Forskning ved hjælp af ultraviolette stråler er teknisk set et ret simpelt og tilgængeligt middel til videnskabelig analyse af kunstværker. I praksis med at studere maleri kommer deres brug ned til visuel observation eller fotografering af den synlige luminescens, de forårsager, det vil sige gløden af ​​et stof i mørket under påvirkning af filtrerede ultraviolette stråler. Der er to typer af sådan glød: fluorescens - en glød, der stopper i det øjeblik, hvor kilden til dens excitation slutter, og phosphorescens - en glød, der fortsætter i nogen tid efter afslutningen af ​​excitationskilden. I studiet af malerier bruges kun fluorescens.

Under påvirkning af ultraviolette stråler lyser stoffer af organisk og uorganisk oprindelse, herunder nogle pigmenter, lakker og andre komponenter, der udgør et kunstværk, i mørket. Desuden er gløden af ​​hvert stof relativt individuel: den bestemmes af dens kemisk sammensætning og er karakteriseret ved en bestemt farve og intensitet, som gør det muligt at identificere et bestemt stof eller opdage dets tilstedeværelse.

Begrebet luminescens. Det ultraviolette område af spektret følger direkte den blå-violette del af dets synlige del.

I denne region skelnes der mellem tre zoner - nær, støder op til det synlige spektrum (400-315 nm), mellem (315-280 nm) og langt, endnu kortere bølgelængde. Ultraviolet stråling, som naturligt kommer fra sollys, kan ligesom andre typer stråling absorberes af, reflekteres af eller passere gennem stof.

For at luminescens kan opstå, er absorption af lys af et stof nødvendig: den lysenergi, der absorberes af atomer og molekyler, returneres i form af lysstråling, som kaldes fotoluminescens.

Partikler af et stof, der er i stand til luminescens, har absorberet lysenergi, kommer i en speciel exciteret tilstand, som varer meget kort tid (ca. 10-8 sekunder). Når de vender tilbage til deres oprindelige tilstand, afgiver de exciterede partikler overskydende energi i form af lys - luminescens. Ifølge Stokes' regel udsender et selvlysende stof, der har absorberet lysenergi af en vis bølgelængde, lys af normalt en længere bølgelængde. Derfor, når excitation produceres af usynlige nær-ultraviolette stråler, falder luminescens i det synlige område af spektret og kan være en hvilken som helst farve - fra violet til rød.

Den spektrale sammensætning af luminescensemission afhænger ikke af bølgelængden af ​​det exciterende lys: farven på et stofs luminescens bestemmes kun af stoffets sammensætning. Hvad angår intensiteten af ​​gløden, kan det afhænge af bølgelængden af ​​den spændende stråling. Dette forklares ved, at spændende lys med forskellige bølgelængder absorberes forskelligt af stoffet og derfor forårsager forskelligt niveau luminescens. Det er derfor hvornår vi taler om når man detekterer små mængder af et stof, skal man forholde sig til et sæt komponenter, hvis sammensætning er ukendt, det er tilrådeligt at bruge en excitationskilde, der udsender ultraviolette stråler i det bredest mulige bølgelængdeområde; En anden betingelse er brugen af ​​en kilde med den kraftigste stråling som muligt. Da gløden af ​​et stof opstår på grund af absorptionen af ​​energien fra det exciterede lys, så stor mængde energi absorberet pr volumenhed af det selvlysende stof, jo mere intens vil gløden være. Som praksis med luminescensanalyse viser, er de mest almindelige blandt luminescerende stoffer dem, hvis luminescens er godt exciteret af nær ultraviolette stråler med en bølgelængde større end 300-320 nm

Kilder til ultraviolette stråler og lysfiltre. For at excitere fotoluminescens er det ønskeligt at anvende lyskilder, hvori den nyttige stråling udgør en stor del. Gasudladningslamper opfylder mest fuldt ud denne betingelse, herunder bred anvendelse modtaget kviksølvlamper lavet i form af et rør eller en kugle lavet af specielt glas eller kvarts.

Lamper bruges normalt som en kilde til langbølget ultraviolet stråling. højt tryk, designet til at fungere fra et vekselstrømsnetværk. Lamperne betjenes med koblingsanordninger og i fabriksfremstillede armaturer. Sådanne lamper er praktiske, når det er nødvendigt at excitere luminescens på store overflader. Hovedparten af ​​disse lampers energi er koncentreret i de synlige og nær ultraviolette områder.

Højtrykslamper producerer et linjespektrum, det vil sige, at de udsender i flere spektrale områder uden stråling i hullerne. Den første intense linje i det ultraviolette område er linjen ved 366 nm, efterfulgt af en svagere linje ved 334 nm, en intens, men smal linje ved 313 nm, og en række svage linjer i området fra 303 til 248 nm.

Ultra-højtrykslamper, hvor omkring 45% af energien er i det ultraviolette område, i modsætning til de foregående, producerer et kontinuerligt spektrum (baggrund), over hvilket individuelle toppe stiger, svarende tilnærmelsesvis til emissionslinjerne for højtryk lamper.

Kortbølget stråling kan også opnås ved hjælp af lamper lavt tryk, hvis glød opstår på grund af excitationen af ​​den fosfor, der dækker lampens indre overflade. Sådanne lamper udsender i området 315-390 nm (maksimal emission 350 nm). Fordelen ved lampen er dens kompakthed, som gør, at den kan bruges i forskellige typer af bærbare installationer, der kører på jævnstrøm eller med en lille drossel fra vekselstrømsnettet. Lampens strålingsintensitet er meget lav, hvilket kun tillader visuel observation med dens hjælp.

I praksis af udenlandske museumslaboratorier er lamper med en effekt på 500 W, lavet af "sort" glas, populære. Takket være standardbasen kræver disse lamper ikke specielle monteringsanordninger. Lysstofrør er også blevet udbredt. Lavet af det samme glas transmitterer de kun den ultraviolette del af spektret. Når de er installeret på siderne af det undersøgte arbejde, giver disse lamper mere ensartet belysning af en stor overflade. Rørlamper har en anden vigtig fordel: de fungerer uden forvarmning, og de kan tændes umiddelbart efter at de er blevet slukket, uden at tage en pause for at køle ned, hvilket i høj grad sparer tid på operatørens arbejde.

Da intensiteten af ​​gløden forårsaget af ultraviolette stråler er meget lav og kun kan detekteres i mørke, er det nødvendigt at udelukke synligt lys betragtes som kilder til ultraviolet stråling. Dette kan nemt opnås ved hjælp af specielle lysfiltre lavet af glas, der indeholder nikkel, kobolt og nogle andre elementer. Under undersøgelsen placeres et lysfilter mellem lyskilderne og undersøgelsesobjektet. Det mest bekvemme er standard UFS-filtre, designet til at fremhæve bestemte zoner af det ultraviolette spektrum.

Det mest udbredte glas er UFS-3 (glas eller træfilter). Det bedste filter til 390-320 nm zonen, det transmitterer op til 90% af 366 nm stråling og absorberer hele det synlige område. Den indenlandske industri producerer også UFS-6-filteret. Med en maksimal transmission i området 360 nm og fremhæver den samme region på 390-320 nm, har den de bedste optiske egenskaber og teknologiske egenskaber. UFS-4 glas adskiller sig fra de betragtede filtre ved lidt større absorption i det specificerede område, men er mere varmebestandigt.

Da den synlige luminescens af nogen af ​​de mest interessante detaljer, for eksempel en signatur, i en række tilfælde er meget svag, kan selv en lille mængde synligt violet og rødt lys transmitteret af UVC-glas have en forstyrrende effekt. For at forbedre betingelserne for observation og fotografisk optagelse anvendes i disse tilfælde yderligere lysfiltre, der transmitterer stråler godt, svarende til gløden fra den pågældende del og absorberer violette og røde stråler, som kan reflekteres fra objektet, hvilket tilstopper luminescens. Det skal huskes, at sådanne filtre i sig selv ikke bør lyse. For at bekræfte dette er det nok at placere det valgte glas i området for en kilde til ultraviolette stråler.

Undersøgelsen af ​​maleri ved hjælp af filtrerede ultraviolette stråler bør begynde 5-10 minutter efter, at lampen er tændt i et mørkt rum. Denne tid er nødvendig for at lampen kan skifte til driftstilstand og for at øjnene kan tilpasse sig mørket. Hvis lampen ikke tænder med det samme, skal du foretage en eller flere gentagne drejninger. Efter at lampen er blevet slukket, kan den ikke tændes igen, medmindre den er kølet ned, hvilket tager 10-15 minutter. Tænd en lampe, der ikke er kølet ned, kan beskadige den.

Det skal huskes, at ultraviolette stråler er skadelige for øjnene. Det er nok at se på en åben lampe (eller lukket med et lysfilter) i et par sekunder for at få betændelse, som opstår efter et par timer. Ultraviolette stråler, der reflekteres fra den genstand, der undersøges, er svagere, men også skadelige for øjnene. Når man arbejder med ultraviolette stråler, er det derfor tilrådeligt at bære briller med simple eller optiske briller, som væsentligt reducerer mængden af ​​ultraviolette stråler, der kommer ind i øjnene.

Ultraviolette stråler øger ioniseringen af ​​luft betydeligt, samtidig med at frigivelsen af ​​ozon og nitrogenoxider øges. Derfor skal der i det rum, hvor der arbejdes med ultraviolette stråler, sikres øget luftudskiftning gennem til- og udsugning. Efter endt arbejde er det tilrådeligt at aktivt ventilere arbejdsområdet.

Som særlige undersøgelser og næsten et århundredes museumspraksis, der arbejder med denne stråling, har vist, er der ingen forringelse af bevaringen af ​​malerier eller ændringer i farve.

Fotografisk optagelse af igangværende forskning. Når man analyserer data fra en selvlysende undersøgelse, kan man ikke kun stole på subjektive vurderinger: observationer skal registreres og udtrykkes af nogle objektive indikatorer. Kun i dette tilfælde kan vi sammenligne og kontrastere de fakta, der er noteret under undersøgelsen af ​​forskellige værker. Et karakteristisk træk Synlig luminescens er dens farve. Imidlertid er den visuelle bestemmelse af farve, som allerede nævnt, yderst subjektiv. Derfor vil det være tilrådeligt at udføre spektrofotometri af individuelle områder af maleriet, hvilket ville gøre det muligt entydigt at karakterisere glødens farve. På grund af vanskeligheden ved at tage spektrofotometriske karakteristika fra et stort antal heterogene områder spredt over stort område virker, mindre præcis, men mere overkommelig måde optagelse af luminescens - fotografering af den.

Synlig luminescens optages fotografisk med de samme kameraer og på de samme fotografiske materialer, som bruges i almindelig sort-hvid gengivelsesfotografering, da luminescens er synlig stråling. Følgende forhold skal dog overholdes ved fotografering. På grund af glødens svaghed skal der skydes i et mørkt rum, og kilden til ultraviolet stråling skal afskærmes med et af de ovennævnte lysfiltre, der absorberer hele den synlige del af spektret. Da ikke alle ultraviolette stråler, der falder på overfladen af ​​maleriet, absorberes af det, kan nogle af dem reflekteres og trænge ind i kameralinsen og på grund af deres meget større aktivitet end selvlysende lys påvirke negativets kvalitet negativt. For at forhindre dette i at ske, er der placeret et filter foran linsen, der blokerer for ultraviolette stråler, men frit transmitterer selvlysende lys.

Til normal fotografering, uden særlig fremhævelse af luminescens af en bestemt farve, anbefales det at bruge ZhS-4 filtre med en tykkelse på 1,5-2 mm i kombination med et ZhS-11 eller ZhS-12 filter med en tykkelse på 2-3 mm. Da ZhS-11-glas lyser, skal det placeres efter ZhS-4-glas (det vil sige tættere på linsen). Korrekt valg blokerende filtre har meget stor betydning at identificere subtile farveforskelle i luminescens. I dette tilfælde bør du være vejledt af de samme regler som ved almindelig fotografering. Som i alle andre tilfælde, når du arbejder med lysfiltre, er det tilrådeligt at bruge et katalog af farvet glas, styret af grafer, der karakteriserer deres egenskaber.

Fokusering og beskæring af billedet, når du optager luminescens, udføres på matteret glas under naturlige eller kunstige lysforhold. Når alt er klargjort til optagelse, er alt synligt lys udelukket, og hvis de ultraviolette lyskilder fungerer, tages billedet.

Negativet er udviklet i en standardudvikler. Når du laver fotografiske udskrifter, skal du sikre dig, at de korrekt formidler glødens natur (fig. 61).

61. B. Passaroti (?). Madonna og barn med Johannes Døberen. Anden sal. XVI århundrede Et blødt trykt foto af synlig luminescens formidler korrekt glødens natur; et mere kontrastfyldt print gør ødelæggelsens og toningens natur mere tydelig

Hvis hele værket eller det store fragment er fotograferet, skal det belyses af to lyskilder placeret i kort afstand fra det (ca. 1 m) på begge sider af kameraet. Med ensidig belysning vil effekten af ​​ultraviolette stråler være for ujævn og vil forvrænge glødens natur. Derudover skal lysene monteres på en sådan måde, at hele lysstrømmen rettes mod det objekt, der fotograferes, og ikke falder ned i linsen.

Eksponering ved optagelse afhænger af luminescensintensiteten, filmenes følsomhed, styrken af ​​kilderne til ultraviolette stråler, deres afstand fra motivet og filtrene på linsen. Typisk ved fotografering af et mellemstort stykke (1x0,7 m) med to 1000 W kviksølvlamper placeret i en afstand af 1-1,2 m fra den nærmeste billedkant og et UFS-6-filter på film med en følsomhed på 65 enheder. GOST, et lysfilter på et ZhS-4-objektiv og blænde 22, eksponeringen er 20-25 minutter.

Det skal dog bemærkes, at det ikke altid er tilrådeligt at fotografere det generelle billede af værket. Som under normale lysforhold, når du optager luminescens, er makrofotografier eller fotografier af individuelle detaljer meget mere effektive og rigere på information.

Farvefotografering af luminescens er af stor dokumentarisk værdi. For ikke at nævne det hele farveskema sort-hvid-fotografering reducerer luminescensen til en akromatisk lysstyrkeskala. nogle områder, der giver tilstrækkelig kontrast under visuel observation af luminescens på grund af forskellen i farve, kan vise sig at være praktisk talt svære at skelne eller fuldstændigt ude af skel i et sort-hvid-billede; - hvidt foto. Lyskilderne til spændende synlig luminescens, deres placering i forhold til billedet og de uveolære filtre forbliver de samme som til sort/hvid fotografering. Foran kameralinsen er det mere tilrådeligt at placere, for ikke at forstyrre farvegengivelsen, farveløst glas BS-10 i kombination med ZhS-3 glas eller kun ZhS-3 glas. Eksponeringstiden ved optagelse vælges eksperimentelt. Som med andre typer fotografering er farve makrofotografering af detaljer af stor betydning. I sådanne fotografier opfattes farvenuancerne af luminescens meget mere fuldstændigt.

Forskning i reflekterede ultraviolette stråler. Ikke alt udsendes af en kilde ultraviolet stråling absorberes af overfladen under undersøgelse og omdannes til en synlig glød. Noget af det reflekteres fra objektet og kan optages fotografisk. At fotografere et maleri i reflekterede ultraviolette stråler er en selvstændig art hendes forskning, som i høj grad supplerer forskning i lyset af synlig luminescens (fig. 62).

62. Fotografi af et fragment af maleriet af Ærkeenglen Michaels Mirakelkirke i Kreml i Moskva i lyset af synlig luminescens, der viser talrige ødelæggelser af maleriet og i reflekterede ultraviolette stråler, der demonstrerer teknikken til at skabe rum ( se fig. 14)

Til dette formål bruges den samme film som til registrering af synlig luminescens. Processen med at fotografere adskiller sig kun fra at optage synlig luminescens ved, at der er placeret et filter foran kameralinsen, der absorberer alt synligt lys og kun transmitterer ultraviolette stråler. Det er bedre ikke at skærme lyskilden med et lysfilter, da dette uundgåeligt svækker ultraviolet stråling.

Fokusering udføres under normal belysning. Hvis fotografering i ultraviolette stråler udføres efter fotografering af synlig luminescens, kræves der ingen yderligere manipulationer udover at udskifte filteret foran linsen og fjerne filteret fra lyskilden. Da ultraviolette stråler er meget aktive, er eksponeringen meget kortere sammenlignet med fotografering i synligt luminescenslys og varierer fra 15 sekunder til 1 minut under optagelsesforholdene beskrevet ovenfor.

Forskellen i brydningen af ​​synligt lys og ultraviolette stråler påvirker ikke billedets skarphed, selv under makrofotografering. Med en tilstrækkelig blænde på objektivet (op til 22) er fotografier kendetegnet ved en høj grad af skarphed af de afbildede detaljer. Anvendelsen af ​​konventionelle fotografiske linser tillader, at sådanne undersøgelser kun kan udføres i zonen med nær ultraviolette stråler. Derfor, når du optager, er det mest tilrådeligt at bruge de lyskilder og filtre, hvis maksimale emission og transmission ligger i denne region af spektret. Kortere bølgelængde ultraviolette stråler, der reflekteres fra maleriet, kan ikke optages fotografisk, da de absorberes fuldstændigt af den fotografiske linses glaslinser. For at arbejde i kortbølgelængdezonen kræves specielle linser lavet af kvarts, men sådanne linser er ret dyre og vanskelige at få til det gennemsnitlige laboratorium.

For at være sikker på renheden af ​​forskning, der udføres ved hjælp af ultraviolette stråler, er det tilrådeligt at udføre alle typer fotografisk optagelse ved hjælp af specielle indikatorer, som er en lille aluminiumsplade med en fosfor påført, fastgjort på overfladen af fotograferet genstand på et upassende sted. Ud over lysfølsomme emulsioner kan elektronoptiske omformere med antimon- eller oxygen-cæsiumkatoder tjene som modtager for reflekterede ultraviolette stråler. Sådanne omformere har betydelig følsomhed i området 340-360 nm. Når du arbejder med disse enheder, er et af UFS-seriens filtre placeret foran linsen, og da konverterens fotokatode er meget følsom over for det infrarøde område af spektret, tilrådes det yderligere at placere et SS-8-filter i forsiden af ​​linsen, som absorberer en del af denne stråling. Den anvendte lyskilde er den samme som ved fotografering i reflekterede ultraviolette stråler.

Nyheder

Hvad er ultraviolet lys: UV-stråling

17.09.2017

1343

Ultraviolet lys

Ultraviolet lys er en type elektromagnetisk stråling, der får plakater med sort lys til at lyse, er ansvarlig for sommerbruning og solskoldning. Men for meget udsættelse for UV-stråling beskadiger levende væv.

Elektromagnetisk stråling kommer fra solen og transmitteres i bølger eller partikler med forskellige bølgelængder og frekvenser. Denne brede vifte af bølgelængder er kendt som det elektromagnetiske (EM) spektrum. Spektret er normalt opdelt i syv områder i rækkefølge efter faldende bølgelængde og stigende energi og frekvens. Generel notation er radiobølger, mikrobølger, infrarød (IR), synlig, ultraviolet (UV), røntgenstråler og gammastråler.

Ultraviolet (UV) lys falder i området af EM-spektret mellem synligt lys og røntgenstråler. Den har frekvenser på cirka 8 × 1014 til 3 × 1016 cyklusser pr. sekund eller hertz (Hz) og bølgelængder på omkring 380 nanometer (1,5 × 10-5 tommer) til omkring 10 nm (4 × 10-7 tommer). Ifølge "Ultraviolet Radiation" af U.S. Navy, UV er normalt opdelt i tre underområder:

• UVA eller tæt på UV (315-400 nm)
• UVB eller mellem UV (280-315 nm)
• UVC, eller fjern UV (180-280 nm)

Ultraviolet lys har nok energi til at bryde kemiske bindinger. På grund af deres højere energier kan UV-fotoner forårsage ionisering, en proces, hvor elektroner fjernes fra atomer. Den resulterende ledige stilling påvirker Kemiske egenskaber atomer og får dem til at danne eller ødelægge kemiske bindinger, som de ellers ikke ville have. Dette kan være nyttigt til kemisk behandling, eller det kan beskadige materialer og levende væv. Denne skade kan være nyttig, for eksempel på desinficerende overflader, men den kan også være skadelig, især for hud og øjne, som er mest ugunstigt påvirket af ultraviolet stråling.

Det meste naturligt lys og ultraviolette stråler kommer fra solen. Dog kun omkring 10 pct sollys er ultraviolet stråling, og kun omkring en tredjedel af den trænger ind i atmosfæren, når den når jorden. Af sollys når 95% ækvator, og 5% er ultraviolet. Ingen målbar UVC fra solstråling når jordens overflade, fordi ozon, molekylær oxygen og vanddamp i den øvre atmosfære fuldstændig absorberer de korteste UV-bølgelængder. Dog ultraviolet stråling bredt udvalg handling er den stærkeste og mest ødelæggende for levende væsener," ifølge den 13. NTP Carcinogen Report."

Garvning er en reaktion på udsættelse for skadelige stråler. Faktisk er garvning på grund af naturlig forsvarsmekanisme organisme, som består af et pigment kaldet melanin, som produceres af celler i huden kaldet melanocytter. Melanin absorberer ultraviolet lys og spreder det som varme. Når kroppen fornemmer solskader, sender den melanin til omgivende celler og forsøger at beskytte dem mod yderligere skade. Pigmentet får huden til at blive mørkere.

"Melanin er en naturlig solcreme," sagde en assisterende professor i dermatologi ved Tufts University School of Medicine i et interview fra 2013. Konstant udsættelse for ultraviolet lys kan dog undertrykke kroppens forsvar. Når dette sker, opstår der en giftig reaktion, hvilket fører til solskoldning. Ultraviolet lys kan beskadige DNA'et i kroppens celler. Kroppen fornemmer denne ødelæggelse og oversvømmer området med blod for at hjælpe med helingsprocessen. Smertefuld betændelse forekommer også. Normalt i løbet af eftermiddagen, på grund af overeksponering fra solen, begynder det karakteristiske rød-hummer udseende af en solskoldning at blive kendt og mærket.

Nogle gange celler med DNA muteret solstråler, bliver til problemceller, der ikke dør, men fortsætter med at sprede sig som kræft. "Ultraviolet lys forårsager tilfældig skade under DNA-reparationsprocessen, så celler får evnen til at undgå døden," sagde Zhuang.

Resultatet er hudkræft, den mest almindelige form for kræft. Mennesker, der bliver solskoldet, har betydeligt højere risiko. Risikoen for en dødelig form for hudkræft kaldet melanom fordobles for dem, der har fem eller flere solskoldninger, ifølge Skin Cancer Foundation.

En række kunstige kilder er blevet udviklet til at producere ultraviolet lys. Ifølge Society for Health Physics inkluderer "Kunstige kilder solariekabiner, sorte lys, vulkaniseringslamper, bakteriedræbende lamper, kviksølvlamper, halogenlamper, højintensitetsudladningslamper, fluorescerende og glødelamper og nogle typer lasere."

En af de mest almindelige måder at producere ultraviolet lys på er gennem transmission. elektrisk strøm gennem fordampet kviksølv eller anden gas. Denne type lampe bruges almindeligvis i solarier og til desinficering af overflader. Lamper bruges også i sorte lamper, som forårsager fluorescerende maling og farvestoffer. Lysemitterende dioder (LED'er), lasere og lysbuelamper er også tilgængelige som ultraviolette kilder i en række forskellige bølgelængder til industrielle, medicinske og forskningsmæssige anvendelser.

Mange stoffer, herunder mineraler, planter, svampe og mikrober, samt organiske og uorganiske kemikalier, kan absorbere ultraviolet lys. Absorption får elektroner i materialet til at hoppe mere højt niveau energi. Disse elektroner kan derefter vende tilbage til et lavere energiniveau i en række mindre trin og udsende noget af deres absorberede energi som synligt lys - fluorescens. Materialer, der bruges som pigmenter i maling eller farvestoffer, der udviser sådan fluorescens, bliver lysere under sollys, fordi de absorberer usynligt ultraviolet lys og genudsender det ved synlige bølgelængder. Af denne grund bruges de ofte til skilte, redningsveste og andre applikationer, hvor høj synlighed er vigtig.

Fluorescens kan også bruges til at detektere og identificere visse mineraler og organiske materialer. Fluorescerende prober giver forskere mulighed for at detektere specifikke komponenter i komplekse biomolekylære samlinger, såsom levende celler, med elegant følsomhed og selektivitet.

I lysstofrør, brugt til belysning, produceres ultraviolet lys med en bølgelængde på 254 nm sammen med blåt lys, som udsendes, når en elektrisk strøm passerer gennem kviksølvdamp. Denne ultraviolette stråling er usynlig, men indeholder mere energi end det synlige lys, der udsendes. Ultraviolet lysenergi absorberes af den fluorescerende belægning inde i lysstofrøret og udsendes som synligt lys. Lignende rør uden den samme fluorescerende belægning udsender ultraviolet lys, som kan bruges til at desinficere overflader, da de ioniserende virkninger af UV-stråling kan dræbe de fleste bakterier.

Udover solen er der talrige himmelske kilder til ultraviolet lys. I rummet skinner meget store unge stjerner det meste af deres lys ved ultraviolette bølgelængder, ifølge NASA. Fordi jordens atmosfære blokerer det meste ultraviolet lys, især ved kortere bølgelængder, foretages observationer ved hjælp af høj højde balloner og orbitale teleskoper udstyret med specialiserede billedsensorer og filtre til observation i UV-området af EM-spektret.

De fleste observationer er lavet ved hjælp af ladningskoblede enheder (CCD'er), detektorer designet til at være følsomme over for kortbølgefotoner, ifølge Robert Patterson, professor i astronomi ved University of Missouri. Disse observationer kan bestemme overfladetemperaturerne for de varmeste stjerner og afsløre tilstedeværelsen af ​​mellemliggende gasskyer mellem Jorden og kvasarer.

Behandling af kræft med ultraviolet lys

Mens eksponering for ultraviolet lys kan føre til hudkræft, kan nogle hudsygdomme behandles med ultraviolet lys. I en procedure kaldet psoralin ultraviolet lysbehandling (PUVA), tager patienter medicin eller anvender lotion for at gøre huden følsom over for lys. Ultraviolet lys skinner derefter på huden. PUVA bruges til behandling af lymfom, eksem, psoriasis og vitiligo.

Det kan virke kontraintuitivt at behandle hudkræft med det samme, der forårsagede det, men PUVA kan være gavnligt på grund af effekten af ​​ultraviolet lys på hudcelleproduktionen. Dette bremser væksten, hvilket spiller en vigtig rolle i udviklingen af ​​sygdommen.

Nøglen til livets oprindelse?

Nyere forskning tyder på, at ultraviolet lys kan have spillet en nøglerolle i oprindelsen af ​​liv på Jorden, især i oprindelsen af ​​RNA. I et papir fra 2017 i Astrophysics Journal bemærker undersøgelsens forfattere, at røde dværgstjerner ikke kan udsende nok ultraviolet lys til at starte de biologiske processer, der er nødvendige for at producere den ribonukleinsyre, der er nødvendig for alt liv på Jorden. Undersøgelsen tyder også på, at dette fund kunne hjælpe i søgen efter liv i andre dele af universet.

For at drage fordel af verden omkring dig og undgå dens farer, skal du i det mindste vide noget om denne verden. Derfor har selv primitive fastsiddende dyr, ubevægelige og identiske på alle sider, følsomme celler eller hele organer. De indsamler data om miljøet, og ud fra disse data tager dyrene de mest passende handlinger.

Organismer har lært at skelne lys fra mørke for længe siden. For mange dyr, inklusive mennesker, er syn den vigtigste kilde til information om verden omkring dem. Hvordan fungerer denne proces?

En første tilnærmelse af hvirveldyrs øjne og blæksprutter(et af de mest avancerede væsner i den "parallelle" gren af ​​evolution hos os) er designet som et kamera. Der er en linse (linse), der er en åbning, hvorigennem lyset kommer ind i linsen (pupillen). Endelig er der en fotografisk plade (eller matrix i moderne kameraer) - nethinden. Følsomme celler (fotoreceptorer) i dens sammensætning aktiveres, når lys af en bestemt bølgelængde falder. For hver retinal celletype, området optimale længder dine bølger.

Øjet er en meget kompleks struktur, og for fuldt udsyn er det nødvendigt, at alle dets elementer fungerer godt. Foto: Alexilus/shutterstock

Der er to store grupper fotoreceptorer - stænger og kegler. Pindene er nemme at aktivere og kræver ikke kraftig belysning. Men de giver også dårlig billedklarhed. Det er nemt at bekræfte dette, hvis du går ind i skoven om natten uden en lommelygte: du kan se noget, men kun i generelle vendinger. Det er også helt uklart, hvilken farve de omkringliggende genstande har. For at genkende farver og deres nuancer er der brug for kegler. Disse receptorer er sværere at aktivere og virker kun i godt lys.

Forskellige typer kegler er ansvarlige for at genkende forskellige farver ved at reagere på lys inden for et snævert område af bølgelængder. Derfor er det meningsløst at have en hvilken som helst type kegler: "stang tusmørke" vil simpelthen antage en eller anden nuance. Dette er upraktisk og farligt: ​​med et sådant syn vil det for eksempel være umuligt at skelne modne frugter fra umodne frugter, og umodne frugter kan være giftige. Så seende dyr har erhvervet sig mindst to typer kegler.

"Mennesker har tre typer kegler og en type stænger," forklarer Pavel Maksimov, kandidat for biologiske videnskaber, seniorforsker ved Laboratory of Sensory Information Processing ved Institute of Applied Physics ved det russiske videnskabsakademi. "Selvom vi kun havde én type kegle og stav, kunne vi måske skelne farver, men kun i svagt lys, hvor både stænger og kegler fungerer." Ud over selve receptorerne er der behov for passende signalbehandling. For eksempel hvis signaler fra receptorer forskellige typer bare fold den, ingen information om farven vil være tilbage. Det visuelle system skal være i stand til at sammenligne signaler fra forskellige receptorer for at bestemme, om signalet fra kegler med kort bølgelængde ("blå") er stærkere eller svagere end signalet fra kegler med lang bølgelængde ("røde")."

Stænger (venstre) og kegler er meget små: deres længde overstiger ikke 0,06 millimeter. Foto: Designua/shutterstock

Kegler og evolution

Hvis et dyr primært er afhængig af synet, vil det være godt for det at kunne skelne mellem mange forskellige nuancer, og det kræver mere end to typer kegler.

Hankøn og hunkøn

På trods af at emnet ligestilling er blevet meget moderigtigt, adskiller mænd og kvinder sig markant i deres opfattelse af farver. For eksempel er farvesynsforstyrrelser mere almindelige hos mænd. Og pointen her er ikke kun, at generne, mutationer, hvori forårsager tab af en eller anden type kegler, er placeret på X-kromosomet, som er det eneste i det stærkere køn.

Opfattelsen af ​​farver, ligesom lyde, afhænger af niveauet af testosteron i kroppen. De mest feminine mænd har mange gange flere receptorer for dette hormon end de stærkeste kvinder. Og især er der rigtig mange af dem på hjernens neuroner, især i den occipitale lap i cortex – hvor visuelle signaler kommer. Som følge heraf dannes der hos mænd flere forbindelser mellem neuroner i den visuelle cortex og visuelle områder af thalamus, hvorfra signaler kommer ind i occipitallapperne. Derudover er mænd af årsager, der ikke er helt klare, bedre til at spore hurtigt skiftende små detaljer, mens kvinder er gode til at skelne nuancer af lignende farver. Måske udviklede disse egenskaber sig hos mænd på grund af det faktum, at de i det gamle samfund var engageret i jagt, og kvinder samlede planter og svampe.

Jagt krævede gamle mænd for at kunne skelne hurtige detaljer. Foto: Dieter Hawlan/shutterstock

En undersøgelse fra 2001 viste, at blandt kvinder er individer med fire (i stedet for tre) typer pigmenter - de molekyler, der ligger til grund for keglernes arbejde - meget mere almindelige (stænger har også pigmenter, men de er forskellige). Dette er en af ​​grundene til, at en kvinde i gennemsnit kan nævne flere forskellige nuancer end en mand. Til sidst er mænds kegler let tunet til lys lange længder bølger end kvinders visuelle receptorer: tilsyneladende ser det stærkere køn, alt andet lige, verden mere rød.

Farveterapi

Denne gren af ​​alternativ medicin lærer, at forskellige sygdomme, selv kræft, kan behandles ved at lade patienten se på en bestemt farve afhængigt af, hvad der gør ondt. Men anbefalingerne for behandling i mange klinikker er forskellige, der er ingen generel standard. Og dette er det første signal om, at farveterapi er en uafprøvet metode. Selvfølgelig kan de farver, som en person ser regelmæssigt, påvirke hans følelser og opfattelse af verden. Men dette gælder for alle andre elementer i omgivelserne. Og at ændre dit humør er ikke en kur, selvom det i de fleste tilfælde er en nyttig ting.

Nogle psykologer bruger aktivt farveterapi i praksis, men denne tilgang har ikke et seriøst videnskabeligt grundlag. Foto: Olimpik/shutterstock

Selvom det visuelle system er et af de mest undersøgte sansesystemer, skal du vurdere, hvordan farveopfattelsen har ændret sig under evolutionen, og hvordan den adskiller sig blandt dyr forskellige typer og inden for arter er det ikke let. Vi skal også tage højde for antallet forskellige typer visuelle pigmenter, og strukturen af ​​nethinden og synsområder i hjernen, og køn, og endda modersmål - hvis vi taler om mennesker. Verbal beskrivelser Billeder af det samme motiv under samme belysning fra forskellige forfattere kan afvige mærkbart. Og hvis vi tester farvesyn uden at bruge ord (for eksempel at vælge en "særlig firkant" fra snesevis af identiske), viser det sig, at to personer kan skelne mellem to farver, men vi vil aldrig vide, hvad de præcist ser. Og selvfølgelig er de neurale signaler, der opstår i hjernen som reaktion på enhver farve, fuldstændig individuelle.

Svetlana Yastrebova

Jeg husker desinfektion med UV-lamper fra barndommen - i børnehaver, sanatorier og endda i sommerlejre var der noget skræmmende strukturer, der glødede med et smukt lilla lys i mørket, og hvorfra lærerne kørte os væk. Så hvad er ultraviolet stråling, og hvorfor har en person brug for det?

Måske er det første spørgsmål, der skal besvares, hvad ultraviolette stråler er, og hvordan de virker. Dette kaldes normalt elektromagnetisk stråling, som er i området mellem synlig og røntgenstråling. Ultraviolet er karakteriseret ved en bølgelængde fra 10 til 400 nanometer.
Det blev opdaget tilbage i det 19. århundrede, og det skete takket være opdagelsen infrarød stråling. Efter at have opdaget IR-spektret, i 1801, I.V. Ritter vendte sin opmærksomhed mod den modsatte ende af lysspektret under eksperimenter med sølvchlorid. Og så kom flere videnskabsmænd straks til den konklusion, at ultraviolet stråling er heterogen.

I dag er det opdelt i tre grupper:

• UVA-stråling - nær ultraviolet;
• UV-B - medium;
• UV-C - langt.

Denne opdeling skyldes i høj grad strålernes indvirkning på mennesker. Den naturlige og vigtigste kilde til ultraviolet stråling på Jorden er Solen. Faktisk er det fra denne stråling, vi bliver frelst solcremer. I dette tilfælde absorberes langt ultraviolet stråling fuldstændigt af jordens atmosfære, og UV-A når netop overfladen, hvilket forårsager en behagelig solbrun farve. Og i gennemsnit fremkalder 10% af UV-B de samme solskoldninger og kan også føre til dannelse af mutationer og hudsygdomme.

Kunstige ultraviolette kilder skabes og bruges i medicin, landbrug, kosmetologi og forskellige sanitære institutioner. Ultraviolet stråling kan genereres på flere måder: ved temperatur (glødelamper), ved bevægelse af gasser (gaslamper) eller metaldampe (kviksølvlamper). Desuden varierer effekten af ​​sådanne kilder fra flere watt, sædvanligvis små mobile emittere, til kilowatt. Sidstnævnte er monteret i store stationære installationer. Anvendelsesområderne for UV-stråler bestemmes af deres egenskaber: evnen til at accelerere kemiske og biologiske processer, den bakteriedræbende effekt og luminescensen af ​​visse stoffer.

Ultraviolet er meget brugt til at løse en lang række problemer. I kosmetologi bruges brugen af ​​kunstig UV-stråling primært til garvning. Solarier skaber ret mildt ultraviolet-A i henhold til de indførte standarder, og andelen af ​​UV-B i solarielamper er ikke mere end 5%. Moderne psykologer anbefaler solarier til behandling af "vinterdepression", som hovedsageligt er forårsaget af mangel på D-vitamin, da det dannes under påvirkning af UV-stråler. UV-lamper bruges også i manicure, da det er i dette spektrum, at særligt resistente gelpolish, shellac og lignende tørrer.

Ultraviolette lamper bruges til at skabe fotografier i usædvanlige situationer, for eksempel til at fange rumobjekter, der er usynlige gennem et almindeligt teleskop.

Ultraviolet lys er meget udbredt i ekspertaktiviteter. Med dens hjælp verificeres ægtheden af ​​malerier, da friskere maling og lakker ser mørkere ud i sådanne stråler, hvilket betyder, at arbejdets reelle alder kan fastslås. Retsmedicinere bruger også UV-stråler til at opdage spor af blod på genstande. Derudover bruges ultraviolet lys i vid udstrækning til udvikling af skjulte forseglinger, sikkerhedselementer og tråde, der bekræfter dokumenternes ægthed, såvel som i lysdesign af shows, tegn på etablissementer eller dekorationer.

I medicinske institutioner bruges ultraviolette lamper til at sterilisere kirurgiske instrumenter. Derudover er luftdesinfektion ved hjælp af UV-stråler stadig udbredt. Der er flere typer af sådant udstyr.

Dette er navnet på høj- og lavtrykskviksølvlamper samt xenonblitzlamper. Pæren på en sådan lampe er lavet af kvartsglas. Den største fordel ved bakteriedræbende lamper er deres lange levetid og umiddelbare evne til at arbejde. Cirka 60% af deres stråler er i det bakteriedræbende spektrum. Kviksølvlamper er ret farlige at betjene, hvis huset ved et uheld er beskadiget, er det nødvendigt med grundig rengøring og afstivning af rummet. Xenonlamper er mindre farlige, hvis de beskadiges, og har højere bakteriedræbende aktivitet. Baktedræbende lamper er også opdelt i ozon og ozonfri. Førstnævnte er karakteriseret ved tilstedeværelsen i deres spektrum af en bølge med en længde på 185 nanometer, som interagerer med ilt i luften og omdanner den til ozon. Høje koncentrationer af ozon er farlige for mennesker, og brugen af ​​sådanne lamper er strengt tidsbegrænset og anbefales kun i et ventileret område. Alt dette førte til skabelsen af ​​ozonfrie lamper, hvis pære var belagt med en speciel belægning, der ikke transmitterede en bølge på 185 nm til ydersiden.

Uanset typen har bakteriedræbende lamper fælles ulemper: de fungerer i komplekst og dyrt udstyr, emitterens gennemsnitlige levetid er 1,5 år, og selve lamperne skal efter udbrænding opbevares pakket i et separat rum og bortskaffes på særlig måde i overensstemmelse med gældende regler.

Består af en lampe, reflektorer og andre hjælpeelementer. Der er to typer af sådanne enheder - åbne og lukkede, afhængigt af om UV-stråler passerer ud eller ej. Åbne frigiver ultraviolet lys, forstærket af reflektorer, ind i rummet omkring dem og indfanger næsten hele rummet på én gang, hvis det er installeret på loftet eller væggen. Det er strengt forbudt at behandle et værelse med en sådan bestråler i nærværelse af mennesker.
Lukkede bestrålere fungerer efter princippet om en recirkulator, indeni hvilken en lampe er installeret, og en ventilator trækker luft ind i enheden og frigiver den allerede bestrålede luft udenfor. De placeres på væggene i en højde på mindst 2 m fra gulvet. De kan bruges i nærværelse af mennesker, men langtidseksponering anbefales ikke af producenten, da nogle af UV-strålerne kan besvime.
Ulemperne ved sådanne enheder omfatter immunitet over for skimmelsporer, såvel som alle vanskelighederne ved at genbruge lamper og strenge regler for brug afhængigt af typen af ​​emitter.

Baktericide installationer

En gruppe af bestrålere kombineret til en enhed, der bruges i et rum, kaldes en bakteriedræbende installation. De er normalt ret store og har et højt energiforbrug. Luftbehandling med bakteriedræbende installationer udføres strengt i fravær af personer i rummet og overvåges i henhold til idriftsættelsesattesten og registrerings- og kontrolloggen. Anvendes kun i medicinske og hygiejniske institutioner til desinficering af både luft og vand.

Ulemper ved desinfektion med ultraviolet luft

Ud over det, der allerede er nævnt, har brugen af ​​UV-strålere andre ulemper. Først og fremmest er ultraviolet stråling i sig selv farlig for den menneskelige krop, det kan ikke kun forårsage hudforbrændinger, men også påvirke arbejdet af det kardiovaskulære system, er farligt for nethinden. Derudover kan det forårsage forekomsten af ​​ozon, og med det de iboende egenskaber af denne gas ubehagelige symptomer: irritation af luftvejene, stimulering af åreforkalkning, forværring af allergi.

Effektiviteten af ​​UV-lamper er ret kontroversiel: inaktivering af patogener i luften ved tilladte doser af ultraviolet stråling forekommer kun, når disse skadedyr er statiske. Hvis mikroorganismer bevæger sig og interagerer med støv og luft, øges den nødvendige strålingsdosis med 4 gange, hvilket en konventionel UV-lampe ikke kan skabe. Derfor beregnes strålerens effektivitet separat under hensyntagen til alle parametre, og det er ekstremt vanskeligt at vælge dem, der er egnede til at påvirke alle typer mikroorganismer på én gang.

Indtrængen af ​​UV-stråler er relativt lavvandet, og selvom immobile vira er under et lag af støv, beskytter de øverste lag de nederste ved at reflektere ultraviolet stråling fra dem selv. Det betyder, at efter rengøring skal desinficeres igen.
UV-bestrålere kan ikke filtrere luften, de bekæmper kun mikroorganismer og holder alle mekaniske forurenende stoffer og allergener i deres oprindelige form.

Ledende forsker ved Laboratory of Sensory Information Processing Vadim Maksimov, hovedforfatter af undersøgelsen offentliggjort i det prestigefyldte britiske tidsskrift Proceedings of the Royal Society B, fortalte RIA Novosti om de farver, som fugle, fisk, mennesker og insekter ser verden i.

Farver der ikke eksisterer

Forskellige farver findes faktisk ikke - sådan noget er der ikke fysiske egenskaber. Røde, grønne, blå objekter reflekterer bare lyset med lidt forskellige længder bølger. Farver er allerede "set" af vores hjerne og modtager et signal fra visuelle receptorer "tunet" til en bestemt bølgelængde.

Evnen til at skelne farver afhænger af antallet af typer af sådanne receptorer i nethinden og deres "tuning". Receptorer ansvarlige for farvesyn, kaldes kegler, men der er også en "sort og hvid kanal" - stænger. De er meget mere følsomme, takket være dem kan vi navigere i tusmørket, når keglerne ikke længere virker. Men vi kan heller ikke skelne farver på nuværende tidspunkt.

Hvad ser folk...

Hvis du vælger de forkerte farver til dit hjem, vil du gerne sove i køkkenet, danse i soveværelset og spise og snakke i timevis på badeværelset. Instruktioner, der giver dig mulighed for at undgå disse fejl og harmonisk dekorere interiøret, er i RIA Novosti-infografikken.

De fleste pattedyr, inklusive hunde, har to typer kegler - kortbølgelængde (med maksimal følsomhed over for stråling med en bølgelængde på 420 nanometer) og langbølgelængde (550 nanometer). Men mennesker og alle primater i den gamle verden har tre typer kegler og "tredimensionelt" farvesyn. Menneskekegler er indstillet til 420, 530 og 560 nanometer – vi opfatter dem som blå, grønne og røde.

"Men 2% af mændene er også dikromater, de kaldes "farveblinde". Faktisk er de ikke farveblinde, de har simpelthen kun to typer kegler - en kortbølgelængde og en af ​​to lange bølgelængder. de ser farver, men værre - de skelner ikke mellem rød og grøn "Det er farveblinde mennesker," sagde Maksimov.

Unødvendigt farvesyn

Interessante fakta fra en hunds livDen 21. juni fejrer russiske hundeførere og deres sigtelser deres professionel ferie. Det er interessant, at brugen af ​​hunde som detektiver i Rusland begyndte tilbage i 1906, men domesticeringen af ​​denne type dyr begyndte for cirka 10 tusind år siden.

Forskere har studeret hundes syn siden slutningen af ​​det 19. århundrede. I 1908, Pavlovs elev Leon Orbeli, der studerede betingede reflekser hos hunde, næsten bevist fuldstændig fravær farvesyn hos hunde. Men i midten af ​​det 20. århundrede opdagede amerikanske videnskabsmænd, at hunde har to typer kegler i deres nethinder, "indstillet" til 429 og 555 nanometer, selvom i et lille antal - kun 20% af samlet antal fotoreceptorer.

"Hunde kan se farver på nogenlunde samme måde som farveblinde mennesker. Amerikanerne, der opdagede modtagere i nethinden, så, at en hund kunne læres at skelne farver. Men de konkluderede alligevel, at en hund i livet højst sandsynligt ikke bruger farve vision, da hunde har en betydelig del af livet er vågen i skumringen, når keglerne ikke virker,” sagde Maksimov.

Han og hans kolleger var dog i stand til at bevise i et eksperiment, at hunde faktisk ikke kun er teknisk i stand til at skelne farver, men også til at bruge denne færdighed i livet. I eksperimentet anbragte forskere mad i en forseglet, lugtuigennemsigtig kasse under papirark farvet lyseblå, mørkeblå, lysegul og mørkegul.

“Og så tog vi og skiftede farverne på disse ark. Og pludselig viste det sig, at hundene ikke går til lyst papir, som før, men til mørkt papir, men med samme farve var vigtigt for hende, men farve, det vil sige "De kan ikke kun skelne farver, men også bruge dette i praksis," siger videnskabsmanden.

4D vision

Hajer kan være farveblinde, siger videnskabsmændHajer kan være farveblinde, ligesom mange andre havpattedyr, selvom deres slægtninge, såsom rokker, har farvesyn, skriver en gruppe australske videnskabsmænd i en artikel offentliggjort i tidsskriftet Naturwissenschaften.

Rekordholdere for farvesyn er fisk, fugle og krybdyr. De fleste arter af disse dyr er tetrakromater, deres nethinder indeholder fire typer kegler, og tropiske mantis-krebs har 16 typer modtagere.

Især finker har kegler indstillet til ultraviolette (370 nanometer), blå (445 nanometer), grøn (508 nanometer) og røde (565 nanometer) farver. "Samtidig skelner fugle ikke godt mellem sort og hvid, men de afviser gråtoner, og de kan slet ikke læres, hvis stimuli ikke kun er forskellige i lysstyrke, men også i farve "at farve," sagde Maksimov.

Men fugle har adgang til en ultraviolet farve ukendt for mennesker. Maksimov talte om eksperimenter med træspurve, som blev lært at skelne mellem ark papir malet med kridt og zinkhvid i forskellige grå nuancer.

"Zinkhvid absorberer ultraviolet stråling, men kridt gør det ikke. For mennesker er det det samme hvid farve. Vi træner fuglene til at flyve over på lyse zinkplader, derefter gør vi "zink"-papiret mørkt og gør "kridt"-papiret lyst. Og vi ser, at fuglen fløj på et let stykke papir, og nu begynder den at flyve på et mørkt - netop fordi den ser den "ultraviolette" farve," bemærkede agenturets samtalepartner.

Der er ingen grænse

Strengt taget er der ingen klar grænse for synlighed for receptorerne, det er bare, at når de bevæger sig væk fra deres "egen" bølgelængde, bliver de mindre og mindre følsomme, og højere lysstyrke er nødvendig for at "vække" receptoren; siger videnskabsmand.

"Når de eksperimenterer med syn, når du bevæger dig væk fra det synlige område, falder følsomheden eksponentielt, men uanset hvor meget du bevæger dig ind i det infrarøde eller ultraviolette område, forbliver det ikke-nul," bemærkede Maksimov.

Ifølge ham kan en person under særlige forhold, i absolut mørke og efter en lang periode med tilpasning se "infrarødt lys" - stråling, der passerer gennem et specielt glas, der transmitterer bølgelængder større end 720 nanometer. De blå kegler i den menneskelige nethinde er "hardware", der er i stand til at se ultraviolet stråling - problemet er, at hornhinden og øjets linse ikke slipper den igennem.

"Det sker, at en persons linser bliver fjernet på grund af grå stær, i dette tilfælde kan personen se ultraviolet lys. Vi havde en medarbejder, der så forskellen mellem to hvide - bly og zink, hvidt absorberer ultraviolet lys, og blyhvidt reflekterer." sagde Maksimov.