اقرأ في هذا المقال
- مصادر الأشعة فوق البنفسجية
- استخدامات الأشعة فوق البنفسجية
- أدوات مستخدمة في الكشف عن الأشعة فوق البنفسجية
- أضرار الأشعة فوق البنفسجية
- الأشعة فوق البنفسجية والأوزون
الفيزيائي الألماني يوهان فيلهلم ريتر، بعد أن علم باكتشاف هيرشل لموجات الأشعة تحت الحمراء، نظر إلى ما وراء الطرف البنفسجي للطيف المرئي للشمس، حيث وجد (في عام 1801) أن هناك أشعة غير مرئية تغمس كلوريد الفضة بشكلٍ أكثر كفاءة من الضوء المرئي، حيث تسمى هذه المنطقة الطيفية الممتدة بين الضوء المرئي والأشعة السينية بالأشعة فوق البنفسجية.
مصادر الأشعة فوق البنفسجية:
مصادر هذا الشكل من الإشعاع الكهرومغناطيسي هي الأجسام الساخنة مثل الشمس ومصادر الإشعاع السنكروتروني ومصابيح الزئبق أو مصابيح قوس الزينون وأنابيب التفريغ الغازية المملوءة بذرات الغاز مثل: الزئبق أو الديوتريوم أو الهيدروجين، حيث تحتوي على مستويات طاقة إلكترون داخلية تتوافق لفوتونات الضوء فوق البنفسجي.
عندما يصطدم الضوء فوق البنفسجي بمواد معينة فإنه يتسبب في توهجها، أي أنها تنبعث منها إشعاعات كهرومغناطيسية ذات طاقة أقل مثل الضوء المرئي.
استخدامات الأشعة فوق البنفسجية:
يُعتبر طيف الضوء الفلوريسنت مميزًا لتكوين المادة، وبالتالي يمكن استخدامه لفحص المعادن أو الكشف عن البكتيريا في الطعام الفاسد أو تحديد الأصباغ أو اكتشاف تزوير الأعمال الفنية والأشياء الأخرى كالأسطح القديمة لمنحوتات الرخام القديمة، وعلى سبيل المثال: فلوريس أصفر-أخضر في حين، أن سطح الرخام المقطوع حديثًا يضيء البنفسج الساطع.
الطاقة العالية نسبيًا للضوء فوق البنفسجي تثير تفاعلات كيميائية ضوئية معينة، يتم استغلال هذه الخاصية لإنتاج انطباعات سيانوتاي على الأقمشة ولرسم مخططات التصميم، حيث يتم معالجة النسيج أو الورق بمزيج من المواد الكيميائية التي تتفاعل عند التعرض للضوء فوق البنفسجي؛ لتكوين مركب أزرق غير قابل للذوبان.
الإثارة الإلكترونية التي تُسببها الأشعة فوق البنفسجية تنتج أيضًا تغيرات في لون وشفافية النظارات الحساسة للضوء والكرومات الضوئية، حيث تشكل التغيرات الكيميائية الضوئية والهيكلية الضوئية في بعض البوليمرات أساسًا للطباعة الحجرية الضوئية ومعالجة الدوائر الإلكترونية الدقيقة.
أدوات مستخدمة في الكشف عن الأشعة فوق البنفسجية:
الأدوات البصرية لمنطقة الأشعة فوق البنفسجية مصنوعة من مواد خاصة مثل الكوارتز وبعض السليكات وفلوريد الفلزات وهي شفافة على الأقل في الأشعة فوق البنفسجية القريبة، حيث تمتص الأشعة فوق البنفسجية البعيدة كل الغازات والمواد تقريبًا، وبالتالي يتطلب بصريات انعكاسية في غرف التفريغ.
يتم الكشف عن الأشعة فوق البنفسجية عن طريق لوحات التصوير الفوتوغرافي وعن طريق التأثير الكهروضوئي في أنابيب المضاعف الضوئي أيضاً، يمكن تحويل الأشعة فوق البنفسجية إلى ضوء مرئي عن طريق مضان قبل الكشف.
أضرار الأشعة فوق البنفسجية:
هناك فرق مهم بين الضوء فوق البنفسجي والإشعاع الكهرومغناطيسي للترددات المنخفضة وهو قدرة الأول على التأين، مما يعني أنه يمكن أن يقوم إلكترونًا من الذرات والجزيئات بطرد جميع الإشعاعات الكهرومغناطيسية عالية التردد وراء المرئية؛ أي الأشعة فوق البنفسجية والأشعة السينية وأشعة غاما مؤينة وبالتالي ستصبح ضارة لأنسجة الجسم والخلايا الحية والحمض النووي (حمض ديوكسي ريبونوكلييك).
يتم التخفيف من الآثار الضارة للأشعة فوق البنفسجية على البشر والحيوانات الكبيرة من خلال حقيقة أن هذا النوع من الإشعاع لا يخترق الجلد بشكلٍ كبير.
يتم ضرب جسم الواقي الشمسي بـ 1021 فوتون في كل ثانية و 1٪ من هذه الفوتونات أو أكثر من مليار في الثانية وهي فوتونات من الأشعة فوق البنفسجية.
تساعد الدباغة وأصبغة الجسم الطبيعية على حماية الجلد إلى حد ما، مما يمنع تدمير خلايا الجلد عن طريق الأشعة فوق البنفسجية ومع ذلك فإن التعرض المفرط المكون فوق البنفسجي لأشعة الشمس يمكن أن يسبب سرطان الجلد وإعتام عدسة العين وتلفًا في جهاز المناعة في الجسم.
الأشعة فوق البنفسجية والأوزون:
لحسن الحظ تمتص طبقة الأوزون (O3) في طبقة الستراتوسفير أشعة الأشعة فوق البنفسجية الأكثر ضررًا والتي لها أطوال موجية تتراوح بين 2000 و 2900 أنغستروم، كما أنه يخفف تلك التي لها أطوال موجية بين 2900 و 3150 أنغستروم.
بدون هذه الطبقة الواقية من الأوزون، لن تكون الحياة على الأرض ممكنة، حيث يتم إنتاج طبقة الأوزون على ارتفاع حوالي 10 إلى 50 كيلومترًا(6 إلى 30 ميلًا) فوق سطح الأرض، وذلك عن طريق التفاعل بين الأكسجين الجزيئي المنتشر لأعلى (O2) والأكسجين الذري المنتشر لأسفل (O+).
في أواخر القرن العشرين تم تقليل طبقة الأوزون الستراتوسفيرية لحماية الحياة بواسطة ذرات الكلور في غازات الكلوروفلوروكربون (أو الفريون) والتي تطلق في الغلاف الجوي بواسطة مروحيات الهباء الجوي ومبردات مكيفات الهواء والمذيبات المستخدمة في تصنيع المكونات الإلكترونية ومصادر أخرى.
تم وضع حدود على بيع المواد الكيميائية المستنفدة للأوزون وكان من المتوقع أن تتعافى طبقة الأوزون في نهاية المطاف.
