повреждение уязвимых тканей кожи глубже. Широко доступен лосьон для загара, который частично блокирует УФ-излучение (часто называемый «солнцезащитным кремом» или «солнцезащитным кремом»). Большинство этих продуктов имеют «рейтинг SPF», который описывает степень защиты.Эта защита, однако, распространяется только на лучи UVB, вызывающие солнечные ожоги, а не на лучи UVA, которые проникают глубже в кожу и могут вызывать рак и появление морщин. Некоторые солнцезащитные лосьоны теперь содержат такие соединения, как диоксид титана, который помогает защитить от лучей UVA. Другие соединения, блокирующие УФ-А, содержащиеся в солнцезащитных средствах, включают оксид цинка и авобензон. Существуют также встречающиеся в природе соединения, обнаруженные в растениях тропических лесов, которые, как известно, защищают кожу от повреждения ультрафиолетовым излучением, например, папоротник Phlebodium aureum .

Что искать в солнцезащитном креме:

Защита от УФ-В: Падимат О, гомосалат, октисалат (октилсалицилат), октиноксат (октилметоксициннамат)
Защита от УФА: Авобензон
Защита от UVA/UVB: Октокрилен, диоксид титана, оксид цинка, мексорил (экамсул)

Другим средством защиты от УФ-излучения является солнцезащитная одежда. Это одежда, имеющая «рейтинг UPF», который описывает защиту как от UVA, так и от UVB.

Глаз

Ультрафиолетовое излучение высокой интенсивности опасно для глаз, и его воздействие может вызвать вспышку сварщика (фотокератит или глазную дугу) и может привести к катаракте, птеригиуму, [7] [8] и образованию пингвекулы.

Защитные очки полезны тем, кто работает или может подвергаться воздействию ультрафиолетового излучения, особенно коротковолнового УФ. Учитывая, что свет может достигать глаз сбоку, обычно требуется полная защита глаз, если существует повышенный риск воздействия, например, при высотном альпинизме.Альпинисты подвергаются более высокому, чем обычно, уровню УФ-излучения как из-за меньшей атмосферной фильтрации, так и из-за отражения от снега и льда.

Обычные необработанные очки обеспечивают некоторую защиту. Большинство пластиковых линз обеспечивают большую защиту, чем стеклянные линзы, потому что, как отмечалось выше, стекло прозрачно для УФА, а обычный акриловый пластик, используемый для линз, менее прозрачен. Некоторые пластиковые материалы для линз, такие как поликарбонат, по своей природе блокируют большую часть УФ-излучения. Существуют защитные средства для очковых линз, которые в этом нуждаются, что обеспечит лучшую защиту.Но даже обработка, которая полностью блокирует УФ-излучение, не защитит глаз от света, попадающего вокруг линзы. Чтобы убедиться в потенциальной опасности рассеянного УФ-излучения, накройте линзы чем-нибудь непрозрачным, например, алюминиевой фольгой, встаньте рядом с источником яркого света и подумайте, сколько света вы видите, несмотря на полную блокировку линз. Большинство интраокулярных линз помогают защитить сетчатку, поглощая УФ-излучение.

Применение УФ

Черные огни

Птица появляется на каждой кредитной карте Visa, если ее подержать под источником ультрафиолетового излучения.

Черный свет — это лампа, излучающая длинноволновое УФ-излучение и очень мало видимого света.Флуоресцентные черные лампы обычно изготавливаются так же, как и обычные люминесцентные лампы, за исключением того, что используется только один люминофор, а обычно прозрачная стеклянная оболочка колбы заменяется темно-синевато-фиолетовым стеклом, называемым стеклом Вуда.

Для предотвращения подделок конфиденциальные документы (например, кредитные карты, водительские права, паспорта) могут также содержать УФ-водяной знак, который можно увидеть только при просмотре под УФ-излучением. Паспорта, выдаваемые большинством стран, обычно содержат чернила, чувствительные к ультрафиолетовому излучению, и защитные нити.Визовые штампы и наклейки, такие как выданные Украиной, содержат большие и детализированные печати, невидимые невооруженным глазом при обычном освещении, но хорошо видимые в ультрафиолетовом свете. Паспорта, выданные Соединенными Штатами, имеют чувствительные к ультрафиолетовому излучению нити на последней странице паспорта вместе со штрих-кодом.

Люминесцентные лампы

Люминесцентные лампы производят УФ-излучение за счет ионизации паров ртути под низким давлением. Фосфоресцирующее покрытие на внутренней стороне трубок поглощает УФ-излучение и преобразует его в видимый свет.Основная длина волны излучения ртути находится в УФ-диапазоне. Незащищенное воздействие на кожу или глаза ртутных дуговых ламп, не имеющих конверсионного люминофора, довольно опасно. Другие практичные источники УФ-излучения с более непрерывным спектром излучения включают ксеноновые дуговые лампы (обычно используемые в качестве имитаторов солнечного света), дейтериевые дуговые лампы, ртутно-ксеноновые дуговые лампы, металлогалогенные дуговые лампы и вольфрамово-галогенные лампы накаливания.

Астрономия

Полярное сияние на северном полюсе Юпитера, видимое в ультрафиолетовом свете космическим телескопом Хаббла.

В астрономии очень горячие объекты преимущественно излучают УФ-излучение (см. закон Вина).Однако тот самый озоновый слой, который защищает нас, вызывает трудности у астрономов, наблюдающих с Земли, поэтому большинство наблюдений за УФ-излучением производится из космоса.

Борьба с вредителями

Ультрафиолетовые ловушки для мух используются для уничтожения различных мелких летающих насекомых. Их притягивает ультрафиолетовый свет, и они погибают от удара электрическим током или оказываются в ловушке при контакте с устройством.

Спектрофотометрия

УФ/видимая спектроскопия широко используется в качестве метода в химии для анализа химической структуры, особенно сопряженных систем (системы атомов с чередующимися одинарными и двойными ковалентными связями).УФ-излучение часто используется в видимой спектрофотометрии для определения наличия флуоресценции в данном образце.

Анализ полезных ископаемых

Ультрафиолетовые лампы также используются при анализе минералов, драгоценных камней и в других детективных работах, включая проверку подлинности различных предметов коллекционирования. Материалы могут выглядеть одинаково в видимом свете, но в разной степени флуоресцировать в ультрафиолетовом свете; или могут по-разному флуоресцировать в коротковолновом ультрафиолете по сравнению с длинноволновым ультрафиолетом.УФ-флуоресцентные красители используются во многих приложениях (например, в биохимии и криминалистике). Флуоресцентный белок Green Fluorescent Protein (GFP) часто используется в генетике в качестве маркера. Многие вещества, например белки, имеют значительные полосы поглощения света в ультрафиолетовом диапазоне, которые используются и представляют интерес в биохимии и смежных областях. В таких лабораториях широко распространены спектрофотометры с УФ-излучением.

Фотолитография

Ультрафиолетовое излучение используется для фотолитографии с очень высоким разрешением, процедуры, при которой химическое вещество, известное как фоторезист, подвергается воздействию УФ-излучения, прошедшего через маску.Свет позволяет протекать химическим реакциям в фоторезисте, и после проявления (этапа, на котором либо экспонированный, либо неэкспонированный фоторезист удаляется) на образце остается геометрический узор, определяемый маской. Затем могут быть предприняты дальнейшие шаги для «вытравливания» частей образца без остатка фоторезиста.

УФ-излучение широко используется в электронной промышленности, поскольку фотолитография применяется при производстве полупроводников, компонентов интегральных схем, [9] и печатных плат.

Проверка электрической изоляции

Новым применением УФ является обнаружение коронного разряда (часто называемого просто «коронным разрядом») на электрических устройствах. Разрушение изоляции электроаппаратов или загрязнение вызывает коронный разряд, при котором сильное электрическое поле ионизирует воздух и возбуждает молекулы азота, вызывая испускание ультрафиолетового излучения. Корона производит озон и, в меньшей степени, оксид азота, который впоследствии может реагировать с водой в воздухе с образованием азотистой кислоты и паров азотной кислоты в окружающем воздухе. [10]

Стерилизация

Трубка для отвода паров ртути низкого давления наполняет внутреннюю часть вытяжки коротковолновым ультрафиолетовым светом, когда она не используется, стерилизуя микробиологические загрязнения с облучаемых поверхностей.

Ультрафиолетовые лампы используются для стерилизации рабочих мест и инструментов, используемых в биологических лабораториях и медицинских учреждениях. Имеющиеся в продаже ртутные лампы низкого давления излучают около 86% света при длине волны 254 нанометра, что очень хорошо совпадает с одним из двух пиков кривой бактерицидной эффективности (т.д., эффективность поглощения УФ-излучения ДНК). Один из этих пиков имеет длину около 265 нанометров, а другой — около 185 нанометров. Хотя 185 нанометров лучше поглощаются ДНК, кварцевое стекло, используемое в коммерческих лампах, а также в окружающей среде, такой как вода, более непрозрачно для 185 нанометров, чем для 254 нанометров. Ультрафиолетовый свет с этими бактерицидными длинами волн вызывает димеризацию соседних молекул тимина на ДНК, если в ДНК микроорганизма накапливается достаточное количество этих дефектов, его репликация подавляется, что делает его безвредным (даже если организм не может быть убит сразу).Однако, поскольку микроорганизмы могут быть защищены от ультрафиолетового излучения в небольших трещинах и других затененных местах, эти лампы используются только в качестве дополнения к другим методам стерилизации.

Дезинфекция питьевой воды

УФ-излучение может быть эффективным вирицидом и бактерицидом. Дезинфекция с использованием УФ-излучения чаще использовалась при очистке сточных вод, но находит все более широкое применение при очистке питьевой воды. Процесс под названием SODIS [1] был тщательно исследован в Швейцарии и оказался идеальным для обработки небольших объемов воды.Загрязненная вода наливается в прозрачные пластиковые бутылки и подвергается воздействию солнечного света в течение шести часов. Солнечный свет воздействует на загрязненную воду посредством двух синергетических механизмов: излучение в спектре УФ-А (длина волны 320-400 нанометров) и повышение температуры воды. Если температура воды поднимается выше 50 °C, процесс обеззараживания проходит в три раза быстрее.

Раньше считалось, что УФ-дезинфекция более эффективна для бактерий и вирусов, которые имеют более открытый генетический материал, чем для более крупных патогенов, имеющих наружные оболочки или формирующих кистозные состояния (например,g., Giardia), которые защищают их ДНК от УФ-излучения. Однако недавно было обнаружено, что ультрафиолетовое излучение может быть несколько эффективным для лечения микроорганизма криптоспоридий. Результаты привели к двум патентам США и использованию УФ-излучения в качестве жизнеспособного метода очистки питьевой воды. Giardia, в свою очередь, оказалась очень восприимчивой к UVC, когда тесты основывались на инфекционности, а не эксцистации. [11] Оказывается, простейшие способны выживать при высоких дозах УФС, но стерилизуются при низких дозах.

Пищевая промышленность

По мере увеличения потребительского спроса на свежие и «свежеподобные» пищевые продукты спрос на нетермические методы обработки пищевых продуктов]] также растет. Кроме того, осведомленность общественности об опасности пищевых отравлений также повышает спрос на усовершенствованные методы обработки пищевых продуктов. Ультрафиолетовое излучение используется в некоторых пищевых процессах для удаления нежелательных микроорганизмов. УФ-свет можно использовать для пастеризации фруктовых соков, пропуская сок через источник ультрафиолетового света высокой интенсивности.Эффективность такого процесса зависит от УФ-поглощения сока.

Обнаружение пожара

Ультрафиолетовые детекторы обычно используют либо твердотельное устройство, например, на основе карбида кремния или нитрида алюминия, либо газонаполненную трубку в качестве чувствительного элемента. УФ-детекторы, чувствительные к УФ-свету в любой части спектра, реагируют на облучение солнечным светом и искусственным светом. Горящее водородное пламя, например, сильно излучает в диапазоне от 185 до 260 нанометров и очень слабо в инфракрасном (ИК) диапазоне, в то время как угольное пламя излучает очень слабо в УФ-диапазоне, но очень сильно в ИК-диапазоне; таким образом, пожарный извещатель, который работает с использованием как УФ-, так и ИК-детекторов, более надежен, чем детектор с одним только УФ-детектором.Практически все пожары испускают некоторое количество излучения в диапазоне UVB, в то время как солнечное излучение в этом диапазоне поглощается атмосферой Земли. В результате УФ-детектор «солнечно слеп», то есть он не будет вызывать тревогу в ответ на солнечное излучение, поэтому его можно легко использовать как в помещении, так и на улице.

УФ-детекторы чувствительны к большинству возгораний, включая углеводороды, металлы, серу, водород, гидразин и аммиак. Дуговая сварка, электрические дуги, молния, рентгеновские лучи, используемые в оборудовании для неразрушающего контроля металлов (хотя это крайне маловероятно), и радиоактивные материалы могут создавать уровни, которые активируют систему обнаружения УФ-излучения.Присутствие газов и паров, поглощающих УФ-излучение, ослабляет УФ-излучение от огня, отрицательно влияя на способность детектора обнаруживать пламя. Точно так же присутствие масляного тумана в воздухе или масляной пленки на окне детектора будет иметь тот же эффект.

Отверждение красок, клеев и покрытий

В состав некоторых красок, покрытий и клеев входят фотоинициаторы (компонент, поглощающий свет [12] ) и смолы. При воздействии правильной энергии и излучения в требуемом диапазоне УФ-света происходит полимеризация, и поэтому клеи затвердевают или отверждаются.Обычно эта реакция очень быстрая, дело нескольких секунд. Применения включают склеивание стекла и пластика, покрытия оптических волокон, покрытие полов, отделку бумаги в офсетной печати и зубные пломбы.

Промышленность развилась вокруг производства УФ-источников для УФ-отверждения. Для быстрых процессов, таких как флексографская или офсетная печать, требуется свет высокой интенсивности, сфокусированный через отражатели на движущейся подложке, а ртутные или железные лампы среднего и высокого давления могут получать питание от электрической дуги или микроволн.Люминесцентные лампы меньшей мощности можно использовать для статического освещения, а в некоторых случаях небольшие лампы высокого давления могут фокусировать свет и передавать его в рабочую зону через наполненные жидкостью или оптоволоконные световоды.

Предотвращение злоупотребления психоактивными веществами в общественных местах

УФ-лампы были установлены в некоторых частях мира в общественных туалетах и ​​на общественном транспорте с целью предотвращения злоупотребления психоактивными веществами. Синий цвет этих огней в сочетании с флуоресценцией кожи затрудняет поиск вены наркоманами, вводящими наркотики внутривенно.Эффективность этих ламп для этой цели была поставлена ​​​​под сомнение, при этом некоторые предполагали, что потребители наркотиков просто находят вену за пределами общественного туалета и отмечают место маркером для доступности, находясь внутри туалета. В настоящее время нет опубликованных доказательств, подтверждающих идею сдерживающего эффекта.

Стирание модулей EPROM

Некоторые модули EPROM (электронно-программируемая постоянная память) стираются под воздействием УФ-излучения. Эти модули часто имеют прозрачное стеклянное (кварцевое) окно в верхней части чипа, которое пропускает УФ-излучение.В большинстве устройств они были в значительной степени заменены микросхемами EEPROM и флэш-памяти.

Получение полимеров с низкой поверхностной энергией

УФ-излучение полезно при приготовлении полимеров с низкой поверхностной энергией для клеев. Полимеры, подвергающиеся воздействию УФ-излучения, окисляются, что увеличивает поверхностную энергию полимера. Как только поверхностная энергия полимера будет увеличена, связь между клеем и полимером будет больше.

Чтение совершенно неразборчивых папирусов

С помощью мультиспектральной визуализации можно читать неразборчивые папирусы, такие как сожженные папирусы Виллы Папирусов или Оксиринха.Этот метод включает в себя фотографирование неразборчивых папирусов с использованием различных фильтров в инфракрасном или ультрафиолетовом диапазоне, точно настроенных на улавливание определенных длин волн света. Таким образом, можно найти оптимальный спектральный участок для различения чернил и бумаги на поверхности папируса.

Ссылки

Ссылки ISBN поддерживают NWE за счет реферальных сборов

  • Ху С, эт. др. 2004. «УФ-излучение и меланома у латиноамериканцев и чернокожих в США». Арка Дерматол. 140 (7): 819-824.
  • Хокбергер, П.Е. 2002. «История ультрафиолетовой фотобиологии человека, животных и микроорганизмов». Фотохимия и фотобиология 76 (6): 561-579.
  • Grant, WB 2002. «Оценка преждевременной смертности от рака в США из-за неадекватных доз солнечного ультрафиолетового излучения-B». Рак 94 (6): 1867-1875.
  • Nolan, T.M. et al. 2003. «Роль ультрафиолетового облучения и гепарин-связывающего эпидермального фактора роста, подобного фактору роста, в патогенезе птеригиума». Американский журнал патологии 162: 567-574.
  • Ди Джироламо, Н. и др. 2005. «Передача сигналов рецептора эпидермального фактора роста частично отвечает за повышенную экспрессию матриксной металлопротеиназы-1 в глазных эпителиальных клетках после УФ-излучения». Американский журнал патологии 167: 489-503.
  • Ware, M.W. et al. 2006. «Инактивация Giardia muris ультрафиолетовым светом низкого давления». Агентство по охране окружающей среды США. Проверено 8 января 2007 г.
  • Мацумура, Ю. и Х. Н. Анантасвами. 2004. «Токсическое воздействие ультрафиолетового излучения на кожу». Токсикология и прикладная фармакология 195 (3): 298-308.
  • Центр радиационного отверждения. 2007. Фотоинициаторы. SpecialChem SA Проверено 8 января 2007 г.

Кредиты

Энциклопедия Нового Света авторов и редакторов переписали и дополнили статью Википедии в соответствии со стандартами New World Encyclopedia .Эта статья соответствует условиям лицензии Creative Commons CC-by-sa 3.0 (CC-by-sa), которая может использоваться и распространяться с надлежащим указанием авторства. Упоминание должно осуществляться в соответствии с условиями этой лицензии, которая может ссылаться как на авторов New World Encyclopedia , так и на самоотверженных добровольных участников Фонда Викимедиа. Чтобы процитировать эту статью, щелкните здесь, чтобы просмотреть список допустимых форматов цитирования. История более ранних вкладов википедистов доступна исследователям здесь:

История этой статьи с момента ее импорта в New World Encyclopedia :

Примечание. На использование отдельных изображений, лицензированных отдельно, могут распространяться некоторые ограничения.

Наблюдение за ультрафиолетовым светом

Что такое ультрафиолетовый свет?

Ультрафиолетовый свет находится за пределами диапазона видимого света, который могут обнаружить наши глаза. Его длина волны короче, а энергия выше, чем у видимого света. Несмотря на то, что наши глаза не могут напрямую обнаружить ультрафиолетовый свет, мы можем видеть его эффекты. Например, несмотря на то, что атмосфера Земли отфильтровывает большую часть солнечного ультрафиолетового света, мы можем воспринимать этот свет как солнечный ожог.

Хаббл может захватывать ультрафиолетовые, видимые и ближние инфракрасные волны света.

Если вы когда-либо направляли черный свет — то есть ультрафиолетовую лампочку — на черный плакат, вы видели, как его чернила флуоресцируют. Чернила на плакате реагируют на ультрафиолетовое излучение, излучая видимый свет. Аналогичный эффект происходит с некоторыми минералами, которые флуоресцируют яркими цветами после попадания на них Солнца.

Телескопы

над земной атмосферой со специально разработанными инструментами, такими как космический телескоп Хаббла, способны напрямую собирать ультрафиолетовый свет.Эти наблюдения в ультрафиолетовом диапазоне позволяют нам анализировать полярные сияния на других планетах, таких как Юпитер, узнавать больше о газовом составе Сатурна, улавливать быстро движущийся материал от массивных звезд, находящихся на близких орбитах, и определять области нового звездообразования в близлежащих галактиках.

Полярные сияния на Юпитере | Хаббл наблюдал и измерял полярные сияния Юпитера, используя свои ультрафиолетовые возможности. Полярные сияния возникают, когда высокоэнергетические частицы входят в атмосферу планеты вблизи ее магнитных полюсов и сталкиваются с атомами газа.Узнайте, что создает эти яркие черты Кольца Сатурна в ультрафиолете | Наблюдения в ультрафиолетовом свете выявили свойства и размеры более мелких аэрозолей в газовом составе Сатурна. Изучите детали колец

 

Вспышки от Eta Carinae | Ультрафиолетовые наблюдения Эта Киля с помощью телескопа Хаббл обнаружили быстро движущийся материал, который мог быть выброшен двумя звездами в его центре, запертыми на узкой орбите. Читать об открытии Неожиданное водородное облако | Наблюдая в ультрафиолетовом свете, исследователи обнаружили огромное облако водорода, показанное выше, испаряющееся с теплой планеты размером с Нептун из-за сильного излучения ее звезды.Это открытие может дать ключ к пониманию того, как формируются эти планеты. Поймите, что это значит

 

Карликовая галактика UGCA 281 | Два гигантских звездных скопления кажутся ярко-белыми. Ультрафиолетовые наблюдения показывают, что эти скопления ответственны за большую часть недавнего звездообразования в UGCA 281. Узнайте больше об очагах звездообразования Спиральная галактика NGC 3627 | Звездообразование в спиральных галактиках легче точно идентифицировать с помощью наблюдений в ультрафиолетовом свете. В этом примере волна звездообразования показана розовым цветом вдоль темных нитей, составляющих спиральные рукава этой галактики.Узнайте, где начинается звездообразование

 

Центавр А | Ультрафиолетовый свет выделяет молодые звезды, выделенные розовым цветом, на этом изображении Центавра А. В какой-то момент в прошлом эта галактика могла столкнуться и слиться с другой галактикой, что вызвало звездообразование. Узнайте больше о взаимодействующих галактиках Hubble Ultra Deep Field | Ультрафиолетовые наблюдения добавили много новых и гораздо более молодых галактик к этой длинной выдержке, которая включает видимый и ближний инфракрасный свет.С помощью наблюдений в ультрафиолетовом свете исследователи могут определить, какие галактики формируют звезды и где звезды формируются внутри этих галактик. Выберите несколько молодых галактик

 

 

Свет и атмосфера | Большинство длин волн света никогда не достигают земли — они поглощаются земной атмосферой. Космические телескопы, такие как Хаббл, расположенные над нашей атмосферой, могут наблюдать эти длины волн.

Как мы улавливаем ультрафиолетовый свет?

Атмосфера Земли поглощает большинство длин волн света, включая ультрафиолетовый свет, поэтому для его захвата телескопы должны быть расположены над атмосферой.В космосе ультрафиолет чаще всего излучается энергетическими процессами молодых звезд. В настоящее время только инструменты Хаббла способны проводить такие наблюдения.

Широкоугольная камера Хаббла 3 (WFC3), которая обеспечивает некоторые из впечатляющих изображений обсерватории, направляет свет в свой ультрафиолетовый-видимый световой канал, который разбивает свет с помощью фильтров на определенные присутствующие цвета. Как только эти данные отправляются на Землю, разработчики научных изображений назначают основные цвета и реконструируют данные в изображение, которое наши глаза могут четко идентифицировать.Астрономы и гражданские ученые, которые используют специализированное программное обеспечение для обработки изображений, также могут манипулировать необработанными данными, назначая свои собственные цвета элементам для дальнейшего изучения состава объекта.

В обсерватории также есть два прибора, которые производят ультрафиолетовые спектры — одна из самых уникальных возможностей Хаббла, поскольку эти инструменты не будут дополнены или превзойдены ни одной миссией в ближайшем будущем. Спектрограф космического происхождения (COS) разбивает ультрафиолетовый свет на компоненты, которые можно детально изучить как одномерный спектр.Его спектрограф изображений космического телескопа (STIS) предоставляет данные о температуре, химическом составе, плотности и движении небесного объекта в виде двумерного спектра.

Spectra позволяют ученым анализировать свет и открывать свойства взаимодействующего с ним материала.

COS и STIS разбивают свет от одного объекта на составляющие его цвета подобно тому, как призма разделяет белый свет на радугу, записывая то, что известно как спектр. Исследователи анализируют эти данные, чтобы обнаружить свойства материала, взаимодействующего с ультрафиолетовым светом.

Визуализация и спектроскопия идут рука об руку — ученым нужны данные обоих, чтобы лучше понять цели, которые они изучают.

Что мы можем узнать из ультрафиолетового света?

Проводя наблюдения в ультрафиолетовом свете, Хаббл выявил некоторые из самых энергичных процессов на планетах, молодых звездах и звездообразующих галактиках. Например, наблюдения Юпитера в дальнем ультрафиолете обнаружили неожиданно активные полярные сияния на его полюсах, которые в сотни раз более активны, чем полярные сияния на Земле.Эти точки данных помогли нам узнать, что полярные сияния вызваны солнечными бурями на Солнце, а также частицами, выброшенными в космос его спутником Ио, который известен своими многочисленными и большими вулканами.

Хаббл также зафиксировал ультрафиолетовое излучение и сильные звездные ветры, испускаемые недавно сформировавшимися звездами большой массы, которые образовали огромную полость в газопылевой оболочке звездного скопления NGC 3603. Звездные скопления, подобные этому, дают важные ключи к пониманию происхождения массивное звездообразование в ранней Вселенной.

Ультрафиолетовый свет

также помогает исследователям проследить яркое свечение молодых голубых звездных скоплений в таких галактиках, как Центавр А. Его искривленная форма свидетельствует о прошлом столкновении и слиянии с другой галактикой, а возникающие в результате ударные волны заставили облака газообразного водорода сжиматься, вызывая новые звездообразование.

Изучая звездообразование в ряде галактик, Хаббл регулярно предоставляет дополнительную подробную информацию о молодых массивных звездах и звездных скоплениях, а также о том, как окружающая среда влияет на их развитие.В 2017 году Хаббл присоединился к другим миссиям НАСА по наблюдению за гравитационными волнами от двух сталкивающихся нейтронных звезд. В будущем обсерватория также сможет наблюдать события такого типа в ультрафиолетовом свете.

Научные программы Хаббла постоянно совершенствуются, а его инструменты получают регулярные обновления программного обеспечения, что делает возможным новаторскую науку. Хаббл уже начал использовать еще более продвинутые режимы наблюдения за ультрафиолетовым светом, чтобы быстрее собирать изображения и спектры переходных событий с целью определения характера быстро затухающего света объектов.

 

Последнее обновление: 29 октября 2020 г.

Северные олени видят странный и чудесный мир ультрафиолетового света — ScienceDaily

Исследователи обнаружили, что ультрафиолетовый (УФ) свет, вызывающий временное, но болезненное состояние снежной слепоты у людей, спасает жизнь северным оленям в Арктике.

Команда UCL, финансируемая BBSRC, опубликовала статью 12 мая в Journal of Experimental Biology , в которой показано, что эта замечательная визуальная способность является частью уникальной адаптации северных оленей к экстремальным арктическим условиям, в которых они живут.Это позволяет им получать жизненно важную информацию в условиях, когда нормальное зрение млекопитающих сделало бы их уязвимыми перед голодом, хищниками и территориальными конфликтами. Это также поднимает вопрос о том, как северные олени защищают свои глаза от повреждения ультрафиолетом, который считается вредным для человеческого зрения.

Ведущий исследователь профессор Глен Джеффери сказал: «Мы обнаружили, что северные олени могут не только видеть ультрафиолетовый свет, но и понимать изображение, чтобы находить пищу и оставаться в безопасности.Люди и почти все другие млекопитающие никогда не смогли бы этого сделать, поскольку наши линзы просто не пропускают УФ-излучение в глаза.

«В условиях большого количества УФ-излучения — например, в окружении снега — это может повредить наши глаза. В процессе блокирования попадания УФ-излучения на сетчатку наша роговица и хрусталик поглощают его повреждающую энергию. и может быть временно сожжен.Передняя часть глаза становится мутной, поэтому мы называем это снежной слепотой.Хотя это обычно обратимо и играет жизненно важную роль в защите нашей чувствительной сетчатки от потенциального повреждения, это очень болезненно.»

Люди способны видеть свет с длиной волны примерно от 700 нм, что соответствует красному цвету, через все цвета радуги последовательно до 400 нм, что соответствует фиолетовому. Профессор Джеффри и его команда проверили зрение северных оленей, чтобы увидеть, какие длины волн они могут видеть, и обнаружили, что они могут работать с длинами волн примерно до 350-320 нм, которые называются ультрафиолетовыми, или УФ, потому что они выходят за пределы так называемого видимого спектра. цветов.

Зимние условия в Арктике очень суровые; земля покрыта снегом и солнце очень низко над горизонтом. Иногда солнце едва всходит в середине дня, поэтому большую часть времени темно. В этих условиях свет рассеивается таким образом, что большая часть света, достигающего объектов, является синим или ультрафиолетовым. Кроме того, снег может отражать до 90% падающего на него УФ-излучения.

Профессор Джеффри продолжил: «Когда мы использовали камеры, которые могли улавливать ультрафиолет, мы заметили, что есть некоторые очень важные вещи, которые поглощают ультрафиолет и поэтому кажутся черными, сильно контрастируя со снегом.Сюда относится моча — признак хищников или конкурентов; лишайники — основной источник пищи зимой; и мех, благодаря чему хищников, таких как волки, очень легко увидеть, несмотря на то, что они замаскированы для других животных, которые не видят УФ-излучение».

Это исследование поднимает некоторые интересные вопросы о влиянии УФ-излучения на здоровье глаз. Всегда предполагалось, что человеческие глаза не пропускают УФ-излучение из-за потенциального повреждения, точно так же, как это происходит с нашей кожей. В наших глазах ультрафиолет может повредить наши чувствительные фоторецепторы, которые нельзя заменить.Это приведет к необратимому повреждению нашего зрения. Арктические северные олени способны пропускать УФ-излучение в глаза и эффективно использовать информацию в окружающей среде без каких-либо последствий.

Профессор Джеффри добавил: «Остается вопрос, почему глаза северных оленей, кажется, не повреждаются ультрафиолетом. Возможно, это не так плохо для глаз, как мы сначала думали? Или, может быть, у них есть уникальный способ защитить себя, который мы могли бы учиться и, возможно, разрабатывать новые стратегии для предотвращения или лечения ущерба, который УФ-излучение может нанести людям.»

Профессор Дуглас Келл, исполнительный директор BBSRC, сказал: «Мы можем многому научиться, изучая фундаментальную биологию животных и других организмов, живущих в экстремальных условиях. Понимание их клеточной и молекулярной биологии, нейронауки и других аспектов их работы может раскрыть биологический механизм, который означает, что они могут справляться с суровыми условиями.Эти знания могут повлиять на благополучие животных и потенциально могут быть использованы для новых разработок, лежащих в основе здоровья и благополучия человека.»

Observations: Видение в ультрафиолетовом диапазоне

Наука и исследования

3707 просмотров 7 лайков

Наиболее эффективно излучают ультрафиолетовое излучение горячие газы, называемые плазмой. Во Вселенной много мест, где создается такая плазма, например, в атмосфере Солнца. Ультрафиолетовая астрономия — наука, изучающая этот регион.

Солнце является активным источником ультрафиолетового излучения, о чем знают многие, кто страдает солнечными ожогами.В основном это происходит из газовой области, окружающей Солнце, известной как хромосфера, переходная зона и корона. Однако ультрафиолетовый свет также может быть вызван солнечными вспышками и другими временными явлениями, в результате чего количество ультрафиолетового излучения, испускаемого Солнцем, варьируется намного больше, чем его постоянный выход видимого света.

В других местах Солнечной системы ультрафиолетовый свет может быть полезным инструментом. Быстро движущиеся частицы, испускаемые Солнцем, вызывают ультрафиолетовые полярные сияния, когда сталкиваются с атмосферами планет.Поведение газа, выделяемого кометами, также можно эффективно контролировать с помощью ультрафиолетовых волн.

В более широкой Вселенной ультрафиолет дает одно из лучших сведений о поведении газов в межзвездном пространстве, показывая области, где пыль поглощает межзвездный газ, образуя ледяные оболочки вокруг отдельных зерен.

Крупнейшие звезды излучают большую часть своего излучения в ультрафиолетовом диапазоне волн, и именно это излучение возбуждает атомы газа в эмиссионных туманностях, испуская видимый свет.Поскольку самые большие звезды живут недолго, их максимальная продолжительность жизни составляет несколько миллионов лет, сбор ультрафиолетового излучения, испускаемого далекой галактикой, является хорошим способом измерить, насколько активно в ней происходит звездообразование.

Многие двойные звездные системы излучают ультрафиолетовый свет, если одна звезда становится достаточно большой, чтобы переливать материал на другую. Во время переноса вещества газ часто достаточно нагревается, чтобы испускать ультрафиолетовые лучи.

Газообразные обломки древних сверхновых видны в ультрафиолете.Ультрафиолетовая астрономия показала, что Солнечная система находится в огромной полости, известной как «местный пузырь». Мы думаем, что это было создано сверхновой около 4500 миллионов лет назад. Возможно, это был тот же самый удар, ударные волны которого, как считается, положили начало формированию нашей Солнечной системы, прежде чем полностью очистить регион от материи.

Нравиться

Спасибо за лайк

Вам уже нравилась эта страница, вы можете поставить лайк только один раз!

Это потрясающее УФ-видео позволяет увидеть мир глазами насекомых

Всегда интересно увидеть что-то знакомое в совершенно новом свете.Именно это и сделал фотограф Дон Комаречка в последнем видео для DPReview TV. В этом забавном видео Дон показывает нам, как насекомые видят мир с помощью модифицированной камеры и ультрафиолетового света. И невероятно, как цветы, которые мы видим каждый день, вдруг становятся чем-то совершенно новым!

Чтобы запечатлеть мир с точки зрения насекомого, Дон использует камеру, модифицированную для полного спектра. Фильтр камеры модифицирован таким образом, что он пропускает ультрафиолетовый свет, который мы не видим невооруженным глазом.Для достижения наилучших результатов он также использует XNite 330C, 330-нм фильтр, который пропускает УФ-излучение, но блокирует весь видимый и инфракрасный свет.

Удивительно, как некоторые цветы выглядят иначе, если смотреть через УФ-камеру, чем наши глаза. Лепестки лютиков и подсолнухов кажутся нам полностью желтыми, но в ультрафиолетовом свете они образуют узор в виде яблока, привлекающий опылителей. Маленькие незабудки выглядят так, будто все они одного оттенка синего, но в глазах насекомого одни из них выглядят яркими, а другие очень темными.С другой стороны, ромашки выглядят очень интересно для нашего глаза, с яркими лепестками и более темным центром. Однако, снятые УФ-камерой, они выглядят совершенно серыми и тусклыми.

Дон провел еще один интересный эксперимент со своей УФ-камерой. Он намазал солнцезащитный крем на белый лист бумаги. Поскольку солнцезащитный крем блокирует УФ-излучение, на камеру он выглядит черным. Вы можете увидеть похожий эксперимент здесь, и не забывайте наносить солнцезащитный крем, когда снимаете на улице на солнце.

[Объяснение ультрафиолетового света: посмотрите на мир глазами насекомых через DPReview]

Ультрафиолетовый свет может стать новым мощным источником зеленого топлива | Наука

Метанол — бесцветная жидкость, которую можно производить из сельскохозяйственных отходов — уже давно рекламируется как зеленая альтернатива ископаемому топливу.Но он токсичен и имеет только половину энергии по сравнению с тем же объемом бензина. Теперь исследователи сообщают, что они создали потенциально дешевый способ использования солнечного света для преобразования метанола в этанол, более популярное альтернативное топливо, которое менее вредно и несет больше энергии.

Новый отчет — «отличная работа», — говорит Чжунмин Лю, химик из Даляньского института химической физики в Китае, который не участвовал в исследовании. Он говорит, что если процесс можно оптимизировать и масштабировать, «у него есть потенциал изменить мир.

Идея преобразования метанола в этанол не нова. У компаний уже есть три химических процесса, которые делают это. Но они требуют добавления тепла, давления и токсичных добавок, таких как монооксид углерода. Компании также могут производить этанол напрямую. путем ферментации зерен кукурузы или сахарного тростника. Но для выращивания этих культур требуются драгоценные сельскохозяйственные угодья, на которых в противном случае можно было бы выращивать продукты питания. Исследователи и компании также придумали способы преобразования сельскохозяйственных отходов в этанол. Однако пока они оказались слишком дорогими, чтобы быть конкурентоспособными.

Чао-Джун Ли, химик из Университета Макгилла в Монреале, Канада, подумал, что может быть лучший способ. В 2014 году он и его коллеги показали, что крошечный лес нанопроволок, сделанных из полупроводникового нитрида галлия (GaN), может выступать в качестве катализатора для преобразования газообразного метана в бензол, товарный химикат, используемый для производства десятков других промышленных соединений, таких как пластмассы, растворители. , и клеи. Катализаторы — это соединения, которые побуждают другие химические вещества вступать в реакцию, но сами не расходуются в работе.В результате они могут выполнять свою работу снова и снова. В данном случае нанопроволоки перестроили химические связи между атомами углерода, что также необходимо для превращения метанола в этанол. Итак, исследователи McGill решили посмотреть, могут ли нанопроволоки GaN творить чудеса с метанолом.

Исследователи вырастили и протестировали несколько различных составов нанопроводов. Как они сообщают онлайн на прошлой неделе в журнале Chem , они обнаружили лес длинных тонких нанопроводов GaN, пропитанных магнием, лучше всего поглощающих ультрафиолетовый (УФ) свет и использующих эту энергию для преобразования метанола в этанол.Группа обнаружила, что поглощенный УФ-свет приводит к тому, что поверхности нанопроволок становятся более отрицательно заряженными, чем их сердцевины. Заряд отрывает молекулу воды от отдельной молекулы метанола, находящейся на поверхности нанопроволоки, оставляя после себя реактивное соединение, называемое метилкарбеном. Пока молекула воды уплывает, карбен реагирует с соседней молекулой метанола, образуя этанол.

Лю отмечает, что этот процесс — всего лишь проверка концепции. Преобразование метанола в этанол требует ультрафиолетового излучения, которое представляет собой всего лишь кусочек солнечного света, достигающего Земли.По его словам, чтобы процесс был экономичным, может потребоваться настройка нанопроводов, чтобы заставить их работать с видимым светом, который имеет меньше энергии, чем ультрафиолетовый свет, но гораздо более распространен в солнечных лучах.

Мир под ультрафиолетом: Оценка воздействия ультрафиолетового излучения на растительный и животный мир в результате истощения стратосферного озонового слоя — Глава 14. Содействие устойчивому ведению сельского хозяйства и развитию сельских районов — Повестка дня на XXI век — Конвенции и соглашения

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

Пролистать наверх