Qué causa la radiación ultravioleta. Lámpara ultravioleta para uso doméstico: tipos, cómo elegir, qué fabricante es mejor

Teóricamente la pregunta " ¿En qué se diferencian los rayos infrarrojos de los rayos ultravioleta?"podría interesar a cualquiera. Al fin y al cabo, ambos rayos forman parte del espectro solar y estamos expuestos al sol todos los días. En la práctica, esta pregunta la hacen con mayor frecuencia quienes planean comprar dispositivos conocidos como calentadores de infrarrojos y desean asegurarse de que dichos dispositivos sean absolutamente seguros para la salud humana.

¿En qué se diferencian los rayos infrarrojos de los rayos ultravioleta desde el punto de vista de la física?

Como se sabe, además de los siete colores visibles del espectro, más allá de sus límites también existen radiaciones invisibles al ojo. Además de los infrarrojos y los ultravioletas, también se incluyen los rayos X, los rayos gamma y las microondas.

Los rayos infrarrojos y ultravioleta se parecen en una cosa: ambos pertenecen a esa parte del espectro que no es visible al ojo humano. Pero aquí es donde terminan sus similitudes.

Radiación infrarroja

Se detectaron rayos infrarrojos más allá del límite rojo, entre las regiones de onda larga y corta de esta parte del espectro. Cabe señalar que casi la mitad de la radiación solar es radiación infrarroja. La principal característica de estos rayos, invisibles a la vista, es la fuerte energía térmica: todos los cuerpos calientes la emiten continuamente.
La radiación de este tipo se divide en tres áreas según un parámetro como la longitud de onda:

• de 0,75 a 1,5 µm – región cercana;
• de 1,5 a 5,6 micrones – promedio;
• de 5,6 a 100 micrones – lejos.

Debe comprender que la radiación infrarroja no es producto de todo tipo de dispositivos técnicos modernos, por ejemplo, los calentadores de infrarrojos. Este es un factor ambiental natural que afecta constantemente a los humanos. Nuestro cuerpo absorbe y emite continuamente rayos infrarrojos.

Radiación ultravioleta

La existencia de rayos más allá del extremo violeta del espectro fue probada en 1801. El rango de rayos ultravioleta emitidos por el Sol oscila entre 400 y 20 nm, pero sólo una pequeña parte del espectro de onda corta llega a la superficie terrestre, hasta 290 nm.
Los científicos creen que la radiación ultravioleta juega un papel importante en la formación de los primeros compuestos orgánicos en la Tierra. Sin embargo, el impacto de esta radiación también es negativo y provoca la desintegración de sustancias orgánicas.
Al responder la pregunta, ¿En qué se diferencia la radiación infrarroja de la radiación ultravioleta?, es imperativo considerar el impacto en el cuerpo humano. Y aquí la principal diferencia es que el efecto de los rayos infrarrojos se limita principalmente a la acción térmica, mientras que los rayos ultravioleta también pueden tener un efecto fotoquímico.
La radiación ultravioleta es absorbida activamente por los ácidos nucleicos, lo que provoca cambios en los indicadores más importantes de la actividad vital de las células: la capacidad de crecer y dividirse. El daño al ADN es el componente principal del mecanismo de acción de los rayos ultravioleta en los organismos.
El principal órgano de nuestro cuerpo afectado por la radiación ultravioleta es la piel. Se sabe que gracias a los rayos ultravioleta se inicia el proceso de formación de vitamina D, necesaria para la absorción normal del calcio, y también se sintetiza serotonina y melatonina, hormonas importantes que afectan los ritmos circadianos y el estado de ánimo de una persona.

Exposición a la radiación IR y UV en la piel.

Cuando una persona está expuesta a la luz solar, los rayos infrarrojos y ultravioleta también afectan la superficie de su cuerpo. Pero el resultado de este impacto será diferente:

• Los rayos infrarrojos provocan un torrente de sangre a las capas superficiales de la piel, un aumento de su temperatura y enrojecimiento (eritema calórico). Este efecto desaparece tan pronto como cesa la irradiación.
• La exposición a la radiación UV tiene un período de latencia y puede aparecer varias horas después de la exposición. La duración del eritema ultravioleta varía de 10 horas a 3-4 días. La piel se enrojece, se puede pelar y luego su color se vuelve más oscuro (bronceado).

Se ha demostrado que la exposición excesiva a la radiación ultravioleta puede provocar enfermedades cutáneas malignas. Al mismo tiempo, en determinadas dosis, la radiación ultravioleta es beneficiosa para el organismo, lo que permite utilizarla para la prevención y el tratamiento, así como para destruir las bacterias del aire interior.

¿Es segura la radiación infrarroja?

Las preocupaciones de la gente sobre este tipo de dispositivos, como los calentadores de infrarrojos, son bastante comprensibles. En la sociedad moderna, ya se ha formado una tendencia estable a tratar con bastante miedo muchos tipos de radiación: radiación, rayos X, etc.
Para los consumidores comunes que planean comprar dispositivos basados ​​​​en el uso de radiación infrarroja, lo más importante que deben saber es lo siguiente: los rayos infrarrojos son completamente seguros para la salud humana. Esto es precisamente lo que vale la pena subrayar al considerar la cuestión ¿En qué se diferencian los rayos infrarrojos de los rayos ultravioleta?.
Las investigaciones han demostrado que la radiación infrarroja de onda larga no sólo es beneficiosa para nuestro cuerpo, sino que es absolutamente necesaria. Con la falta de rayos infrarrojos, la inmunidad del cuerpo se ve afectada y también se manifiesta el efecto de su envejecimiento acelerado.


Los efectos positivos de la radiación infrarroja ya no están en duda y se manifiestan en varios aspectos.

Radiación ultravioleta (UVR) - radiación electromagnética del rango óptico, que convencionalmente se divide en onda corta (UVI S - con una longitud de onda de 200-280 nm), onda media (UVI B - con una longitud de onda de 280-320 nm) y onda larga (UVI A - con una longitud de onda de 320-400 nm).

La RUV se genera tanto por fuentes naturales como artificiales. La principal fuente natural de RUV es el sol. La radiación ultravioleta alcanza la superficie de la Tierra en el rango de 280 a 400 nm, ya que las ondas más cortas son absorbidas en las capas superiores de la estratosfera.

Las fuentes artificiales de UVR se utilizan ampliamente en la industria, la medicina, etc.

Prácticamente cualquier material calentado a una temperatura superior a 2500 eK genera radiación UV. Las fuentes UVI se sueldan con sopletes de oxígeno-acetileno, oxígeno-hidrógeno y plasma.

Las fuentes de UVR biológicamente efectivas se pueden dividir en descarga de gas y fluorescentes. Las lámparas de descarga de gas incluyen lámparas de mercurio de baja presión con una emisión máxima a una longitud de onda de 253,7 nm, es decir correspondiente a máxima eficacia bactericida, y alta presión con longitudes de onda de 254, 297, 303, 313 nm. Estos últimos se utilizan ampliamente en reactores fotoquímicos, en imprenta y para fototerapia de enfermedades de la piel. Las lámparas de xenón se utilizan para los mismos fines que las lámparas de mercurio. Los espectros ópticos de las lámparas de destello dependen del gas que se utiliza en ellas: xenón, criptón, argón, neón, etc.

En las lámparas fluorescentes, el espectro depende del fósforo de mercurio utilizado.

Los trabajadores de empresas industriales e instituciones médicas que utilizan las fuentes anteriores, así como las personas que trabajan al aire libre debido a la radiación solar (agrícolas, trabajadores de la construcción, ferroviarios, pescadores, etc.) pueden estar expuestos a una exposición excesiva a la radiación ultravioleta.

Se ha establecido que tanto la deficiencia como el exceso de UVR afectan negativamente a la salud humana. Si la RUV es insuficiente, los niños desarrollan raquitismo debido a la falta de vitamina D y al metabolismo alterado del fósforo y el calcio, la actividad de los sistemas de defensa del cuerpo, principalmente el sistema inmunológico, disminuye, lo que lo hace más vulnerable a los efectos de factores adversos.

Los órganos críticos para la percepción de la RUV son la piel y los ojos. Las lesiones oculares agudas, la llamada electrooftalmia (fotooftalmia), son conjuntivitis aguda. La enfermedad está precedida por un período de latencia que dura aproximadamente 12 horas. Las lesiones oculares crónicas se asocian con conjuntivitis crónica, blefaritis y cataratas del cristalino.

Las lesiones cutáneas se presentan en forma de dermatitis aguda con eritema, a veces hinchazón, hasta la formación de ampollas. Junto con la reacción local, pueden observarse fenómenos tóxicos generales. Posteriormente se observa hiperpigmentación y descamación. Los cambios crónicos en la piel causados ​​​​por la radiación ultravioleta se expresan en el envejecimiento de la piel, es posible el desarrollo de queratosis, atrofia de la epidermis y neoplasias malignas.

Recientemente, ha aumentado significativamente el interés en mejorar la salud pública mediante la irradiación ultravioleta preventiva. De hecho, la inanición ultravioleta, que suele observarse en la temporada de invierno y especialmente entre los residentes del norte de Rusia, provoca una disminución significativa de las defensas del organismo y un aumento de la tasa de incidencia. Los niños son los primeros en sufrir.

Nuestro país es el fundador del movimiento para compensar la deficiencia de ultravioleta en la población utilizando fuentes artificiales de radiación ultravioleta, cuyo espectro es cercano al natural. La experiencia con el uso de fuentes artificiales de radiación ultravioleta requiere un ajuste adecuado en términos de dosis y métodos de uso.

El territorio de Rusia de sur a norte se extiende de 40 a 80? latitud norte y se divide convencionalmente en cinco regiones climáticas del país. Evaluemos el clima ultravioleta natural de dos regiones geográficas extremas y una media. Estas son las regiones del Norte (70°N - Murmansk, Norilsk, Dudinka, etc.), la Zona Media (55°N - Moscú, etc.) y la Zona Sur (40°N - Sochi, etc.) de nuestro país. .

Recordemos que según el efecto biológico, el espectro de radiación ultravioleta del Sol se divide en dos regiones: "A" - radiación con una longitud de onda de 400-315 nm, y "B" - radiación con una longitud de onda de menos de 315 nm (hasta 280 nm). Sin embargo, los rayos de longitud inferior a 290 nm prácticamente no llegan a la superficie terrestre. La radiación ultravioleta con una longitud de onda inferior a 280 nm, que se encuentra únicamente en el espectro de fuentes artificiales, pertenece a la región "C" de la radiación ultravioleta. Los humanos no tenemos receptores que respondan con urgencia (con un corto período de latencia) a la radiación ultravioleta. Una característica de la radiación ultravioleta natural es su capacidad para causar (con un período de latencia relativamente largo) eritema, que es una reacción específica del cuerpo a la acción de la radiación ultravioleta en el espectro solar. La radiación UV con una longitud de onda máxima de 296,7 nm es capaz de formar eritema en gran medida. (Tabla 10.1).

Tabla 10.1.Eficiencia eritematosa de la radiación UV monocromática.

Como se puede ver desde mesa 10.1, La radiación con una longitud de onda de 285 nm es 10 veces menos activa y los rayos con una longitud de onda de 290 nm y 310 nm son 3 veces menos activos en la formación de eritema que la radiación con una longitud de onda de 297 nm.

Llegada de radiación ultravioleta diaria del sol a las regiones mencionadas del país en verano (Tabla 10.2) relativamente alto 35-52 er-h/m -2 (1 er-h/m -2 = 6000 μW-min/cm 2). Sin embargo, en otras épocas del año hay una diferencia significativa, y en invierno, especialmente en el Norte, no hay radiación natural del sol.

Tabla 10.2.Distribución media de la radiación eritematosa de la zona (er-h/m -2)

La cantidad de radiación total en diferentes latitudes refleja la llegada diaria de radiación. Sin embargo, si se tiene en cuenta la cantidad de radiación que llega en promedio no en 24 horas, sino sólo en 1 hora, surge la siguiente imagen. Entonces, ¿en junio en la latitud 70? latitud norte Se reciben 35 er-h/m -2 por día. Al mismo tiempo, el sol no abandona el cielo durante las 24 horas completas, por lo que por hora la radiación eritematosa será de 1,5 er-h/m -2. ¿Durante el mismo período del año en la latitud 40? El sol emite 77 er-h/m -2 y brilla durante 15 horas, por lo tanto, la irradiancia eritematosa horaria será de 5,13 er-h/m -2 , es decir un valor 3 veces mayor que en la latitud 70°. Para determinar el régimen de irradiación, es aconsejable evaluar la llegada de la radiación solar UV total no durante 24, sino durante 15 horas, es decir, durante el período de vigilia de una persona, ya que, en última instancia, lo que nos interesa es la cantidad de radiación natural que afecta a una persona y no la cantidad de energía solar que cae sobre la superficie de la Tierra en general.

Una característica importante del efecto de la radiación ultravioleta natural en los seres humanos es la capacidad de prevenir la llamada deficiencia de vitamina D. A diferencia de las vitaminas normales, la vitamina D no se encuentra en los alimentos naturales (las excepciones incluyen el hígado de algunos pescados, especialmente el bacalao y el fletán, así como la yema de huevo y la leche). Esta vitamina se sintetiza en la piel bajo la influencia de la radiación ultravioleta.

Una exposición insuficiente a la radiación ultravioleta sin el efecto simultáneo de la radiación visible en el cuerpo humano conduce a diversas manifestaciones de vitamina D.

En el proceso de deficiencia de vitamina D, se altera principalmente el trofismo del sistema nervioso central y la respiración celular, como sustrato del trofismo nervioso. Este trastorno, que conduce a un debilitamiento de los procesos redox, obviamente debe considerarse el principal, mientras que todas las demás manifestaciones diversas serán secundarias. Los más sensibles a la falta de radiación ultravioleta son los niños pequeños, quienes, como consecuencia de la deficiencia de vitamina D, pueden desarrollar raquitismo y, como consecuencia del raquitismo, miopía.

La radiación UVB tiene la mayor capacidad para prevenir y curar el raquitismo.

El proceso de síntesis de vitamina D bajo la influencia de la radiación ultravioleta es bastante complejo.

En nuestro país la vitamina D se obtuvo sintéticamente en 1952. La materia prima para la síntesis fue el colesterol. Durante la conversión del colesterol en provitamina, se formó un doble enlace en el anillo B del esterol mediante bromación sucesiva. El benzoato de 7-deshidrocolesterol resultante se saponifica en G-deshidrocolesterol que, bajo la influencia de la radiación ultravioleta, se convierte en una vitamina. Los complejos procesos de transición de provitamina a vitamina dependen de la composición espectral de la radiación ultravioleta. Así, los rayos con una longitud de onda de un máximo de 310 nm son capaces de convertir el ergosterol en lumisterol, que se convierte en tecisterol y, finalmente, bajo la influencia de rayos con una longitud de onda de 280-313 nm, el tecisterol se convierte en vitamina D.

La vitamina D en el cuerpo regula los niveles de calcio y fósforo en la sangre. Si esta vitamina es insuficiente, se altera el metabolismo fósforo-calcio, que está estrechamente relacionado con los procesos de osificación esquelética, equilibrio ácido-base, coagulación sanguínea, etc.

En el raquitismo, la actividad de los reflejos condicionados se altera, mientras que la formación de reflejos condicionados ocurre más lentamente que en las personas sanas y desaparecen rápidamente, es decir. La excitabilidad de la corteza cerebral en niños que padecen raquitismo se reduce significativamente. En este caso, las células de la corteza funcionan mal y se agotan fácilmente. Además, existe un trastorno de la función inhibidora de los hemisferios cerebrales.

La inhibición durante un largo período de tiempo puede extenderse ampliamente por toda la corteza cerebral.

Está absolutamente claro que es necesario llevar a cabo las medidas preventivas adecuadas, es decir. Utilice un clima UV completo.

Sin embargo, cabe señalar que la composición espectral del clima de radiación artificial, que se produce en un fotarium con lámpara tipo PRK, difiere significativamente de la natural debido a la presencia de radiación UV de onda corta.

Con el lanzamiento de lámparas fluorescentes eritematosas de baja potencia en nuestro país, fue posible utilizar fuentes artificiales de radiación ultravioleta en condiciones de fotarium y en un sistema de iluminación general.

Dosis de irradiación UV preventiva. Algunas palabras de la historia. La irradiación preventiva de mineros se inició en los años 30 del siglo XX. En aquel momento no existía la experiencia relevante ni la base teórica necesaria sobre la elección de la dosis específicamente

Radiación preventiva. Se decidió utilizar la experiencia terapéutica utilizada en la práctica fisioterapéutica en el tratamiento de diversas enfermedades. No sólo se tomaron prestadas las fuentes de radiación ultravioleta, sino también el esquema de irradiación. El efecto biológico de la irradiación con lámparas PRK, cuyo espectro contiene radiación bactericida, era muy dudoso. Así, hemos establecido que la relación de actividad biológica de las áreas “B” y “C” implicadas en la formación del eritema es 1:8. Las primeras pautas para el uso de fotaria fueron desarrolladas principalmente por fisioterapeutas. Posteriormente, los higienistas y biólogos se ocuparon de las cuestiones de la radiación preventiva. En los años 50 del siglo pasado, el problema de la radiación preventiva adquirió un enfoque higiénico. Se llevaron a cabo numerosos estudios en diferentes ciudades y regiones climáticas de Rusia, que permitieron adoptar un nuevo enfoque en la dosis de irradiación UV preventiva.

Establecimiento dosis profiláctica La radiación UV es un problema muy difícil, porque se deben abordar y tener en cuenta una serie de factores interrelacionados, como por ejemplo:

fuente de radiación ultravioleta;

Cómo usarlo;

Superficie irradiada;

Temporada de inicio de la irradiación;

Fotosensibilidad de la piel (biodosis);

Intensidad de irradiación (irradiación);

Tiempo de irradiación.

En el trabajo se utilizaron lámparas para eritema, cuyo espectro no contiene radiación UV bactericida. Biodosis de eritema

Tabla 10.4.Relación entre unidades físicas y reducidas para

Expresiones para la dosis de radiación UV en la región B (280-350 nm)

expresado en cantidades físicas (μW/cm 2) o reducidas (μEr/cm 2), cuyas proporciones se presentan en mesa 10.4.

Cabe destacar especialmente que la irradiancia del flujo eritematoso de radiación UV se puede evaluar en unidades efectivas (o reducidas): eras (Er - flujo de radiación eritematoso con una longitud de onda de 296,7 nm y una potencia de 1 W) sólo cuando se emite en la región “B”.

Para expresar la irradiancia de la sección “B” del espectro UV en eras, se debe multiplicar su irradiancia, expresada en unidades físicas (W), por el coeficiente de sensibilidad eritematosa de la piel. El coeficiente de sensibilidad eritematosa de la piel a los rayos con una longitud de onda de 296,7 nm fue adoptado en 1935 por la Comisión Internacional de Iluminación como unidad.

Utilizando lámparas LER, comenzamos a encontrar la dosis profiláctica óptima de radiación UV y a evaluar el "método de irradiación", que básicamente se refiere a la duración de la exposición diaria, que dura desde un minuto hasta varias horas.

A su vez, la duración de la irradiación preventiva depende del método de utilización de emisores artificiales (el uso de emisores en un sistema de iluminación general o en fotaria) y de la fotosensibilidad de la piel (del valor de la biodosis eritematosa).

Por supuesto, con diferentes métodos de uso de emisores artificiales, diferentes áreas de la superficie corporal quedan expuestas a la irradiación. Así, cuando se utilizan lámparas fluorescentes en un sistema de iluminación general, sólo se irradian las partes abiertas del cuerpo: la cara, las manos, el cuello, el cuero cabelludo y, en una lámpara fotográfica, casi todo el cuerpo.

La irradiación ultravioleta en una habitación cuando se utilizan lámparas para eritema es pequeña, por lo que la duración de la irradiación es de 6 a 8 horas, mientras que en una fotaria, donde la irradiación alcanza un valor significativo, el efecto de la radiación no supera los 5 a 6 minutos.

Al encontrar la dosis óptima de radiación preventiva, uno debe guiarse por el hecho de que la dosis inicial de radiación preventiva debe ser menor que la biodosis, es decir, suberitemal. De lo contrario, pueden producirse quemaduras en la piel. La dosis profiláctica del componente UV debe expresarse en valores absolutos.

Plantear la cuestión de expresar una dosis profiláctica en valores físicos absolutos (reducidos) no es de ninguna manera

significa eliminar la necesidad de determinar la sensibilidad individual de la piel a la radiación UV. Es necesario determinar la biodosis antes de iniciar la irradiación, pero sólo para saber si es inferior a la dosis profiláctica recomendada. En la práctica, para determinar la biodosis (según Gorbachev), se puede utilizar un biodisímetro que no tenga 8 o 10 orificios, como es el caso en la práctica médica, sino mucho menos o incluso uno, que se puede irradiar con una dosis igual a el profiláctico. Si el área irradiada de la piel se enrojece, es decir La biodosis es menor que la profiláctica, entonces se debe reducir la dosis inicial de radiación y la radiación se realiza en dosis crecientes con una dosis inicial igual a la biodosis.

Un análisis comparativo de indicadores fisiológicos como la biodosis de eritema, la actividad fagocítica de los leucocitos sanguíneos, la fragilidad capilar y la actividad de la fosfatasa alcalina indicó que la irradiación artificial adicional con radiación UV mediante lámparas de eritema, realizada en invierno, aunque causa un efecto muy positivo, no resuelve completamente Contribuir al mantenimiento de las reacciones fisiológicas estudiadas al nivel observado en otoño después de una exposición prolongada a la radiación UV natural.

El análisis de los niveles de indicadores fisiológicos de los expuestos a una dosis de radiación UV con diferentes métodos de irradiación, determinados por el método de uso de emisores artificiales, nos permitió concluir que el efecto biológico de la exposición a la radiación UV no depende de los métodos de irradiación. usado.

La dinámica de la sensibilidad de la piel a la radiación ultravioleta refleja de manera conocida los procesos que ocurren en el cuerpo como resultado de una ausencia prolongada de radiación ultravioleta natural.

Durante la irradiación UV preventiva, es necesario tener en cuenta las características climáticas de la zona donde viven las personas irradiadas (para determinar el momento de la irradiación), el valor medio de su biodosis eritematosa (para seleccionar la dosis de radiación inicial) y el hecho que la dosis de radiación preventiva, normalizada en valores absolutos, no debe ser inferior a 2000 μW-min/cm 2 (60-62 mEr-h/m 2).

Las medidas preventivas para prevenir la conjuntivitis aguda cuando se expone a la radiación ultravioleta se reducen al uso de gafas o pantallas protectoras de la luz durante la soldadura eléctrica y otros trabajos con fuentes de radiación ultravioleta. Para proteger la piel de los rayos UV se utilizan

ropa protectora, protectores solares (toldos), cremas especiales.

El papel principal en la prevención de los efectos adversos de la radiación ultravioleta en el cuerpo corresponde a las normas de higiene. ¿Están actualmente vigentes las “Normas sanitarias para la radiación ultravioleta en locales industriales” SN? 4557-88. El valor normalizado es la irradiancia, W/m1. Estas normas regulan los valores de UVR permitidos para la piel, teniendo en cuenta la duración de la exposición durante un turno de trabajo y el área de la superficie de la piel irradiada.

El concepto de rayos ultravioleta fue encontrado por primera vez por un filósofo indio del siglo XIII en su obra. La atmósfera de la zona que describió. Bhaotakasha contenía rayos violetas que no se pueden ver a simple vista.

Poco después de que se descubriera la radiación infrarroja, el físico alemán Johann Wilhelm Ritter comenzó a buscar radiación en el extremo opuesto del espectro, con una longitud de onda más corta que la del violeta. En 1801, descubrió el cloruro de plata, que se descompone más rápido cuando se expone a la luz. se descompone bajo la influencia de radiación invisible fuera de la región violeta del espectro. El cloruro de plata, de color blanco, se oscurece con la luz en unos minutos. Diferentes partes del espectro tienen diferentes efectos sobre la tasa de oscurecimiento. Esto ocurre más rápidamente delante de la región violeta del espectro. Muchos científicos, incluido Ritter, acordaron entonces que la luz consta de tres componentes distintos: un componente oxidativo o térmico (infrarrojos), un componente iluminante (luz visible) y un componente reductor (ultravioleta). En aquella época, la radiación ultravioleta también se llamaba radiación actínica. Las ideas sobre la unidad de tres partes diferentes del espectro se expresaron por primera vez recién en 1842 en las obras de Alexander Becquerel, Macedonio Melloni y otros.

Subtipos

Degradación de polímeros y colorantes.

Ámbito de aplicación

Luz negra

Análisis químico

espectrometría ultravioleta

La espectrofotometría UV se basa en irradiar una sustancia con radiación UV monocromática, cuya longitud de onda cambia con el tiempo. La sustancia absorbe la radiación ultravioleta en diferentes longitudes de onda en distintos grados. Un gráfico, cuyo eje de ordenadas muestra la cantidad de radiación transmitida o reflejada y el eje de abscisas la longitud de onda, forma un espectro. Los espectros son únicos para cada sustancia, lo que constituye la base para la identificación de sustancias individuales en una mezcla, así como para su medición cuantitativa.

Análisis de minerales

Muchos minerales contienen sustancias que, cuando se iluminan con luz ultravioleta, comienzan a emitir luz visible. Cada impureza brilla a su manera, lo que permite determinar la composición de un mineral determinado por la naturaleza del brillo. A. A. Malakhov en su libro “Interesante sobre geología” (Moscú, “Joven Guardia”, 1969. 240 págs.) habla de esto de esta manera: “Un brillo inusual de los minerales es causado por los rayos catódicos, ultravioleta y X. En el mundo de la piedra muerta, aquellos minerales que más se iluminan y brillan son aquellos que, una vez en la zona de la luz ultravioleta, hablan de las más pequeñas impurezas de uranio o manganeso contenidas en la roca. Muchos otros minerales que no contienen impurezas también brillan con un extraño color "sobrenatural". Pasé todo el día en el laboratorio, donde observé el brillo luminiscente de los minerales. La calcita ordinaria e incolora adquirió un color milagroso bajo la influencia de diversas fuentes de luz. Los rayos catódicos tiñeron el cristal de color rojo rubí; con la luz ultravioleta se iluminó con tonos rojo carmesí. Los dos minerales, fluorita y circón, eran indistinguibles en los rayos X. Ambos eran verdes. Pero tan pronto como se conectó la luz catódica, la fluorita se volvió violeta y el circón se volvió amarillo limón”. (pág. 11).

Análisis cromatográfico cualitativo.

Los cromatogramas obtenidos por TLC a menudo se observan bajo luz ultravioleta, lo que permite identificar una serie de sustancias orgánicas por su color de brillo y su índice de retención.

Atrapar insectos

La radiación ultravioleta se utiliza a menudo para atrapar insectos con luz (a menudo en combinación con lámparas que emiten en la parte visible del espectro). Esto se debe al hecho de que en la mayoría de los insectos el rango visible está desplazado, en comparación con la visión humana, a la parte del espectro de onda corta: los insectos no ven lo que los humanos perciben como rojo, sino que ven una suave luz ultravioleta.

Bronceado artificial y “sol de montaña”

En determinadas dosis, el bronceado artificial puede mejorar la condición y la apariencia de la piel humana y promueve la formación de vitamina D. Actualmente son populares las fotarias, que en la vida cotidiana a menudo se llaman solárium.

Ultravioleta en restauración

Una de las principales herramientas de los expertos es la radiación ultravioleta, de rayos X e infrarroja. Los rayos ultravioleta permiten determinar el envejecimiento de una película de barniz: el barniz más fresco se ve más oscuro bajo la luz ultravioleta. A la luz de una gran lámpara ultravioleta de laboratorio, las áreas restauradas y las firmas manuscritas aparecen como puntos más oscuros. Los rayos X son bloqueados por los elementos más pesados. En el cuerpo humano es tejido óseo, pero en una pintura es cal. La base del blanco en la mayoría de los casos es el plomo; en el siglo XIX se empezó a utilizar el zinc y en el XX el titanio. Todos estos son metales pesados. Al final, en la película obtenemos la imagen de una pintura de cal. La pintura base es la “escritura” individual del artista, un elemento de su propia técnica única. Para analizar la pintura de fondo se utiliza una base de datos de fotografías radiográficas de pinturas de grandes maestros. Estas fotografías también se utilizan para determinar la autenticidad de una pintura.

Notas

1. Proceso ISO 21348 para la determinación de la irradiancia solar. Archivado desde el original el 23 de junio de 2012.
2. Bobukh, Evgeniy Sobre la visión animal. Archivado desde el original el 7 de noviembre de 2012. Consultado el 6 de noviembre de 2012.
3. enciclopedia soviética
4. V. K. Popov // UFN. - 1985. - T. 147. - P. 587-604.
5. A. K. Shuaibov, V. S. Shevera Láser ultravioleta de nitrógeno a 337,1 nm en modo de repetición frecuente // Diario físico ucraniano. - 1977. - T. 22. - No. 1. - P. 157-158.
6. A. G. Molchánov

Características generales de la radiación ultravioleta.

Nota 1

Se descubre la radiación ultravioleta I.V. Ritter en $1842$ Posteriormente, las propiedades de esta radiación y su aplicación fueron sometidas al más cuidadoso análisis y estudio. Científicos como A. Becquerel, Warshawer, Danzig, Frank, Parfenov, Galanin y muchos otros hicieron una gran contribución a este estudio.

Actualmente Radiación ultravioleta ampliamente utilizado en diversos campos de actividad. La actividad ultravioleta alcanza su punto máximo en el rango de altas temperaturas. Este tipo de espectro aparece cuando la temperatura alcanza entre $1500$ y $20000$ grados.

Convencionalmente, el rango de radiación se divide en 2 áreas:

1. Espectro cercano, que llega a la Tierra desde el Sol a través de la atmósfera y tiene una longitud de onda de $380$-$200$ nm;
2. Espectro distante absorbido por el ozono, el oxígeno del aire y otros componentes atmosféricos. Este espectro se puede estudiar utilizando dispositivos de vacío especiales, por lo que también se le llama vacío. Su longitud de onda es de $200$-$2$ nm.

Radiación ultravioleta Puede ser de corto alcance, de largo alcance, extremo, medio, vacío, y cada tipo tiene sus propias propiedades y encuentra su propia aplicación. Cada tipo de radiación ultravioleta tiene su propia longitud de onda, pero dentro de los límites indicados anteriormente.

Espectro de la luz solar ultravioleta., que llega a la superficie de la Tierra, es estrecho: $400$...$290$ nm. Resulta que el Sol no emite luz con una longitud de onda inferior a 290 nm. ¿Esto es verdad o no? La respuesta a esta pregunta la encontró un francés. A. Cornu, quien estableció que los rayos ultravioleta de longitud inferior a 295$ nm son absorbidos por el ozono. En base a esto, A. Cornu sugirió que el Sol emite radiación ultravioleta de onda corta. Las moléculas de oxígeno bajo su influencia se desintegran en átomos individuales y forman moléculas de ozono. Ozono en la atmósfera superior cubre el planeta pantalla protectora.

La conjetura del científico confirmado cuando el hombre logró ascender a las capas superiores de la atmósfera. La altura del Sol sobre el horizonte y la cantidad de rayos ultravioleta que llegan a la superficie terrestre están directamente relacionados. Cuando la iluminación cambia en un $20$%, la cantidad de rayos ultravioleta que llegan a la superficie disminuirá $20$ veces. Los experimentos han demostrado que por cada $100$ m de ascenso, la intensidad de la radiación ultravioleta aumenta entre $3$ y $4$%. En la región ecuatorial del planeta, cuando el Sol está en su cenit, llegan a la superficie terrestre rayos con una longitud de $290$...$289$ nm. La superficie de la Tierra sobre el Círculo Polar Ártico recibe rayos con una longitud de onda de $350$...$380$ nm.

Fuentes de radiación ultravioleta

La radiación ultravioleta tiene sus fuentes:

1. Manantiales naturales;
2. Fuentes artificiales;
3. Fuentes láser.

fuente natural Los rayos ultravioleta son su único concentrador y emisor: este es nuestro Sol. La estrella más cercana a nosotros emite una poderosa carga de ondas que pueden atravesar la capa de ozono y llegar a la superficie terrestre. Numerosos estudios han permitido a los científicos proponer la teoría de que sólo con la aparición de la capa de ozono pudo surgir vida en el planeta. Es esta capa la que protege a todos los seres vivos de la dañina penetración excesiva de la radiación ultravioleta. La posibilidad de que existieran moléculas de proteínas, ácidos nucleicos y ATP se hizo posible precisamente durante este período. Capa de ozono realiza una función muy importante, interactuando con el grueso UV-A, UV-B, UV-C, los neutraliza y no les permite llegar a la superficie de la Tierra. La radiación ultravioleta que llega a la superficie terrestre tiene un rango que oscila entre $200$ y $400$ nm.

La concentración de radiación ultravioleta en la Tierra depende de varios factores:

1. La presencia de agujeros de ozono;
2. Posición del territorio (altura) sobre el nivel del mar;
3. La altura del Sol mismo;
4. La capacidad de la atmósfera para dispersar rayos;
5. Reflectividad de la superficie subyacente;
6. Estados de los vapores de las nubes.

Fuentes artificiales La radiación ultravioleta suele ser creada por los humanos. Pueden ser instrumentos, dispositivos y medios técnicos diseñados por personas. Se crean para obtener el espectro de luz deseado con parámetros de longitud de onda específicos. El objetivo de su creación es que la radiación ultravioleta resultante pueda utilizarse de forma útil en diversos campos de actividad.

Las fuentes de origen artificial incluyen:

1. Tener la capacidad de activar la síntesis de vitamina D en la piel humana. lámparas de eritema. No sólo protegen contra el raquitismo, sino que también tratan esta enfermedad;
2. Especial aparatos para solariums, previniendo la depresión invernal y dando un bonito bronceado natural;
3. Utilizado en interiores para controlar insectos. lámparas atrayentes. No representan ningún peligro para los humanos;
4. Dispositivos de cuarzo-mercurio;
5. Excilamps;
6. Dispositivos luminiscentes;
7. Lámparas de xenón;
8. Dispositivos de descarga de gas;
9. Plasma de alta temperatura;
10. Radiación sincrotrón en aceleradores.

Las fuentes artificiales de radiación ultravioleta incluyen láseres, cuyo funcionamiento se basa en la generación de gases inertes y no inertes. Puede ser nitrógeno, argón, neón, xenón, centelleadores orgánicos, cristales. Actualmente existe láser trabajando para electrones libres. Produce una longitud de radiación ultravioleta igual a la observada en condiciones de vacío. El láser ultravioleta se utiliza en investigaciones biotecnológicas, microbiológicas, espectrometría de masas, etc.

Aplicación de radiación ultravioleta.

La radiación ultravioleta tiene características que permiten su uso en diversos campos.

Características ultravioleta:

1. Alto nivel de actividad química;
2. Efecto bactericida;
3. La capacidad de causar luminiscencia, es decir. resplandor de diferentes sustancias en diferentes tonos.

Por esta razón, la radiación ultravioleta se puede utilizar ampliamente, por ejemplo, en análisis espectrométricos, astronomía, medicina, en la desinfección del agua potable, en el estudio analítico de minerales, para la destrucción de insectos, bacterias y virus. Cada zona utiliza un tipo diferente de UV con su propio espectro y longitud de onda.

espectrometria se especializa en identificar compuestos y su composición por su capacidad para absorber luz ultravioleta de una longitud de onda específica. Con base en los resultados de la espectrometría, se pueden clasificar los espectros de cada sustancia, porque son únicos. La destrucción de los insectos se basa en el hecho de que sus ojos detectan espectros de onda corta que son invisibles para los humanos. Los insectos vuelan a esta fuente y son destruidos. Especial instalaciones en solariums exponer el cuerpo humano a UV-A. Como resultado, se activa la producción de melanina en la piel, lo que le da un color más oscuro y uniforme. Aquí, por supuesto, es importante proteger las zonas sensibles y los ojos.

Medicamento. El uso de radiación ultravioleta en esta área también está asociado con la destrucción de organismos vivos: bacterias y virus.

Indicaciones médicas para el tratamiento ultravioleta:

1. Traumatismo en tejidos, huesos;
2. Procesos inflamatorios;
3. Quemaduras, congelaciones, enfermedades de la piel;
4. Enfermedades respiratorias agudas, tuberculosis, asma;
5. Enfermedades infecciosas, neuralgia;
6. Enfermedades del oído, nariz y garganta;
7. Raquitismo y úlceras gástricas tróficas;
8. Aterosclerosis, insuficiencia renal, etc.

Ésta no es la lista completa de enfermedades para las que se utiliza la radiación ultravioleta.

Nota 2

De este modo, la radiación ultravioleta ayuda a los médicos a salvar millones de vidas humanas y restaurar su salud. La luz ultravioleta también se utiliza para desinfectar locales y esterilizar instrumentos médicos y superficies de trabajo.

Trabajo analítico con minerales.. La radiación ultravioleta provoca luminiscencia en las sustancias, lo que permite utilizarla para analizar la composición cualitativa de minerales y rocas valiosas. Las piedras preciosas, semipreciosas y ornamentales dan resultados muy interesantes. Cuando se irradian con ondas catódicas, dan tonos sorprendentes y únicos. El color azul del topacio, por ejemplo, cuando se irradia resulta ser verde brillante, rojo esmeralda, las perlas brillan con colores. El espectáculo es asombroso, fantástico.

El agua, la luz solar y el oxígeno contenidos en la atmósfera terrestre son las principales condiciones para el surgimiento y factores que aseguran la continuación de la vida en nuestro planeta. Al mismo tiempo, se ha demostrado desde hace tiempo que el espectro y la intensidad de la radiación solar en el vacío del espacio no cambian, y en la Tierra el impacto de la radiación ultravioleta depende de muchas razones: época del año, ubicación geográfica, altitud sobre el nivel del mar. , espesor de la capa de ozono, nubosidad y nivel de concentración de impurezas naturales e industriales en el aire.

¿Qué son los rayos ultravioleta?

El sol emite rayos en rangos visibles e invisibles para el ojo humano. El espectro invisible incluye rayos infrarrojos y ultravioleta.

La radiación infrarroja son ondas electromagnéticas con una longitud de 7 a 14 nm, que transportan un flujo colosal de energía térmica a la Tierra y, por eso, a menudo se las llama térmicas. La proporción de rayos infrarrojos en la radiación solar es del 40%.

La radiación ultravioleta es un espectro de ondas electromagnéticas cuyo alcance se divide convencionalmente en rayos ultravioleta cercanos y lejanos. Los rayos lejanos o del vacío son completamente absorbidos por las capas superiores de la atmósfera. En condiciones terrestres, se generan artificialmente únicamente en cámaras de vacío.

Los rayos ultravioleta cercanos se dividen en tres subgrupos de rangos:

• de largo – A (UVA) de 400 a 315 nm;
• medio – B (UVB) de 315 a 280 nm;
• corto – C (UVC) de 280 a 100 nm.

¿Cómo se mide la radiación ultravioleta? Hoy en día existen muchos dispositivos especiales, tanto para uso doméstico como profesional, que permiten medir la frecuencia, intensidad y magnitud de la dosis recibida de rayos UV y así evaluar su posible nocividad para el organismo.

A pesar de que la radiación ultravioleta constituye solo alrededor del 10% de la luz solar, fue gracias a su influencia que se produjo un salto cualitativo en el desarrollo evolutivo de la vida: la aparición de organismos del agua a la tierra.

Principales fuentes de radiación ultravioleta.

La principal y natural fuente de radiación ultravioleta es, por supuesto, el Sol. Pero el hombre también ha aprendido a “producir luz ultravioleta” mediante lámparas especiales:

• lámparas de cuarzo-mercurio de alta presión que funcionan en el rango general de radiación UV: 100-400 nm;
• lámparas fluorescentes vitales que generan longitudes de onda de 280 a 380 nm, con un pico de emisión máximo entre 310 y 320 nm;
• Lámparas bactericidas con y sin ozono (con vidrio de cuarzo), el 80% de los cuales tienen una longitud de 185 nm.

Tanto la radiación ultravioleta del sol como la luz ultravioleta artificial tienen la capacidad de afectar la estructura química de las células de los organismos vivos y las plantas, y por el momento sólo se conocen algunas especies de bacterias que pueden prescindir de ella. Para todos los demás, la falta de radiación ultravioleta conducirá a una muerte inevitable.

Entonces, ¿cuál es el efecto biológico real de los rayos ultravioleta, cuáles son los beneficios y si la radiación ultravioleta produce algún daño para los humanos?

El efecto de los rayos ultravioleta en el cuerpo humano.

La radiación ultravioleta más insidiosa es la radiación ultravioleta de onda corta, ya que destruye todo tipo de moléculas de proteínas.

Entonces, ¿por qué es posible y continúa la vida terrestre en nuestro planeta? ¿Qué capa de la atmósfera bloquea los dañinos rayos ultravioleta?

Los organismos vivos están protegidos de la fuerte radiación ultravioleta por las capas de ozono de la estratosfera, que absorben completamente los rayos en este rango y simplemente no llegan a la superficie de la Tierra.

Por tanto, el 95% de la masa total del ultravioleta solar proviene de ondas largas (A), y aproximadamente el 5% de ondas medias (B). Pero es importante aclarar aquí. A pesar de que hay muchas más ondas UV largas y tienen un gran poder de penetración, afectando a las capas reticulares y papilares de la piel, es el 5% de las ondas medias que no pueden penetrar más allá de la epidermis las que tienen mayor impacto biológico.

Es la radiación ultravioleta de rango medio la que afecta intensamente la piel, los ojos y también afecta activamente el funcionamiento de los sistemas endocrino, nervioso central e inmunológico.

Por un lado, la irradiación ultravioleta puede provocar:

• quemaduras solares graves de la piel: eritema ultravioleta;
• opacidad del cristalino que provoca ceguera: cataratas;
• Cáncer de piel – melanoma.

Además, los rayos ultravioleta tienen un efecto mutagénico y provocan alteraciones en el funcionamiento del sistema inmunológico, lo que provoca la aparición de otras patologías oncológicas.

Por otro lado, es el efecto de la radiación ultravioleta el que tiene un impacto significativo en los procesos metabólicos que ocurren en el cuerpo humano en su conjunto. Aumenta la síntesis de melatonina y serotonina, cuyo nivel tiene un efecto positivo en el funcionamiento de los sistemas endocrino y nervioso central. La luz ultravioleta activa la producción de vitamina D, que es el principal componente para la absorción de calcio, y también previene el desarrollo de raquitismo y osteoporosis.

Irradiación ultravioleta de la piel.

Las lesiones cutáneas pueden ser de carácter tanto estructural como funcional, las cuales, a su vez, se pueden dividir en:

1. Lesiones agudas- surgen debido a altas dosis de radiación solar provenientes de rayos de rango medio recibidos en poco tiempo. Estos incluyen fotodermatosis aguda y eritema.
2. Daño retrasado– ocurren en el contexto de una irradiación prolongada con rayos ultravioleta de onda larga, cuya intensidad, por cierto, no depende de la época del año ni de la hora del día. Estos incluyen fotodermatitis crónica, fotoenvejecimiento de la piel o gerodermia solar, mutagénesis ultravioleta y la aparición de neoplasias: melanoma, cáncer de piel de células escamosas y de células basales. Entre la lista de lesiones tardías se encuentra el herpes.

Es importante señalar que tanto el daño agudo como el retardado pueden ser causados ​​por una exposición excesiva a baños de sol artificiales, no usar gafas de sol, así como por visitar soláriums que utilizan equipos no certificados y/o no realizan una calibración preventiva especial de las lámparas ultravioleta.

Protección de la piel contra la radiación ultravioleta.

Si no se abusa de los "tomar el sol", el cuerpo humano se enfrentará solo a la protección contra la radiación, porque más del 20% es retenido por una epidermis sana. Hoy en día, la protección de la piel contra la radiación ultravioleta se reduce a las siguientes técnicas que minimizan el riesgo de formación de neoplasias malignas:

• limitar el tiempo de exposición al sol, especialmente durante el mediodía de verano;
• usar ropa ligera pero cerrada, porque para recibir la dosis necesaria que estimule la producción de vitamina D, no es necesario en absoluto cubrirse con un bronceado;
• Selección de protectores solares en función del índice ultravioleta específico característico de la zona, época del año y día, así como de tu propio tipo de piel.

¡Atención! Para los residentes indígenas del centro de Rusia, un índice UV superior a 8 no sólo requiere el uso de protección activa, sino que también representa una amenaza real para la salud. Las mediciones de radiación y los pronósticos de índices solares se pueden encontrar en los principales sitios web meteorológicos.

Exposición a la radiación ultravioleta en los ojos.

El daño a la estructura de la córnea y el cristalino del ojo (electrooftalmia) es posible por contacto visual con cualquier fuente de radiación ultravioleta. A pesar de que una córnea sana no transmite y refleja el 70% de la fuerte radiación ultravioleta, existen muchas razones que pueden convertirse en una fuente de enfermedades graves. Entre ellos:

• observación sin protección de llamaradas, eclipses solares;
• una mirada casual a una estrella en la costa del mar o en las altas montañas;
• lesión fotográfica por el flash de la cámara;
• observar el funcionamiento de una máquina de soldar o descuidar las precauciones de seguridad (falta de casco protector) al trabajar con ella;
• funcionamiento prolongado de la luz estroboscópica en discotecas;
• violación de las reglas para visitar un solárium;
• estancia prolongada en una habitación en la que funcionan lámparas de ozono bactericidas de cuarzo.

¿Cuáles son los primeros signos de electrooftalmía? Los síntomas clínicos, a saber, enrojecimiento de la esclerótica y los párpados, dolor al mover los globos oculares y sensación de un cuerpo extraño en el ojo, suelen aparecer entre 5 y 10 horas después de las circunstancias anteriores. Sin embargo, los medios de protección contra la radiación ultravioleta están al alcance de todos, porque ni siquiera las lentes de vidrio normales transmiten la mayoría de los rayos UV.

La mejor opción “doméstica” para la protección de los ojos será el uso de gafas de seguridad con un revestimiento fotocromático especial en las lentes, las llamadas “gafas camaleón”. No tendrá que preocuparse por preguntarse qué color y nivel de tono del filtro UV realmente proporciona una protección eficaz en circunstancias específicas.

Y por supuesto, si se espera contacto visual con destellos ultravioleta, es necesario llevar gafas protectoras con antelación o utilizar otros dispositivos que bloqueen los rayos nocivos para la córnea y el cristalino.

Aplicación de la radiación ultravioleta en medicina.

La luz ultravioleta mata los hongos y otros microbios en el aire y en la superficie de paredes, techos, pisos y objetos, y después de la exposición a lámparas especiales, se elimina el moho. La gente utiliza esta propiedad bactericida de la luz ultravioleta para garantizar la esterilidad de las salas de manipulación y quirúrgicas. Pero la radiación ultravioleta en medicina no sólo se utiliza para combatir infecciones adquiridas en hospitales.

Las propiedades de la radiación ultravioleta han encontrado su aplicación en una amplia variedad de enfermedades. Al mismo tiempo, surgen nuevas técnicas que se mejoran constantemente. Por ejemplo, la irradiación sanguínea ultravioleta, inventada hace unos 50 años, se utilizó inicialmente para suprimir el crecimiento de bacterias en la sangre en caso de sepsis, neumonía grave, heridas purulentas extensas y otras patologías sépticas purulentas.

Hoy en día, la irradiación ultravioleta de la sangre o la purificación de la sangre ayuda a combatir las intoxicaciones agudas, las sobredosis de drogas, la furunculosis, la pancreatitis destructiva, la aterosclerosis obliterante, la isquemia, la aterosclerosis cerebral, el alcoholismo, la drogadicción, los trastornos mentales agudos y muchas otras enfermedades, cuya lista se amplía constantemente. . .

Enfermedades para las que está indicado el uso de radiación ultravioleta, y cuando cualquier procedimiento con rayos UV es perjudicial:

Para vivir sin dolor, las personas con daños en las articulaciones se beneficiarán de una lámpara ultravioleta como ayuda inestimable en una terapia general compleja.

La influencia de la radiación ultravioleta en la artritis reumatoide y la artrosis, la combinación de técnicas de terapia ultravioleta con la selección correcta de la biodosis y un régimen antibiótico competente es una garantía del 100% de lograr un efecto sistémico en la salud con una carga mínima de medicamento.

En conclusión, observamos que el efecto positivo de la radiación ultravioleta en el cuerpo y un solo procedimiento de irradiación ultravioleta (purificación) de la sangre + 2 sesiones en un solárium ayudarán a una persona sana a verse y sentirse 10 años más joven.