الأشعة فوق البنفسجية UV

 الأشعة فوق البنفسجية 

شكل غير مرئي من الضوء. وتقع هذه الأشعة مباشرة بعد النهاية البنفسجية للطيف المرئي. والشمس هي المصدر الطبيعي الرئيسي للأشعة فوق البنفسجية. وتنبعث الأشعة البنفسجية أيضًا من الصواعق أو أي شرارة كهربائية أخرى في الهواء. ويمكن توليد هذه الأشعة صناعيًا بتمرير تيار كهربائي خلال غاز أو بخار مثل بخار الزئبق.

والأشعة فوق البنفسجية هي موجة كهر ومغناطيسية ذات طول موجي أقصر من الضوء المرئي لكنها أطول من الأشعة السينية سميت بفوق البنفسجية لأن طول موجة اللون البنفسجي هو الأقصر بين ألوان الطيف. ومداها الموجي يبدأ من 400 نانومتر إلى 10 نانومتر، وطاقتها تبدأ من 3 eV إلى 124 eV . وتسمى الأشعة فوق البنفسجية أحياناً بالأشعة السوداء بسبب عدم رؤيتها بالعين المجردة ويرمز لها عادة بالحرفين الأولين من اسمها u . v . ولها تطبيقات عدة في الطب والإضاءة والكيمياء.

ويمكن أن تتسرب الأشعة فوق البنفسجية حروقًا شمسية. كما أن التعرُّض الزائد لهذه الأشعة قد يسبب سرطان الجلد. ومن ناحية أخرى، فإن الأشعة فوق البنفسجية تُحطِّم الكائنات الحية الضارة ولها تأثيرات مفيدة أخرى.

الاكتشاف

كان اكتشاف الأشعة فوق البنفسجية متعلق بمشاهدة علمية بأن أملاح الفضة تصبح داكنة أكثر بعد تعرِّضها لضوء الشمس. ففي عام 1801 لاحظ الفيزيائي الألماني جون فيلهلم رايتر (بالألمانية: Johann Wilhelm Ritter ) أن أشعة غير مرئية، طول موجتها أقصر من اللون البنفسجي -التي هي نهاية الطيف المرئي-، ناجعة بشكل خاص في زيادة دكانة لون ورق الفضة المشبع بالكلوريد فقام بتسميتها "الأشعة المؤكسدة" ليشدد على تفاعلها الكيميائي ولتمييزها عن "الأشعة الحارة" التي هي بالطرف الآخر من الطيف. تم اعتماد الاسم "الاشعة الكيميائية" بعد ذلك بفترة وجيزة وبقي هذا الاسم قيد الاستعمال خلال القرن التاسع عشر. 

أنواع الأشعة فوق البنفسجية

تقسم الاشعة فوق البنفسجية إلى عدة موجات متداخلة مع بعضها البعض حسب مشروع معيار ايزو( ISO-DIS-21348 )في تحديد الاشعاعية الشمسية

1.  الأشعة فوق البنفسجية الطويلة ( UVA طول موجي ) 315 إلى 400 نانومتر.
2.  الأشعة فوق البنفسجية المتوسطة UVB ( بطول موجي ) 280 إلى 315 نانومتر.
3.  الأشعة فوق البنفسجية القصيرة ) UVC ( بطول موجي ) 180 إلى 280 نانومتر.

الحدود و الاستخدامات

إن الأشعة فوق البنفسجية لها عدد من التطبيقات. هنا بعض الاستخدامات لنطاقات محددة للطول الموجي في طيف الأشعة فوق البنفسجية.

 13.5 نانومتر: الطباعة فوق البنفسجية الشديدة

 30 - 200 نانومتر: التصوير الفوتوغرافي ، مطياف الكهروضوئي ، تصنيع الدوائر المتكاملة القياسية بواسطة الطباعة الحجرية

الضوئية

 230 – 365 نانومتر: معرف UV ، وتتبع الملصقات ، والرموز الشريطية (الباركود bar—code )

 230 - 400 نانومتر: أجهزة استشعار بصرية وأجهزة متنوعة

240 - 280 نانومتر: التطهير وإزالة الملوثات من السطوح والمياه (تصل درجة امتصاص الحمض النووي إلى 260 نانومتر)

 200 - 400 نانومتر: تحليل الطب الشرعي ، اكتشاف المخدرات

 270 - 360 نانومتر: تحليل البروتين ، تسلسل الحمض النووي ، تحليل الأدوية

 280 - 400 نانومتر: التصوير الطبي للخلايا

 300 - 320 نانومتر: العلاج بالضوء في الط ب

 300 - 365 نانومتر: معالجة البوليمرات وأحبار الطباعة

 350 - 370 نانومتر: بواعث البق  معظم الحشرات تنجذب إلى الضوء عند الطول الموجي ( nm 365 )

 

التأثيرات الضارة لأشعة الـUV

التأثير على الجلد

التعرض لأشعة فوق بنفسجية التي تأتي مع ضوء الشمس يعتبر بيئيا عامل مسرطن للبشر. التأثير السام لفوق البنفسجي الناشئ من

ضوء الشمس أو مصابيح العلاج الاصطناعي هما أمران مقلقان للصحة البشرية، فتأثيرات الإشعاع الخطيرة على الجلد تشمل

التهاب الحروق والتهابات الجلد ولفح الشمس وإضعاف جهاز المناعة الجسم.

يستطيع إشعاع فوق البنفسجي الطويل (UVA) والمتوسط (UVB) والقصير (UVC) أن يدمر ألياف بروتين الكولاجين وبالتالي يسرع بشيخوخة الجلد. الأشعة الطويلة (UVA) والمتوسطة (UVB) يمكنهما تحطيم فيتامين أ الموجود بالجلد .

فوتون فوق بنفسجي يضرب الجزيء الأدنى للخلايا الحية بعدة طرق. أكثر الأحداث وقوعا إعادة تشكيل روابط قاعدة البيانات الثايمين

إلى ثنائي الثايمدين مما يسبب انتفاخ بالسلم الوظيفي. 

تأثير الأشعة فوق البنفسجية على العين

ازدياد كثافة الموجة المتوسطة (UVB) له خطورة على العين، والتعرض له يسبب أمراض للعين كماء العين, والأفضل استعمال

النظارات الحماية لتغطية العين بالكامل للأشخاص الذين قد يتعرضون للإشعاع الفوق بنفسجي, خاصة الموجة القصيرة (UVC) ,

متسلقي الجبال أكثر عرضة للأشعة الفوق بنفسجية من الأشخاص العاديين وذلك بسبب ضعف الغلاف الجوي عند تلك

المرتفعات الذي يصفي تلك الإشعاعات، وبسبب انعكاس الثلوج لها. النظارات الزجاجية العادية تعطي حماية بسيطة، لكن أكثر

العدسات البلاستيكية حمايتها أقوى من الزجاجية, والسبب كما شرحناه سابقا أن الزجاج له خاصية تمرير الموجات الطويلة UVA فقط

بينما البلاستيك الأكريليكي خاصية المرور للعدسات هي اقل, بعض مواد العدسات البلاستيك مثل البولي كاربونات وهي مادة ذات

عزل عال ومقاوم للحرارة( تمنع جميع الأشعة الفوق بنفسجية. عموما للعدسات خاصية الحماية من الإشعاع ولكن حتى تلك الحماية

لا يمكنها المنع التام للأشعة الفوق بنفسجية عن العين.

المصادر الطبيعية للأشعة فوق البنفسجية 

تنبعث الأشعة فوق بنفسجية من الشمس على شكل أحزمة من الموجات الطويلة والمتوسطة والقصيرة، ولكن بسبب امتصاص أوزون

الطبقة الجو العليا لها, فإن 99 % من الإشعاع الذي يصل سطح الأرض يكون من الحزمة الطويلة UVA . (للعلم فإن الحزم

المتوسطة والقصيرة من الموجات فوق بنفسجية تكون لها المسؤولية المباشرة لتكوين طبقة الأوزون ) .

شكل : نسب امتصاص طبقة الأوزون لأشعة ال UV بأطوالها الأساسية الثلاثة UVA و UVB و UVC

الاجسام الساخنة الى درجه حرارة عالية تشع اشعه ا ل(UV)اشعاع الجسم الأسود ، والشمس تشع الأشعة الفوق بنفسجية عند

كل الاطوال الموجية بما في ذلك الـ UV ( ذات الطاقة العالية جدا ) EUV  ، والنجوم ذات الدرجة الحرارية العالية جدا تشع

UV بشكل اكبر نسبيا من تلك التي تشعها الشمس .

كلمات مفتاحية :

مكتشف الاشعة فوق البنفسجية - أنواع الاشعة فوق البنفسجية - أضرار الاشعة فوق البنفسجية .

تعديل المقال