Forskning ved bruk av ultrafiolette stråler er teknisk sett et ganske enkelt og tilgjengelig middel for vitenskapelig analyse av kunstverk. I praksisen med å studere maleri, kommer bruken deres ned til visuell observasjon eller fotografering av den synlige luminescensen de forårsaker, det vil si gløden til et stoff i mørket under påvirkning av filtrerte ultrafiolette stråler. Det er to typer slik glød: fluorescens - en glød som stopper i øyeblikket når virkningen av eksitasjonskilden slutter, og fosforescens - en glød som fortsetter i noen tid etter slutten av eksitasjonskilden. I studiet av malerier brukes bare fluorescens.

Under påvirkning av ultrafiolette stråler lyser stoffer av organisk og uorganisk opprinnelse, inkludert noen pigmenter, lakk og andre komponenter som utgjør et maleverk, i mørket. Dessuten er gløden til hvert stoff relativt individuell: den bestemmes av dens kjemisk oppbygning og er preget av en spesifikk farge og intensitet, som gjør det mulig å identifisere et bestemt stoff eller oppdage dets tilstedeværelse.

Konseptet med luminescens. Det ultrafiolette området av spekteret følger direkte den blå-fiolette delen av den synlige delen.

I denne regionen skilles tre soner - nær, ved siden av det synlige spekteret (400-315 nm), midtre (315-280 nm) og langt, enda kortere bølgelengde. Ultrafiolett stråling, som naturlig kommer fra sollys, kan som andre typer stråling absorberes av, reflekteres av eller passere gjennom materie.

For at luminescens skal oppstå, er absorpsjon av lys av et stoff nødvendig: lysenergien absorbert av atomer og molekyler returneres i form av lysstråling, som kalles fotoluminescens.

Partikler av et stoff som er i stand til luminescens, som har absorbert lysenergi, kommer inn i en spesiell opphisset tilstand, som varer en veldig kort periode (ca. 10-8 sekunder). Når de går tilbake til sin opprinnelige tilstand, avgir de eksiterte partiklene overflødig energi i form av lys - luminescens. I følge Stokes regel sender et selvlysende stoff som har absorbert lysenergi av en viss bølgelengde ut lys, vanligvis av lengre bølgelengde. Derfor, når eksitasjon produseres av usynlige nær-ultrafiolette stråler, faller luminescens i det synlige området av spekteret og kan ha hvilken som helst farge - fra fiolett til rødt.

Den spektrale sammensetningen av luminescensutslipp avhenger ikke av bølgelengden til det spennende lyset: fargen på luminescensen til et stoff bestemmes kun av stoffets sammensetning. Når det gjelder intensiteten til gløden, kan det avhenge av bølgelengden til den spennende strålingen. Dette forklares med at spennende lys med forskjellige bølgelengder absorberes ulikt av stoffet, og derfor forårsaker forskjellig nivå luminescens. Det er derfor når vi snakker om når man oppdager små mengder av et stoff, må man forholde seg til et sett med komponenter hvis sammensetning er ukjent, det er tilrådelig å bruke en eksitasjonskilde som sender ut ultrafiolette stråler i det bredest mulige bølgelengdeområdet; En annen betingelse er bruken av en kilde med den kraftigste strålingen som mulig. Siden gløden til et stoff oppstår på grunn av absorpsjonen av energien til det begeistrede lyset, da stor kvantitet energi absorbert per volumenhet av det selvlysende stoffet, jo mer intens vil gløden være. Som praksisen med luminescerende analyse viser, er de mest vanlige blant luminescerende stoffer de hvis luminescens er godt eksitert av nær ultrafiolette stråler med en bølgelengde større enn 300-320 nm

Kilder til ultrafiolette stråler og lysfiltre. For å eksitere fotoluminescens er det ønskelig å bruke lyskilder hvor den nyttige strålingen utgjør en stor andel. Gassutladningslamper oppfyller mest denne betingelsen, blant annet bred applikasjon mottatt kvikksølvlamper laget i form av et rør eller kule laget av spesielt glass eller kvarts.

Lamper brukes vanligvis som en kilde til langbølget ultrafiolett stråling. høytrykk, designet for å operere fra et vekselstrømnettverk. Lampene drives med koblingsanordninger og i fabrikklagde armaturer. Slike lamper er praktiske når det er nødvendig å begeistre luminescens på store overflater. Hoveddelen av energien til disse lampene er konsentrert i de synlige og nær ultrafiolette områdene.

Høytrykkslamper produserer et linjespektrum, det vil si at de sender ut i flere spektralområder uten stråling i hullene. Den første intense linjen i det ultrafiolette området er 366 nm-linjen, etterfulgt av en svakere linje ved 334 nm, en intens, men smal linje ved 313 nm, og en serie med svake linjer som strekker seg fra 303 til 248 nm.

Ultra-høytrykkslamper, der omtrent 45 % av energien er i det ultrafiolette området, i motsetning til de foregående, gir et kontinuerlig spektrum (bakgrunn), over hvilket individuelle maksima-topper stiger, omtrent som tilsvarer utslippslinjene til høy- trykklamper.

Kortbølget stråling kan også oppnås ved bruk av lamper lavtrykk, hvis glød oppstår på grunn av eksitasjonen av fosforet som dekker den indre overflaten av lampen. Slike lamper sender ut i området 315-390 nm (maksimal emisjon 350 nm). Fordelen med lampen er dens kompakthet, som gjør at den kan brukes i ulike typer bærbare installasjoner, opererer på likestrøm eller med en liten choke fra vekselstrømnettverket. Strålingsintensiteten til lampen er veldig lav, noe som bare tillater visuell observasjon med hjelpen.

I praksis av utenlandske museumslaboratorier er lamper med en effekt på 500 W, laget av "svart" glass, populære. Takket være standardbasen krever ikke disse lampene spesielle monteringsenheter. Lysrør har også blitt utbredt. Laget av det samme glasset overfører de bare den ultrafiolette delen av spekteret. Når de er installert på sidene av arbeidet som undersøkes, gir disse lampene mer jevn belysning av en stor overflate. Rørlamper har en annen viktig fordel: de fungerer uten forvarming, og de kan slås på umiddelbart etter at de er slått av, uten å ta en pause for å kjøle seg ned, noe som sparer betydelig tid på operatørarbeid.

Siden intensiteten av gløden forårsaket av ultrafiolette stråler er svært lav og bare kan oppdages i mørket, er det nødvendig å utelukke synlig lys anses som kilder til ultrafiolett stråling. Dette kan enkelt oppnås ved hjelp av spesielle lysfiltre laget av glass som inneholder nikkel, kobolt og noen andre elementer. Under studiet plasseres et lysfilter mellom lyskildene og studieobjektet. Det mest praktiske er standard UFS-filtre, designet for å fremheve visse soner i det ultrafiolette spekteret.

Det mest brukte glasset er UFS-3 (glass, eller Woods filter). Det beste filteret for 390-320 nm sonen, det overfører opptil 90 % av 366 nm stråling og absorberer hele det synlige området. Den innenlandske industrien produserer også UFS-6-filteret. Med en maksimal overføring i området 360 nm og fremhever den samme regionen på 390-320 nm, har den de beste optiske egenskapene og teknologiske egenskapene. UFS-4 glass skiller seg fra de betraktede filtrene i litt større absorpsjon i det angitte området, men er mer varmebestandig.

Siden den synlige luminescensen til noen av de mest interessante detaljene, for eksempel en signatur, i en rekke tilfeller er svært svak, kan selv en liten mengde synlig fiolett og rødt lys som overføres av UVC-glass ha en forstyrrende effekt. For å forbedre forholdene for observasjon og fotografisk opptak, brukes i disse tilfellene ekstra lysfiltre som overfører stråler godt, tilsvarende gløden til den aktuelle delen og absorberer fiolette og røde stråler, som kan reflekteres fra objektet, og tetter til luminescens. Det må huskes at slike filtre i seg selv ikke bør lyse opp. For å bekrefte dette er det nok å plassere det valgte glasset i området til en kilde til ultrafiolette stråler.

Studiet av å male med filtrerte ultrafiolette stråler bør begynne 5-10 minutter etter at lampen er slått på i et mørkt rom. Denne tiden er nødvendig for at lampen skal skifte til driftsmodus og for at øynene skal tilpasse seg mørket. Hvis lampen ikke slår seg på umiddelbart, gjør en eller flere gjentatte svinger. Etter at lampen er slått av kan den ikke slås på igjen med mindre den er avkjølt, noe som tar 10-15 minutter. Hvis du slår på en lampe som ikke er avkjølt, kan den skade den.

Det må huskes at ultrafiolette stråler er skadelige for øynene. Det er nok å se på en åpen lampe (eller lukket med et lysfilter) i noen sekunder for å få betennelse, som oppstår etter noen timer. Ultrafiolette stråler som reflekteres fra objektet som undersøkes er svakere, men også skadelige for øynene. Derfor, når du arbeider med ultrafiolette stråler, er det tilrådelig å bruke briller med enkle eller optiske briller, som betydelig reduserer mengden ultrafiolette stråler som kommer inn i øynene.

Ultrafiolette stråler øker ioniseringen av luft betydelig, samtidig som de øker frigjøringen av ozon og nitrogenoksider. Derfor må det i rommet der arbeid med ultrafiolette stråler utføres, sørge for økt luftutskifting gjennom til- og avtrekksventilasjon. Etter endt arbeid er det tilrådelig å aktivt ventilere arbeidsområdet.

Som spesielle studier og nesten et århundre med museumspraksis med denne strålingen har vist, er det ingen forringelse av bevaring av malerier eller endringer i farge.

Fotografisk opptak av pågående forskning. Når man analyserer data fra en selvlysende studie, kan man ikke bare stole på subjektive vurderinger: observasjoner må registreres og uttrykkes av noen objektive indikatorer. Bare i dette tilfellet kan vi sammenligne og kontrastere fakta notert under studiet av forskjellige verk. Et karakteristisk trekk Synlig luminescens er fargen. Imidlertid er den visuelle bestemmelsen av farge, som allerede nevnt, ekstremt subjektiv. Derfor vil det være tilrådelig å utføre spektrofotometri av individuelle områder av maleriet, noe som vil gjøre det mulig å entydig karakterisere fargen på gløden. På grunn av vanskeligheten med å ta spektrofotometriske egenskaper fra et stort antall heterogene områder spredt over stort område fungerer, mindre nøyaktig, men mer rimelig måte registrere luminescens - fotografere den.

Synlig luminescens registreres fotografisk med de samme kameraene og på de samme fotografiske materialene som brukes i vanlig svart-hvitt-reproduksjonsfotografering, siden luminescens er synlig stråling. Følgende forhold må imidlertid overholdes når du tar bilder. På grunn av svakheten i gløden må skyting gjøres i et mørkt rom, og kilden til ultrafiolett stråling må skjermes med et av de ovennevnte lysfiltrene som absorberer hele den synlige delen av spekteret. Siden ikke alle ultrafiolette stråler som faller på overflaten av maleriet blir absorbert av det, kan noen av dem reflekteres og komme inn i kameralinsen og, på grunn av deres mye større aktivitet enn selvlysende lys, negativt påvirke kvaliteten på det negative. For å forhindre at dette skjer, er det plassert et filter foran linsen som blokkerer ultrafiolette stråler, men lar fluorescerende lys slippe gjennom uten hindring.

For normal fotografering, uten spesiell fremheving av luminescens av en bestemt farge, anbefales det å bruke ZhS-4-filtre med en tykkelse på 1,5-2 mm i kombinasjon med et ZhS-11- eller ZhS-12-filter med en tykkelse på 2-3 mm. Siden ZhS-11-glass lyser opp, må det plasseres etter ZhS-4-glass (det vil si nærmere linsen). Riktig valg blokkerende filtre har veldig veldig viktig for å identifisere subtile fargeforskjeller i luminescens. I dette tilfellet bør du veiledes av de samme reglene som ved vanlig fotografering. Som i alle andre tilfeller, når du arbeider med lysfiltre, er det tilrådelig å bruke en katalog med farget glass, guidet av grafer som karakteriserer egenskapene deres.

Fokusering og beskjæring av bildet ved fotografering av luminescens utføres på frostet glass under naturlige eller kunstige lysforhold. Når alt er klargjort for opptak, er alt synlig lys utelukket, og hvis de ultrafiolette lyskildene fungerer, blir bildet tatt.

Negativet er utviklet i en standardutvikler. Når du lager fotografiske utskrifter, må du sørge for at de korrekt formidler glødens natur (fig. 61).

61. B. Passaroti (?). Madonna og barn med døperen Johannes. Andre etasje. XVI århundre Et mykt trykt bilde av synlig luminescens formidler korrekt glødens natur; et mer kontrasterende trykk gjør ødeleggelsens og toningens natur tydeligere

Hvis hele verket eller det store fragmentet er fotografert, må det belyses av to lyskilder plassert i kort avstand fra det (ca. 1 m) på begge sider av kameraet. Med ensidig belysning vil effekten av ultrafiolette stråler være for ujevn og vil forvrenge glødens natur. I tillegg skal lysene monteres på en slik måte at hele lysstrømmen rettes mot objektet som fotograferes og ikke faller ned i linsen.

Eksponering under opptak avhenger av intensiteten til luminescens, følsomheten til filmene, kraften til kildene til ultrafiolette stråler, deres avstand fra motivet og filtrene på linsen. Vanligvis når du fotograferer et mellomstort stykke (1x0,7 m) med to 1000 W kvikksølvlamper plassert i en avstand på 1-1,2 m fra nærkanten av bildet, og et UFS-6-filter, på film med en følsomhet på 65 enheter. GOST, et lysfilter på et ZhS-4-objektiv og blenderåpning 22, eksponeringen er 20-25 minutter.

Det skal imidlertid bemerkes at det ikke alltid er tilrådelig å fotografere det generelle synet på verket. Som ved vanlige lysforhold, når du fotograferer luminescens, er makrofotografier eller fotografier av individuelle detaljer mye mer effektive og rikere på informasjon.

Fargefotografering av luminescens er av stor dokumentarisk verdi. For ikke å nevne det hele fargevalg svart-hvitt-fotografering reduserer luminescensen til en akromatisk lysstyrkeskala. Noen områder som gir tilstrekkelig kontrast under visuell observasjon av luminescens på grunn av forskjellen i farge, kan vise seg å være praktisk talt vanskelig å skille fra hverandre i en sort-hvitt-og-hvitt-fotografering. -hvitt fotografi. Lyskildene for spennende synlig luminescens, deres plassering i forhold til bildet og de uveolære filtrene forblir de samme som for svart/hvitt-fotografering. Foran kameralinsen er det mer tilrådelig å plassere, for ikke å forstyrre fargegjengivelsen, fargeløst glass BS-10 i kombinasjon med ZhS-3 glass eller bare ZhS-3 glass. Eksponeringstiden ved opptak velges eksperimentelt. Som med andre typer fotografering, er fargemakrofotografering av detaljer av stor betydning. I slike fotografier oppfattes fargenyansene til luminescens mye mer fullstendig.

Forskning på reflekterte ultrafiolette stråler. Ikke alt sendes ut av en kilde ultrafiolett stråling absorberes av overflaten som studeres og omdannes til en synlig glød. Noe av det reflekteres fra objektet og kan tas opp fotografisk. Å fotografere et maleri i reflekterte ultrafiolette stråler er en uavhengig art hennes forskning, som i stor grad utfyller forskning i lys av synlig luminescens (fig. 62).

62. Fotografi av et fragment av maleriet til erkeengelen Michaels mirakelkirke i Kreml i Moskva i lys av synlig luminescens, som viser mange ødeleggelser av maleriet, og i reflekterte ultrafiolette stråler, som demonstrerer teknikken for å skape rom ( se fig. 14)

Til dette formål brukes den samme filmen som for registrering av synlig luminescens. Prosessen med fotografering skiller seg fra å fotografere synlig luminescens bare ved at et filter er plassert foran kameralinsen, som absorberer alt synlig lys og sender kun ultrafiolette stråler. Det er bedre å ikke skjerme lyskilden med et lysfilter, siden dette uunngåelig svekker ultrafiolett stråling.

Fokusering utføres under normal belysning. Hvis fotografering i ultrafiolette stråler utføres etter fotografering av synlig luminescens, kreves det ingen ytterligere manipulasjoner annet enn å bytte ut filteret foran linsen og fjerne filteret fra lyskilden. Siden ultrafiolette stråler er svært aktive, er eksponeringen mye kortere sammenlignet med fotografering i synlig luminescenslys og varierer fra 15 sekunder til 1 minutt under opptaksforholdene beskrevet ovenfor.

Forskjellen i brytningen av synlig lys og ultrafiolette stråler påvirker ikke skarpheten i bildet, selv under makrofotografering. Med en tilstrekkelig blenderåpning på objektivet (opptil 22) kjennetegnes fotografier av en høy grad av skarphet i de avbildede detaljene. Bruken av konvensjonelle fotografiske linser gjør at slike studier bare kan utføres i sonen med nær ultrafiolette stråler. Derfor, når du fotograferer, er det mest tilrådelig å bruke de lyskildene og filtrene hvis maksimale utslipp og transmisjon ligger i denne delen av spekteret. Kortere bølgelengde ultrafiolette stråler som reflekteres fra maleriet kan ikke registreres fotografisk, siden de blir fullstendig absorbert av glasslinsene til den fotografiske linsen. For å jobbe i kortbølgelengdesonen kreves det spesielle linser laget av kvarts, men slike linser er ganske dyre og vanskelige å få tak i for det gjennomsnittlige laboratoriet.

For å være trygg på renheten til forskning utført ved hjelp av ultrafiolette stråler, er det tilrådelig å utføre alle typer fotografisk opptak ved hjelp av spesielle indikatorer, som er en liten aluminiumsplate med en fosfor påført den, festet på overflaten av fotografert objekt på et upassende sted. I tillegg til lysfølsomme emulsjoner kan elektronoptiske omformere med antimon- eller oksygen-cesium-katoder tjene som mottaker for reflekterte ultrafiolette stråler. Slike omformere har betydelig følsomhet i området 340-360 nm. Når du arbeider med disse enhetene, er et av UFS-seriens filtre plassert foran linsen, og siden fotokatoden til omformeren er svært følsom for det infrarøde området av spekteret, er det tilrådelig å i tillegg plassere et SS-8-filter i foran linsen, som absorberer en del av denne strålingen. Lyskilden som brukes er den samme som ved fotografering i reflekterte ultrafiolette stråler.

Nyheter

Hva er ultrafiolett lys: UV-stråling

17.09.2017

1343

Ultrafiolett lys

Ultrafiolett lys er en type elektromagnetisk stråling som får plakater med svart lys til å lyse og er ansvarlig for sommerbruning og solbrenthet. Men for mye eksponering for UV-stråling skader levende vev.

Elektromagnetisk stråling kommer fra solen og overføres i bølger eller partikler med forskjellige bølgelengder og frekvenser. Dette brede spekteret av bølgelengder er kjent som det elektromagnetiske (EM) spekteret. Spekteret er vanligvis delt inn i syv regioner i rekkefølge av avtagende bølgelengde og økende energi og frekvens. Generell notasjon er radiobølger, mikrobølger, infrarød (IR), synlig, ultrafiolett (UV), røntgenstråler og gammastråler.

Ultrafiolett (UV) lys faller i området av EM-spekteret mellom synlig lys og røntgenstråler. Den har frekvenser på omtrent 8 × 1014 til 3 × 1016 sykluser per sekund eller hertz (Hz) og bølgelengder på omtrent 380 nanometer (1,5 × 10-5 tommer) til omtrent 10 nm (4 × 10-7 tommer). I følge "Ultraviolet Radiation" av U.S. Navy, UV er vanligvis delt inn i tre underområder:

• UVA eller nær UV (315–400 nm)
• UVB eller middels UV (280–315 nm)
• UVC, eller fjern UV (180-280 nm)

Ultrafiolett lys har nok energi til å bryte kjemiske bindinger. På grunn av deres høyere energier kan UV-fotoner forårsake ionisering, en prosess der elektroner fjernes fra atomer. Den resulterende ledigheten påvirker Kjemiske egenskaper atomer og får dem til å danne eller ødelegge kjemiske bindinger, som de ellers ikke ville hatt. Dette kan være nyttig for kjemisk behandling, eller det kan skade materialer og levende vev. Denne skaden kan være nyttig, for eksempel på desinfiserende overflater, men den kan også være skadelig, spesielt for hud og øyne, som er mest ugunstig påvirket av ultrafiolett stråling.

Det meste av naturlig lys og ultrafiolette stråler kommer fra solen. Imidlertid bare rundt 10 prosent sollys er ultrafiolett stråling, og bare rundt en tredjedel av den trenger gjennom atmosfæren når den når bakken. Av sollyset når 95 % ekvator, og 5 % er ultrafiolett. Ingen målbar UVC fra solstråling når jordens overflate fordi ozon, molekylært oksygen og vanndamp i den øvre atmosfæren fullstendig absorberer de korteste UV-bølgelengdene. Imidlertid ultrafiolett stråling bred rekkevidde handling er den sterkeste og mest ødeleggende for levende vesener," ifølge den 13. NTP-karsinogenrapporten."

Soling er en reaksjon på eksponering for skadelige stråler. Faktisk er soling på grunn av naturlig forsvarsmekanisme organisme, som består av et pigment kalt melanin, som produseres av celler i huden kalt melanocytter. Melanin absorberer ultrafiolett lys og sprer det som varme. Når kroppen registrerer solskader, sender den melanin til omkringliggende celler og prøver å beskytte dem mot ytterligere skade. Pigmentet gjør at huden blir mørkere.

"Melanin er en naturlig solkrem," sa en assisterende professor i dermatologi ved Tufts University School of Medicine i et intervju fra 2013. Imidlertid kan konstant eksponering for ultrafiolett lys undertrykke kroppens forsvar. Når dette skjer, oppstår en giftig reaksjon som fører til solbrenthet. Ultrafiolett lys kan skade DNA i kroppens celler. Kroppen føler denne ødeleggelsen og oversvømmer området med blod for å hjelpe til med helbredelsesprosessen. Smertefull betennelse forekommer også. Vanligvis i løpet av ettermiddagen, på grunn av overeksponering fra solen, begynner det karakteristiske rødhummerutseendet til en solbrenthet å bli kjent og følt.

Noen ganger celler med DNA mutert solstråler, blir til problemceller som ikke dør, men fortsetter å spre seg som kreft. "Ultrafiolett lys forårsaker tilfeldig skade under DNA-reparasjonsprosessen, slik at celler får muligheten til å unngå død," sa Zhuang.

Resultatet er hudkreft, den vanligste kreftformen. Personer som blir solbrent har betydelig høyere risiko. Risikoen for en dødelig form for hudkreft kalt melanom dobles for de som har fem eller flere solforbrenninger, ifølge Skin Cancer Foundation.

En rekke kunstige kilder er utviklet for å produsere ultrafiolett lys. I følge Society for Health Physics, "Kunstige kilder inkluderer solingkabiner, svarte lys, vulkaniseringslamper, bakteriedrepende lamper, kvikksølvlamper, halogenlamper, høyintensive utladningslamper, fluorescerende og glødelamper og noen typer lasere."

En av de vanligste måtene å produsere ultrafiolett lys på er gjennom overføring. elektrisk strøm gjennom fordampet kvikksølv eller annen gass. Denne typen lamper brukes ofte i solarier og til desinfisering av overflater. Lamper brukes også i sorte lamper, som forårsaker fluorescerende maling og fargestoffer. Lysemitterende dioder (LED), lasere og lysbuelamper er også tilgjengelige som ultrafiolette kilder i en rekke bølgelengder for industrielle, medisinske og forskningsapplikasjoner.

Mange stoffer, inkludert mineraler, planter, sopp og mikrober, samt organiske og uorganiske kjemikalier, kan absorbere ultrafiolett lys. Absorpsjon får elektronene i materialet til å hoppe mer høy level energi. Disse elektronene kan deretter gå tilbake til et lavere energinivå i en serie med mindre trinn, og sende ut noe av deres absorberte energi som synlig lys - fluorescens. Materialer som brukes som pigmenter i maling eller fargestoff som viser slik fluorescens, blir lysere under sollys fordi de absorberer usynlig ultrafiolett lys og sender det ut på nytt ved synlige bølgelengder. Av denne grunn brukes de ofte til skilt, redningsvester og andre bruksområder hvor høy synlighet er viktig.

Fluorescens kan også brukes til å oppdage og identifisere visse mineraler og organiske materialer. Fluorescerende prober lar forskere oppdage spesifikke komponenter i komplekse biomolekylære sammenstillinger, for eksempel levende celler, med elegant følsomhet og selektivitet.

I fluorescerende lamper, brukt til belysning, produseres ultrafiolett lys med en bølgelengde på 254 nm sammen med blått lys, som sendes ut når en elektrisk strøm går gjennom kvikksølvdamp. Denne ultrafiolette strålingen er usynlig, men inneholder mer energi enn det synlige lyset som sendes ut. Ultrafiolett lysenergi absorberes av det fluorescerende belegget inne i lysstoffrøret og sendes ut som synlig lys. Lignende rør uten samme fluorescerende belegg avgir ultrafiolett lys, som kan brukes til å desinfisere overflater siden de ioniserende effektene av UV-stråling kan drepe de fleste bakterier.

Foruten solen, er det mange himmelske kilder til ultrafiolett lys. I verdensrommet skinner veldig store unge stjerner mesteparten av lyset sitt ved ultrafiolette bølgelengder, ifølge NASA. Fordi jordens atmosfære blokkerer det meste av ultrafiolett lys, spesielt ved kortere bølgelengder, gjøres observasjoner ved bruk av høye høyder ballonger og baneteleskoper utstyrt med spesialiserte bildesensorer og filtre for observasjon i UV-området av EM-spekteret.

De fleste observasjoner er gjort ved hjelp av ladningskoblede enheter (CCD), detektorer designet for å være følsomme for kortbølgefotoner, ifølge Robert Patterson, professor i astronomi ved University of Missouri. Disse observasjonene kan bestemme overflatetemperaturene til de varmeste stjernene og avsløre tilstedeværelsen av mellomliggende gassskyer mellom Jorden og kvasarer.

Behandling av kreft med ultrafiolett lys

Mens eksponering for ultrafiolett lys kan føre til hudkreft, kan enkelte hudsykdommer behandles med ultrafiolett lys. I en prosedyre kalt psoralin ultrafiolett lysbehandling (PUVA), tar pasienter medisiner eller påfører lotion for å gjøre huden følsom for lys. Ultrafiolett lys skinner deretter på huden. PUVA brukes til å behandle lymfom, eksem, psoriasis og vitiligo.

Det kan virke motintuitivt å behandle hudkreft med det samme som forårsaket det, men PUVA kan være gunstig på grunn av effekten av ultrafiolett lys på hudcelleproduksjonen. Dette bremser veksten, noe som spiller en viktig rolle i utviklingen av sykdommen.

Nøkkelen til livets opprinnelse?

Nyere forskning tyder på at ultrafiolett lys kan ha spilt en nøkkelrolle i opprinnelsen til liv på jorden, spesielt i opprinnelsen til RNA. I en artikkel fra 2017 i Astrophysics Journal, bemerker studiens forfattere at røde dvergstjerner ikke kan sende ut nok ultrafiolett lys til å sette i gang de biologiske prosessene som trengs for å produsere ribonukleinsyren som trengs for alt liv på jorden. Studien antyder også at dette funnet kan hjelpe i søket etter liv i andre deler av universet.

For å dra nytte av verden rundt deg og unngå farene dens, må du i det minste vite noe om denne verden. Derfor har selv primitive fastsittende dyr, ubevegelige og identiske på alle sider, følsomme celler eller hele organer. De samler inn data om miljøet, og basert på disse dataene tar dyrene de mest hensiktsmessige tiltakene.

Organismer har lært å skille lys fra mørke for lenge siden. For mange dyr, inkludert mennesker, er syn hovedkilden til informasjon om verden rundt dem. Hvordan fungerer denne prosessen?

En første tilnærming av øynene til virveldyr og blekksprut(en av de mest avanserte skapningene i den "parallelle" evolusjonsgrenen hos oss) er designet som et kamera. Det er en linse (linse), det er en åpning gjennom hvilken lys kommer inn i linsen (pupillen). Til slutt er det en fotografisk plate (eller matrise i moderne kameraer) - netthinnen. Sensitive celler (fotoreseptorer) i sammensetningen aktiveres når lys av en viss bølgelengde faller. For hver netthinnecelletype, området optimale lengder bølgene dine.

Øyet er en veldig kompleks struktur, og for fullt syn er det nødvendig at alle elementene fungerer godt. Foto: Alexilus/shutterstock

Det er to store grupper fotoreseptorer - stenger og kjegler. Pinnene er enkle å aktivere og krever ikke sterk belysning. Men de gir også dårlig bildeklarhet. Det er lett å bekrefte dette hvis du går inn i skogen om natten uten lommelykt: du kan se noe, men bare i generelle termer. Det er også helt uklart hvilken farge de omkringliggende gjenstandene har. For å gjenkjenne farger og deres nyanser, trengs kjegler. Disse reseptorene er vanskeligere å aktivere og fungerer kun i godt lys.

Ulike typer kjegler er ansvarlige for å gjenkjenne forskjellige farger ved å reagere på lys innenfor et smalt bølgelengdeområde. Derfor er det meningsløst å ha en type kjegler: "stangskumring" vil ganske enkelt ta på seg en eller annen nyanse. Dette er upraktisk og farlig: med et slikt syn, for eksempel, vil det være umulig å skille modne frukter fra umodne frukter, og umodne frukter kan være giftige. Så seende dyr har skaffet seg minst to typer kjegler.

"Mennesker har tre typer kjegler og en type stenger," forklarer Pavel Maksimov, kandidat for biologiske vitenskaper, seniorforsker ved Laboratory of Sensory Information Processing ved Institute of Applied Physics ved det russiske vitenskapsakademiet. "Selv om vi bare hadde en type kjegle og stav, kan vi kanskje skille farger, men bare i svakt lys, der både stenger og kjegler fungerer." I tillegg til selve reseptorene er det nødvendig med passende signalbehandling. For eksempel hvis signaler fra reseptorer forskjellige typer bare brett den, ingen informasjon om fargen vil forbli. Det visuelle systemet må være i stand til å sammenligne signaler fra forskjellige reseptorer for å avgjøre om signalet fra kortbølgelengde ("blå") kjegler er sterkere eller svakere enn det fra langbølgelengde ("røde") kjegler."

Stenger (til venstre) og kjegler er veldig små: lengden deres overstiger ikke 0,06 millimeter. Foto: Designua/shutterstock

Kjegler og evolusjon

Hvis et dyr først og fremst er avhengig av syn, vil det være bra for det å kunne skille mellom mange forskjellige nyanser, og dette krever mer enn to typer kjegler.

Mann og kvinne

Til tross for at temaet likestilling har blitt veldig fasjonabelt, skiller menn og kvinner seg markant i deres oppfatning av farger. For eksempel er fargesynsforstyrrelser mer vanlig hos menn. Og poenget her er ikke bare at genene, mutasjoner som forårsaker tap av en eller annen type kjegler, er lokalisert på X-kromosomet, som er det eneste i det sterkere kjønn.

Oppfatningen av farger, som lyder, avhenger av nivået av testosteron i kroppen. De mest feminine mennene har mange ganger flere reseptorer for dette hormonet enn de sterkeste kvinnene. Og spesielt er det mange av dem på nevronene i hjernen, spesielt i den oksipitale lappen i cortex - hvor visuelle signaler kommer. Som et resultat, hos menn, dannes flere forbindelser mellom nevroner i den visuelle cortex og visuelle områder av thalamus, hvorfra signaler kommer inn i occipitallappene. I tillegg, av grunner som ikke er helt klare, er menn flinkere til å spore raskt skiftende små detaljer, mens kvinner er flinke til å skille nyanser av lignende farger. Kanskje disse egenskapene utviklet seg hos menn på grunn av det faktum at de i det gamle samfunnet var engasjert i jakt, og kvinner samlet planter og sopp.

Jakt krevde eldgamle menn for å kunne skjelne hurtiggående detaljer. Foto: Dieter Hawlan/shutterstock

En studie fra 2001 viste at blant kvinner er individer med fire (i stedet for tre) typer pigmenter - molekylene som ligger til grunn for kjeglers arbeid - mye mer vanlige (staver har også pigmenter, men de er forskjellige). Dette er en av grunnene til at en kvinne i gjennomsnitt kan nevne flere forskjellige nyanser enn en mann. Til slutt er menns kjegler litt innstilt til lys lange lengder bølger enn de visuelle reseptorene til kvinner: tilsynelatende ser det sterkere kjønn, alt annet likt, verden mer rød.

Fargeterapi

Denne grenen av alternativ medisin lærer at ulike sykdommer, til og med kreft, kan behandles ved å la pasienten se på en bestemt farge avhengig av hva som gjør vondt. Men anbefalingene for behandling i mange klinikker er forskjellige, det er ingen generell standard. Og dette er det første signalet om at fargeterapi er en uprøvd metode. Selvfølgelig kan fargene som en person ser regelmessig påvirke hans følelser og oppfatning av verden. Men dette er sant for alle andre elementer i innstillingen. Og å endre humøret er ikke en kur, selv om det i de fleste tilfeller er en nyttig ting.

Noen psykologer bruker aktivt fargeterapi i praksis, men denne tilnærmingen har ikke et seriøst vitenskapelig grunnlag. Foto: Olimpik/shutterstock

Selv om det visuelle systemet er et av de mest studerte sansesystemene, bør du vurdere hvordan fargeoppfatningen har endret seg under evolusjonen og hvordan den er forskjellig mellom dyr forskjellige typer og innenfor arter er det ikke lett. Vi må også ta hensyn til antallet forskjellige typer visuelle pigmenter, og strukturen av netthinnen og visuelle områder av hjernen, og kjønn, og til og med morsmål - hvis vi snakker om mennesker. Verbale beskrivelser Bilder av samme motiv under samme belysning fra forskjellige forfattere kan variere merkbart. Og hvis vi tester fargesyn uten å bruke ord (for eksempel å velge en "spesiell firkant" fra dusinvis av identiske), viser det seg at to personer kan skille mellom to farger, men vi vil aldri vite nøyaktig hva de ser. Og selvfølgelig er de nevrale signalene som oppstår i hjernen som svar på en hvilken som helst farge helt individuelle.

Svetlana Yastrebova

Jeg husker desinfeksjon med UV-lamper fra barndommen – i barnehager, sanatorier og til og med i sommerleirer var det noe skremmende strukturer som glødet med et vakkert lilla lys i mørket og som lærere kjørte oss bort fra. Så hva er egentlig ultrafiolett stråling og hvorfor trenger en person det?

Kanskje det første spørsmålet som må besvares er hva ultrafiolette stråler er og hvordan de fungerer. Dette kalles vanligvis elektromagnetisk stråling, som er i området mellom synlig og røntgenstråling. Ultrafiolett er preget av en bølgelengde fra 10 til 400 nanometer.
Den ble oppdaget tilbake på 1800-tallet, og dette skjedde takket være funnet infrarød stråling. Etter å ha oppdaget IR-spekteret, i 1801, ble I.V. Ritter vendte oppmerksomheten mot den motsatte enden av lysspekteret under eksperimenter med sølvklorid. Og så kom flere forskere umiddelbart til konklusjonen om heterogeniteten til ultrafiolett stråling.

I dag er det delt inn i tre grupper:

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

Denne inndelingen skyldes i stor grad påvirkningen av stråler på mennesker. Den naturlige og viktigste kilden til ultrafiolett stråling på jorden er solen. Faktisk er det denne strålingen vi sparer oss fra. solkremer. Samtidig absorberes langt ultrafiolett stråling fullstendig av jordens atmosfære, og UVA når akkurat overflaten, og forårsaker en behagelig brunfarge. Og i gjennomsnitt provoserer 10 % av UV-B de samme solforbrenningene, og kan også føre til dannelse av mutasjoner og hudsykdommer.

Kunstige ultrafiolette kilder skapes og brukes i medisin, jordbruk, kosmetikk og ulike sanitærinstitusjoner. Ultrafiolett stråling kan genereres på flere måter: ved temperatur (glødelamper), ved bevegelse av gasser (gasslamper) eller metalldamper (kvikksølvlamper). Dessuten varierer kraften til slike kilder fra flere watt, vanligvis små mobile sendere, til kilowatt. Sistnevnte er montert i store stasjonære installasjoner. Bruksområdene for UV-stråler bestemmes av deres egenskaper: evnen til å akselerere kjemiske og biologiske prosesser, den bakteriedrepende effekten og luminescensen til visse stoffer.

Ultrafiolett er mye brukt for å løse en rekke problemer. I kosmetologi brukes bruken av kunstig UV-stråling først og fremst til soling. Solarium skaper ganske mild ultrafiolett-A i henhold til de introduserte standardene, og andelen UV-B i solingslamper er ikke mer enn 5%. Moderne psykologer anbefaler solarium for behandling av "vinterdepresjon", som hovedsakelig er forårsaket av mangel på vitamin D, da det dannes under påvirkning av UV-stråler. UV-lamper brukes også i manikyr, siden det er i dette spekteret at spesielt motstandsdyktige gelpolish, skjellakk og lignende tørker.

Ultrafiolette lamper brukes til å lage fotografier i uvanlige situasjoner, for eksempel for å fange romobjekter som er usynlige gjennom et vanlig teleskop.

Ultrafiolett lys er mye brukt i ekspertaktiviteter. Med dens hjelp bekreftes ektheten av malerier, siden ferskere maling og lakk ser mørkere ut i slike stråler, noe som betyr at den virkelige alderen på arbeidet kan fastslås. Rettsmedisinere bruker også UV-stråler for å oppdage spor av blod på gjenstander. I tillegg er ultrafiolett lys mye brukt for utvikling av skjulte tetninger, sikkerhetselementer og tråder som bekrefter ektheten av dokumenter, samt i lysdesign av show, tegn på etablissementer eller dekorasjoner.

I medisinske institusjoner brukes ultrafiolette lamper til å sterilisere kirurgiske instrumenter. I tillegg er luftdesinfeksjon med UV-stråler fortsatt utbredt. Det finnes flere typer slikt utstyr.

Dette er navnet på høy- og lavtrykkskvikksølvlamper, samt xenonblitslamper. Pæren til en slik lampe er laget av kvartsglass. Den største fordelen med bakteriedrepende lamper er deres lange levetid og umiddelbare evne til å fungere. Omtrent 60 % av strålene deres er i det bakteriedrepende spekteret. Kvikksølvlamper er ganske farlige å betjene hvis huset er skadet ved et uhell, er det nødvendig med grundig rengjøring og avmerking av rommet. Xenonlamper er mindre farlige hvis de blir skadet og har høyere bakteriedrepende aktivitet. Baktedrepende lamper er også delt inn i ozon og ozonfrie. De førstnevnte er preget av tilstedeværelsen i deres spektrum av en bølge med en lengde på 185 nanometer, som interagerer med oksygen i luften og omdanner den til ozon. Høye konsentrasjoner av ozon er farlige for mennesker, og bruken av slike lamper er strengt begrenset i tid og anbefales kun i et ventilert område. Alt dette førte til opprettelsen av ozonfrie lamper, hvis pære var belagt med et spesielt belegg som ikke sendte en bølge på 185 nm til utsiden.

Uavhengig av type har bakteriedrepende lamper vanlige ulemper: de fungerer i komplekst og dyrt utstyr, den gjennomsnittlige levetiden til emitteren er 1,5 år, og selve lampene, etter utbrenning, må lagres pakket i et eget rom og kastes. på en spesiell måte i henhold til gjeldende regelverk.

Består av en lampe, reflektorer og andre hjelpeelementer. Det finnes to typer slike enheter - åpne og lukkede, avhengig av om UV-stråler går ut eller ikke. Åpne frigjør ultrafiolett lys, forsterket av reflektorer, inn i rommet rundt dem, og fanger nesten hele rommet på en gang hvis de er installert i taket eller veggen. Det er strengt forbudt å behandle et rom med en slik irradiator i nærvær av mennesker.
Lukkede irradiatorer fungerer etter prinsippet om en resirkulator, inne i hvilken en lampe er installert, og en vifte trekker luft inn i enheten og frigjør den allerede bestrålte luften utenfor. De plasseres på veggene i en høyde på minst 2 m fra gulvet. De kan brukes i nærvær av mennesker, men langvarig eksponering anbefales ikke av produsenten, siden noen av UV-strålene kan besvime.
Ulempene med slike enheter inkluderer immunitet mot muggsporer, samt alle vanskelighetene med å resirkulere lamper og strenge regler for bruk avhengig av type emitter.

Baktericide installasjoner

En gruppe bestrålere kombinert til en enhet som brukes i ett rom kalles en bakteriedrepende installasjon. De er vanligvis ganske store og har høyt energiforbruk. Luftbehandling med bakteriedrepende installasjoner utføres strengt i fravær av personer i rommet og overvåkes i henhold til idriftsettelsessertifikatet og registrerings- og kontrollloggen. Brukes kun i medisinske og hygieniske institusjoner for å desinfisere både luft og vann.

Ulemper med ultrafiolett luftdesinfeksjon

I tillegg til det som allerede er oppført, har bruk av UV-strålere andre ulemper. Først av alt er ultrafiolett stråling i seg selv farlig for menneskekroppen, det kan ikke bare forårsake hudforbrenninger, men også påvirke arbeidet av det kardiovaskulære systemet, er farlig for netthinnen. I tillegg kan det forårsake utseende av ozon, og med det de iboende egenskapene til denne gassen ubehagelige symptomer: irritasjon av luftveiene, stimulering av aterosklerose, forverring av allergier.

Effektiviteten til UV-lamper er ganske kontroversiell: inaktivering av patogener i luften med tillatte doser av ultrafiolett stråling skjer bare når disse skadedyrene er statiske. Hvis mikroorganismer beveger seg og interagerer med støv og luft, øker den nødvendige strålingsdosen med 4 ganger, noe en konvensjonell UV-lampe ikke kan skape. Derfor beregnes effektiviteten til irradiatoren separat, under hensyntagen til alle parametere, og det er ekstremt vanskelig å velge de som er egnet for å påvirke alle typer mikroorganismer på en gang.

Inntrengningen av UV-stråler er relativt grunt, og selv om immobile virus er under et lag med støv, beskytter de øvre lagene de nedre ved å reflektere ultrafiolett stråling fra seg selv. Dette betyr at etter rengjøring må desinfeksjon utføres på nytt.
UV-bestrålere kan ikke filtrere luften, de bekjemper bare mikroorganismer, og holder alle mekaniske forurensninger og allergener i sin opprinnelige form.

Ledende forsker ved Laboratory of Sensory Information Processing Vadim Maksimov, hovedforfatter av studien publisert i det prestisjetunge britiske tidsskriftet Proceedings of the Royal Society B, fortalte RIA Novosti om fargene som fugler, fisk, mennesker og insekter ser verden i.

Farger som ikke finnes

Ulike farger eksisterer faktisk ikke - det er ikke noe slikt fysiske egenskaper. Røde, grønne, blå gjenstander reflekterer bare lys med litt forskjellige lengder bølger. Farger er allerede "sett" av hjernen vår, og mottar et signal fra visuelle reseptorer "innstilt" til en viss bølgelengde.

Evnen til å skille farger avhenger av antall typer slike reseptorer i netthinnen og deres "tuning". Reseptorer ansvarlig for fargesyn, kalles kjegler, men det er også en "svart og hvit kanal" - stenger. De er mye mer følsomme, takket være dem kan vi navigere i skumringen, når kjeglene ikke lenger fungerer. Men vi kan heller ikke skille farger på denne tiden.

Hva ser folk...

Hvis du velger feil farger til hjemmet ditt, vil du gjerne sove på kjøkkenet, danse på soverommet og spise og snakke i timevis på badet. Instruksjoner som lar deg unngå disse feilene og harmonisk dekorere interiøret er i RIA Novosti-infografikken.

De fleste pattedyr, inkludert hunder, har to typer kjegler - kortbølgelengde (med maksimal følsomhet for stråling med en bølgelengde på 420 nanometer) og langbølgelengde (550 nanometer). Imidlertid har mennesker og alle primater fra den gamle verden tre typer kjegler og "tredimensjonalt" fargesyn. Menneskekjegler er innstilt til 420, 530 og 560 nanometer – vi oppfatter dem som blå, grønne og røde.

"Men 2% av mennene er også dikromater, de kalles "fargeblinde". Faktisk er de ikke fargeblinde, de har bare to typer kjegler - en kortbølgelengde og en av to langbølgelengde. de ser farger, men verre - de skiller ikke mellom rødt og grønt "Dette er fargeblinde," sa Maksimov.

Unødvendig fargesyn

Interessante fakta fra livet til en hund21. juni feirer russiske hundeførere og deres siktelser sin profesjonell ferie. Det er interessant at bruken av hunder som detektiver i Russland begynte tilbake i 1906, men domestiseringen av denne typen dyr begynte for omtrent 10 tusen år siden.

Forskere har studert synet til hunder siden slutten av 1800-tallet. I 1908, Pavlovs student Leon Orbeli, som studerte betingede reflekser hos hunder, nesten påvist fullstendig fravær fargesyn hos hunder. Imidlertid oppdaget amerikanske forskere på midten av 1900-tallet at hunder har to typer kjegler i netthinnen, "innstilt" til 429 og 555 nanometer, men i et lite antall - bare 20% av totalt antall fotoreseptorer.

"Hunder kan se farger på omtrent samme måte som fargeblinde mennesker. Amerikanerne, som oppdaget mottakere i netthinnen, så at en hund kunne læres å skille farger. Men de konkluderte likevel med at en hund i livet mest sannsynlig ikke bruker farger. syn, siden hunder har betydelig del av livet er våken i skumringen, når kjeglene ikke fungerer,» sa Maksimov.

Han og kollegene hans var imidlertid i stand til å bevise i et eksperiment at hunder faktisk ikke bare er teknisk i stand til å skille farger, men også til å bruke denne ferdigheten i livet. I eksperimentet plasserte forskere mat i en forseglet, lukt-ugjennomsiktig boks under papirark farget lyseblått, mørkeblått, lysegult og mørkegult.

«Og så tok vi og endret fargene på disse arkene. Og plutselig viste det seg at hundene ikke går til lyst papir, som før, men til mørkt papir, men med samme farge var viktig for henne, men farge, det vil si "De kan ikke bare skille farger, men også bruke dette i praksis," sier forskeren.

4D-syn

Haier kan være fargeblinde, sier forskereHaier kan være fargeblinde, som mange andre sjøpattedyr, selv om deres slektninger, som rokker, har fargesyn, skriver en gruppe australske forskere i en artikkel publisert i tidsskriftet Naturwissenschaften.

Rekordholdere for fargesyn er fisk, fugler og krypdyr. De fleste arter av disse dyrene er tetrakromater, netthinnene deres inneholder fire typer kjegler, og tropiske mantiskreps har 16 typer mottakere.

Spesielt har finker kjegler innstilt på ultrafiolette (370 nanometer), blå (445 nanometer), grønn (508 nanometer) og rød (565 nanometer). "Samtidig skiller fugler ikke lysstyrke godt, men de nekter gråtoner, og de kan ikke læres i det hele tatt hvis stimuli ikke bare er forskjellige i lysstyrke, men også i farge "å farge," sa Maksimov.

Men fugler har tilgang til en ultrafiolett farge som er ukjent for mennesker. Maksimov snakket om eksperimenter med trespurver, som ble lært opp til å skille mellom papirark malt med kritt og sinkhvitt i forskjellige gråtoner.

"Sinkhvitt absorberer ultrafiolett stråling, men kritt gjør det ikke. For mennesker er dette det samme hvit farge. Vi trener fuglene til å fly på lyse sinkplater, så gjør vi "sink"-papiret mørkt og gjør "kritt"-papiret lyst. Og vi ser at fuglen fløy på et lett stykke papir, og nå begynner den å fly på et mørkt - nettopp fordi den ser den "ultrafiolette" fargen, bemerket byråets samtalepartner.

Det er ingen grense

Strengt tatt er det ingen klar grense for synlighet for reseptorene, det er bare at når de beveger seg bort fra sin "egen" bølgelengde, blir de mindre og mindre følsomme og høyere lysstyrke er nødvendig for å "vekke opp" reseptoren; sier vitenskapsmann.

"Når de eksperimenterer med syn, når du beveger deg bort fra det synlige området, synker følsomheten eksponentielt, men uansett hvor mye du beveger deg inn i den infrarøde eller ultrafiolette regionen, forblir den ikke-null," bemerket Maksimov.

Ifølge ham, under spesielle forhold, i absolutt mørke og etter lang tilpasning, kan en person se "infrarødt lys" - stråling som passerer gjennom spesielt glass som overfører bølgelengder større enn 720 nanometer. De blå kjeglene på den menneskelige netthinnen er "maskinvare" som er i stand til å se ultrafiolett stråling - problemet er at hornhinnen og øyelinsen ikke lar den passere.

"Det hender at en persons linser blir fjernet på grunn av grå stær, i dette tilfellet kan personen se ultrafiolett lys. Vi hadde en ansatt som så forskjellen mellom to hvite - bly og sinkhvitt absorberer ultrafiolett, og blyhvitt reflekterer." sa Maksimov.