I ljubičasto), ultraljubičaste zrake, UV zračenje, elektromagnetno zračenje nevidljivo oku, koje zauzima područje spektra između vidljivog i rendgenskog zračenja u opsegu talasnih dužina λ 400-10 nm. Cijelo područje ultraljubičastog zračenja se konvencionalno dijeli na blisko (400-200 nm) i daleko, odnosno vakuum (200-10 nm); potonji naziv je zbog činjenice da ultraljubičasto zračenje iz ovog područja jako apsorbira zrak i proučava se pomoću vakuumskih spektralnih instrumenata.
Blizu ultraljubičastog zračenja otkrili su 1801. godine njemački naučnik N. Ritter i engleski naučnik W. Wollaston na osnovu fotohemijskog efekta ovog zračenja na srebrni hlorid. Vakuumsko ultraljubičasto zračenje otkrio je njemački naučnik W. Schumann koristeći vakuumski spektrograf sa fluoritnom prizmom koju je napravio (1885-1903) i fotografske ploče bez želatine. Bio je u stanju da otkrije kratkotalasno zračenje do 130 nm. Engleski naučnik T. Lyman, koji je prvi napravio vakuumski spektrograf sa konkavnom difrakcionom rešetkom, snimio je ultraljubičasto zračenje talasne dužine do 25 nm (1924). Do 1927. godine proučavan je čitav jaz između vakuumskog ultraljubičastog zračenja i rendgenskih zraka.
Spektar ultraljubičastog zračenja može biti obrubljen, kontinuiran ili se sastoji od traka, ovisno o prirodi izvora ultraljubičastog zračenja (vidi Optički spektri). UV zračenje iz atoma, jona ili svjetlosnih molekula (na primjer, H 2) ima linijski spektar. Spektre teških molekula karakteriziraju trake uzrokovane elektronsko-vibraciono-rotacionim prijelazima molekula (vidi Molekularni spektri). Kontinuirani spektar nastaje tokom kočenja i rekombinacije elektrona (vidi Bremsstrahlung).
Optička svojstva tvari.
Optička svojstva tvari u ultraljubičastom području spektra značajno se razlikuju od njihovih optičkih svojstava u vidljivom području. Karakteristična karakteristika je smanjenje transparentnosti (povećanje koeficijenta apsorpcije) većine tijela koja su transparentna u vidljivom području. Na primjer, obično staklo je neprozirno na λ< 320 нм; в более коротковолновой области прозрачны лишь увиолевое стекло, сапфир, фтористый магний, кварц, флюорит, фтористый литий и некоторые другие материалы. Наиболее далёкую границу прозрачности (105 нм) имеет фтористый литий. Для λ < 105 нм прозрачных материалов практически нет. Из газообразных веществ наибольшую прозрачность имеют инертные газы, граница прозрачности которых определяется величиной их ионизационного потенциала. Самую коротковолновую границу прозрачности имеет гелий - 50,4 нм. Воздух непрозрачен практически при λ < 185 нм из-за поглощения кислородом.
Refleksija svih materijala (uključujući metale) opada sa smanjenjem talasne dužine zračenja. Na primjer, refleksija svježe prskanog aluminija, jedna od najbolji materijali za reflektirajuće prevlake u vidljivom području spektra, naglo opada na λ< 90 нм (sl. 1). Refleksija aluminija je također značajno smanjena zbog površinske oksidacije. Za zaštitu aluminijske površine od oksidacije koriste se premazi litijum fluorida ili magnezijum fluorida. U regionu λ< 80 нм некоторые материалы имеют коэффициент отражения 10-30% (золото, платина, радий, вольфрам и др.), однако при λ < 40 нм и их коэффициент отражения снижается до 1% и меньше.
Izvori ultraljubičastog zračenja.
Zračenje od užarenih temperatura do 3000 K čvrste materije sadrži primjetan udio ultraljubičastog zračenja kontinuiranog spektra, čiji se intenzitet povećava s porastom temperature. Jače ultraljubičasto zračenje emituje plazma gasnog pražnjenja. U tom slučaju, u zavisnosti od uslova pražnjenja i radne supstance, može se emitovati i kontinuirani i linijski spektar. Za razne aplikacije Industrija ultraljubičastog zračenja proizvodi živinu, vodikovu, ksenonsku i druge lampe na plinsko pražnjenje, čiji su prozori (ili cijela sijalica) napravljeni od materijala providnih za ultraljubičasto zračenje (obično kvarc). Svaka visokotemperaturna plazma (plazma električnih iskri i lukova, plazma nastala fokusiranjem snažnog laserskog zračenja u plinovima ili na površini čvrstih tijela i tako dalje) je snažan izvor ultraljubičastog zračenja. Intenzivno ultraljubičasto zračenje kontinuiranog spektra emituju elektroni ubrzani u sinhrotronu (sinhrotronsko zračenje). Za ultraljubičasto područje spektra razvijeni su i optički kvantni generatori (laseri). Vodični laser ima najkraću talasnu dužinu (109,8 nm).
Prirodni izvori ultraljubičastog zračenja su Sunce, zvijezde, magline i drugi svemirski objekti. Međutim, samo dugotalasni dio ultraljubičastog zračenja (λ > 290 nm) dopire do površine Zemlje. Ultraljubičasto zračenje kraće talasne dužine apsorbuju ozon, kiseonik i druge komponente atmosfere na visini od 30-200 km od površine Zemlje, što igra veliku ulogu u atmosferskim procesima. Ultraljubičasto zračenje zvijezda i drugih kosmičkih tijela, pored apsorpcije u Zemljinoj atmosferi, u rasponu od 91,2-20 nm gotovo u potpunosti apsorbira međuzvjezdani vodonik.
Prijemnici ultraljubičastog zračenja.
Za snimanje ultraljubičastog zračenja na λ > 230 nm koriste se konvencionalni fotografski materijali. U području kraće talasne dužine, specijalni fotoslojevi sa niskim sadržajem želatina su osetljivi na njega. Koriste se fotoelektrični prijemnici koji koriste sposobnost ultraljubičastog zračenja da izazovu jonizaciju i fotoelektrični efekat: fotodiode, jonizacione komore, brojači fotona, fotomultiplikatori itd. Razvijen je i poseban tip fotoumnoživača - kanalni elektronski multiplikatori, koji omogućavaju stvaranje mikrokanalne ploče. U takvim pločicama, svaka ćelija je kanalni elektronski multiplikator veličine do 10 mikrona. Mikrokanalne ploče omogućavaju fotoelektrično snimanje u ultraljubičastom svjetlu i kombiniraju prednosti fotografskog i fotoelektričnog metoda detekcije zračenja. Prilikom proučavanja ultraljubičastog zračenja koriste se i različite luminiscentne tvari koje pretvaraju ultraljubičasto zračenje u vidljivo zračenje. Na osnovu toga su stvoreni uređaji za vizualizaciju slike u ultraljubičastom zračenju.
Primjena ultraljubičastog zračenja.
Proučavanje spektra emisije, apsorpcije i refleksije u UV području omogućava određivanje elektronske strukture atoma, jona, molekula, kao i čvrstih tijela. UV spektri Sunca, zvijezda, itd. nose informacije o fizičkim procesima koji se dešavaju u vrućim područjima ovih svemirskih objekata (vidi Ultraljubičasta spektroskopija, Vakumska spektroskopija). Fotoelektronska spektroskopija se zasniva na fotoelektričnom efektu uzrokovanom ultraljubičastim zračenjem. Ultraljubičasto zračenje može poremetiti hemijske veze u molekulima, usled čega se mogu javiti različite hemijske reakcije (oksidacija, redukcija, razgradnja, polimerizacija i tako dalje, vidi Fotohemiju). U stvaranju se koristi luminiscencija pod uticajem ultraljubičastog zračenja fluorescentne lampe, luminiscentne boje, u luminiscentnoj analizi i detekciji luminiscentnih grešaka. Ultraljubičasto zračenje se koristi u forenzičkoj nauci za utvrđivanje identiteta boja, autentičnosti dokumenata itd. U umjetničkoj kritici, ultraljubičasto zračenje omogućava otkrivanje na slikama vidljivo oku tragovi restauracije (sl. 2). Sposobnost mnogih supstanci da selektivno apsorbuju ultraljubičasto zračenje koristi se za otkrivanje štetnih nečistoća u atmosferi, kao i u ultraljubičastoj mikroskopiji.
Meyer A., Seitz E., Ultraljubičasto zračenje, trans. iz njemačkog, M., 1952; Lazarev D.N., Ultraljubičasto zračenje i njegova primena, L. - M., 1950; Samson I. A. R., Tehnike vakuumske ultraljubičaste spektroskopije, N. Y. - L. - Sydney, ; Zaidel A. N., Shreider E. Ya., Spektroskopija vakuum ultraljubičastog, M., 1967; Stolyarov K.P., Hemijska analiza u ultraljubičastim zracima, M. - L., 1965; Baker A., Betteridge D., Fotoelektronska spektroskopija, trans. sa engleskog, M., 1975.
Rice. 1. Zavisnost koeficijenta refleksije r aluminijumskog sloja od talasne dužine.
Rice. 2. Ultra akcijski spektri. izl. na biološke objekte.
Rice. 3. Opstanak bakterija u zavisnosti od doze ultraljubičastog zračenja.
Biološki efekat ultraljubičastog zračenja.
Kada su izloženi živim organizmima, ultraljubičasto zračenje apsorbiraju gornji slojevi biljnog tkiva ili ljudske i životinjske kože. Biološki efekat ultraljubičastog zračenja zasniva se na hemijskim promenama u molekulima biopolimera. Ove promjene su uzrokovane kako direktnom apsorpcijom kvanta zračenja njima, tako i (u manjoj mjeri) radikalima vode i drugih niskomolekularnih spojeva koji nastaju tokom zračenja.
Male doze ultraljubičastog zračenja imaju blagotvoran učinak na ljude i životinje - potiču stvaranje vitamina D(vidi Kalciferoli), poboljšavaju imunobiološka svojstva organizma. Karakteristična reakcija kože na ultraljubičasto zračenje je specifično crvenilo - eritem (ultraljubičasto zračenje sa λ = 296,7 nm i λ = 253,7 nm ima maksimalan eritemski efekat), koje najčešće prelazi u zaštitnu pigmentaciju (tamnjenje). Velike doze ultraljubičastog zračenja mogu uzrokovati oštećenje oka (fotooftalmiju) i opekotine kože. Česte i prevelike doze ultraljubičastog zračenja mogu u nekim slučajevima imati kancerogeni učinak na kožu.
U biljkama ultraljubičasto zračenje mijenja aktivnost enzima i hormona, utiče na sintezu pigmenata, intenzitet fotosinteze i fotoperiodične reakcije. Nije utvrđeno da li su male doze ultraljubičastog zračenja korisne, a još manje potrebne za klijanje sjemena, razvoj rasada i normalno funkcioniranje viših biljaka. Velike doze ultraljubičastog zračenja su nesumnjivo nepovoljne za biljke, o čemu svjedoče njihovi postojeći zaštitni uređaji (na primjer, nakupljanje određenih pigmenata, ćelijski mehanizmi za oporavak od oštećenja).
Ultraljubičasto zračenje ima destruktivno i mutageno dejstvo na mikroorganizme i kultivisane ćelije viših životinja i biljaka (najefikasnije je ultraljubičasto zračenje sa λ u opsegu 280-240 nm). Obično se spektar smrtonosnih i mutagenih efekata ultraljubičastog zračenja približno poklapa sa spektrom apsorpcije nukleinske kiseline- DNK i RNK (Sl. 3, A), u nekim slučajevima je spektar biološkog djelovanja blizak spektru apsorpcije proteina (Sl. 3, B). Glavna uloga u djelovanju ultraljubičastog zračenja na stanice očito pripada kemijskim promjenama u DNK: pirimidinske baze (uglavnom timin) uključene u njegov sastav, kada apsorbiraju kvante ultraljubičastog zračenja, formiraju dimere koji sprječavaju normalno udvostručenje (replikaciju) DNK. prilikom pripreme ćelije za deobu. To može dovesti do smrti ćelije ili promjena u njihovim nasljednim svojstvima (mutacije). Specifična vrijednost Smrtonosno dejstvo ultraljubičastog zračenja na ćelije uključuje i oštećenje bioloških membrana i poremećaj sinteze različitih komponenti membrana i ćelijske membrane.
Većina živih ćelija može se oporaviti od oštećenja uzrokovanih ultraljubičastim zračenjem zbog prisustva sistema za popravku. Sposobnost oporavka od oštećenja uzrokovanih ultraljubičastim zračenjem vjerovatno je nastala u ranim fazama evolucija i igra važnu ulogu u preživljavanju primarnih organizama izloženih intenzivnom sunčevom ultraljubičastom zračenju.
Biološki objekti se jako razlikuju po osjetljivosti na ultraljubičasto zračenje. Na primjer, doza ultraljubičastog zračenja koja uzrokuje smrt 90% stanica za različite sojeve Escherichia coli je 10, 100 i 800 erg/mm2, a za bakteriju Micrococcus radiodurans - 7000 erg/mm2. (Slika 4, A i B). Osetljivost ćelija na ultraljubičasto zračenje u velikoj meri zavisi i od njihovog fiziološkog stanja i uslova uzgoja pre i posle zračenja (temperatura, sastav hranljive podloge itd.). Mutacije određenih gena uvelike utiču na osetljivost ćelija na ultraljubičasto zračenje. U bakterijama i kvascima poznato je oko 20 gena čije mutacije povećavaju osjetljivost na ultraljubičasto zračenje. U nekim slučajevima, takvi geni su odgovorni za obnovu ćelija od oštećenja zračenja. Mutacije drugih gena remete sintezu proteina i strukturu ćelijskih membrana, čime se povećava radiosenzibilnost ne-genetskih komponenti ćelije. Poznate su i mutacije koje povećavaju osjetljivost na ultraljubičasto zračenje viših organizama, uključujući i ljude. Dakle, nasljedna bolest xeroderma pigmentosum uzrokovana je mutacijama gena koji kontroliraju popravak tamne boje.
Genetske posljedice zračenja ultraljubičastim zračenjem polena viših biljaka, biljnih i životinjskih ćelija, kao i mikroorganizama, izražavaju se u povećanju učestalosti mutacije gena, hromozoma i plazmida. Učestalost mutacije pojedinih gena, kada su izloženi visokim dozama ultraljubičastog zračenja, može se povećati hiljadama puta u odnosu na prirodni nivo i dostići nekoliko procenata. Za razliku od genetskog efekta jonizujućeg zračenja, mutacije gena pod uticajem ultraljubičastog zračenja javljaju se relativno češće nego mutacije hromozoma. Zbog snažnog mutagenog djelovanja, ultraljubičasto zračenje se široko koristi i u genetsko istraživanje, te u selekciji biljaka i industrijskih mikroorganizama koji su proizvođači antibiotika, aminokiselina, vitamina i proteinske biomase. Genetski efekti ultraljubičastog zračenja su možda odigrali ulogu značajnu ulogu u evoluciji živih organizama. Za upotrebu ultraljubičastog zračenja u medicini, pogledajte Fototerapija.
Samoilova K. A., Utjecaj ultraljubičastog zračenja na ćeliju, L., 1967; Dubrov A. P., Genetika i fiziološki efekti efekti ultraljubičastog zračenja na više biljke, M., 1968; Galanin N.F., Energija zračenja i njen higijenski značaj, L., 1969; Smith K., Hanewalt F., Molecular Photobiology, trans. sa engleskog, M., 1972; Shulgin I.A., Biljke i sunce, L., 1973; Myasnik M. N., Genetička kontrola radiosenzitivnosti bakterija, M., 1974.
Ultraljubičasto zračenje Sunca i umjetnih izvora, ovisno o talasnoj dužini, dijeli se u tri raspona:
- - regija A – talasna dužina 400-320 nm (dugotalasno ultraljubičasto UV-A zračenje);
- - region B – talasna dužina 320-275 nm (srednjotalasno ultraljubičasto zračenje UV-B);
- - region C – talasna dužina 275-180 nm (kratkotalasno ultraljubičasto zračenje UV-C).
Postoje značajne razlike u efektima dugog, srednjeg i kratkotalasnog zračenja na ćelije, tkiva i organizam.
Dugotalasno zračenje regije A (UV-A) ima različite biološke efekte, uzrokujući pigmentaciju kože i fluorescenciju organskih tvari. UV-A zraci imaju najveću prodornu moć, što omogućava nekim atomima i molekulima tijela da selektivno apsorbuju energiju UV zračenja i uđu u nestabilno pobuđeno stanje. Naknadni prijelaz u početno stanje praćen je oslobađanjem svjetlosnih kvanta (fotona) sposobnih da iniciraju različite fotohemijski procesi, prvenstveno utječući na DNK, RNK i proteinske molekule.
Fototehnički procesi izazivaju reakcije i promjene u različitim organima i sistemima, koji čine osnovu za fiziološko i terapeutsko djelovanje UV zraka. Pomaci i efekti koji se javljaju u organizmu ozračenom UV zracima (fotoeritem, pigmentacija, desenzibilizacija, baktericidno dejstvo, itd.) imaju jasnu spektralnu zavisnost (Sl. 1), koja služi kao osnova za diferencirano korišćenje različitih delova UV spektra.
Slika 1 - Spektralna zavisnost najvažnijih bioloških efekata ultraljubičastog zračenja
Zračenje srednjotalasnim UV zrakama uzrokuje fotolizu proteina sa stvaranjem biološki aktivne supstance, a izlaganje kratkotalasnim zracima češće dovodi do koagulacije i denaturacije proteinskih molekula. Pod uticajem UV zraka u B i C opsegu, posebno u visokim dozama, dolazi do promena u nukleinskim kiselinama, što može dovesti do pojave staničnih mutacija.
Istovremeno, dugotalasni zraci dovode do stvaranja specifičnog fotoreaktivacionog enzima koji potiče obnovu nukleinskih kiselina.
- UV zračenje se najčešće koristi u medicinske svrhe.
- UV zraci se takođe koriste za sterilizaciju i dezinfekciju vode, vazduha, prostorija, predmeta itd.
- Njihova upotreba u preventivne i kozmetičke svrhe je vrlo česta.
- Koristi se UV zračenje i dijagnostičke svrhe, za određivanje reaktivnosti tijela, luminiscentnim metodama.
UV zračenje je vitalni faktor, a njegov dugotrajni nedostatak dovodi do razvoja osebujnog kompleksa simptoma, kao što je “svjetlosno gladovanje” ili “UV nedostatak”. Najčešće se manifestuje razvojem nedostatka vitamina D, slabljenjem zaštitnih imunobioloških reakcija organizma, pogoršanjem hroničnih bolesti, funkcionalni poremećaji nervni sistem, itd. Kontigenti koji doživljavaju “UV nedostatak” uključuju radnike u rudnicima, podzemnim rudnicima, ljude koji rade u radionicama bez svjetla i prozora, strojarnicama i na krajnjem sjeveru.
Ultraljubičasto zračenje
Ultraljubičasto zračenje proizvode različiti umjetni proizvodi različitih valnih dužina λ. Apsorpciju UV zraka prati niz primarnih fotohemijskih i fotofizičkih procesa, koji zavise od njihovog spektralnog sastava i određuju fiziološki i terapeutski efekat faktora na organizam.
Dugotalasna ultraljubičasta(DUV) zraci stimulišu proliferaciju ćelija Malpigijevog sloja epiderme i dekarboksilaciju tirozina sa naknadnim formiranjem spinoznog sloja u ćelijama. Slijedi stimulacija sinteze ACTH i drugih hormona itd. Postižu se različite imunološke promjene.
DUV zraci imaju slabiji biološki efekat, uključujući stvaranje eritema, od ostalih UV zraka. Za povećanje osjetljivosti kože na njih koriste se fotosenzibilizatori, najčešće spojevi furokumarinskog niza (puvalen, beroksan, psoralen, aminofurin itd.)
Ovo svojstvo dugotalasnog zračenja omogućava mu da se koristi u liječenju kožnih bolesti. Metoda PUVA terapije (koristi se i salicilni alkohol).
Dakle, možemo istaći glavne karakteristike terapeutski efekti DUV zraci:
- Terapeutski efekti su
- - fotosenzibilizirajuća,
- - stvaranje pigmenta,
- - imunostimulirajuće.
- DUV zraci, kao i druga područja UV zračenja, uzrokuju promjene u funkcionalnom stanju centralnog nervnog sistema i njegovog višeg dijela kore velikog mozga. Zbog refleksne reakcije poboljšava se cirkulacija krvi, povećava se sektorska aktivnost organa za varenje i funkcionalno stanje bubrega.
- DUV zraci utiču na metabolizam, prvenstveno minerala i azota.
- Lokalne primjene fotosenzibilizatora se široko koriste za ograničene oblike psorijaze. IN U poslednje vreme UV-B se uspješno koristi kao senzibilizator jer ima veću biološku aktivnost. Kombinirano zračenje sa UV-A i UV-B zračenjem naziva se selektivno zračenje.
- DUV zraci se koriste i za lokalno i za opće zračenje. Glavne indikacije za njihovu upotrebu su:
- - kožne bolesti (psorijaza, ekcem, vitiligo, seboreja, itd.)
- - hronična inflamatorne bolesti unutrašnji organi (posebno respiratorni organi)
- - bolesti organa oslonca i kretanja različitih etnologija
- - opekotine, promrzline
- - sporo zarastajuće rane i čirevi, kozmetičke svrhe.
Kontraindikacije
- - akutni protuupalni procesi,
- - bolesti jetre i bubrega sa izražen prekršaj njihove funkcije,
- -hipertireoza,
- - povećana osjetljivost na DUV zračenje.
Srednjotalasno ultraljubičasto(SUV) zračenje ima izraženo i svestrano biološki efekat.
Kada se kvanti ultraljubičastog zračenja apsorbiraju u kožu, nastaju proizvodi niske molekularne težine fotolize proteina i proizvodi peroksidacije lipida. Oni uzrokuju promjene u ultrastrukturnoj organizaciji bioloških membrana, proteinsko-lipidnih kompleksa, membranskih enzima i njihovih najvažnijih fizičko-hemijskih i funkcionalnih svojstava.
Proizvodi fotorazgradnje aktiviraju mononuklearni fagocitni sistem i uzrokuju degranulaciju mastocita i bazofila. Kao rezultat toga, biološki aktivne tvari (kinin, prostaglandin, heparin, leukotrieni, tromboksani, itd.) i vazoaktivni medijatori (acetilholin, histamin) se oslobađaju u ozračenom području i susjednim tkivima, koji značajno povećavaju vaskularnu permeabilnost i tonus, a također podstiču opuštanje glatke mišiće. Zbog humoralnih mehanizama povećava se broj funkcionalnih kapilara kože, povećava se brzina lokalnog krvotoka, što dovodi do stvaranja eritoma.
Ponavljano zračenje SUV-a može dovesti do pojave pigmentacije koja brzo nestaje, što pomaže poboljšanju barijerne funkcije kože, povećavajući njenu hladnu osjetljivost i otpornost na djelovanje toksičnih tvari i štetnih faktora.
I eritemska reakcija i druge promjene uzrokovane SUV zracima ne zavise samo od talasne dužine, već i od doze. U fototerapiji se koristi u eritemnim i suberitemnim dozama.
Zračenje SUV zrakama u suberitemskim dozama pospješuje stvaranje vitamina D u koži, koji nakon svoje biotransformacije u jetri i bubrezima učestvuje u regulaciji fosforno-kalcijumovog metabolizma u organizmu. SUV zračenje potiče stvaranje ne samo vitamina D1, već i njegovog izomera, ergokalcifemina (vitamin D2). Potonji ima antirahitičko djelovanje, stimulira aerobne i anaerobne puteve ćelijskog disanja. SUV zraci u malim dozama moduliraju i metabolizam drugih vitamina (A i C) i izazivaju aktivaciju metaboličkih procesa u ozračenim tkivima. Pod njihovim utjecajem aktivira se adaptivno-trofička funkcija simpatičkog nervnog sistema, normaliziraju se poremećeni procesi različitih vrsta metabolizma i kardiovaskularne aktivnosti.
Dakle, SUV zračenje ima izražen biološki efekat. Ovisno o fazi ozračivanja, možete dobiti eritem na koži i sluznicama ili provoditi tretman u dozi koja ga ne uzrokuje. Mehanizam terapijskog djelovanja eritemskih i neeritemskih doza SUF-a je različit, stoga će indikacije za korištenje ultraljubičastog zračenja biti različite.
Ultraljubičasti eritem se pojavljuje na mjestu UV-B zračenja nakon 2-8 sati i povezan je sa odumiranjem epidermalnih stanica. Produkti fotolize proteina ulaze u krvotok i uzrokuju vazodilataciju, oticanje kože, migraciju leukocita, iritaciju brojnih receptora, što dovodi do brojnih refleksnih reakcija organizma.
Osim toga, proizvodi fotolize koji ulaze u krvotok imaju humoralni učinak na pojedinačnih organa, nervni i endokrini sistem organizma. Fenomen aseptične upale postupno jenjava do sedmog dana, ostavljajući za sobom pigmentaciju kože na mjestu ozračivanja.
Basic lekovita dejstva SUV zračenje:
- SUV zračenje stvara vitamine, trofostimulira, imunomodulira - to su suberitemske doze.
- Protuupalno, analgetsko, desenzibilizirajuće - ovo je eritemska doza.
- Bronhijalne bolesti, astma, otvrdnuće - ovo je doza bez eritema.
Indikacije za lokalnu upotrebu UV-B (suberitemske i eritemske doze):
- - akutni neuritis
- - akutni meozitis
- - pustularna oboljenja kože (furukul, karbunkul, sikoza itd.)
- - erizipela
- - trofični ulkusi
- - sporo zarastajuće rane
- - čireve od proleža
- - upalne i posttraumatske bolesti zglobova
- - reumatoidni artritis
- - bronhijalna astma
- - akutni i hronični bronhitis
- - akutne respiratorne bolesti
- - upala materničnih dodataka
- - hronični tonzilitis.
Zone ultraljubičastog zračenja B spektra bez eritema tokom opšteg zračenja tela eliminišu fenomene D-hipovitaminoze povezane sa nedostatkom sunčeva svetlost. Normalizuje fosfor-kalcijum metabolizam, stimuliše funkciju simpatičko-nadbubrežnog i hipofizno-nadbubrežnog sistema, povećava mehaničku čvrstoću koštanog tkiva i stimuliše stvaranje kalus, povećavaju otpornost kože organizma i organizma u cjelini na štetne faktore spoljašnje okruženje. Smanjuju se alergijske i eksudativne reakcije, povećava se mentalna i fizička sposobnost. Ostali poremećaji u tijelu uzrokovani gladovanjem na suncu su oslabljeni.
Indikacije za opšta upotreba UV-B (doze bez eritema):
- - D-hipovitaminoza
- - metaboličke bolesti
- - predispozicija za pustularne bolesti
- - neurodermatitis
- - psorijaza
- - frakture kostiju i poremećeno formiranje kalusa
- - bronhijalna astma
- - hronične bolesti bronhijalnog aparata
- - otvrdnjavanje organizma.
Kontraindikacije:
- - maligne neoplazme
- - sklonost krvarenju
- - sistemske bolesti krv
- - tireotoksikoza
- - aktivna tuberkuloza
- - peptički čir na želucu i dvanaestopalačnom crevu u akutnoj fazi
- - hipertenzija II i Faza III
- - uznapredovala ateroskleroza cerebralnih arterija i koronarnih arterija.
Kratkotalasno ultraljubičasto zračenje(UV) zračenje.
Kratkotalasno UV zračenje je aktivan fizički faktor, jer njegovi kvanti imaju najveću rezervu energije. Sposoban je uzrokovati denaturaciju i fotolizu nukleinskih kiselina i proteina zbog prekomjerne apsorpcije energije svojih kvanta različitih molekula, prvenstveno DNK i RNK.
Kada djeluje na mikroorganizme ili stanice, to dovodi do inaktivacije njihovog genoma i denaturacije proteina, što dovodi do njihove smrti.
Kada se emituju HF zraci, javlja se baktericidni efekat, jer direktan pogodak njihov protein je destruktivan za ćelije virusa, mikroorganizama i gljivica.
AF zraci uzrokuju, nakon kratkotrajnog spazma, proširenje krvnih sudova, prvenstveno subkapelarnih vena.
Indikacije za upotrebu AF zračenja:
- - zračenje rane površine
- - čirevi i bademaste niše nakon tonzilektomije baktericidnim lancem
- - rehabilitacija nazofarinksa kod akutnih respiratornih bolesti
- - liječenje vanjskog otitisa
- - dezinfekcija vazduha u operacionim salama, sobama za tretmane, inhalacijama, jedinicama intenzivne nege, bolesničkim odeljenjima, dečijim ustanovama i školama.
Koža i njena funkcija
Ljudska koža čini 18% ljudske tjelesne težine i ima ukupnu površinu od 2 m2. Koža se sastoji od tri anatomski i fiziološki usko povezana sloja:
- - epidermis ili kutis
- - dermis (stvarna koža)
- - hipodermis (potkožna masna obloga).
Epidermis se sastoji od različitih oblika i struktura, raspoređenih u slojevima epitelne ćelije(epitermociti). Štaviše, svaka ćelija koja leži iznad dolazi od one ispod, odražavajući određenu fazu njenog života.
Slojevi epiderme nalaze se u sljedećem nizu (odozdo prema gore):
- - bazalni (D) ili germinalni;
- - sloj spinoznih ćelija;
- - sloj keratohijalinskih ili zrnastih ćelija;
- - epeidin ili sjajan;
- - napaljen.
Pored epidermocita, epiderma (u bazalnom sloju) sadrži ćelije sposobne da proizvode melanin (melanocite), Lagerhansove ćelije, Greenstein ćelije itd.
Dermis se nalazi direktno ispod epiderme i odvojen je od nje glavnom membranom. Dermis je podijeljen na papilarni i retikularni sloj. Sastoji se od kolagenih, elastičnih i retikulinskih (argirofilnih) vlakana, između kojih se nalazi glavna tvar.
U dermisu se, naime, u koži nalazi papilarni sloj, bogato snabdjeven krvnim žilama i limfnih sudova. Postoje i pleksusi nervnih vlakana koji stvaraju brojne nervne završetke u epidermisu i dermisu. Dermis sadrži znojne i lojne žlezde i folikule dlake na različitim nivoima.
Subkutano masno tkivo je najdublji sloj kože.
Funkcije kože su složene i raznolike. Koža vrši barijeru – zaštitnu, termoregulatornu, izlučnu, metaboličku, receptorsku itd.
Barijerno-zaštitna funkcija, koja se smatra najvažnijom funkcijom ljudske i životinjske kože, ostvaruje se kroz različite mehanizme. Tako snažan i elastičan stratum corneum kože odolijeva mehaničkim utjecajima i smanjuje štetne učinke hemijske supstance. Stratum corneum, kao loš provodnik, štiti dublje slojeve od isušivanja, hlađenja i djelovanja električne struje.
Slika 2 – Struktura kože
Sebum, produkt lučenja znojnih žlijezda i ljuskice epitela koji se ljušti, formiraju emulzioni film (zaštitni omotač) na površini kože, koji ima važnu ulogu u zaštiti kože od djelovanja kemijskih, bioloških i fizičkih agenasa.
Kisela reakcija vodeno-lipidnog omotača i površinskih slojeva kože, kao i baktericidna svojstva kožni sekreti su važan mehanizam barijere za mikroorganizme.
Pigment melanin igra određenu ulogu u zaštiti od svjetlosnih zraka.
Elektrofiziološka barijera glavna je prepreka prodiranju tvari duboko u kožu, uključujući i tijekom elektroforeze. Nalazi se na nivou bazalnog sloja epiderme i predstavlja električni sloj sa heterogenim slojevima. Zbog kisele reakcije, vanjski sloj ima „+“ naboj, a onaj koji je okrenut prema unutra ima „-“. Treba imati na umu da, s jedne strane, barijerno-zaštitna funkcija kože slabi djelovanje fizičkih faktora na organizam, as druge strane - fizički faktori može stimulisati zaštitna svojstva kože i na taj način ostvaruju terapeutske efekte.
Fizička termoregulacija telo je takođe jedno od najvažnijih fiziološke funkcije kože i direktno je povezan s mehanizmom djelovanja hidroterapijskih faktora. Koža ga provodi toplotnim zračenjem u obliku infracrvenih zraka (44%), provodljivosti toplote (31%) i isparavanjem vode sa površine kože (21%). Važno je napomenuti da koža sa svojim termoregulacionim mehanizmima igra veliku ulogu u aklimatizaciji organizma.
Tajno-izlučiva funkcija koža je povezana s aktivnostima znojnih i lojnih žlijezda. Ima važnu ulogu u održavanju homeostaze organizma i pružanju barijere kože.
Respiratorna i resorpciona funkcija su usko povezani. Respiratorna funkcija kože, koja se sastoji od apsorpcije kisika i oslobađanja ugljičnog dioksida, nije od velike važnosti u cjelokupnoj ravnoteži disanja za tijelo. Međutim, disanje kroz kožu može se značajno povećati u uslovima visoke temperature vazduha.
Resorpcionu funkciju kože i njena propusnost imaju veliki značaj ne samo u dermatologiji i toksikologiji. Njegov značaj za fizioterapiju određen je činjenicom da hemijska komponenta delovanja mnogih terapeutskih faktora (lekovite, gasne i mineralne kupke, terapija blatom i dr.) zavisi od prodiranja njihovih sastojaka kroz kožu.
Funkcija razmjene koža ima specifične karakteristike. S jedne strane, u koži se odvijaju samo metabolički procesi koji su mu svojstveni (formiranje keratina, melanina, vitamina D, itd.), s druge strane aktivno sudjeluje u općem metabolizmu u tijelu. Njegova uloga je posebno velika u metabolizmu masti, minerala, ugljikohidrata i vitamina.
Koža je i mjesto sinteze biološki aktivnih supstanci (heparin, histamin, serotonin itd.).
Funkcija receptora koža obezbeđuje njenu vezu sa spoljašnjim okruženjem. Koža obavlja ovu funkciju u vidu brojnih uslovnih i bezuslovnih refleksa zbog prisustva različitih gore navedenih receptora.
Smatra se da na 1 cm2 kože ima 100-200 bolne tačke 12-15 hladno, 1-2 toplota, 25 tačaka pritiska.
Odnos sa unutrašnjim organima je usko povezana – promene na koži utiču na rad unutrašnjih organa, a poremećaji unutrašnjih organa su praćeni promenama na koži. Ovaj odnos je posebno jasan kada interna medicina u obliku takozvanih refleksogenih ili bolnih zona Zakharin-Geda.
Zona Zakharyin-Ged pojedinim dijelovima kože u kojima se zbog bolesti unutrašnjih organa često javlja reflektirani bol, kao i bolovi i temperaturna hiperestezija.
Slika 3 – Lokacija zone Zakharyin-Ged
Takve zone za bolesti unutrašnjih organa identifikovane su iu području glave. Na primjer, bol u frontonazalna regija odgovara oštećenju vrhova pluća, želuca, jetre i ušća aorte.
Bol u srednjoj orbitalnoj regiji oštećenje pluća, srca, ascendentne aorte.
Bol u frontotemporalnoj regiji oštećenja pluća i srca.
Bol u parijetalnoj regiji oštećenje pylorusa i gornjeg crijeva itd.
Zone udobnosti region temperaturnih uslova spoljašnje sredine koji izazivaju kod osobe subjektivno dobar osećaj toplote bez znakova hlađenja ili pregrevanja.
Za golu osobu 17,3 0S – 21,7 0S
Za obučenu osobu 16,7 0S – 20,6 0S
Impulsna ultraljubičasta terapija
Istraživački institut za energetiku i mašinstvo MSTU nazvan po. N. E. Bauman (Shashkovsky S. G. 2000) razvio je prijenosni uređaj “Melitta 01” za lokalno zračenje zahvaćenih površina kože, sluzokože visoko efikasnim pulsirajućim ultraljubičastim zračenjem kontinuiranog spektra u rasponu od 230-380 nm.
Način rada ovog uređaja je pulsno-periodični sa frekvencijom od 1 Hz. Uređaj omogućava automatsko generisanje 1, 4, 8, 16, 32 impulsa. Izlazna gustina impulsne snage na udaljenosti od 5 cm od gorionika 25 W/cm2
Indikacije:
- - gnojno-upalne bolesti kože i potkožnog tkiva (furunkul, karbunkul, hidradenitis) u početni period hidratacija i nakon hirurškog otvaranja gnojne šupljine;
- - opsežna gnojne rane, rane nakon nekrektomije, rane prije i poslije autodermoplastike;
- - granulirajuće rane nakon termičkih, hemijskih, radijacijskih opekotina;
- - trofični ulkusi i rane koje sporo zacjeljuju;
- - erizipela;
- - herpetična upala kože i sluzokože;
- - zračenje rana prije primarnog hirurško lečenje i nakon toga kako bi se spriječio razvoj gnojnih komplikacija;
- - dezinfekcija vazduha u zatvorenom prostoru, unutrašnjosti automobila, vazduha autobusa i ambulanti.
Pulsna magnetna terapija sa rotirajućim poljem i automatskim promjenom brzine ponavljanja pulsa.
Terapeutski efekat se zasniva na dobro poznatim fizičkim zakonima. Na električni naboj koji se kreće krvni sud u magnetskom polju, Lorentzova sila djeluje, okomito na vektor brzine punjenja, konstantna u konstanti i naizmjenična u naizmjeničnom, rotirajućem magnetskom polju. Ovaj fenomen se realizuje na svim nivoima organizma (atomskom, molekularnom, subćelijskom, ćelijskom, tkivnom).
Djelovanje pulsne magnetne terapije niskog intenziteta ima aktivan učinak na duboko ležeće mišiće, nervne, koštanog tkiva, unutrašnje organe, poboljšava mikrocirkulaciju, stimuliše metaboličke procese i regeneraciju. Električne struje induciran puls visoke gustine magnetsko polje, aktiviram mijelinizirana debela vlakna nerava, zbog čega se aferentni impulsi s mjesta boli blokiraju kroz spinalni mehanizam „blok kapije“. Bolni sindrom oslabljen ili potpuno eliminisan tokom postupka ili nakon prvih zahvata. U pogledu jačine analgetskog efekta, pulsna magnetna terapija je daleko bolja od ostalih vrsta magnetoterapije.
Zahvaljujući pulsirajućim rotirajućim magnetnim poljima, postaje moguće ukazati na električna polja i struje značajnog intenziteta u dubinama tkiva bez njihovog oštećenja. To omogućava postizanje izraženih terapijskih anti-edematoznih, analgetskih, protuupalnih, stimulirajućih regeneracijskih procesa, biostimulirajućih učinaka, koji su nekoliko puta izraženiji od terapijskih učinaka koji se dobijaju od svih poznatih uređaja za magnetnu terapiju niske frekvencije.
Aparati za pulsnu magnetnu terapiju su savremeno efikasno sredstvo za lečenje traumatskih povreda, upalnih, degenerativno-distrofičnih oboljenja nervnog i mišićno-koštanog sistema.
Terapeutski efekti pulsne magnetoterapije: analgetski, dekongestivni, protuupalni, vazoaktivni, stimulirajuće procese regeneracije u oštećenim tkivima, neurostimulirajuće, miostimulirajuće.
Indikacije:
- – bolesti i traumatske povrede centralnog nervnog sistema (ishemijski moždani udar, prolazni poremećaj cerebralnu cirkulaciju, posljedice traumatske ozljede mozga s poremećajima kretanja, zatvorene povrede kičmena moždina sa motoričkim poremećajima, cerebralnom paralizom, funkcionalnom histeričnom paralizom),
- - traumatske povrede mišićno-koštanog sistema (modrice mekih tkiva, zglobova, kostiju, uganuća, zatvoreni prelomi kosti i zglobovi u toku imobilizacije, u fazi reparativne regeneracije, otvoreni prelomi kostiju, zglobova, povrede mekih tkiva tokom imobilizacije, u fazi reparativne regeneracije, pothranjenost, atrofija mišića kao posledica fizičke neaktivnosti traumatske povrede mišićno-koštanog sistema),
- - upalne degenerativno-distrofične povrede mišićno-koštanog sistema (deformirajući osteoartritis zglobova sa simptomima sinovitisa i bez simptoma sinovitisa, raširena osteohondroza, deformirajuća spondiloza kičme sa fenomenima sekundarnog radikularnog sindroma, cervikalni cervikalni cervikalni cervikalni radikulitis s hiperkaopulalnim radikulitisom s radikulitis, lumbosakralni radikulitis, ankilozantni spondiloatrit, skoliotična bolest kod djece),
- - hirurške upalne bolesti (postoperativni period nakon hirurške intervencije na mišićno-koštani sistem, kožu i potkožnog tkiva, sporo zarastajuće rane, trofični čirevi, čirevi, karbunuli, flegmoni nakon hirurška intervencija, mastitis),
- - bolesti bronhopulmonalnog sistema (blaga do umjerena bronhijalna astma, hronični bronhitis),
- - bolesti probavnog sistema (hipomotorno-evakuaciona disfunkcija želuca nakon želuca i vagotomije, hipomotorička disfunkcija debelog crijeva, želuca i žučne kese, hronični hepatitis With umjereno oštećenje funkcije jetre, hronični pankreatitis sa sekretornom insuficijencijom),
- - bolesti kardiovaskularnog sistema (okluzivne lezije perifernih arterija aterosklerotskog porijekla),
- - urološke bolesti (kamen u mokraćovodu, stanje nakon litotripsije, atonija mokraćne bešike, slabost sfinkera i detruzora, prostatitis),
- - ginekološke bolesti (upalne bolesti materice i privjesaka, bolesti uzrokovane hipofunkcijom jajnika),
- - hronični prostatitis i seksualnih poremećaja kod muškaraca,
- - bolesti zuba (parodontalna bolest, bol u ispunama).
Kontraindikacije:
- - teška hipotenzija,
- - sistem bolesti krvi,
- - sklonost krvarenju,
- - tromboflebitis,
- - tromboembolijska bolest, prijelomi kostiju prije imobilizacije,
- - trudnoća,
- - tireotoksikoza i nodularna struma,
- - apsces, flegmon (prije otvaranja i dreniranja kaviteta),
- - maligne neoplazme,
- - grozničavo stanje,
- - kolelitijaza,
- - epilepsija.
Upozorenje:
Impulsna magnetna terapija se ne može koristiti u prisustvu implantiranog pejsmejkera, jer inducirani električni potencijali mogu ometati njegovu funkciju; s raznim metalnim predmetima koji slobodno leže u tkivima tijela (na primjer, fragmenti iz rana), ako se nalaze na udaljenosti manjoj od 5 cm od induktora, jer prilikom prolaska impulsa magnetskog polja, predmeti izrađeni od električno vodljivih materijala (čelik, bakar, itd.) mogu se pomicati i uzrokovati oštećenje okolnih tkiva. Nije dozvoljeno da utiče na područje mozga, srca i očiju.
Od velikog je interesa stvaranje impulsnih magnetnih uređaja niskog intenziteta (20-150 mT) sa brzinom ponavljanja impulsa koja se približno poklapa sa frekvencijom vlastitih biopotencijala organa (2-4-6-8-10-12 Hz). To bi omogućilo biorezonantno djelovanje na unutrašnje organe (jetra, gušterača, želudac, pluća) pulsirajućim magnetskim poljem i pozitivno djelovalo na njihovu funkciju. Već je poznato da UTI na frekvenciji od 8-10 Hz ima pozitivan učinak na funkciju jetre kod pacijenata sa toksičnim (alkoholnim) hepatitisom.
Upotrebu ultraljubičastog zračenja najčešće viđamo u kozmetici i medicinske svrhe. Ultraljubičasto zračenje se koristi i kod štampe, za dezinfekciju i dezinfekciju vode i vazduha, ako je polimerizacija i izmena neophodna. psihičko stanje materijala.
Ultraljubičasto liječenje je vrsta zračenja koja ima određenu valnu dužinu i zauzima međupoziciju između rendgenskih zraka i ljubičaste zone vidljivog zračenja. Takvo zračenje je nevidljivo ljudskom oku. Međutim, zbog svojih svojstava, takvo zračenje je postalo vrlo rašireno i koristi se u mnogim područjima.
Trenutno mnogi znanstvenici namjerno proučavaju učinak ultraljubičastog zračenja na mnoge vitalne procese, uključujući metaboličke, regulatorne i trofičke. Poznato je da ultraljubičasto zračenje blagotvorno djeluje na organizam kod nekih bolesti i poremećaja, promoviranje liječenja. Zbog toga se široko koristi u medicinskom polju.
Zahvaljujući radu mnogih naučnika, proučavani su efekti ultraljubičastog zračenja na biološke procese u ljudskom organizmu kako bi se ti procesi mogli kontrolisati.
UV zaštita je neophodna u slučajevima kada je koža izložena dugotrajna izloženost sunčeve zrake.
Smatra se da su ultraljubičaste zrake zaslužne za fotostarenje kože, kao i za razvoj karcinogeneze, jer njihovo izlaganje stvara mnogo slobodni radikali, negativno utiče na sve procese u organizmu.
Osim toga, pri korištenju ultraljubičastog zračenja, rizik od oštećenja DNK lanaca je vrlo visok, a to već može dovesti do vrlo tragičnih posljedica i pojave takvih strašne bolesti, poput raka i drugih.
Znate li koji od njih mogu biti korisni za ljude? Sve o takvim svojstvima, kao i o svojstvima ultraljubičastog zračenja koje mu omogućavaju upotrebu u različitim proizvodnim procesima, možete saznati iz našeg članka.
Imamo i recenziju. Pročitajte naš materijal i shvatit ćete sve glavne razlike između prirodnih i umjetnih izvora svjetlosti.
Glavni prirodni izvor ove vrste zračenja je je Sunce. A među umjetnim postoji nekoliko vrsta:
- Lampe za eritem (izumljene još 60-ih godina, uglavnom se koriste za kompenzaciju nedostatka prirodnog ultraljubičastog zračenja. Na primjer, za prevenciju rahitisa kod djece, za ozračivanje mlađe generacije domaćih životinja, u foto kabinama)
- Živo-kvarcne lampe
- Excilamps
- Germicidne lampe
- Fluorescentne lampe
- LED diode
Mnoge lampe koje emituju ultraljubičasto zračenje dizajnirane su za osvjetljavanje prostorija i drugih objekata, a princip njihovog rada povezan je s ultraljubičastim zračenjem koje se pretvara u vidljivo svetlo.
Metode za stvaranje ultraljubičastog zračenja:
- Temperaturno zračenje (koristi se u žaruljama sa žarnom niti)
- Zračenje koje stvaraju plinovi i metalne pare koji se kreću u električnom polju (koristi se u živinim i plinskim žaruljama)
- Luminescencija (koristi se kod eritema, baktericidnih lampi)
Upotreba ultraljubičastog zračenja zbog njegovih svojstava
Industrija proizvodi mnoge vrste lampi za na razne načine Primjena ultraljubičastog zračenja:
- Merkur
- Vodonik
- Xenon
Glavna svojstva UV zračenja koja određuju njegovu upotrebu:
- Visoka hemijska aktivnost (pomaže u ubrzavanju mnogih hemijskih reakcija, kao i ubrzavanju bioloških procesa u organizmu):
Pod uticajem ultraljubičastog zračenja u koži se stvara vitamin D i serotonin, poboljšava se tonus i vitalne funkcije organizma. - Sposobnost ubijanja raznih mikroorganizama (baktericidno svojstvo):
Upotreba ultraljubičastog baktericidnog zračenja pomaže u dezinfekciji zraka, posebno na mjestima gdje se okuplja mnogo ljudi (bolnice, škole, visokoškolske ustanove, željezničke stanice, metroi, velike trgovine).
Dezinfekcija vode ultraljubičastim zračenjem je također veoma tražena jer daje dobre rezultate. Ovakvim načinom prečišćavanja voda ne dobija neprijatan miris ili ukus. Ovo je odlično za pročišćavanje vode u ribnjacima i bazenima.
Prilikom obrade često se koristi metoda ultraljubičaste dezinfekcije hirurški instrumenti. - Sposobnost izazivanja luminescencije određenih supstanci:
Zahvaljujući ovoj osobini, forenzičari otkrivaju tragove krvi na raznim predmetima. I takođe hvala specijalne boje Moguće je otkriti označene novčanice koje se koriste u antikorupcijskim operacijama.
Primjena ultraljubičastog zračenja fotografija
Ispod su fotografije na temu članka "Korištenje ultraljubičastog zračenja". Da biste otvorili galeriju fotografija, samo kliknite na sličicu slike.
Ultraljubičasto zračenje je oblik optičkog zračenja koji nije vidljiv. ljudskom oku, koju karakteriše manja dužina i veća energija fotona u poređenju sa svetlošću. Ultraljubičaste zrake pokrivaju spektar između vidljivog i rendgenskog zračenja, u opsegu talasnih dužina 400-10 nm. U ovom slučaju, područje zračenja u rasponu od 200-10 nm naziva se dalekim ili vakuumskim, a područje u rasponu od 400-200 nm naziva se bliskim.
UV izvori
1 Prirodni izvori (zvijezde, Sunce, itd.)
Samo dugotalasni dio ultraljubičastog zračenja svemirskih objekata (290-400 nm) sposoban je doprijeti do površine Zemlje. U isto vrijeme, kratkovalno zračenje potpuno apsorbira kisik i druge tvari u atmosferi na visini od 30-200 km od površine zemlje. UV zračenje zvezda u opsegu talasnih dužina 90-20 nm se skoro potpuno apsorbuje.
2. Vještački izvori
Zračenje čvrstih tijela zagrijanih na temperaturu od 3 hiljade Kelvina uključuje određeni udio UV zračenja, čiji se intenzitet primjetno povećava s porastom temperature.
Snažan izvor UV zračenja je plazma koja se gasi.
U raznim industrijama (prehrambenoj, hemijskoj i drugim industrijama) i medicini koriste se gasne, ksenonske, živino-kvarcne i druge lampe, čiji su cilindri napravljeni od prozirnih materijala - najčešće kvarca. Značajno UV zračenje emituju elektroni u akceleratoru i specijalni laseri u jonu sličnom niklu.
Osnovna svojstva ultraljubičastog zračenja
Praktična upotreba ultraljubičasto zračenje je zbog svojih osnovnih svojstava:
— značajna hemijska aktivnost (pomaže u ubrzavanju toka hemijskih i bioloških procesa);
- baktericidno dejstvo;
- sposobnost izazivanja luminescencije tvari - sjaj različitim bojama emitirane svjetlosti.
Proučavanje spektra emisije/apsorpcije/refleksije u UV opsegu uz pomoć moderne opreme omogućava da se ustanovi elektronska struktura atoma, molekula i jona.
UV spektri Sunca, zvijezda i raznih maglina omogućavaju dobivanje pouzdanih informacija o procesima koji se odvijaju u ovim objektima.
Ultraljubičasto svjetlo također može poremetiti i promijeniti kemijske veze u molekulima, zbog čega se mogu javiti različite reakcije (redukcija, oksidacija, polimerizacija itd.), što služi kao osnova za takvu nauku kao što je fotohemija.
UV zračenje može uništiti bakterije i mikroorganizme. Stoga se ultraljubičaste lampe naširoko koriste za dezinfekciju na mjestima s puno ljudi ( medicinske ustanove, vrtići, metro, željezničke stanice itd.).
Određene doze UV zračenja doprinose stvaranju vitamina D, serotonina i drugih supstanci na površini ljudske kože koje utiču na tonus i aktivnost organizma. Pretjerano izlaganje ultraljubičastom zračenju dovodi do opekotina i ubrzava proces starenja kože.
Ultraljubičasto zračenje se također aktivno koristi u kulturnoj i zabavnoj sferi - za stvaranje niza jedinstvenih svjetlosnih efekata u diskotekama, pozornicama barova, pozorišta itd.
Opće karakteristike ultraljubičastog zračenja
Napomena 1
Otkriveno ultraljubičasto zračenje I.V. Ritter Naknadno su svojstva ovog zračenja i njegova primena podvrgnuti najpažljivijoj analizi i proučavanju. Veliki doprinos ovoj studiji dali su naučnici kao što su A. Becquerel, Warshawer, Danzig, Frank, Parfenov, Galanin i mnogi drugi.
Trenutno ultraljubičasto zračenješiroko se koristi u raznim oblastima aktivnosti. Ultraljubičasta aktivnost dostiže svoj vrhunac u rasponu visokih temperatura. Ova vrsta spektra se pojavljuje kada temperatura dostigne od $1500$ do $20000$ stepeni.
Uobičajeno, raspon zračenja je podijeljen u 2 područja:
- Bliski spektar, koji do Zemlje stiže sa Sunca kroz atmosferu i ima talasnu dužinu od $380$-$200$ nm;
- Distant Spectrum apsorbuju ozon, kiseonik iz vazduha i druge atmosferske komponente. Ovaj spektar se može proučavati pomoću posebnih vakuum uređaja, zbog čega se naziva i vakuum. Njegova talasna dužina je $200$-$2$ nm.
Ultraljubičasto zračenje može biti kratkog dometa, dugog dometa, ekstremnog, srednjeg, vakuumskog, a svaki tip ima svoja svojstva i nalazi svoju primenu. Svaka vrsta ultraljubičastog zračenja ima svoju talasnu dužinu, ali u granicama navedenim iznad.
Spektar ultraljubičastog sunčevog zračenja, dostižući Zemljinu površinu, je uzak - $400$...$290$ nm. Ispostavilo se da Sunce ne emituje svetlost talasne dužine kraće od 290$ nm. Je li to istina ili ne? Odgovor na ovo pitanje pronašao je Francuz A. Cornu, koji je ustanovio da ozon apsorbuje ultraljubičaste zrake kraće od 295$ nm. Na osnovu ovoga, A. Cornu predložio da Sunce emituje kratkotalasno ultraljubičasto zračenje. Molekuli kiseonika pod njegovim uticajem se raspadaju na pojedinačne atome i formiraju molekule ozona. Ozon u gornjim slojevima atmosfere pokriva planetu zaštitni ekran.
Nagađanje naučnika potvrđeno kada je čovjek uspio da se uzdigne u gornje slojeve atmosfere. Visina Sunca iznad horizonta i količina ultraljubičastih zraka koji dopiru do površine Zemlje su direktno povezani. Kada se osvjetljenje promijeni za 20$%, količina ultraljubičastih zraka koje dopiru do površine smanjit će se za 20$ puta. Eksperimenti su pokazali da se za svakih 100$ m uspona, intenzitet ultraljubičastog zračenja povećava za 3$-4$%. U ekvatorijalnoj oblasti planete, kada je Sunce u zenitu, zraci dužine od $290$...$289$ nm dopiru do površine Zemlje. Zemljina površina iznad arktičkog kruga prima zrake talasne dužine od $350$...$380$ nm.
Izvori ultraljubičastog zračenja
Ultraljubičasto zračenje ima svoje izvore:
- Prirodni izvori;
- Izvori koje je napravio čovjek;
- Laserski izvori.
Prirodni izvor ultraljubičasti zraci su njihov jedini koncentrator i emiter - ovo je naš Ned. Nama najbliža zvijezda emituje snažan naboj valova koji mogu proći kroz ozonski omotač i doći do površine Zemlje. Brojne studije omogućile su naučnicima da iznesu teoriju da je tek pojavom ozonskog omotača na planeti mogao nastati život. Upravo ovaj sloj štiti sva živa bića od štetnog prekomjernog prodora ultraljubičastog zračenja. Sposobnost postojanja proteinskih molekula, nukleinskih kiselina i ATP-a postala je moguća upravo u tom periodu. Ozonski sloj obavlja vrlo važnu funkciju, u interakciji s masom UV-A, UV-B, UV-C, neutrališe ih i ne dozvoljava im da dođu do površine Zemlje. Ultraljubičasto zračenje koje stiže na površinu zemlje ima raspon koji se kreće od 200$ do 400$ nm.
Koncentracija ultraljubičastog zračenja na Zemlji zavisi od više faktora:
- Prisutnost ozonskih rupa;
- Položaj teritorije (visina) iznad nivoa mora;
- Visina samog Sunca;
- Sposobnost atmosfere da raspršuje zrake;
- Reflektivnost donje površine;
- Stanja para oblaka.
Vještački izvori Ultraljubičasto zračenje obično stvaraju ljudi. To mogu biti instrumenti, uređaji i tehnička sredstva dizajnirana od strane ljudi. Oni su kreirani da dobiju željeni spektar svjetlosti sa specificiranim parametrima talasne dužine. Svrha njihovog stvaranja je da se nastalo ultraljubičasto zračenje može korisno koristiti u različitim područjima djelovanja.
Izvori vještačkog porijekla uključuju:
- Ima sposobnost da aktivira sintezu vitamina D u ljudskoj koži eritemske lampe. Oni ne samo da štite od rahitisa, već i liječe ovu bolest;
- Poseban aparati za solarijume, sprečava zimsku depresiju i daje lijepu prirodnu preplanulost;
- Koristi se u zatvorenom prostoru za kontrolu insekata privlačne lampe. Ne predstavljaju opasnost za ljude;
- Merkur-kvarcni uređaji;
- Excilamps;
- Luminescentni uređaji;
- Xenon lampe;
- Uređaji za ispuštanje plina;
- Plazma visoke temperature;
- Sinhrotronsko zračenje u akceleratorima.
Umjetni izvori ultraljubičastog zračenja uključuju laseri, čiji se rad zasniva na stvaranju inertnih i neinertnih gasova. To mogu biti dušik, argon, neon, ksenon, organski scintilatori, kristali. Trenutno postoji laser radi za slobodnih elektrona. On proizvodi dužinu ultraljubičastog zračenja jednaku onoj koja se opaža u uslovima vakuuma. Lasersko ultraljubičasto se koristi u biotehnologiji, mikrobiološka istraživanja, masena spektrometrija itd.
Primjena ultraljubičastog zračenja
Ultraljubičasto zračenje ima karakteristike koje mu omogućavaju da se koristi u različitim oblastima.
UV karakteristike:
- Visok nivo hemijske aktivnosti;
- Baktericidno dejstvo;
- Sposobnost izazivanja luminescencije, tj. sjaj razne supstance različite nijanse.
Na osnovu toga, ultraljubičasto zračenje može se široko koristiti, na primjer, u spektrometrijskim analizama, astronomiji, medicini i dezinfekciji. pije vodu, analitičko proučavanje minerala, za uništavanje insekata, bakterija i virusa. Svaka oblast koristi različitu vrstu UV zračenja sa svojim spektrom i talasnom dužinom.
Spektrometrija specijalizovana je za identifikaciju jedinjenja i njihovog sastava na osnovu njihove sposobnosti da apsorbuju UV svetlost određene talasne dužine. Na osnovu rezultata spektrometrije, spektri za svaku supstancu se mogu klasifikovati, jer oni su jedinstveni. Uništavanje insekata zasniva se na činjenici da njihove oči detektuju kratkotalasne spektre koji su nevidljivi ljudima. Insekti lete do ovog izvora i bivaju uništeni. Poseban instalacije u solarijumima izložiti ljudsko telo UV-A. Kao rezultat toga, u koži se aktivira proizvodnja melanina, što joj daje tamniju i ujednačeniju boju. Ovdje je, naravno, važno zaštititi osjetljiva područja i oči.
Lijek. Upotreba ultraljubičastog zračenja u ovoj oblasti povezana je i sa uništavanjem živih organizama - bakterija i virusa.
Medicinske indikacije za ultraljubičasto liječenje:
- Traume tkiva, kostiju;
- Upalni procesi;
- Opekline, ozebline, kožne bolesti;
- Akutna respiratorne bolesti, tuberkuloza, astma;
- Zarazne bolesti, neuralgija;
- Bolesti uha, nosa i grla;
- Rahitis i trofični čir na želucu;
- ateroskleroza, zatajenje bubrega i sl.
Ovo nije cijela lista bolesti za koje se koristi ultraljubičasto zračenje.
Napomena 2
Dakle, ultraljubičasto pomaže doktorima da uštede milione ljudski životi i povratiti im zdravlje. Ultraljubičasto svjetlo se također koristi za dezinfekciju prostorija i sterilizaciju medicinskih instrumenata i radnih površina.
Analitički rad sa mineralima. Ultraljubičasto zračenje uzrokuje luminescenciju u tvarima, što ga čini mogućim za analizu kvalitativnog sastava minerala i vrijednih stijena. Drago, poludrago i ukrasno kamenje daje vrlo zanimljive rezultate. Kada su zračeni katodnim talasima, daju neverovatne i jedinstvene nijanse. Plava boja topaza, na primjer, kada je ozračena, postaje svijetlo zelena, smaragdno - crvena, biseri svjetlucaju u više boja. Spektakl je neverovatan, fantastičan.