المعرفة

الأشعة فوق البنفسجية

(تم التحويل من أشعة فوق البنفسجية)

الأشعة الفوق بنفسجية (إنگليزية: Ultraviolet، اختصاراً UV)، هي إحدى أشكال الأشعة الكهرومغناطيسية، ذات طول موجي أقصر من الضوء المرئي وأطول من الأشعة السينية. الأشعة الفوق بنفسجية موجودة في ضوء الشمس، وتكون 10% من إجمالي الأشعة الكهرومغناطيسية الناتجة من الشمس. كما تُنتج الأشعة البنفسجية أيضاً من الأقواس الكهربائية؛ إشعاع تشرنكوڤ؛ والأضواء المتخصصة؛ مثل مصابيح بخار الزئبق، ومصابيح الدباغة، والضوء الأسود. على الرغم من أن الأشعة الفوق بنفسجية ذات الطول الموجي الطويل لا تعتبر إشعاعًا مؤينًا لأن الفوتون يفتقر إلى الطاقة اللازمة لتأيين الذرات، فإنه يمكن أن يسبب تفاعلاً كيميائياً ويتسبب في توهج العديد من المواد أو فلورتها. العديد من التطبيقات العملية، بما في ذلك التأثيرات الكيميائية والحيوية، مستمدة من الطريقة التي يمكن أن تتفاعل بها الأشعة الفوق بنفسجية مع الجزيئات العضوية. يمكن أن تشتمل هذه التفاعلات على الامتصاص أو تعديل حالات الطاقة في الجزيئات، ولكنها لا تتضمن بالضرورة التسخين.[بحاجة لمصدر]

مصباح ضوء فوق بنفسجي محمول.
الاأشعة الفوق بنفسجية تُنتج أيضاً بواسط الأقواس الكهربائية. عند القيام باللحامات القوسية يجب ارتداء معدات وقاية العين وتغطية الجلد للوقاية من العمى الثلجي وحروق الشمس الخطرة.

تعمل الأشعة فوق البنفسجية قصيرة الموجة على إتلاف الدنا وتعقيم الأسطح التي تتلامس معها. بالنسبة للبشر، يعتبر تسمير البشرة والحروق الشمسية من الآثار المألوفة لتعرض الجلد للأشعة الفوق بنفسجية، إلى جانب زيادة خطر الإصابة بسرطان الجلد. كمية الأشعة الفوق بنفسجية التي تنتجها الشمس تعني أن الأرض لن تكون قادرة على الحفاظ على الحياة على الأراضي الجافة إذا لم تتم تصفية معظم هذا الضوء بواسطة الغلاف الجوي.[1] تعمل الأشعة الفوق بنفسجية "المتطرفة" ذات الطول الموجي الأقصر والأكثر نشاطًا والتي تقل عن 121 نانومتر على تأين الهواء بقوة بحيث يتم امتصاصها قبل أن تصل إلى الأرض.[2] ومع ذلك، فإن الضوء فوق البنفسجي (على وجه التحديد، الأشعة فوق البنفسجية ب) مسؤول أيضًا عن تكوين ڤيتامين د في معظم الفقاريات البرية، بما في ذلك البشر.[3] وبالتالي فإن طيف الأشعة فوق البنفسجية له تأثيرات مفيدة وضارة على الحياة.

يُنظر إلى الحد الأدنى للطول الموجي للرؤية البشرية تقليديًا على أنه 400 نانومتر، لذا فإن الأشعة فوق البنفسجية غير مرئية للبشر، على الرغم من أن الناس يمكنهم أحيانًا إدراك الضوء بأطوال موجية أقصر من ذلك.[4] يمكن للحشرات والطيور وبعض الثدييات رؤية الأشعة فوق البنفسجية القريبة (NUV)، أي أطوال موجية أقصر قليلاً مما يمكن للبشر رؤيته.[5]


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

الرؤية

الأشعة فوق البنفسجية غير مرئية لمعظم البشر. عدسة العين البشرية تحجب معظم الإشعاع في نطاق الطول الموجي 300-400 نانومتر؛ تُحجب الأطوال الموجية الأقصر بواسطة القرنية.[6] كما يفتقر البشر إلى تكيفات مستقبل اللون للأشعة فوق البنفسجية. ومع ذلك، فإن مستقبلات الضوء في شبكية العين حساسة للأشعة فوق البنفسجية القريبة، والأشخاص الذين يفتقرون إلى عدسة (وهي حالة تعرف باسم انعدام العدسة) يرون الأشعة فوق البنفسجية القريبة على أنها زرقاء مائلة للبياض أو بنفسجية مائلة للبياض.[4] في بعض الظروف، يمكن للأطفال والشباب رؤية الأشعة فوق البنفسجية وصولاً إلى أطوال موجية تبلغ حوالي 310 نانومتر.[7][8] الأشعة فوق البنفسجية القريبة تكون مرئية للحشرات وبعض الثدييات وبعض الطيور. لدى الطيور مستقبل لوني رابع للأشعة فوق البنفسجية؛ هذا، إلى جانب هياكل العين التي تنقل المزيد من الأشعة فوق البنفسجية، مما يمنح الطيور الصغيرة رؤية "حقيقية" للأشعة فوق البنفسجية.[9][10]


التاريخ والاكتشاف

الأشعة الفوق بنفسجية بالإنجليزية "Ultraviolet" تعني "فوق البنفسجية" (من اللاتينية ultra، "فوق")، البنفسجي هو لون أعلى ترددات الضوء المرئي. للأشعة فوق البنفسجية تردد أعلى (وبالتالي طول موجي أقصر) من الضوء البنفسجي.

اكتشفت الأشعة فوق البنفسجية عام 1801 عندما لاحظ الفيزيائي الألماني يوهان ڤيلهلم ريتر أن الأشعة غير المرئية الواقعة خلف الطرف البنفسجي للطيف المرئي تُغمق الورق المنقوع في كلوريد الفضة بسرعة أكبر من الضوء البنفسجي نفسه. أطلق عليها اسم "(إزالة) الأشعة المؤكسدة" (ألمانية: de-oxidierende Strahlen) للتأكيد على التفاعل الكيميائي وتمييزها عن "الأشعة الحرارية"، التي اكتشفت في العام السابق في الطرف الآخر من الطيف المرئي. اعتمد المصطلح الأبسط "الأشعة الكيميائية" بعد ذلك بوقت قصير، وظل شائعًا طوال القرن التاسع عشر، على الرغم من أن البعض قال إن هذا الإشعاع كان مختلفًا تمامًا عن الضوء (أبرزهم جون وليام دريپر، الذي أطلق عليها اسم "الأشعة التيثونية"[11][12]). في النهاية اسقط مصطلح "الأشعة الكيميائية" و"الأشعة الحرارية" لصالح الأشعة فوق البنفسجية وإشعاع الأشعة تحت الحمراء، على التوالي.[13][14]

عام 1878، اكتشف تأثير التعقيم للضوء ذو الطول الموجي القصير عن طريق قتل الجراثيم. بحلول عام 1903، كان من المعروف أن الأطوال الموجية الأكثر فعالية تبلغ حوالي 250 نانومتر. عام 1960، تم إثبات تأثير الأشعة فوق البنفسجية على الحمض النووي.[15]

إن اكتشاف الأشعة فوق البنفسجية ذات الأطوال الموجية الأقل من 200 نانومتر، والتي سُميت "الأشعة فوق البنفسجية الفراغية" لأنها تمتص بقوة بواسطة الأكسجين الموجود في الهواء، تم عام 1893 على يد الفيزيائي الألماني فكتور شومان.[16]

الأنواع الفرعية

يمكن تقسيم الطيف الكهرومغناطيسي من الأشعة فوق البنفسجية (UVR)، والذي تم تعريفه على نطاق أوسع على أنه 10-400 نانومتر، إلى عدد من النطاقات الموصى بها بواسطة معيار الأيزو ISO 21348:[17]

اسم الموجة الرمز طول الموجة بنانومتر كمية الطاقة لكل شحنة فوتون
أشعة فوق بنفسجية طويلة أو الضوء الأسود UVA 400 ن.م-320 ن.م 3.10-3.94 eV
الموجة القريبة NUV 400 ن.م-300 ن.م 3.10-4.13 eV
الموجة المتوسطة أو موجة B UVB 320 ن.م-280 ن.م 3.94-4.43 eV
Middle MUV 300 ن.م-200 ن.م 4.13-6.20 eV
الموجة القصيرة أو موجة C UVC 280 ن.م-100 ن.م 4.43-12.4 eV
Far FUV 200 ن.م-122 ن.م 6.20-10.2 eV
فراغية Vacuum VUV 200 ن.م-10 ن.م 6.20-124 eV
قصوى Extreme EUV 121 ن.م-10 ن.م 10.2-124 eV


ومن المتفق عليه تقسيم الأشعة «ف.ب» اصطلاحاً إلى ثلاثة أقسام يتميز كل منها بمرشح خاص لايمتصها.

ـ الأشعة «ف.ب» القريبة وتراوح أطوالها الموجية بين 400 و315 نانومتر.

ـ الأشعة «ف.ب» المتوسطة وتراوح أطوالها الموجية بين 315 و280 نانومتر.

ـ الأشعة «ف.ب» البعيدة وتراوح أطوالها الموجية بين 280 و10 نانومتر.

ولما كانت الأشعة مادون 200 نانومتر تمتص في مختلف الأوساط تقريباً ومنها طبقات الهواء الرقيقة فقد أصبحت موضوعاً خاصاً في الضوء أُطلق عليه اسم مطيافية الخلاء vacuum spectroscopy، وتسمى هذه الأشعة الأشعة فوق البنفسجية الخلائية «ف.ب.خ» [ر. الإشعاع الاحراري].

بتقنية الطباعة الحجرية (photolithography) والليزر تستخدم أشعة فوق بنفسجية عميقة (DUV أو Deep UV) وهو للأطوال الموجية التي أقل من 300 ن م. سميت الأشعة الفراغية بهذا الإسم لأن الهواء يمتصها بقوة، لذا فاستخداماتها تكون بالفراغ فقط. في النطاق الموجي مابين 150-200 ن م فإن الإكسجين هو العنصر القوي الذي يمتص تلك الأطوال الموجية، لذا فالعمليات الصناعية التي تحتاج لتلك الموجات يجب أن تتم في جو خالٍ تماما من الأكسجين، ويستخدم عنصر النيتروجين النقي بشكل عام هنا ليمنع الحاجة إلى غرف فراغية.

الأشعة فوق البنفسجية الشمسية

 
مستويات الأوزون على ارتفاعات مختلفة (DU/km) وحجب نطاقات مختلفة من الأشعة فوق البنفسجية: في الأساس، يتم حجب جميع الأشعة فوق البنفسجية بواسطة الأكسجين ثنائي الذرة (100-200 نانومتر) أو بواسطة الأوزون (الأكسجين ثلاثي الذرة) (200-280 نانومتر) في الغلاف الجوي. ثم تقوم طبقة الأوزون بحظر معظم الأشعة فوق البنفسجية. وفي الوقت نفسه، لا تتأثر الأشعة فوق البنفسجية (UVA) تقريبًا بالأوزون، ويصل معظمها إلى الأرض. تشكل الأشعة فوق البنفسجية (UVA) تقريبًا كل الأشعة فوق البنفسجية التي تخترق الغلاف الجوي للأرض.

الأجسام الساخنة جدًا تنبعث منها الأشعة فوق البنفسجية (انظر إشعاع الجسم الأسود). تبعث الشمس الأشعة فوق البنفسجية في جميع الأطوال الموجية، بما في ذلك الأشعة فوق البنفسجية القصوى حيث تتقاطع مع الأشعة السينية عند 10 نانومتر. تنبعث من النجوم شديدة الحرارة (مثل النوع O وB) كمية أكبر نسبيًا من الأشعة فوق البنفسجية مقارنة بالشمس. ضوء الشمس الموجود في الفضاء في الجزء العلوي من الغلاف الجوي للأرض (انظر الثابت الشمسي) يتكون من حوالي 50% ضوء تحت أحمر، و40% ضوء مرئي، و10% ضوء فوق بنفسجي، بكثافة إجمالية تبلغ حوالي 1400 W/m2 في الفراغ.[18]

يحجب الغلاف الجوي حوالي 77% من الأشعة فوق البنفسجية للشمس، عندما تكون الشمس في أعلى مستوياتها في السماء (عند الذروة)، مع زيادة الامتصاص عند الأطوال الموجية الأقصر للأشعة فوق البنفسجية. عند مستوى الأرض عندما تكون الشمس في أوجها، يتكون ضوء الشمس من 44% ضوء مرئي، و3% ضوء فوق بنفسجي، والباقي تحت الحمراء.[19][20] من الأشعة فوق البنفسجية التي تصل إلى سطح الأرض، أكثر من 95% منها عبارة عن أطوال موجية أطول للأشعة فوق البنفسجية (UVA)، مع الباقي الصغير للأشعة فوق البنفسجية (ب). تقريبًا لا تصل الأشعة فوق البنفسجية إلى سطح الأرض.[21] يعتمد جزء الأشعة فوق البنفسجية (UVB) الذي يبقى في الأشعة فوق البنفسجية بعد المرور عبر الغلاف الجوي بشكل كبير على الغطاء السحابي والظروف الجوية. في الأيام "الملبدة بالغيوم جزئيًا"، تكون بقع السماء الزرقاء التي تظهر بين السحب أيضًا مصادر (مبعثرة) للأشعة فوق البنفسجية فئة A وB، والتي تُنتج بواسطة تشتت رايلي بنفس طريقة الضوء الأزرق المرئي من تلك الأجزاء من السماء. تلعب الأشعة فوق البنفسجية فئة B أيضًا دورًا رئيسيًا في نمو النبات، لأنها تؤثر على معظم الهرمونات النباتية.[22]

أثناء السحب الكلي، يعتمد مقدار الامتصاص الناتج عن السحب بشكل كبير على سمك السحب وخط العرض، مع عدم وجود قياسات واضحة تربط بين سمك معين وامتصاص الأشعة فوق البنفسجية فئة B.[23]

تُمتص النطاقات الأقصر من الأشعة فوق البنفسجية، وكذلك الأشعة فوق البنفسجية الأكثر نشاطًاً التي تنتجها الشمس، بواسطة الأكسجين ويولد الأوزون في طبقة الأوزون عندما تنتج ذرات الأكسجين المفردة بواسطة التفكك الضوئي للأشعة فوق البنفسجية من ثنائي الأكسجين. تتفاعل مع المزيد من الأكسجين. تعتبر طبقة الأوزون مهمة بشكل خاص في منع معظم الأشعة فوق البنفسجية فئة B والجزء المتبقي من الأشعة فوق البنفسجية التي لم يتم حجبها بالفعل بواسطة الأكسجين العادي في الهواء.


الحاصرات والممتصات والنوافذ

ممتصات للأشعة فوق البنفسجية هي جزيئات تستخدم في المواد العضوية (البوليمرات، الدهانات، وما إلى ذلك) لامتصاص الأشعة فوق البنفسجية لتقليل تحلل الأشعة فوق البنفسجية (الأكسدة الضوئية) للمادة. يمكن أن تتحلل المواد الماصة نفسها بمرور الوقت، لذا فإن مراقبة مستويات الامتصاص في المواد التي تعرضت للعوامل الجوية أمر ضروري.

في واقي الشمس، المكونات التي تمتص الأشعة فوق البنفسجية الطويلة والمتوسطة، مثل الأڤوبنزون، الأوكسيبنزون[24] وأوكتيل ميثوكسيسيناميت، هي ممتصات كيميائية عضوية أو "حاصرات". وهي تتناقض مع الممتصات غير العضوية/"الحاصرات" للأشعة فوق البنفسجية مثل أسود الكربون، ثاني أكسيد التيتانيوم، وأكسيد الزنك.

بالنسبة للملابس، يمثل عامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية (UPF) نسبة حروق الشمس التي تسبب الأشعة فوق البنفسجية بدون حماية القماش ومعها، على غرار عامل الحماية من الشمس (SPF) ) تقييمات لواقي الشمس.[بحاجة لمصدر] تحتوي الأقمشة الصيفية القياسية على عامل حماية من الأشعة فوق البنفسجية يبلغ حوالي 6، مما يعني أن حوالي 20% من الأشعة فوق البنفسجية سوف تمر عبرها.[بحاجة لمصدر]

تمنع الجسيمات النانوية العالقة في الزجاج الملون الأشعة فوق البنفسجية من التسبب في تفاعلات كيميائية تؤدي إلى تغيير ألوان الصورة.[بحاجة لمصدر] من المقرر استخدام مجموعة من رقائق الزجاج الملون المرجعية لمعايرة الكاميرات الملونة لمهمة جوال المريخ لعام 2019، نظرًا لأنها ستبقى غير باهتة بسبب المستوى العالي للأشعة فوق البنفسجية الموجودة على سطح المريخ.[بحاجة لمصدر]

زجاج الصودا-الجير الشائع، مثل زجاج النوافذ، يكون شفاف جزئيًا للأشعة فوق البنفسجية، لكنه معتم لأطوال موجية أقصر، ويمرر حوالي 90٪ من الضوء الذي يزيد طوله عن 350 نانومتر، لكنه يحجب أكثر من 90% من الضوء الذي يقل عن 300 نانومتر.[25][26][27] وجدت دراسة أن نوافذ السيارة تسمح بمرور 3-4% من الأشعة فوق البنفسجية المحيطة، خاصة إذا كانت الأشعة فوق البنفسجية أكبر من 380 نانومتر.[28] يمكن للأنواع الأخرى من نوافذ السيارات أن تقلل من انتقال الأشعة فوق البنفسجية التي يزيد طولها عن 335 نانومتر.[28] الكوارتز المنصهر، اعتمادًا على جودته، يمكن أن يكون شفافًا حتى بالنسبة للأطوال الموجية الأشعة فوق البنفسجية المفرغة. الكوارتز البلوري وبعض البلورات مثل CaF2 و MgF2 تنقل بشكل جيد أطوال موجية تصل إلى 150 نانومتر أو 160 نانومتر.[29]

زجاج الخشب عبارة عن زجاج سيليكات الباريوم والصوديوم باللون البنفسجي والأزرق الداكن بنسبة 9% تقريبًا من أكسيد النيكل تم تطويره أثناء الحرب العالمية الأولى لحجب الضوء المرئي للاتصالات السرية. وهو يسمح بالاتصالات الليلية بالأشعة تحت الحمراء والأشعة فوق البنفسجية من خلال كونها شفافة بين 320 نانومتر و400 نانومتر وكذلك الأطوال الموجية الحمراء الأطول والأشعة تحت الحمراء التي لا يمكن رؤيتها إلا بالكاد. الحد الأقصى لانتقال الأشعة فوق البنفسجية هو 365 نانومتر، وهو أحد الأطوال الموجية لمصابيح الزئبق.

المصادر الاصطناعية

"الضوء الأسود"

 
 
أنبوبان من مصابيح الفلورسنت ذات الضوء الأسود، يوضحان الاستخدام. الأنبوب الأطول هو أنبوب F15T8/BLB مقاس 18 بوصة، بقدرة 15 واط، كما هو موضح في الصورة السفلية في تركيبات الفلورسنت القياسية. الأقصر هو أنبوب F8T5/BLB مقاس 12 بوصة، بقدرة 8 واط، يُستخدم في ضوء أسود محمول يعمل بالبطارية ويُباع ككاشف لبول الحيوانات الأليفة.
المقالة الرئيسية: الضوء الأسود

تنبعث من مصباح "الضوء الأسود" الأشعة فوق البنفسجية طويلة الموجة وقليل من الضوء المرئي. تعمل مصابيح الضوء الأسود الفلورسنت بشكل مشابه مصابيح الفلورسنت الأخرى، ولكنها تستخدم الفوسفور على سطح الأنبوب الداخلي الذي ينبعث منه الأشعة فوق البنفسجية A بدلاً من الضوء المرئي. تستخدم بعض المصابيح مرشحًا ضوئيًا ذو لون أرجواني مزرق داكن من زجاج الخشب يحجب تقريبًا كل الضوء المرئي بأطوال موجية أطول من 400 نانومتر.[30] التوهج الأرجواني المنبعث من هذه الأنابيب ليس هو الأشعة فوق البنفسجية نفسها، ولكنه ضوء أرجواني مرئي من الخط الطيفي للزئبق البالغ طوله 404 نانومتر والذي يفلت من تصفيته بواسطة الطلاء. تستخدم الأضواء السوداء الأخرى زجاجًا عاديًا بدلاً من زجاج الخشب الأكثر تكلفة، لذلك تظهر باللون الأزرق الفاتح للعين عند التشغيل.

تُنتج أيضًا إنتاج المصابيح السوداء المتوهجة باستخدام طبقة مرشح على غلاف المصباح المتوهج الذي يمتص الضوء المرئي (انظر القسم أدناه). وهي أرخص ولكنها غير فعالة للغاية، حيث تنبعث منها نسبة صغيرة فقط من طاقتها كأشعة فوق البنفسجية. تستخدم الأضواء السوداء بخار الزئبق بتصنيفات تصل إلى 1 كيلو واط مع الفوسفور الباعث للأشعة فوق البنفسجية ومغلف من زجاج الخشب للعروض المسرحية والحفلات الموسيقية.

تُستخدم الأضواء السوداء في التطبيقات التي يجب فيها تقليل الضوء المرئي الدخيل؛ بشكل أساسي لمراقبة "الفلورة"، وهو التوهج الملون الذي تنبعثه العديد من المواد عند تعرضها للأشعة فوق البنفسجية. تُباع المصابيح التي ينبعث منها UV‑A / UV‑B أيضًا لأغراض خاصة أخرى، مثل مصابيح التسمير وتربية الزواحف.


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

مصابيح الأشعة الفوق بنفسجية قصيرة الموجة

 
مصباح الأشعة فوق البنفسجية المبيدة للجراثيم بقدرة 9 وات، على شكل عامل الفلورسنت المضغوط (CF).
 
مصباح مبيد للجراثيم التجاري في محل جزارة.

تُصنع مصابيح الأشعة فوق البنفسجية قصيرة الموجة باستخدام أنبوب مصباح الفلورسنت بدون طلاء فوسفوري، ويتكون من الكوارتز المنصهر أو الڤيكور، نظرًا لأن الزجاج العادي يمتص الأشعة فوق البنفسجية C. تبعث هذه المصابيح ضوءًا فوق بنفسجيًا بذروتين في نطاق UV-C عند 253.7 نانومتر و185 نانومتر بسبب الزئبق داخل المصباح، بالإضافة إلى بعض الضوء المرئي. من 85% إلى 90% من الأشعة فوق البنفسجية التي تنتجها هذه المصابيح تكون عند 253.7 نانومتر، في حين أن 5-10% فقط تكون عند 185 نانومتر.[31] يمرر أنبوب الكوارتز المنصهر إشعاع 253.7 نانومتر ولكنه يحجب الطول الموجي 185 نانومتر. تحتوي هذه الأنابيب على ضعف أو ثلاثة أضعاف قوة الأشعة فوق البنفسجية التي يتمتع بها أنبوب مصباح الفلورسنت العادي. تتمتع هذه المصابيح ذات الضغط المنخفض بكفاءة نموذجية تبلغ حوالي 30-40%، مما يعني أنه لكل 100 واط من الكهرباء التي يستهلكها المصباح، ستنتج حوالي 30-40 واط من إجمالي إنتاج الأشعة فوق البنفسجية. كما أنها تنبعث منها ضوء مرئي أبيض مزرق، بسبب الخطوط الطيفية الأخرى للزئبق. وتستخدم هذه المصابيح "المضادة للجراثيم" على نطاق واسع لتطهير الأسطح في المختبرات والصناعات الغذائية، ولتطهير إمدادات المياه.

المصابيح المتوهجة

المصابيح المتوهجة التي تبعث الضوء الأسود مصنوعة أيضاً من مصباح متوهج مع طبقة مرشح تمتص معظم الضوء المرئي. مصابيح الهالوجين ذات أغلفة الكوارتز المنصهر تستخدم كمصادر ضوء الأشعة فوق البنفسجية غير مكلفة في نطاق الأشعة فوق البنفسجية القريب، من 400 إلى 300 نانومتر، في بعض الأجهزة العلمية. نظرًا لطيف الجسم الأسود، فإن المصباح الكهربائي الخيطي يعد مصدرًا غير فعال للأشعة فوق البنفسجية، ولا ينبعث منه سوى جزء صغير من طاقته على شكل أشعة فوق بنفسجية.

مصابيح تفريغ الغاز

المقالة الرئيسية: مصباح تفريغ الغاز

مصابيح تفريغ الغاز الباعثة للأشعة الفوق بنفسجية المتخصصة التي تحتوي على غازات مختلفة، تُنتج إشعاعًا فوق بنفسجي عند خطوط طيفية معينة للأغراض العلمية. غالبًا ما يُستخدم مصابيح الأرجون ومصابيح قوس الديوتيريوم كمصادر مستقرة، إما بدون نوافذ أو مع نوافذ مختلفة مثل فلوريد المغنيسيوم.[32] غالبًا ما تكون هذه هي مصادر الانبعاث في معدات التحليل الطيفي للأشعة فوق البنفسجية للتحليل الكيميائي.

تشمل مصادر الأشعة فوق البنفسجية الأخرى ذات أطياف الانبعاث المستمر أكثر مصابيح قوس الزينون (تُستخدم عادةً كمحاكيات لأشعة الشمس)، مصباح قوس الديوتيريوم، مصابيح قوس الزينون الزئبقي، ومصابيح قوس الهاليد المعدني.

مصباح الإكسيمر، هو مصدر للأشعة فوق البنفسجية تم تطويره في أوائل العقد الأول من القرن الحادي والعشرين، يشهد استخدامًا متزايدًا في المجالات العلمية. إنه يتميز بمزايا الكثافة العالية والكفاءة العالية والتشغيل في مجموعة متنوعة من نطاقات الطول الموجي في الأشعة فوق البنفسجية الفراغية.

مصابيح ليد الأشعة فوق البنفسجية

 
مصباح ليد أشعة فوق بنفسجية بطول 380 نانومتر، الشائع استخدامه في بعض الأدوات المنزلية الفلورية للشائعة.

يمكن تصنيع الديود الباعث للضوء (LEDs) لإصدار إشعاعات في نطاق الأشعة فوق البنفسجية. عام 2019، بعد التقدم الكبير خلال السنوات الخمس السابقة، توفرت مصابيح الليد للأشعة فوق البنفسجية فئة A بطول 365 نانومتر وطول موجي أطول، بكفاءة تصل إلى 50% عند خرج 1.0 واط. حاليًا، الأنواع الأكثر شيوعًا من مصابيح الليد للأشعة فوق البنفسجية هي في الأطوال الموجية 395 نانومتر و365 نانومتر، وكلاهما يقع في طيف UV-A. الطول الموجي المقدر هو الطول الموجي الأقصى الذي تطفئه مصابيح الليد، لكن الضوء موجود في كل من الأطوال الموجية الأعلى والأدنى.

إن مصابيح الليد الباعثة للأشعة فوق البنفسجية الأرخص والأكثر شيوعًا والتي تبلغ 395 نانومتر هي أقرب بكثير إلى الطيف المرئي، وتعطي لونًا أرجوانيًا. لا تبعث مصابيح الليد الأخرى للأشعة فوق البنفسجية الموجودة في نطاق أعمق من الطيف قدرًا كبيرًا من الضوء المرئي[33]

تُستخدم مصابيح الليد لتطبيقات مثل المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية، وشحن الأشياء المتوهجة في الظلام مثل اللوحات أو الألعاب، والأضواء لاكتشاف النقود المزيفة وسوائل الجسم. تُستخدم مصابيح الليد الباعثة للأشعة فوق البنفسجية أيضًا في تطبيقات الطباعة الرقمية وبيئات المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية الخاملة. كثافة الطاقة تقارب 3 W/cm2 (30 kW/m2) أصبحت الآن ممكنة، وهذا، إلى جانب التطورات الأخيرة التي قام بها صانعو الصور وتركيبات الراتنج، يجعل التوسع في مواد الأشعة فوق البنفسجية المعالجة بتقنية LED أمرًا محتملاً.

تتطور مصابيح LED UV-C بسرعة، ولكنها قد تتطلب اختبارًا للتحقق من التطهير الفعال. الاستشهادات الخاصة بتطهير المساحات الكبيرة مخصصة لمصادر الأشعة فوق البنفسجية غير الليد[34] المعروفة باسم المصابيح المبيدة للجراثيم.[35] كما تُستخدم كمصادر خطية لتحل محل مصابيح الديوتيريوم في معدات الكروماتوجرافيا السائلة.[36]

ليزر الأشعة فوق البنفسجية

المقالة الرئيسية: ليزر إكسيمر

يمكن تصنيع ليزر الغاز، وليزر الديود، وليزر الحالة الصلبة لبث الأشعة فوق البنفسجية، وتتوفر أجهزة ليزر تغطي نطاق الأشعة فوق البنفسجية بالكامل. يستخدم ليزر غاز النيتروجين الإثارة الإلكترونية لجزيئات النيتروجين لإصدار شعاع يتكون معظمه من الأشعة فوق البنفسجية. أقوى خطوط الأشعة فوق البنفسجية تكون بطول موجي 337.1 نانومتر و357.6 نانومتر.

هناك نوع آخر من أجهزة الليزر الغازية عالية الطاقة وهي ليزر الإكسيمر. يستخدم الليزر على نطاق واسع في نطاقات الطول الموجي للأشعة فوق البنفسجية والأشعة فوق البنفسجية الفراغية. في الوقت الحاضر، تُستخدم أشعة الليزر فوق البنفسجية فلوريد الأرجون التي تعمل بطول موجي 193 نانومتر بشكل روتيني في إنتاج الدوائر المتكاملة بواسطة الطباعة الحجرية الضوئية. يبلغ الحد الأقصى للطول الموجي الحالي قالب:Clarify timeframe لإنتاج الأشعة فوق البنفسجية المتماسكة حوالي 126 نانومتر، وهي خاصية مميزة لليزر إكسيمر Ar2*.

ديودات الليزر الباعثة للأشعة فوق البنفسجية متوافرة بطول موجي 375 نانومتر.[37]

تم إثبات ليزر الحالة الصلبة المضخ بالصمام الثنائي فوق البنفسجي باستخدام بلورات فلوريد الألومنيوم السترونتيوم الليثيوم (Ce:LiSAF) المشوبة بالسريوم، وهي عملية تم تطويرها في التسعينيات في مختبر لورانس ليڤرمور الوطني.[38] يتم توليد الأطوال الموجية الأقصر من 325 نانومتر تجاريًا في ليزر الحالة الصلبة المضخ بالديود. يمكن أيضًا تصنيع الليزر فوق البنفسجي عن طريق تطبيق تحويل التردد على أشعة الليزر ذات التردد المنخفض.

يستخدم ليزر الأشعة فوق البنفسجية في الصناعة (النقش بالليزر)، والطب (الأمراض الجلدية، واستئصال القرنية)، والكيمياء (MALDI)، الاتصالات الجوية الآمنة-الحرة، والحوسبة (التخزين البصري)، وتصنيع الدوائر المتكاملة.

الأشعة الفوق بنفسجية المفرغة القابلة للضبط (VUV)

يمكن توليد حزمة الأشعة فوق البنفسجية المفرغة (V‑UV) (100–200 نانومتر) عن طريق خلط الموجات غير الخطية الأربعة في الغازات عن طريق خلط تردد مجموع أو فرق بين ليزرين بطول موجي أطول أو أكثر. يتم التوليد عمومًا في الغازات (مثل الكريبتون والهيدروجين وهما رنين ثنائي الفوتون بالقرب من 193 نانومتر) [39] أو أبخرة معدنية (مثل المغنيسيوم). ومن خلال جعل أحد أجهزة الليزر قابلاً للضبط، يمكن ضبط الأشعة فوق البنفسجية.

إذا كان أحد أشعة الليزر مرناناً مع انتقال في الغاز أو البخار، فسيتم تكثيف إنتاج الأشعة فوق البنفسجية. ومع ذلك، تولد المرنانات أيضًا تشتت الطول الموجي، وبالتالي فإن مطابقة الحالة يمكن أن تحد من النطاق القابل للضبط لخلط الموجات الأربعة. خلط تردد الاختلاف (أي f1 + f2 − f3) كميزة على خلط التردد الإجمالي لأن مطابقة الحالة يمكن أن توفر ضبطًا أكبر.[39]

على وجه الخصوص، اختلاف تردد خلط فوتونين من ليزر إكسيمر ArF (193 نانومتر) مع ليزر أشعة تحت الحمراء مرئي أو قريب قابل للضبط في الهيدروجين أو يوفر الكريبتون تغطية V‑UV محسّنة وقابلة للضبط من 100 نانومتر إلى 200 نانومتر.[39] عملياً، فإن عدم وجود مواد مناسبة لنوافذ خلايا الغاز/البخار فوق الطول الموجي المقطوع لفلوريد الليثيوم يحد من نطاق الضبط إلى أكثر من حوالي 110 نانومتر. تم تحقيق أطوال موجية V-UV قابلة للضبط تصل إلى 75 نانومتر باستخدام تكوينات خالية من النوافذ.[40]

الپلازما والمسرع الدوراني التزامني للأشعة فوق البنفسجية القصوى

استخدم الليزر لتوليد الأشعة فوق البنفسجية القصوى غير المتناسقة (E‑UV) بشكل غير مباشر عند 13.5 نانومتر من أجل ليثوغرافيا فوق البنفسجية القصوى. لا تنبعث الأشعة فوق البنفسجية من الليزر، بل من خلال انتقالات الإلكترون في پلازما القصدير أو الزينون شديدة الحرارة، والتي يتم تحفيزها بواسطة ليزر الإكسيمر.[41] لا تتطلب هذه التقنية مسرع دوراني تزامني، ومع ذلك يمكنها إنتاج الأشعة فوق البنفسجية عند حافة طيف الأشعة السينية. مصدر ضوء المسرع الدوراني التزامني يمكنه أيضًا إنتاج جميع الأطوال الموجية للأشعة فوق البنفسجية، بما في ذلك تلك الموجودة عند حدود أطياف الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية عند 10 نانومتر.


. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

الآثار الصحية المتعلقة بالبشر

للمزيد من المعلومات: الآثار الصحية للتعرض لأشعة الشمس

إن تأثير الأشعة فوق البنفسجية على صحة البشر له آثار على مخاطر وفوائد التعرض لأشعة الشمس كما أنه متورط في قضايا مثل المصابيح الفلورية والصحة. إن التعرض لأشعة الشمس بكثرة قد يكون ضارًا، لكن التعرض لأشعة الشمس باعتدال مفيد.[42]

الآثار المفيدة

يؤدي ضوء الأشعة فوق البنفسجية (على وجه التحديد، UV-B) إلى إنتاج الجسم لڤيتامين د،[43] الذي يعتبر ضرورياً للحياة. يحتاج البشر إلى بعض الأشعة فوق البنفسجية للحفاظ على مستويات كافية من ڤيتامين د بحسب منظمة الصحة العالمية:[44]

ليس هناك شك في أن القليل من ضوء الشمس مفيد لك! لكن التعرض لأشعة الشمس بشكل غير رسمي للأيدي والوجه والذراعين لمدة 5-15 دقيقة مرتين إلى ثلاث مرات أسبوعيًا خلال أشهر الصيف يكفي للحفاظ على مستويات ڤيتامين د مرتفعة.

كما يمكن الحصول على ڤيتامين د من الغذاء والمكملات الغذائية.[45] ومع ذلك، فإن التعرض الزائد لأشعة الشمس ينتج عنه آثار ضارة.[44]

يعزز ڤيتامين د إنتاج السيروتونين. يتناسب إنتاج السيروتونين بشكل مباشر مع درجة ضوء الشمس الساطع الذي يتلقاه الجسم.[46] ويعتقد أن السيروتونين يوفر أحاسيس السعادة والرفاه والصفاء للبشر.[47]

الأمراض الجلدية

تعالج الأشعة فوق البنفسجية أيضًا بعض الأمراض الجلدية. استخدم العلاج الضوئي الحديث بنجاح في علاج الصدفية، الأكزيما، اليرقان، البهاق، التهاب الجلد التأتبي، وتصلب الجلد الموضعي.[48][49]

بالإضافة إلى ذلك، فقد تبين أن ضوء الأشعة فوق البنفسجية، وخاصة النوع ب، يحفز توقف دورة الخلية في الخلايا الكيراتينية، وهو النوع الأكثر شيوعًا من خلايا الجلد.[50]

على هذا النحو، يمكن أن يكون العلاج بأشعة الشمس مرشحًا لعلاج حالات مثل الصدفية والتهاب الشفاة التقشري، وهي الحالات التي تنقسم فيها خلايا الجلد بسرعة أكبر من المعتاد أو الضروري.[51]

الآثار الضارة

ملف:Erythemal action spectrum.svg

في البشر، يمكن أن يؤدي التعرض المفرط للأشعة فوق البنفسجية إلى آثار ضارة حادة ومزمنة على نظام العين البصري وشبكية العين. يزداد الخطر لدى الأشخاص الذين يعيشون في مناطق خط العرض المرتفعة حيث تغطي الثلوج الأرض مباشرة في أوائل الصيف وتكون مواقع الشمس حتى عند السمت منخفضة، حيث يكون هؤلاء الأشخاص معرضون للخطر بشكل خاص.[52] يمكن أيضًا أن يتأثر الجلد، والجهاز اليوماوي، والجهاز المناعي.[53]

التأثيرات التفاضلية للأطوال الموجية المختلفة للضوء على القرنية والجلد البشري تسمى أحيانًا "طيف الفعل الحمامي".[54]

يُظهر طيف الفعل أن الأشعة فوق البنفسجية الطويلة (UVA) لا تسبب رد فعل فوري، لكن بدلاً من ذلك تبدأ الأشعة فوق البنفسجية في التسبب بالعمى الثلجي واحمرار الجلد (مع كون الأشخاص ذوي البشرة الفاتحة أكثر حساسية) عند أطوال موجية تبدأ بالقرب من بداية نطاق الأشعة فوق البنفسجية (B) عند 315 نانومتر، ويتزايد بسرعة إلى 300 نانومتر. الجلد والعينان هما الأكثر حساسية للضرر الناتج عن الأشعة فوق البنفسجية عند 265-275 نانومتر، والتي تقع في نطاق الأشعة فوق البنفسجية C السفلي. وفي الأشعة فوق البنفسجية ذات الأطوال الموجية الأقصر، يستمر الضرر في الحدوث، لكن التأثيرات الظاهرة ليست كبيرة مع اختراق الغلاف الجوي بشكل ضئيل جدًا. إن مؤشر الأشعة فوق البنفسجية المعياري المعتمد من منظمة الصحة العالمية هو قياس منتشر على نطاق واسع للقوة الإجمالية للأطوال الموجية للأشعة فوق البنفسجية التي تسبب حروق الشمس على جلد الإنسان، وذلك عن طريق ترجيح التعرض للأشعة فوق البنفسجية لتأثيرات طيف الحركة في وقت ومكان محددين. يوضح هذا المعيار أن معظم حروق الشمس تحدث بسبب الأشعة فوق البنفسجية عند أطوال موجية قريبة من حدود نطاقي UV-A وUV-B.

تضرر الجلد

 
تضر جزئيات الحمض النووي للعضيات الحية بطرق مختلف جراء الفوتونات فوق البنفسجية. في أحد أحداث الضرر الشائعة، ترتبط قواعد الثايمين المتجاورة مع بعضها البعض، بدلاً من الارتباط عبر "السلم". يؤدي "مثنوي الثايمين" هذا إلى حدوث انتفاخ، ولا يعمل جزيء الحمض النووي المشوه بشكل صحيح..

إن التعرض المفرط للأشعة فوق البنفسجية-ب لا يمكن أن يسبب حروق الشمس فحسب، بل يمكن أن يسبب أيضًا بعض أشكال سرطان الجلد. ومع ذلك، فإن درجة الاحمرار وتهيج العين (التي لا تنتج إلى حد كبير عن الأشعة فوق البنفسجية – أ) لا تتنبأ بالتأثيرات طويلة المدى للأشعة فوق البنفسجية، على الرغم من أنها تعكس الضرر المباشر الذي يلحق بالحمض النووي عن طريق الأشعة فوق البنفسجية.[55]

جميع نطاقات الأشعة فوق البنفسجية تلحق الضرر بألياف الكولاجين وتسرع شيخوخة الجلد. تعمل كل من الأشعة فوق البنفسجية أ و ب على تدمير ڤيتامين أ في الجلد، مما قد يسبب المزيد من الضرر.[56]

قد تتسبب الأشعة الفوق بنفسجية في تلف مباشر للحمض النووي.[57] يعد هذا الارتباط بالسرطان أحد أسباب القلق بشأن نضوب الأوزون وثقب الأوزون.

الشكل الأكثر فتكًا من سرطان الجلد، وهو الورم الميلانيني الخبيث، يحدث في الغالب بسبب تلف الحمض النووي بشكل مستقل عن الأشعة فوق البنفسجية-أ. ويمكن ملاحظة ذلك من خلال عدم وجود طفرة مباشرة للأشعة فوق البنفسجية في 92% من جميع حالات الميلانوما.[58]

من المحتمل أن يكون التعرض المفرط العرضي وحروق الشمس من عوامل خطر الإصابة بالورم الميلانيني أكثر من التعرض المعتدل على المدى الطويل.[59] الأشعة الفوق بنفسجية النوع-ج هو النوع الأعلى طاقة والأكثر خطورة من الأشعة فوق البنفسجية، ويسبب تأثيرات ضارة يمكن أن تكون مطفرة أو مسرطنة.[60]

في الماضي، كانت الأشعة الفوق بنفسجية النوع-أ تعتبر غير ضارة أو أقل ضرراً من النوع-ب، لكن اليوم يُعرف أنها تساهم في سرطان الجلد عن طريق تلف الدنا الغير مباشر (الشوارد الحرة مثل أنواع الأكسجين التفاعلية).[بحاجة لمصدر] يمكن للأشعة فوق البنفسجية-أ أن تولد مواد كيميائية وسيطة شديدة التفاعل، مثل شوارد الهيدروكسيل والأكسجين، والتي بدورها يمكن أن تلحق الضرر بالحمض النووي. يتكون تلف الحمض النووي الذي تسببه الأشعة فوق البنفسجية-أ بشكل غير مباشر على الجلد في الغالب من فواصل مفردة في الحمض النووي، في حين أن الضرر الناجم عن الأشعة فوق البنفسجية-ب يتضمن التكوين المباشر لمثنوي الثايمين أو مثنوي السيتوزين والمركبات المزدوجة-كسر الحمض النووي.[61] الأشعة فوق البنفسجية-أ مثبطة لمناعة الجسم بأكمله (تمثل جزءًا كبيرًا من التأثيرات المثبطة للمناعة الناتجة عن التعرض لأشعة الشمس)، وهي مطفرة للخلايا الكيراتينية القاعدية في الجلد.[62]

يمكن أن تسبب فوتونات الأشعة فوق البنفسجية-ب تلفًا مباشرًا في الحمض النووي. الأشعة فوق البنفسجية–ب تثير جزيئات الحمض النووي في خلايا الجلد، مما يتسبب في تكوين رابطة تساهمية شاذة بين قواعد الپيريميدين المتجاورة، مما يؤدي إلى إنتاج مثنوي. تتم إزالة معظم مثنويات الپيريميدين الناتجة عن الأشعة فوق البنفسجية في الحمض النووي من خلال عملية تعرف باسم إصلاح استئصال النوكليوتيدات والتي تستخدم حوالي 30 پروتينًا مختلفًا.[57] يمكن لمثنويات الپيريميدين التي تفلت من عملية الإصلاح هذه أن تحفز شكلاً من أشكال موت الخلايا المبرمج (الاستموات) أو يمكن أن تسبب أخطاء في تكرار الحمض النووي مما يؤدي إلى حدوث طفرة.

كدفاع ضد الأشعة فوق البنفسجية، تزداد كمية صبغة الميلانين البنية في الجلد عند التعرض لمستويات معتدلة (اعتمادًا على نوع البشرة) من الإشعاع؛ يُعرف هذا عادةً باسم تسمير الشمس. الغرض من الميلانين هو امتصاص الأشعة فوق البنفسجية وتبديد الطاقة كحرارة غير ضارة، وحماية الجلد من تلف الحمض النووي المباشر والغير مباشر من الأشعة فوق البنفسجية. تعطي الأشعة الفوق بنفسجية-أ سمرة سريعة تدوم لعدة أيام عن طريق أكسدة الميلانين الموجود بالفعل وتحفز إطلاق الميلانين من الخلايا الصبغية. تنتج الأشعة فوق البنفسجية-ب سمرة تستغرق حوالي يومين لتتطور لأنها تحفز الجسم على إنتاج المزيد من الميلانين.

الجدل حول سلامة واقيات الشمس

المقالة الرئيسية: واقي الشمس
 
مظاهرة لتأثير واقيات الشمس. الصورة اليمنى لوجه رجل يضع واقي الشمس على الجانب الأيمن فقط. الصورة اليسرى هي صورة عادية لوجهه. الصورة الصحيحة هي للأشعة فوق البنفسجية المنعكسة. يكون جانب الوجه الذي يحتوي على واقي الشمس أغمق لأن الواقي من الشمس يمتص الأشعة فوق البنفسجية.

توصي المنظمات الطبية المرضى بحماية أنفسهم من الأشعة فوق البنفسجية باستخدام واقي الشمس. ثبت أن خمسة من مكونات واقي الشمس تحمي الفئران من أورام الجلد. ومع ذلك، بعض المواد الكيميائية في واقيات الشمس تنتج مواد ضارة محتملة إذا سطعت أثناء ملامستها للخلايا الحية.[63][64]

قد تكون كمية واقي الشمس التي تخترق الطبقات السفلية من الجلد كبيرة بما يكفي لتسبب الضرر.[65]

يقلل واقي الشمس من تلف الحمض النووي المباشر الذي تسببه حروق الشمس، عن طريق حجب الأشعة فوق البنفسجية-ب، ويشير تصنيف عامل الحماية من الشمس المعتاد إلى مدى فعالية حجب هذا الإشعاع. لذلك يُطلق على عامل الحماية من الشمس SPF أيضًا اسم UVB-PF، أي "عامل الحماية من الأشعة فوق البنفسجية-ب".[66] ومع ذلك، لا يقدم هذا التصنيف أي بيانات حول الحماية الهامة ضد الأشعة فوق البنفسجية،[67] والتي لا تسبب حروق الشمس في المقام الأول لكنها لا تزال ضارة، لأنها تسبب تلفًا غير مباشر في الحمض النووي وتعتبر أيضًا مادة مسرطنة. تشير العديد من الدراسات إلى أن غياب مرشحات الأشعة فوق البنفسجية-أ قد يكون السبب في ارتفاع معدل الإصابة بسرطان الجلد الموجود لدى مستخدمي واقيات الشمس مقارنة بغير المستخدمين.[68][69][70][71][72] تحتوي بعض المستحضرات الواقية من الشمس على ثاني أكسيد التيتانيوم، أكسيد الزنك، والأڤوبنزون، والتي تساعد على الحماية من الأشعة فوق البنفسجية-أ.

الخصائص الكيميائية الضوئية للميلانين تجعله واقي ممتاز من الضوء. ومع ذلك، لا تستطيع المواد الكيميائية الواقية من الشمس تبديد طاقة الحالة المثارة بكفاءة مثل الميلانين، وبالتالي، إذا اخترقت مكونات واقيات الشمس الطبقات السفلية من الجلد، فقد تزداد كمية أنواع الأكسجين التفاعلية.[73][63][64][74] قد تكون أو لا تكون كمية واقي الشمس التي تخترق الطبقة المتقرنة كبيرة بما يكفي لإحداث الضرر.

في تجربة أجراها هانسون وآخرون. التي نُشرت عام 2006، تم قياس كمية أنواع الأكسجين التفاعلية (ROS) الضارة في الجلد المعالج وغير المعالج بواقي الشمس. في أول 20 دقيقة، كان للطبقة الواقية من الشمس تأثير وقائي وكان عدد أنواع ROS أقل. ومع ذلك، بعد 60 دقيقة، كانت كمية واقي الشمس الممتصة عالية جدًا لدرجة أن كمية أنواع الأكسجين التفاعلية كانت أعلى في الجلد المعالج بواقي الشمس مقارنة بالجلد غير المعالج.[73] تشير الدراسة إلى أن واقي الشمس يجب أن يكون يُعاد تطبيقه خلال ساعتين لمنع الأشعة فوق البنفسجية من اختراق خلايا الجلد الحية المملوءة بواقي الشمس.[73]

تفاقم بعض الأمراض الجلدية

يمكن للأشعة فوق البنفسجية أن تؤدي إلى تفاقم العديد من الأمراض والأمراض الجلدية، بما في ذلك[75] الذئبة الحمامية المجموعية، متلازمة شوگرن، الفقاع الحمامي، العد الوردي، التهاب العضلات والجلد، داء دارييه، متلازمة كيندلر والتقران المنخرب.[76]

تضرر العين

 
غالبًا ما تُستخدم العلامات للتحذير من مخاطر مصادر الأشعة فوق البنفسجية القوية.

تكون العين أكثر حساسية للضرر الناتج عن الأشعة فوق البنفسجية في نطاق الأشعة فوق البنفسجية-ج السفلي بطول موجي 265-275 نانومتر. يكاد يكون إشعاع هذا الطول الموجي غائبًا عن ضوء الشمس ولكنه ينبعث من مصادر صناعية مثل الأقواس الكهربائية المستخدمة في اللحام القوسي. التعرض غير المحمي لهذه المصادر يمكن أن يسبب "وميض اللحام" أو "قوس العين" (التهاب القرنية للأشعة الفوق بنفسجية) ويمكن أن يؤدي إلى تكون المياه البيضاء، الظفرة والشحيمة. وبدرجة أقل، تسبب الأشعة فوق البنفسجية-ب في ضوء الشمس بأطوال موجية تتراوح من 310 إلى 280 نانومتر أيضًا التهاب القرنية للأشعة الفوق بنفسجية ("العمى الثلجي")، وقد يؤدي لتضرر القرنية، العدسة، وشبكية العين.[77]

النظارات الواقية مفيدة لمن يتعرضون للأشعة فوق البنفسجية. نظرًا لأن الضوء يمكن أن يصل إلى العينين من الجوانب، فعادةً ما تكون حماية العين ذات التغطية الكاملة مضمونة إذا كان هناك خطر متزايد للتعرض، كما هو الحال في تسلق الجبال على ارتفاعات عالية. يتعرض متسلقو الجبال لمستويات أعلى من المعتاد من الأشعة فوق البنفسجية، وذلك بسبب قلة ترشيح الغلاف الجوي وبسبب الانعكاس من الثلج والجليد.[78][79] النظارات العادية وغير المعالجة تعطي بعض الحماية. توفر معظم العدسات البلاستيكية حماية أكبر من العدسات الزجاجية، لأنه، كما هو مذكور أعلاه، الزجاج شفاف للأشعة فوق البنفسجية-أ والبلاستيك الأكريليكي الشائع المستخدم في العدسات أقل شفافية. بعض مواد العدسات البلاستيكية، مثل الپولي كربونات، تمنع بطبيعتها معظم الأشعة فوق البنفسجية.[80]

تحلل الپوليمرات، الأصباغ والخضاب

المقالة الرئيسية: تحلل الأشعة الفوق بنفسجية
 
حبل پولي‌پروپلين تالف من الأشعة فوق البنفسجية (يسار) وحبل جديد (يمين).

تحلل الأشعة فوق البنفسجية هو أحد أشكال تحلل الپوليمر الذي يؤثر على المواد البلاستيكية المعرضة لأشعة الشمس. وتظهر المشكلة على شكل تغير اللون أو بهتانه أو تشققه أو فقدان قوته أو تفككه. تزداد تأثيرات الهجوم مع وقت التعرض وكثافة ضوء الشمس. إضافة ماصات الأشعة فوق البنفسجية يمنع التأثير.

 
يُظهر طيف الأشعة تحت الحمراء امتصاص الكربونيل بسبب تحلل الپولي إيثيلين بالأشعة فوق البنفسجية.

تشمل البوليمرات الحساسة اللدائن الحرارية والألياف المتخصصة مثل الأراميدات. يؤدي امتصاص الأشعة فوق البنفسجية إلى تفكك السلسلة وفقدان القوة عند النقاط الحساسة في هيكل السلسلة. يجب حماية حبل الأراميد بغمد من اللدائن الحرارية إذا أراد الاحتفاظ بقوته.

العديد من الخضاب والأصباغ تمتص الأشعة فوق البنفسجية وتغير اللون، لذلك قد تحتاج اللوحات والمنسوجات إلى حماية إضافية من أشعة الشمس والمصابيح الفلورية، وهما مصدران شائعان للأشعة فوق البنفسجية. يمتص زجاج النوافذ بعض الأشعة فوق البنفسجية الضارة، لكن القطع الأثرية القيمة تحتاج إلى حماية إضافية. تضع العديد من المتاحف ستائر سوداء فوق اللوحات المائية والمنسوجات القديمة، على سبيل المثال. نظرًا لأن الألوان المائية يمكن أن تحتوي على مستويات صبغية منخفضة جدًا، فإنها تحتاج إلى حماية إضافية من الأشعة فوق البنفسجية. توفر الأشكال المختلفة من زجاج تأطير الصورة، بما في ذلك الأكريليك (الزجاج الشبكي) والصفائح والطلاءات، درجات مختلفة من الحماية من الأشعة فوق البنفسجية (والضوء المرئي).

التطبيقات

نظراً لقدرتها على إحداث تفاعلات كيميائية وإثارة الفلورة في المواد، فإن للأشعة فوق البنفسجية عددًا من التطبيقات. الجدول التالي[81] يوضح بعض استخدامات حزم الأطوال الموجية المحددة في طيف الأشعة الفوق بنفسجية:

التصوير

المقالة الرئيسية: التصوير بالأشعة الفوق بنفسجية
 
صورة التقطت باستخدام ضوء الأشعة فوق البنفسجية فقط بين الأطوال الموجية 335 و365 نانومتر.

يستجيب الفيلم الفوتوغرافي للأشعة فوق البنفسجية لكن العدسات الزجاجية للكاميرات عادةً ما تحجب الإشعاع الأقصر من 350 نانومتر. غالبًا ما تُستخدم مرشحات حجب الأشعة فوق البنفسجية ذات اللون الأصفر الفاتح في التصوير الفوتوغرافي الخارجي لمنع الصبغة الزرقاء غير المرغوب فيها والتعرض المفرط للأشعة فوق البنفسجية. للتصوير الفوتوغرافي في الأشعة فوق البنفسجية القريبة، يمكن استخدام مرشحات خاصة. يتطلب التصوير بأطوال موجية أقل من 350 نانومتر عدسات كوارتز خاصة لا تمتص الإشعاع.

قد تحتوي حساسات الكاميرات الرقمية على مرشحات داخلية تحجب الأشعة فوق البنفسجية لتحسين دقة عرض الألوان. في بعض الأحيان يمكن إزالة هذه المرشحات الداخلية، أو قد تكون غائبة، ويقوم مرشح الضوء المرئي الخارجي بإعداد الكاميرا للتصوير بالأشعة فوق البنفسجية القريبة. تم تصميم عدد قليل من الكاميرات للاستخدام في الأشعة فوق البنفسجية.

يعد التصوير الفوتوغرافي بواسطة الأشعة فوق البنفسجية المنعكسة مفيدًا للتحقيقات الطبية والعلمية والطب الشرعي، في تطبيقات واسعة الانتشار مثل الكشف عن كدمات الجلد، أو تعديلات المستندات، أو أعمال ترميم اللوحات. يستخدم التصوير الفوتوغرافي للتألق الناتج عن الإضاءة فوق البنفسجية أطوال موجية مرئية من الضوء.

 
الشفق القطبي في القطب الشمالي لكوكب المشتري كما يُرى في الضوء فوق البنفسجي بواسطة تلسكوب هابل الفضائي.

في علم فلك الأشعة فوق البنفسجية، تُستخدم القياسات لتمييز التركيب الكيميائي للوسط بين النجوم، ودرجة الحرارة وتكوين النجوم. ونظرًا لأن طبقة الأوزون تمنع العديد من ترددات الأشعة فوق البنفسجية من الوصول إلى التلسكوبات الموجودة على سطح الأرض، فإن معظم عمليات رصد الأشعة فوق البنفسجية تتم من الفضاء.

الصناعات الكهربائية والإلكترونية

التفريغ هالي على الأجهزة الكهربائية يمكن اكتشافه من خلال انبعاثاته من الأشعة فوق البنفسجية. تسبب الهالة تدهور العزل الكهربائي وانبعاث الأوزون وأكسيد النيتروجين.[83]

يتم مسح EPROM (ذاكرة القراءة فقط القابلة للمسح والبرمجة) عن طريق التعرض للأشعة فوق البنفسجية. تحتوي هذه الوحدات على نافذة شفافة (كوارتز) أعلى الشريحة التي تسمح بدخول الأشعة فوق البنفسجية.

استخدامات الصباغ الفلوري

يضاف الصباغ الفلوري عديم اللون الذي ينبعث منه ضوء أزرق تحت الأشعة فوق البنفسجية مضيء بصري إلى الورق والأقمشة. يقاوم الضوء الأزرق المنبعث من هذه العوامل الصباغية الصفراء التي قد تكون موجودة ويؤدي إلى ظهور الألوان والألوان البيضاء أكثر بياضًا أو أكثر سطوعًا.

يُستخدم الصباغ الفلوري فوق البنفسجية الذي يتوهج في الألوان الأساسية في الدهانات والأوراق والمنسوجات إما لتعزيز اللون تحت إضاءة ضوء النهار أو لتوفير تأثيرات خاصة عند إضاءتها بمصابيح الأشعة فوق البنفسجية. يُستخدم طلاء الضوء الأسود الذي يحتوي على أصباغ تتوهج تحت الأشعة فوق البنفسجية في عدد من التطبيقات الفنية والجمالية.

غالبًا ما تستخدم المتنزهات الترفيهية الإضاءة فوق البنفسجية لتسليط الضوء على الأعمال الفنية والخلفيات. غالبًا ما يكون لهذا تأثير جانبي يتمثل في توهج ملابس الفارس البيضاء باللون الأرجواني الفاتح.

 
يظهر الطائر على العديد من بطاقات فيزا الائتمانية عند وضعها تحت مصدر ضوء الأشعة فوق البنفسجية.

للمساعدة في منع تزييف العملة، أو تزوير المستندات المهمة مثل رخص القيادة وجوازات السفر، قد تشتمل الورقة علامة مائية أو ألياف فلورية متعددة الألوان تكون مرئية تحت ضوء الأشعة فوق البنفسجية. الطوابع البريدية الموسومة تحتوي على فوسفور يتوهج تحت الأشعة فوق البنفسجية للسماح بالكشف التلقائي عن الختم وواجهة الرسالة.

يُستخدم الصباغ الفلوري الفوق البنفسجي في العديد من التطبيقات (على سبيل المثال، الكيمياء الحيوية والطب الشرعي). ستترك بعض العلامات التجارية لمادة رذاذ الفلفل الكيميائية الغير مرئية (صباغ الأشعة الفوق بنفسجية) لا يمكن غسلها بسهولة على المهاجم المرشوش بالفلفل، مما يساعد الشرطة في التعرف على المهاجم لاحقًا.

في بعض أنواع الاختبارات غير المدمرة تحفز الأشعة فوق البنفسجية الأصباغ الفلورية لتسليط الضوء على العيوب في مجموعة واسعة من المواد. قد يُنقل هذا الصباغ إلى عيوب كسر السطح عن طريق العمل الشعري (فحص اختراق السائل) أو قد يكون مرتبطاً بجزيئات الفريت المحاصرة في مجالات التسرب المغناطيسي في المواد الحديدية (فحص الجسيمات المغناطيسية).

الاستخدامات التحليلية

الأدلة الجنائية

الأشعة فوق البنفسجية هي أداة تحقيق في مسرح الجريمة تساعد في تحديد مكان وتحديد سوائل الجسم مثل السائل المنوي والدم واللعاب.[84] على سبيل المثال، يمكن الكشف عن السوائل أو اللعاب المقذوف بواسطة مصادر الأشعة فوق البنفسجية عالية الطاقة، بغض النظر عن بنية أو لون السطح الذي يترسب عليه السائل.[85] كما يستخدم التحليل المجهري للأشعة فوق البنفسجية والبصرية لتحليل الأدلة الأثرية، مثل ألياف النسيج ورقائق الطلاء، بالإضافة إلى المستندات المشكوك فيها.

وتشمل التطبيقات الأخرى التصديق على المقتنيات والأعمال الفنية المختلفة، والكشف عن العملات المزيفة. حتى المواد التي لم يتم تمييزها بشكل خاص بأصباغ حساسة للأشعة فوق البنفسجية قد يكون لها تألق مميز تحت التعرض للأشعة فوق البنفسجية أو قد تتألق بشكل مختلف تحت الأشعة فوق البنفسجية ذات الموجة القصيرة مقابل الموجة الطويلة من الأشعة فوق البنفسجية.

تعزيز تباين الحبر

باستخدام الأشعة الفوق بنفسجية من الممكن قراءة ورق البردي غير المقروء، مثل البرديات المحروقة في ڤيلا البرديات أو في البهنسا، أو طرسية أرخميدس. تتضمن هذه التقنية التقاط صور للوثيقة غير المقروءة باستخدام مرشحات مختلفة في نطاق الأشعة تحت الحمراء أو الأشعة فوق البنفسجية، ويتم ضبطها بدقة لالتقاط أطوال موجية معينة من الضوء. وبالتالي، يمكن العثور على الجزء الطيفي الأمثل لتمييز الحبر عن الورق على سطح ورق البردي.

يمكن استخدام مصادر الأشعة الفوق بنفسجية البسيطة لتسليط الضوء على الحبر المعتمد على الحديد الباهت على ورق الرق.[86]

الامتثال الصحي

 
بعد تمرين تدريبي يتضمن سوائل الجسم الوهمية، يتم فحص معدات الوقاية الشخصية الخاصة بعامل الرعاية الصحية بالأشعة فوق البنفسجية للعثور على قطرات غير مرئية من السوائل. يمكن أن تحتوي هذه السوائل على ڤيروسات قاتلة أو ملوثات أخرى.

تساعد الأشعة فوق البنفسجية على اكتشاف رواسب المواد العضوية التي تبقى على الأسطح التي قد يفشل فيها التنظيف والتعقيم الدوري. تستخدم في صناعة الفنادق والتصنيع والصناعات الأخرى حيث تكون مستويات النظافة أو فحص التلوث.[87][88][89][90]

تشتمل الميزات الإخبارية الدائمة للعديد من المؤسسات الإخبارية التلفزيونية على مراسل استقصائي يستخدم جهازًا مشابهًا للكشف عن الظروف غير الصحية في الفنادق والمراحيض العامة والدرابزين وما إلى ذلك.[91][92]

الكيمياء

تستخدم مطيافية الأشعة المرئية/فوق البنفسجية]] كتقنية في الكيمياء لتحليل البنية الكيميائية، ومن أبرز تلك الاستخدمات الأنظمة المترافقة. غالبًا ما تستخدم الأشعة فوق البنفسجية لإثارة عينة معينة حيث يتم قياس انبعاث الفلورة باستخدام مقياس الفلورة الطيفية. في الأبحاث الحيوية، تستخدم الأشعة فوق البنفسجية في تقدير كمية الأحماض النووية أو الپروتين. في الكيمياء البيئية، يمكن أيضًا استخدام الأشعة فوق البنفسجية للكشف عن الملوثات الناشئة المثيرة للقلق في عينات المياه.[93]

في تطبيقات مكافحة التلوث، تُستخدم أجهزة تحليل الأشعة فوق البنفسجية للكشف عن انبعاثات أكاسيد النيتروجين ومركبات الكبريت والزئبق والأمونيا، على سبيل المثال في غاز المداخن في محطات الطاقة التي تعمل بالحرق الأحفوري.[94] يمكن للأشعة فوق البنفسجية اكتشاف اللمعان الرقيق الناتج عن النفط المتسرب على المياه، إما عن طريق الانعكاس العالي لأغشية الزيت عند الأطوال الموجية للأشعة فوق البنفسجية، أو فلورة المركبات في الزيت، أو عن طريق امتصاص الأشعة فوق البنفسجية الناتجة عن تشتت رامان في الماء.[95] يمكن أيضًا استخدام امتصاص الأشعة فوق البنفسجية لتحديد كمية الملوثات في مياه الصرف الصحي. يستخدم امتصاص الأشعة فوق البنفسجية بطول 254 نانومتر الأكثر استخدامًا بشكل عام كمعلمات بديلة لتحديد NOM.[96] يستخدم شكل آخر من أشكال طريقة الكشف المعتمدة على الضوء نطاقًا واسعًا من مصفوفة انبعاث الإثارة (EEM) للكشف عن الملوثات وتحديدها بناءً على خصائص الفلورين الخاصة بها. [97][98] يمكن استخدام مصفوفة انبعاث الإثارة للتمييز بين مجموعات مختلفة من NOM بناءً على الاختلاف في انبعاث الضوء وإثارة الفلوروفور. تم الإبلاغ عن أن NOMs ذات الهياكل الجزيئية معينة لها خصائص الفلورسنت في نطاق واسع من الأطوال الموجية للإثارة/الانبعاث.[99][100]

 
مجموعة من العينات المعدنية تتألق بقوة عند أطوال موجية مختلفة كما تظهر أثناء تعرضها للإشعاع بالأشعة فوق البنفسجية.

استخدامات علوم المواد

الكشف عن الحرائق

انظر أيضاً: كاشف اللهب

بصفة عامة، تستخدم كاشفات الأشعة فوق البنفسجية إما جهاز الحالة الصلبة، مثل الجهاز الذي يعتمد على كربيد السيليكون أو نيتريد الألومنيوم، أو أنبوب مملوء بالغاز كعنصر للاستشعار. تستجيب أجهزة الكشف عن الأشعة فوق البنفسجية الحساسة للأشعة فوق البنفسجية في أي جزء من الطيف للإشعاع بواسطة ضوء الشمس والضوء الاصطناعي.

على سبيل المثال، يشع لهب الهيدروجين المحترق بقوة في نطاق 185 إلى 260 نانومتر، وبضعف شديد في منطقة الأشعة تحت الحمراء، بينما ينبعث حريق الفحم بشكل ضعيف جدًا في نطاق الأشعة فوق البنفسجية ولكن بقوة شديدة في نطاق الأطوال الموجية للأشعة تحت الحمراء. بالتالي، فإن كاشف الحريق الذي يعمل باستخدام كل من كاشفات الأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء يكون أكثر موثوقية من كاشف الحريق الذي يحتوي على كاشف للأشعة فوق البنفسجية وحده. تقريبًا كل الحرائق تنبعث منها بعض الإشعاع في نطاق الأشعة فوق البنفسجية، بينما يمتص الغلاف الجوي للأرض إشعاع الشمس في هذا النطاق. النتيجة هي أن كاشف الأشعة فوق البنفسجية "معمى للطاقة الشمسية"، مما يعني أنه لن يسبب إنذارًا استجابة لإشعاع الشمس، لذلك يمكن استخدامه بسهولة في الداخل والخارج.

أجهزة كشف الأشعة فوق البنفسجية حساسة لمعظم الحرائق، بما في ذلك الهيدروكربونات، والمعادن، الكبريت، الهيدروجين، الهيدرازين، و الأمونيا. اللحام بالقوس الكهربائي، والأقواس الكهربائية، البرق، الأشعة السينية المستخدمة في معدات اختبار المعادن غير المدمرة (على الرغم من أن هذا غير مرجح إلى حد كبير)، ويمكن للمواد المشعة إنتاج مستويات من شأنها تنشيط الكشف عن الأشعة فوق البنفسجية نظام. سيؤدي وجود الغازات والأبخرة الممتصة للأشعة فوق البنفسجية إلى تخفيف الأشعة فوق البنفسجية الناتجة عن الحريق، مما يؤثر سلبًا على قدرة الكاشف على اكتشاف اللهب. وبالمثل، فإن وجود رذاذ زيتي في الهواء أو طبقة زيتية على نافذة الكاشف سيكون له نفس التأثير.

الطباعة الضوئية

تستخدم الأشعة الفوق بنفسجية للحصول على طباعة ضوئية عالية الدقة، وهو إجراء يتم من خلاله تعريض مادة كيميائية تسمى مقاومة الضوء للأشعة فوق البنفسجية التي مرت عبر القناع. يؤدي التعرض إلى حدوث تفاعلات كيميائية في مقاوم الضوء. بعد إزالة مقاوم الضوء غير المرغوب فيه، يبقى النمط الذي يحدده القناع على العينة. يمكن بعد ذلك اتخاذ الخطوات اللازمة "لحفر" أو نقش أو تعديل مناطق العينة التي لا يتبقى فيها أي مقاوم للضوء.

تستخدم الطباعة الضوئية في صناعة مكونات أشباه الموصلات، الدوائر المتكاملة،[101] لوحات الدارات المطبوعة. تستخدم عمليات الطباعة الضوئية المستخدمة لتصنيع الدوائر الإلكترونية المتكاملة حاليًا الأشعة فوق البنفسجية ذات الطول الموجي 193 نانومتر وتستخدم تجريبيًا الأشعة فوق البنفسجية ذات الطول الموجي 13.5 نانومتر في ليثوغرافيا فوق البنفسجية القصوى.

الپوليمرات

يمكن وضع المكونات الإلكترونية التي تتطلب شفافية واضحة للضوء للخروج أو الدخول (الألواح الكهروضوئية وأجهزة الاستشعار) في أصيص باستخدام راتنجات الأكريليك التي تعالج باستخدام الطاقة فوق البنفسجية. المزايا هي انخفاض انبعاثات المركبات العضوية المتطايرة والمعالجة السريعة.

 
تأثيرات الأشعة فوق البنفسجية على الأسطح النهائية في غضون 0 و20 و43 ساعة.

تُصنع بعض الأحبار والطلاءات والمواد اللاصقة باستخدام محفزات ضوئية وراتنجات. عند تعرضها للأشعة فوق البنفسجية، تحدث البلمرة، وبالتالي تتصلب المواد اللاصقة أو تشفى، عادةً خلال ثوانٍ قليلة. تشمل التطبيقات ربط الزجاج والبلاستيك، وطلاءات الألياف الضوئية، وطلاء الأرضيات، طلاء الأشعة فوق البنفسجية والتشطيبات الورقية في طباعة الأوفست، وحشوات الأسنان، و"المواد الهلامية" للأظافر الاصطناعية.

تتضمن مصادر الأشعة فوق البنفسجية لتطبيقات المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية مصابيح الأشعة فوق البنفسجية، وديودات الأشعة فوق البنفسجية (الليد)، ومصابيح فلاش إكسيمر. تتطلب العمليات السريعة مثل طباعة الفليكسو أو طباعة الأوفست ضوءًا عالي الكثافة يتم تركيزه عبر عاكسات على ركيزة متحركة ووسط عالي الضغط الزئبق أو الحديد (الحديد، يتم استخدام المصابيح ذات الأساس المخدر، والتي يتم تنشيطها بواسطة الأقواس الكهربائية أو الموجات الدقيقة. يمكن استخدام المصابيح الفلورية ومصابيح الليد ذات الطاقة المنخفضة في التطبيقات الثابتة. يمكن لمصابيح الضغط العالي الصغيرة أن تركز الضوء وتنتقل إلى منطقة العمل عبر دلاء ضوئية مملوءة بالسوائل أو من الألياف الضوئية.

يستخدم تأثير الأشعة فوق البنفسجية على البوليمرات لتعديل (الخشونة وكراهية المياه) لأسطح البوليمر. على سبيل المثال، يمكن تنعيم سطح بولي (ميثكريلات الميثيل) بواسطة الأشعة فوق البنفسجية الفراغية.[102]

الأشعة فوق البنفسجية مفيدة في تحضير البوليمرات ذات طاقة منخفضة السطح للمواد اللاصقة. سوف تتأكسد البوليمرات المعرضة للأشعة فوق البنفسجية، مما يؤدي إلى رفع الطاقة السطحية للبوليمر. بمجرد رفع الطاقة السطحية للبوليمر، تصبح الرابطة بين المادة اللاصقة والبوليمر أقوى.

الاستخدامات المتعلقة بعلم الأحياء

تنقية الهواء

باستخدام التفاعل الكيميائي التحفيزي من ثاني أكسيد التيتانيوم والتعرض للأشعة فوق البنفسجية، الأكسدة من المواد العضوية، يتم تحويل عوامل العدوى، وحبوب اللقاح، وعفن الجراثيم إلى منتجات ثانوية خاملة غير ضارة. ومع ذلك، فإن تفاعل ثاني أكسيد التيتانيوم والأشعة فوق البنفسجية لا يسير في طريق مستقيم. تحدث عدة مئات من التفاعلات قبل مرحلة المنتجات الثانوية الخاملة ويمكن أن تعيق التفاعل الناتج الذي ينتج الفورمالديهايد والألدهيد والمركبات العضوية المتطايرة الأخرى في الطريق إلى المرحلة النهائية. وبالتالي، فإن استخدام ثاني أكسيد التيتانيوم والأشعة فوق البنفسجية يتطلب معايير محددة للغاية للحصول على نتيجة ناجحة. آلية التطهير بالأشعة فوق البنفسجية هي عملية كيميائية ضوئية. الملوثات الموجودة في البيئة الداخلية عبارة عن مركبات عضوية قائمة على الكربون تقريبًا، والتي تتحلل عند تعرضها للأشعة فوق البنفسجية عالية الكثافة عند 240 إلى 280 نانومتر. يمكن للأشعة فوق البنفسجية قصيرة الموجة أن تدمر الحمض النووي في العضيات الدقيقة.[103] ترتبط فعالية الأشعة فوق البنفسجية ارتباطًا مباشرًا بالكثافة ووقت التعرض.

كما ثبت أن الأشعة فوق البنفسجية تقلل من الملوثات الغازية مثل أول أكسيد الكربون والمركبات العضوية المتطايرة.[104][105][106] يمكن لمصابيح الأشعة فوق البنفسجية التي تشع عند 184 و254 نانومتر أن تزيل التركيزات المنخفضة من الهيدروكربونات وأول أكسيد الكربون إذا أعيد تدوير الهواء بين الغرفة وحجرة المصباح. يمنع هذا الترتيب إدخال الأوزون في الهواء المعالج. وبالمثل، يمكن معالجة الهواء عن طريق المرور عبر مصدر واحد للأشعة فوق البنفسجية يعمل بسرعة 184 نانومتر وتمريره فوق خامس أكسيد الحديد لإزالة الأوزون الناتج عن مصباح الأشعة فوق البنفسجية.

التعقيم والتطهير

المقالة الرئيسية: أشعة فوق بنفسجية مبيدة للجراثيم and مصباح مبيد للجراثيم
 
يقوم أنبوب تفريغ بخار الزئبق منخفض الضغط بغمر الجزء الداخلي من الكُمَّةُ بضوء الأشعة فوق البنفسجية قصير الموجة عند عدم الاستخدام، تعقيم الملوثات الميكروبيولوجية من الأسطح المشععة.

مصابيح الأشعة الفوق بنسجية في تعقيم مساحات العمل والأدوات المستخدمة في مختبرات الأحياء والمرافق الطبية. تنبعث مصابيح بخار الزئبق ذات الضغط المنخفض المتوفرة تجاريًا حوالي 86% من إشعاعها عند 254 نانومتر، مع كون 265 نانومتر هو ذروة منحنى فعالية إبادة الجراثيم. تعمل الأشعة فوق البنفسجية عند هذه الأطوال الموجية المبيدة للجراثيم على إتلاف الدنا/الرنا الخاص بالأحياء الدقيقة بحيث لا تتمكن من التكاثر، مما يجعلها غير ضارة (على الرغم من عدم قتل الكائن الحي).[107]

وبما أنه يمكن حماية الأحياء الدقيقة من الأشعة فوق البنفسجية في الشقوق الصغيرة والمناطق المظللة الأخرى، فإن هذه المصابيح تستخدم فقط كمكمل لتقنيات التعقيم الأخرى.

تعد مصابيح LED UV-C جديدة نسبيًا في السوق التجارية وتكتسب شعبية.[المصدر لا يؤكد ذلك][108] بسبب طبيعتها أحادية اللون (±5 نانومتر)[المصدر لا يؤكد ذلك] يمكن أن تستهدف مصابيح الليد هذه طولًا موجيًا محددًا مطلوبًا للتطهير. وهذا مهم بشكل خاص مع العلم أن مسببات الأمراض تختلف في حساسيتها لأطوال موجية محددة للأشعة فوق البنفسجية. مصابيح الليد خالية من الزئبق، وتشغيل/إيقاف فوري، ولها عدد غير محدود من الدورات طوال اليوم.[109]

التطهير باستخدام الأشعة فوق البنفسجية شائع الاستخدام في تطبيقات معالجة مياه الصرف الصحي ويتزايد استخدامه في مياه الشرب البلدية معالجة المياه. تستخدم العديد من شركات تعبئة مياه الينابيع معدات التطهير بالأشعة فوق البنفسجية لتعقيم المياه. أجريت أبحاث على تطهير المياه بالطاقة الشمسية[110] لمعالجة المياه الملوثة بتكلفة زهيدة باستخدام ضوء الشمس الطبيعي. تؤدي الأشعة فوق البنفسجية-أ وزيادة درجة حرارة الماء إلى قتل الكائنات الحية الموجودة في الماء.

تستخدم الأشعة فوق البنفسجية في العديد من العمليات الغذائية لقتل الأحياء الدقيقة غير المرغوب فيها. يمكن استخدام الأشعة فوق البنفسجية في بسترة عصير الفاكهة عن طريق تدفق العصير فوق مصدر للأشعة فوق البنفسجية عالي الكثافة. تعتمد فعالية مثل هذه العملية على امتصاص الأشعة فوق البنفسجية للعصير.

الضوء النبضي (PL) هي تقنية لقتل الأحياء الدقيقة الموجودة على الأسطح باستخدام نبضات ذات طيف واسع مكثف، غنية بالأشعة فوق البنفسجية-ج بأطوال موجية بين 200 و280 نانومتر. يعمل الضوء النبضي مع مصابيح فلاش الزينون التي يمكنها إنتاج ومضات عدة مرات في الثانية. يستخدم روبوت التطهير الأشعة فوق البنفسجية النبضية.[111]

الاستخدامات البيوحيوية

تستطيع بعض الحيوانات، بما في ذلك الطيور والزواحف والحشرات مثل النحل، رؤية أطوال موجية قريبة من الأشعة فوق البنفسجية. تبرز العديد من الفواكه والزهور والبذور بقوة أكبر من الخلفية في الأطوال الموجية للأشعة فوق البنفسجية مقارنة برؤية الألوان البشرية. تتوهج العقارب أو تأخذ اللون الأصفر إلى الأخضر تحت إضاءة الأشعة فوق البنفسجية، مما يساعد في السيطرة على هذه العناكب. لدى العديد من الطيور أنماط في ريشها تكون غير مرئية عند الأطوال الموجية المعتادة ولكن يمكن ملاحظتها بالأشعة فوق البنفسجية، كما أن البول والإفرازات الأخرى لبعض الحيوانات، بما في ذلك الكلاب والقطط والبشر، يسهل اكتشافها بالأشعة فوق البنفسجية. يمكن لتقنيي مكافحة الآفات اكتشاف مسارات بول القوارض من أجل العلاج المناسب للمساكن الموبوءة.

تستخدم الفراشات الأشعة فوق البنفسجية كوسيلة نظام تواصل للتعرف على الجنس وسلوك التزاوج. على سبيل المثال، في فراشة Colias eurytheme، يعتمد الذكور على الإشارات البصرية لتحديد مكان الإناث والتعرف عليها. بدلًا من استخدام المحفزات الكيميائية للعثور على شركاء، ينجذب الذكور إلى اللون الذي يعكس الأشعة فوق البنفسجية في أجنحتها الخلفية.[112] في فراشات Pieris napi تبين أن الإناث في شمال فنلندا، التي تتمتع بأشعة فوق بنفسجية اقل في البيئة، تمتلك إشارات الأشعة فوق البنفسجية أقوى لجذب الذكور من تلك الموجودة في الجنوب. يشير هذا إلى أن زيادة حساسية عيون الذكور للأشعة فوق البنفسجية كانت أكثر صعوبة من الناحية التطورية من زيادة إشارات الأشعة فوق البنفسجية المنبعثة من الإناث.[113]

تستخدم العديد من الحشرات انبعاثات الطول الموجي للأشعة فوق البنفسجية الصادرة عن الأجرام السماوية كمراجع للملاحة الجوية. عادةً ما يؤدي باعث الأشعة فوق البنفسجية المحلي إلى تعطيل عملية الملاحة وسيجذب الحشرة الطائرة في النهاية.

 
عالم حشرات يستخدم مصباح الأشعة فوق البنفسجية لجمع الخنافس في تشاكو، پاراگواي.

غالبًا ما يستخدم الپروتين الفلوري الأخضر (GFP) في علم الوراثة كعلامة. تحتوي العديد من المواد، مثل الپروتينات، على نطاقات امتصاص كبيرة للضوء في الأشعة فوق البنفسجية والتي تعتبر ذات أهمية في الكيمياء الحيوية والمجالات ذات الصلة. تعد مقاييس الطيف الضوئي ذات القدرة على الأشعة فوق البنفسجية شائعة في مثل هذه المختبرات.

تُستخدم مصائد الأشعة فوق البنفسجية التي تسمى صواعق الحشرات للقضاء على العديد من الحشرات الطائرة الصغيرة. ينجذبون إلى الأشعة فوق البنفسجية ويُقتلون باستخدام صدمة كهربائية، أو يُحاصرون بمجرد ملامستهم للجهاز. يتم أيضًا استخدام تصميمات مختلفة لمصائد الأشعة فوق البنفسجية من قبل علماء الحشرات من أجل جمع الحشرات الليلية أثناء دراسات المسح الحيوانية.

الاستخدامات العلاجية

المقالة الرئيسية: العلاج بالضوء الفوق البنفسجي

تفيد الأشعة فوق البنفسجية في علاج الأمراض الجلدية مثل الصدفية والبهاق. التعرض للأشعة الفوق بنفسجية، بينما يكون الجلد شديد الحساسية للضوء، فإن تناول السورالين هو علاج فعال للصدفية. نظرًا لاحتمالية تسبب السورالين في تلف الكبد، لا يمكن استخدام العلاج بالسورالين والأشعة فوق البنفسجية إلا لعدد محدود من المرات على مدار عمر المريض.

لا يتطلب العلاج بالضوء فوق البنفسجي (UVB) أدوية إضافية أو مستحضرات موضعية لتحقيق الفائدة العلاجية؛ هناك حاجة فقط إلى التعرض. ومع ذلك، يمكن أن يكون العلاج بالضوء فعالًا عند استخدامه مع علاجات موضعية معينة مثل الأنثرالين، وقطران الفحم، ومشتقات ڤيتامين أ ود، أو العلاجات الجهازية مثل الميثوتريكسيت والسورياتان.[114]

علم الزواحف والبرمائيات

تحتاج الزواحف إلى الأشعة فوق البنفسجية من أجل التخليق الحيوي لڤيتامين د والعمليات الأيضية الأخرى.[115] الكولـِكالسيفـِرول على وجه التحديد (پيتامين د 3)، وهو ضروري للعمل الخلوي/العصبي الأساسي وكذلك استخدام الكالسيوم لإنتاج العظام والبيض.[بحاجة لمصدر] يكون الطول الموجي للأشعة فوق البنفسجية مرئيًا أيضًا للعديد من الزواحف وقد يلعب دوراً هاماً في قدرتها على البقاء في البرية وكذلك في التواصل البصري بين الأفراد.[بحاجة لمصدر] لذلك، في مجموعات الزواحف النموذجية، يجب أن يكون مصدر الأشعة فوق البنفسجية الفلورية أ/ب (بالقوة/الطيف المناسب للأنواع)، متاحًا للكثير[which?] من الأنواع الأسيرة من أجل البقاء. المكملات البسيطة التي تحتوي على الكولـِكالسيفـِرول (ڤيتامين د 3) لن تكون كافية نظرًا لوجود المسار الحيوي الكامل[which?] الذي "يقفز" (مخاطر الجرعات الزائدة المحتملة)، والجزيئات الوسيطة للمستقلبات[which?] تلعب أيضًا وظائف هامة في صحة الحيوانات.[بحاجة لمصدر] سيكون ضوء الشمس الطبيعي في المستويات الصحيحة دائمًا متفوقًا على المصادر الاصطناعية، لكن هذا قد لا يكون ممكنًا للمربين في أجزاء مختلفة من العالم.[بحاجة لمصدر]

هناك مشكلة معروفة وهي أن المستويات العالية من إنتاج جزء الأشعة فوق البنفسجية-ب من الطيف يمكن أن تسبب تلفًا خلويًا وحمضًا نوويًا للأجزاء الحساسة من أجسامهم-خاصة العيون حيث يكون العمى نتيجة الاستخدام غير السليم لمصدر الأشعة الفوق بنفسجية-ب والإصابة بالتهاب القرنية للأشعة الفوق بنفسجية.[بحاجة لمصدر] بالنسبة للعديد من المربيين، يجب أيضًا توفير مصدر حرارة مناسب، مما أدى إلى تسويق المنتجات الحرارية والخفيفة "المختلطة".[بحاجة لمصدر] يجب أن يكون الحراس حذرين من هذه "التركيبة" من مولدات الضوء/الحرارة والأشعة فوق البنفسجية النوع أ/ب، فهي عادةً ما تنبعث منها مستويات عالية من الأشعة فوق البنفسجية-أ مع مستويات أقل من الأشعة فوق البنفسجية-ب التي تم ضبطها ويصعب التحكم فيها حتى تتمكن الحيوانات من تلبية احتياجاتها.[بحاجة لمصدر] تتمثل الإستراتيجية الأفضل في استخدام مصادر فردية لهذه العناصر بحيث يمكن وضعها والتحكم فيها من قبل المربين لتحقيق أقصى استفادة للحيوانات.[116]

الأهمية التطورية

إن تطور الپروتينات والإنزيمات التكاثرية المبكرة يُعزى في النماذج الحديثة من نظرية التطور إلى الأشعة فوق البنفسجية. تتسبب الأشعة فوق البنفسجية-ب في ربط أزواج الثايمين القاعدية بجوار بعضها البعض في التسلسل الجيني لتكوين مثنويات الثايمين، وهو اضطراب في الشريط الذي لا تستطيع الإنزيمات التكاثرية نسخه. يؤدي هذا إلى انزياح الإطار أثناء التكاثر الجيني وتخليق الپروتين، مما يؤدي عادة إلى قتل الخلية. قبل تكوين طبقة الأوزون التي تحجب الأشعة فوق البنفسجية، عندما اقتربت بدائيات النوى المبكرة من سطح المحيط، كانت تموت دائمًا تقريبًا.

القلة التي بقيت على قيد الحياة طورت إنزيمات تراقب المادة الوراثية وتزيل مثنوي الثايمين بواسطة إنزيمات إصلاح استئصال النوكليوتيدات. العديد من الإنزيمات والپروتينات المشاركة في الانقسام الفتيلي والانقسام الاختزالي الحديث تشبه إنزيمات الإصلاح، ويُعتقد أنها عبارة عن تعديلات متطورة للإنزيمات المستخدمة في الأصل للتغلب على أضرار الحمض النووي الناجمة عن الأشعة فوق البنفسجية.[117]

علم الأحياء الضوئي

المقالة الرئيسية: علم الأحياء الضوئي

علم الأحياء الضوئي هو الدراسة العلمية للتفاعلات المفيدة والضارة للإشعاعات غير المؤينة في الكائنات الحية، والتي تم تحديدها تقليدياً بحوالي 10 eV، وهي طاقة أول تأين للأكسجين. تتراوح الأشعة فوق البنفسجية تقريباً من 3 إلى 30 eV في الطاقة. ومن ثم، فإن علم الأحياء الضوئي يتعامل مع جزء من طيف الأشعة فوق البنفسجية، وليس كله.

انظر أيضاً

المصادر

  1. ^ "Reference Solar Spectral Irradiance: Air Mass 1.5". Archived from the original on 27 January 2011. Retrieved 2009-11-12.
  2. ^ Haigh, Joanna D. (2007). "The Sun and the Earth's Climate: Absorption of solar spectral radiation by the atmosphere". Living Reviews in Solar Physics. 4 (2): 2. Bibcode:2007LRSP....4....2H. doi:10.12942/lrsp-2007-2.
  3. ^ Wacker, Matthias; Holick, Michael F. (2013-01-01). "Sunlight and Vitamin D". Dermato-endocrinology. 5 (1): 51–108. doi:10.4161/derm.24494. ISSN 1938-1972. PMC 3897598. PMID 24494042.
  4. ^ أ ب David Hambling (29 May 2002). "Let the light shine in". The Guardian. Archived from the original on 23 November 2014. Retrieved 2 January 2015.
  5. ^ Cronin, Thomas W.; Bok, Michael J. (2016-09-15). "Photoreception and vision in the ultraviolet". Journal of Experimental Biology (in الإنجليزية). 219 (18): 2790–2801. doi:10.1242/jeb.128769. hdl:11603/13303. ISSN 1477-9145. PMID 27655820. S2CID 22365933. Archived from the original on 24 June 2022. Retrieved 23 June 2022.
  6. ^ M A Mainster (2006). "Violet and blue light blocking intraocular lenses: photoprotection versus photoreception". British Journal of Ophthalmology. 90 (6): 784–792. doi:10.1136/bjo.2005.086553. PMC 1860240. PMID 16714268.
  7. ^ Lynch, David K.; Livingston, William Charles (2001). Color and Light in Nature (2nd ed.). Cambridge: Cambridge University Press. p. 231. ISBN 978-0-521-77504-5. Archived from the original on 31 December 2013. Retrieved 12 October 2013. Limits of the eye's overall range of sensitivity extends from about 310 to 1050 nanometers
  8. ^ Dash, Madhab Chandra; Dash, Satya Prakash (2009). Fundamentals of Ecology 3E. Tata McGraw-Hill Education. p. 213. ISBN 978-1-259-08109-5. Archived from the original on 31 December 2013. Retrieved 18 October 2013. Normally the human eye responds to light rays from 390 to 760 nm. This can be extended to a range of 310 to 1,050 nm under artificial conditions.
  9. ^ Bennington-Castro, Joseph (22 November 2013). "Want ultraviolet vision? You're going to need smaller eyes". Archived from the original on 7 May 2016.
  10. ^ Hunt, D. M.; Carvalho, L. S.; Cowing, J. A.; Davies, W. L. (2009). "Evolution and spectral tuning of visual pigments in birds and mammals". Philosophical Transactions of the Royal Society B: Biological Sciences. 364 (1531): 2941–2955. doi:10.1098/rstb.2009.0044. ISSN 0962-8436. PMC 2781856. PMID 19720655.
  11. ^ "On a new Imponderable Substance and on a Class of Chemical Rays analogous to the rays of Dark Heat", J.W. Draper, The London, Edinburgh, and Dublin Philosophical Magazine and Journal of Science, 1842, LXXX, pp.453–461
  12. ^ "Description of the Tithonometer", J.W. Draper, The Practical Mechanic and Engineer's Magazine, January 1844, pp.122–127
  13. ^ Beeson, Steven; Mayer, James W (2007-10-23). "12.2.2 Discoveries beyond the visible". Patterns of light: chasing the spectrum from Aristotle to LEDs. New York: Springer. p. 149. ISBN 978-0-387-75107-8.
  14. ^ Hockberger, Philip E. (2002). "A history of ultraviolet photobiology for humans, animals and microorganisms". Photochem. Photobiol. 76 (6): 561–79. doi:10.1562/0031-8655(2002)0760561AHOUPF2.0.CO2. PMID 12511035. S2CID 222100404.
  15. ^ James Bolton, Christine Colton, The Ultraviolet Disinfection Handbook, American Water Works Association, 2008 ISBN 978 1 58321 584 5, pp. 3–4
  16. ^ كما تحمي طبقة الأوزون الكائنات الحية من هذه الأشعة. Lyman, T. (1914). "Victor Schumann". The Astrophysical Journal. 38: 1–4. Bibcode:1914ApJ....39....1L. doi:10.1086/142050.
  17. ^ "ISO 21348 Definitions of Solar Irradiance Spectral Categories" (PDF). Space Weather (spacewx.com). Archived from the original (PDF) on 29 October 2013. Retrieved 25 August 2013.
  18. ^ "Solar radiation" (PDF). Archived (PDF) from the original on 1 November 2012.
  19. ^ "Introduction to Solar Radiation". newport.com. Archived from the original on 29 October 2013.
  20. ^ "Reference Solar Spectral Irradiance: Air Mass 1.5". Archived from the original on 28 September 2013. Retrieved 2009-11-12.
  21. ^ Understanding UVA and UVB, http://www.skincancer.org/prevention/uva-and-uvb/understanding-uva-and-uvb, retrieved on 2012-04-30 
  22. ^ Hormone-controlled UV-B responses in plants, https://academic.oup.com/jxb/article/67/15/4469/1750169 
  23. ^ Calbó, Josep; Pagès, David; González, Josep-Abel (2005). "Empirical studies of cloud effects on UV radiation: A review". Reviews of Geophysics (in الإنجليزية). 43 (2). RG2002. Bibcode:2005RvGeo..43.2002C. doi:10.1029/2004RG000155. hdl:10256/8464. ISSN 1944-9208. S2CID 26285358.
  24. ^ Burnett, M. E.; Wang, S. Q. (2011). "Current sunscreen controversies: a critical review". Photodermatology, Photoimmunology & Photomedicine. 27 (2): 58–67. doi:10.1111/j.1600-0781.2011.00557.x. PMID 21392107. S2CID 29173997.
  25. ^ "Soda Lime Glass Transmission Curve". Archived from the original on 27 March 2012. Retrieved 20 January 2012.
  26. ^ "B270-Superwite Glass Transmission Curve". Präzisions Glas & Optik. Archived from the original on 9 July 2017. Retrieved 2017-01-13.
  27. ^ "Selected Float Glass Transmission Curve". Präzisions Glas & Optik. Archived from the original on 19 October 2015. Retrieved 2017-01-13.
  28. ^ أ ب Moehrle, Matthias; Soballa, Martin; Korn, Manfred (2003). "UV exposure in cars". Photodermatology, Photoimmunology & Photomedicine (in الإنجليزية). 19 (4): 175–181. doi:10.1034/j.1600-0781.2003.00031.x. ISSN 1600-0781. PMID 12925188. S2CID 37208948.
  29. ^ "Optical Materials". Newport Corporation. Archived from the original on 11 June 2020. Retrieved 14 June 2020.
  30. ^ "Insect-O-Cutor" (PDF). Archived (PDF) from the original on 4 June 2013.
  31. ^ Rodrigues, Sueli; Fernandes, Fabiano Andre Narciso (18 May 2012). Advances in Fruit Processing Technologies (in الإنجليزية). CRC Press. p. 5. ISBN 978-1-4398-5153-1. Archived from the original on 5 March 2023. Retrieved 22 October 2022.
  32. ^ Klose, Jules Z.; Bridges, J. Mervin; Ott, William R. (June 1987). Radiometric standards in the V‑UV. NBS Special Publication. U.S. National Institute of Standards and Technology. 250–3. Archived from the original. You must specify the date the archive was made using the |archivedate= parameter. https://www.nist.gov/calibrations/upload/sp250-3.pdf. 
  33. ^ "What is the difference between 365 nm and 395 nm UV LED lights?". waveformlighting.com. Archived from the original on 22 May 2021. Retrieved 2020-10-27.
  34. ^ Boyce, J.M. (2016). "Modern technologies for improving cleaning and disinfection of environmental surfaces in hospitals". Antimicrobial Resistance and Infection Control. 5: 10. doi:10.1186/s13756-016-0111-x. PMC 4827199. PMID 27069623.
  35. ^ أ ب "Ultraviolet germicidal irradiation" (PDF). University of Liverpool. p. 3. Archived from the original (PDF) on 2016-08-06.
  36. ^ "UV‑C LEDs Enhance Chromatography Applications". GEN Eng News. Archived from the original on 4 November 2016.
  37. ^ "UV laser diode: 375 nm center wavelength". Thorlabs. Product Catalog (in الإنجليزية). United States / Germany. Archived from the original on 15 December 2014. Retrieved 14 December 2014.
  38. ^ Marshall, Chris (1996). A simple, reliable ultraviolet laser: The Ce:LiSAF. Lawrence Livermore National Laboratory. Archived from the original. You must specify the date the archive was made using the |archivedate= parameter. https://www.llnl.gov/str/Marshall.html. Retrieved on 2008-01-11. 
  39. ^ أ ب ت Strauss, C.E.M.; Funk, D.J. (1991). "Broadly tunable difference-frequency generation of VUV using two-photon resonances in H2 and Kr". Optics Letters. 16 (15): 1192–4. Bibcode:1991OptL...16.1192S. doi:10.1364/ol.16.001192. PMID 19776917. Retrieved 2021-04-11.
  40. ^ Xiong, Bo; Chang, Yih-Chung; Ng, Cheuk-Yiu (2017). "Quantum-state-selected integral cross sections for the charge transfer collision of O+2 (a4  Π u 5/2,3/2,1/2,−1/2: v+ =1–2; J+ ) [ O+2 (X2  Π g 3/2,1/2: v+ =22–23; J+ ) ] + Ar at center-of-mass collision energies of 0.05–10.00 eV". Phys. Chem. Chem. Phys. 19 (43): 29057–29067. Bibcode:2017PCCP...1929057X. doi:10.1039/C7CP04886F. PMID 28920600. Archived from the original on 15 November 2017.
  41. ^ "E‑UV nudges toward 10 nm". EE Times. Archived from the original on 15 October 2014. Retrieved 26 September 2014.
  42. ^ Sivamani, R.K.; Crane, L.A.; Dellavalle, R.P. (April 2009). "The benefits and risks of ultraviolet tanning and its alternatives: The role of prudent sun exposure". Dermatologic Clinics. 27 (2): 149–154. doi:10.1016/j.det.2008.11.008. PMC 2692214. PMID 19254658.
  43. ^ Wacker, Matthias; Holick, Michael F. (2013-01-01). "Sunlight and Vitamin D". Dermato-endocrinology. 5 (1): 51–108. doi:10.4161/derm.24494. ISSN 1938-1972. PMC 3897598. PMID 24494042.
  44. ^ أ ب The known health effects of UV: Ultraviolet radiation and the INTERSUN Programme. World Health Organization. Archived from the original. You must specify the date the archive was made using the |archivedate= parameter. https://www.who.int/uv/faq/uvhealtfac/en/index1.html. 
  45. ^ Lamberg-Allardt, Christel (1 September 2006). "Vitamin D in foods and as supplements". Progress in Biophysics and Molecular Biology (in الإنجليزية). 92 (1): 33–38. doi:10.1016/j.pbiomolbio.2006.02.017. ISSN 0079-6107. PMID 16618499.
  46. ^ Korb, Alex (17 November 2011). "Boosting your serotonin activity". Psychology Today. Archived from the original on 1 August 2017.
  47. ^ Young, S.N. (2007). "How to increase serotonin in the human brain without drugs". Journal of Psychiatry and Neuroscience. 32 (6): 394–399. PMC 2077351. PMID 18043762.
  48. ^ Juzeniene, Asta; Moan, Johan (27 October 2014). "Beneficial effects of UV radiation other than via vitamin D production". Dermato-Endocrinology. 4 (2): 109–117. doi:10.4161/derm.20013. PMC 3427189. PMID 22928066.
  49. ^ "Health effects of ultraviolet radiation" Archived 8 أكتوبر 2016 at the Wayback Machine. Government of Canada.
  50. ^ Herzinger, T.; Funk, J.O.; Hillmer, K.; Eick, D.; Wolf, D.A.; Kind, P. (1995). "Ultraviolet B irradiation-induced G2 cell cycle arrest in human keratinocytes by inhibitory phosphorylation of the cdc2 cell cycle kinase". Oncogene. 11 (10): 2151–2156. PMID 7478536.
  51. ^ Bhatia, Bhavnit K.; Bahr, Brooks A.; Murase, Jenny E. (2015). "Excimer laser therapy and narrowband ultraviolet B therapy for exfoliative cheilitis". International Journal of Women's Dermatology. 1 (2): 95–98. doi:10.1016/j.ijwd.2015.01.006. PMC 5418752. PMID 28491966.
  52. ^ Meyer-Rochow, Victor Benno (2000). "Risks, especially for the eye, emanating from the rise of solar UV-radiation in the Arctic and Antarctic regions". International Journal of Circumpolar Health. 59 (1): 38–51. PMID 10850006.
  53. ^ "Health effects of UV radiation". World Health Organization. Archived from the original on 17 March 2015.
  54. ^ Ultraviolet Radiation Guide. Norfolk, Virginia: U.S.Navy. April 1992. Archived from the original. You must specify the date the archive was made using the |archivedate= parameter. https://www.med.navy.mil/sites/nmcphc/Documents/policy-and-instruction/ih-ultraviolet-radiation-technical-guide.pdf. Retrieved on 21 December 2019. 
  55. ^ "What is ultraviolet (UV) radiation?". cancer.org. Archived from the original on 3 April 2017. Retrieved 2017-06-11.
  56. ^ Torma, H.; Berne, B.; Vahlquist, A. (1988). "UV irradiation and topical vitamin A modulate retinol esterification in hairless mouse epidermis". Acta Derm. Venereol. 68 (4): 291–299. PMID 2459873.
  57. ^ أ ب Bernstein C, Bernstein H, Payne CM, Garewal H (June 2002). "DNA repair / pro-apoptotic dual-role proteins in five major DNA repair pathways: Fail-safe protection against carcinogenesis". Mutat. Res. 511 (2): 145–78. doi:10.1016/S1383-5742(02)00009-1. PMID 12052432.
  58. ^ Davies, H.; Bignell, G.R.; Cox, C. (June 2002). "Mutations of the BRAF gene in human cancer" (PDF). Nature. 417 (6892): 949–954. Bibcode:2002Natur.417..949D. doi:10.1038/nature00766. PMID 12068308. S2CID 3071547. Archived (PDF) from the original on 5 August 2020. Retrieved 30 November 2019.
  59. ^ Weller, Richard (10 June 2015). "Shunning the sun may be killing you in more ways than you think". New Scientist. Archived from the original on 9 June 2017.
  60. ^ Hogan, C. Michael (2011). "Sunlight". In Saundry, P.; Cleveland, C. (eds.). Encyclopedia of Earth. Archived from the original on 19 October 2013.
  61. ^ Svobodová AR, Galandáková A, Sianská J, et al. (January 2012). "DNA damage after acute exposure of mice skin to physiological doses of UVB and UVA light". Arch. Dermatol. Res. 304 (5): 407–412. doi:10.1007/s00403-012-1212-x. PMID 22271212. S2CID 20554266.
  62. ^ Halliday GM, Byrne SN, Damian DL (December 2011). "Ultraviolet A radiation: Its role in immunosuppression and carcinogenesis". Semin. Cutan. Med. Surg. 30 (4): 214–21. doi:10.1016/j.sder.2011.08.002. PMID 22123419.
  63. ^ أ ب Xu, C.; Green, Adele; Parisi, Alfio; Parsons, Peter G (2001). "Photosensitization of the sunscreen octyl p‑dimethylaminobenzoate b UV‑A in human melanocytes but not in keratinocytes". Photochemistry and Photobiology. 73 (6): 600–604. doi:10.1562/0031-8655(2001)073<0600:POTSOP>2.0.CO;2. PMID 11421064. S2CID 38706861.
  64. ^ أ ب Knowland, John; McKenzie, Edward A.; McHugh, Peter J.; Cridland, Nigel A. (1993). "Sunlight-induced mutagenicity of a common sunscreen ingredient". FEBS Letters. 324 (3): 309–313. doi:10.1016/0014-5793(93)80141-G. PMID 8405372. S2CID 23853321.
  65. ^ Chatelaine, E.; Gabard, B.; Surber, C. (2003). "Skin penetration and sun protection factor of five UV filters: Effect of the vehicle". Skin Pharmacol. Appl. Skin Physiol. 16 (1): 28–35. doi:10.1159/000068291. PMID 12566826. S2CID 13458955. Archived from the original on 27 December 2013. Retrieved 26 December 2013.
  66. ^ Stephens TJ, Herndon JH, Colón LE, Gottschalk RW (February 2011). "The impact of natural sunlight exposure on the UV‑B – sun protection factor (UVB-SPF) and UVA protection factor (UVA-PF) of a UV‑A / UV‑B SPF 50 sunscreen". J. Drugs Dermatol. 10 (2): 150–155. PMID 21283919.
  67. ^ Couteau C, Couteau O, Alami-El Boury S, Coiffard LJ (August 2011). "Sunscreen products: what do they protect us from?". Int. J. Pharm. 415 (1–2): 181–184. doi:10.1016/j.ijpharm.2011.05.071. PMID 21669263.
  68. ^ Garland C, Garland F, Gorham E (1992). "Could sunscreens increase melanoma risk?". Am. J. Public Health. 82 (4): 614–615. doi:10.2105/AJPH.82.4.614. PMC 1694089. PMID 1546792.
  69. ^ Westerdahl J, Ingvar C, Masback A, Olsson H (2000). "Sunscreen use and malignant melanoma". International Journal of Cancer. 87 (1): 145–150. doi:10.1002/1097-0215(20000701)87:1<145::AID-IJC22>3.0.CO;2-3. PMID 10861466.
  70. ^ Autier P, Dore JF, Schifflers E, et al. (1995). "Melanoma and use of sunscreens: An EORTC case control study in Germany, Belgium and France". Int. J. Cancer. 61 (6): 749–755. doi:10.1002/ijc.2910610602. PMID 7790106. S2CID 34941555.
  71. ^ Weinstock, M. A. (1999). "Do sunscreens increase or decrease melanoma risk: An epidemiologic evaluation". Journal of Investigative Dermatology Symposium Proceedings. 4 (1): 97–100. PMID 10537017. Archived from the original on 5 December 2022. Retrieved 5 December 2022.
  72. ^ Vainio, H.; Bianchini, F. (2000). "Commentary: Cancer-preventive effects of sunscreens are uncertain". Scandinavian Journal of Work, Environment & Health. 26 (6): 529–531. doi:10.5271/sjweh.578.
  73. ^ أ ب ت Hanson, Kerry M.; Gratton, Enrico; Bardeen, Christopher J. (2006). "Sunscreen enhancement of UV-induced reactive oxygen species in the skin". Free Radical Biology and Medicine. 41 (8): 1205–1212. doi:10.1016/j.freeradbiomed.2006.06.011. PMID 17015167. Archived from the original on 6 August 2020. Retrieved 6 September 2018.
  74. ^ Damiani, E.; Greci, L.; Parsons, R.; Knowland, J. (1999). "Nitroxide radicals protect DNA from damage when illuminated in vitro in the presence of dibenzoylmethane and a common sunscreen ingredient". Free Radic. Biol. Med. 26 (7–8): 809–816. doi:10.1016/S0891-5849(98)00292-5. PMID 10232823.
  75. ^ §2 Photoaggravated disorders. European guidelines for photodermatoses. Archived from the original. You must specify the date the archive was made using the |archivedate= parameter. http://www.euroderm.org/images/stories/guidelines/guideline_Photoaggravated_dermatoses.pdf. Retrieved on 1 January 2016. 
  76. ^ Medscape: Porokeratosis Archived 24 يونيو 2021 at the Wayback Machine.
  77. ^ The known health effects of UV. World Health Organization. Archived from the original. You must specify the date the archive was made using the |archivedate= parameter. https://www.who.int/uv/faq/uvhealtfac/en/index3.html. 
  78. ^ "UV radiation". World Health Organization. Archived from the original on 25 October 2016.
  79. ^ What is UV radiation and how much does it increase with altitude?. U.S. National Oceanographic and Atmospheric Administration. Archived from the original. You must specify the date the archive was made using the |archivedate= parameter. http://www.wrh.noaa.gov/fgz/science/uv.php?wfo=fgz. 
  80. ^ "Optical properties of lens materials". Optician Online. 6 June 2005. Archived from the original on 26 October 2016.
  81. ^ "Classification of UV". SETi. Archived from the original on 1 December 2019. Retrieved 2019-12-01.
    "Applications". SETi. Archived from the original on 20 August 2008. Retrieved 2009-09-26.{{cite web}}: CS1 maint: unfit URL (link)
  82. ^ "Ultraviolet Light, UV Rays, What is Ultraviolet, UV Light Bulbs, Fly Trap". Pestproducts.com. Archived from the original on 8 October 2011. Retrieved 2011-11-08.
  83. ^ "The daytime UV inspection magazine". Corona. Archived from the original on 1 August 2004.
  84. ^ Springer, E.; Almog, J.; Frank, A.; Ziv, Z.; Bergman, P.; Gui Quang, W. (1994). "Detection of dry bodily fluids by inherent short wavelength UV luminescence: Preliminary results". Forensic Sci. Int. 66 (2): 89–94. doi:10.1016/0379-0738(94)90332-8. PMID 8063277.
  85. ^ Fiedler, Anja; Benecke, Mark; et al. "Detection of semen (human and boar) and saliva on fabrics by a very high-powered UV- / VIS-light source" (PDF). Bentham Science. Archived from the original (PDF) on 30 November 2012. Retrieved 2009-12-10.
  86. ^ "Digital photography of documents". wells-genealogy.org.uk. Archived from the original on 2012-09-19.
  87. ^ "Defining "What is clean?"". Integrated cleaning and measurement (in الإنجليزية). Healthy Facilities Institute. Archived from the original on 21 September 2017. Retrieved 24 June 2017.
  88. ^ "Non-destructive inspection: Seeing through the B‑52". afgsc.af.mil. U.S. Air Force. Archived from the original on 16 November 2017. Retrieved 24 June 2017.
  89. ^ Escobar, David (20 April 2015). "Oxygen cleaning: A validated process is critical for safety". Valve Magazine (in الإنجليزية البريطانية). Archived from the original on 15 November 2017.
  90. ^ Raj, Baldev; Jayakumar, T.; Thavasimuthu, M. (2002). Practical Non-destructive Testing (in الإنجليزية البريطانية). Woodhead Publishing. p. 10. ISBN 9781855736009.
  91. ^ "New investigation finds some hotels don't wash sheets between guests". House Beautiful (in الإنجليزية). 15 September 2016. Archived from the original on 3 July 2017.
  92. ^ "What's hiding in your hotel room?". ABC News. 17 November 2010. Archived from the original on 22 July 2016.
  93. ^ Lee, Brandon Chuan Yee; Lim, Fang Yee; Loh, Wei Hao; Ong, Say Leong; Hu, Jiangyong (January 2021). "Emerging Contaminants: An Overview of Recent Trends for Their Treatment and Management Using Light-Driven Processes". Water (in الإنجليزية). 13 (17): 2340. doi:10.3390/w13172340.
  94. ^ Battikha, N.E., ed. (2007). The Condensed Handbook of Measurement and Control (3rd ed.). ISA. pp. 65–66. ISBN 978-1-55617-995-2.
  95. ^ Fingas, Mervin, ed. (2011). Oil Spill Science and Technology. Elsevier. pp. 123–124. ISBN 978-1-85617-943-0.
  96. ^ Lee, Brandon Chuan Yee; Lim, Fang Yee; Loh, Wei Hao; Ong, Say Leong; Hu, Jiangyong (January 2021). "Emerging Contaminants: An Overview of Recent Trends for Their Treatment and Management Using Light-Driven Processes". Water (in الإنجليزية). 13 (17): 2340. doi:10.3390/w13172340. ISSN 2073-4441.
  97. ^ Lee, Brandon Chuan Yee; Lim, Fang Yee; Loh, Wei Hao; Ong, Say Leong; Hu, Jiangyong (January 2021). "Emerging Contaminants: An Overview of Recent Trends for Their Treatment and Management Using Light-Driven Processes". Water (in الإنجليزية). 13 (17): 2340. doi:10.3390/w13172340. ISSN 2073-4441.
  98. ^ "What is an Excitation Emission Matrix (EEM)?". www.horiba.com (in الإنجليزية). Retrieved 2023-07-10.
  99. ^ Sierra, M.M.D.; Giovanela, M.; Parlanti, E.; Soriano-Sierra, E.J. (February 2005). "Fluorescence fingerprint of fulvic and humic acids from varied origins as viewed by single-scan and excitation/emission matrix techniques". Chemosphere. 58 (6): 715–733. doi:10.1016/j.chemosphere.2004.09.038. ISSN 0045-6535. PMID 15621185.
  100. ^ Lee, Brandon Chuan Yee; Lim, Fang Yee; Loh, Wei Hao; Ong, Say Leong; Hu, Jiangyong (January 2021). "Emerging Contaminants: An Overview of Recent Trends for Their Treatment and Management Using Light-Driven Processes". Water (in الإنجليزية). 13 (17): 2340. doi:10.3390/w13172340. ISSN 2073-4441.
  101. ^ "Deep UV Photoresists". Archived from the original on 2006-03-12.
  102. ^ R. V. Lapshin; A. P. Alekhin; A. G. Kirilenko; S. L. Odintsov; V. A. Krotkov (2010). "Vacuum ultraviolet smoothing of nanometer-scale asperities of poly(methyl methacrylate) surface". Journal of Surface Investigation. X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 4 (1): 1–11. doi:10.1134/S1027451010010015. ISSN 1027-4510. S2CID 97385151. Archived from the original on 9 September 2013.
  103. ^ "The Importance of UV Light for Plants Cultivated Indoors". Best LED Grow Lights Info (in الإنجليزية الأمريكية). 2017-06-11. Archived from the original on 30 July 2018. Retrieved 2017-06-24.
  104. ^ Scott, K.J.; Wills, R.R.H.; Patterson, B.D. (1971). "Removal by ultra-violet lamp of ethylene and other hydrocarbons produced by bananas". Journal of the Science of Food and Agriculture. 22 (9): 496–7. Bibcode:1971JSFA...22..496S. doi:10.1002/jsfa.2740220916.
  105. ^ Scott, KJ; Wills, RBH (1973). "Atmospheric pollutants destroyed in an ultra violet scrubber". Laboratory Practice. 22 (2): 103–6. PMID 4688707.
  106. ^ Shorter, AJ; Scott, KJ (1986). "Removal of ethylene from air and low oxygen atmospheres with ultra violet radiation". Lebensm-Wiss U Technology. 19: 176–9.
  107. ^ Chang, Kenneth (7 May 2020). "Scientists Consider Indoor Ultraviolet Light to Zap Coronavirus in the Air". The New York Times. Archived from the original on 2020-05-07. Retrieved 9 May 2020.
  108. ^ Welch, David; et al. (January 2018). "Far-UVC light: A new tool to control the spread of airborne-mediated microbial diseases". Scientific Reports. 8 (1): 2752. Bibcode:2018NatSR...8.2752W. doi:10.1038/s41598-018-21058-w. ISSN 2045-2322. PMC 5807439. PMID 29426899.
  109. ^ "Coming of Age UV-C LED Technology Update". wateronline.com. Archived from the original on 20 April 2017.
  110. ^ "Solar Water Disinfection". Sodis.ch. 2 April 2011. Archived from the original on 31 August 2012. Retrieved 2011-11-08.
  111. ^ "Video Demos". Archived from the original on 19 December 2014. Retrieved 27 November 2014.
  112. ^ Silberglied, Robert E.; Taylor, Orley R. (1978). "Ultraviolet Reflection and Its Behavioral Role in the Courtship of the Sulfur Butterflies Colias eurytheme and C. philodice (Lepidoptera, Pieridae)". Behavioral Ecology and Sociobiology. 3 (3): 203–43. doi:10.1007/bf00296311. S2CID 38043008.
  113. ^ Meyer-Rochow, V.B.; Järvilehto, M. (1997). "Ultraviolet colours in Pieris napi from northern and southern Finland: Arctic females are the brightest!". Naturwissenschaften. 84 (4): 165–168. Bibcode:1997NW.....84..165M. doi:10.1007/s001140050373. S2CID 46142866.
  114. ^ "UVB Phototherapy". National Psoriasis Foundation, USA. Archived from the original (php) on 22 June 2007. Retrieved 2007-09-23.
  115. ^ Diehl, J. J. E.; Baines, F. M.; Heijboer, A. C.; van Leeuwen, J. P.; Kik, M.; Hendriks, W. H.; Oonincx, D. G. A. B. (February 2018). "A comparison of UVb compact lamps in enabling cutaneous vitamin D synthesis in growing bearded dragons". Journal of Animal Physiology and Animal Nutrition (in الإنجليزية). 102 (1): 308–316. doi:10.1111/jpn.12728. PMID 28452197. S2CID 30124686. Archived from the original on 12 July 2022. Retrieved 12 July 2022.
  116. ^ "Vitamin D and Ultraviolet Light – a remarkable process". UV Guide UK. Archived from the original on 31 May 2016. Retrieved 2017-01-13.
  117. ^ Margulis, Lynn & Sagan, Dorion (1986). Origins of Sex: Three Billion Years of Genetic Recombination (book). 1. Yale University Press. ISBN 978-0-300-04619-9.

قراءات إضافية

وصلات خارجية

تمّ الاسترجاع من "https://www.marefa.org/w/index.php?title=الأشعة_فوق_البنفسجية&oldid=2972095"