تعتبر الأشعة فوق البنفسجية واستخداماتها من الأطعمة الموجودة على سطح الأرض، وعلى الرغم من أهمية الأشعة التي توفر الحرارة والضوء للإنسان أو بناء العظام لاحتوائها على فيتامين د، إلا أن هناك جوانب سلبية وضارة للإنسان.
على سبيل المثال، الأشعة فوق البنفسجية، التي اخترقت سطح الأرض من الغلاف الجوي بسبب الملوثات والتآكل الناتج لطبقة الأوزون.
جدول المحتويات
ما هي الأشعة فوق البنفسجية ومن اكتشفها؟
اكتشف الفيزيائي الألماني يوهان فيلهلم ريتر الأشعة فوق البنفسجية عام 1801 م.
عندما لاحظ وجود ضوء غير مرئي يتجاوز الجزء البنفسجي من الضوء المرئي على الورق المعالج بكلوريد الفضة أسرع من الضوء البنفسجي للطيف المرئي.
ووصف الضوء غير المرئي بأنه أشعة مؤكسدة للدلالة على النشاط الكيميائي للإشعاع وتمييزه عن أشعة الحرارة.
انظر أيضا: معلومات عن ظاهرة الاحتباس الحراري
أقسام من الأشعة فوق البنفسجية
- UVA: هذا النوع من الإشعاع له أطول طول موجي ويعتبر الأقل ضررًا.
- يُعرف على الأرجح باسم الضوء الأسود ويستخدمه الكثيرون بسبب قدرته على التوهج.
- خاصة في التصاميم الفنية والاحتفالية، لها أطوال موجبة من 315 إلى 400 نانومتر.
- UVB: عادةً أكثر أشكال الأشعة فوق البنفسجية تدميراً.
- نظرًا لاحتوائه على طاقة كافية لإتلاف الحمض النووي الخلوي، فإن أطواله الموجبة تتراوح من 280 إلى 315 نانومتر.
- الأشعة فوق البنفسجية البعيدة UVC: هذه الأنواع ضارة جدًا جدًا ويمتصها الغلاف الجوي للأرض تمامًا ولها أطوال موجبة من 180 إلى 280 نانومتر.
- الأشعة فوق البنفسجية الشديدة: لها أطوال موجية موجبة من 10 إلى 180 نانومتر.
خصائص مؤشر الأشعة فوق البنفسجية:
- مؤشر الأشعة فوق البنفسجية هو مقياس رقمي يستخدم للتنبؤ بمستويات الأشعة فوق البنفسجية في يوم معين.
- الرقم هو تنبؤ بمستويات الأشعة فوق البنفسجية في الظهيرة عندما يحدث ذلك.
- أعلى في الأيام المشمسة، تمثل الأرقام الأعلى خطرًا أكبر.
- المنخفض أقل خطورة، والرقم المحايد هو 3، وتجاوز هذا الرقم يشكل خطورة على العينين والجلد.
للأشعة فوق البنفسجية خصائص موجية فريدة تمنحها العديد من الفوائد، والتي بدورها هي السبب في أن الأشعة فوق البنفسجية خطيرة وضارة من نواحٍ عديدة، بما في ذلك:
- التردد: الأشعة فوق البنفسجية لها ترددات أعلى من الضوء المرئي، حيث تتراوح الترددات من 10 إلى 15 ومن 10 إلى 17 هرتز.
- الطول الموجي: تتراوح الأطوال الموجية لأنواع الأشعة فوق البنفسجية من 10 نانومتر إلى 400 نانومتر.
- الطاقة: تتراوح الطاقة التي تنقلها الأشعة فوق البنفسجية من 3 MeV إلى 124 MeV.
هل يمكننا رؤية الأشعة فوق البنفسجية؟
- لا يستطيع غالبية الأشخاص رؤية الأشعة فوق البنفسجية لأن عدسة العين تقوم بتصفية الترددات البعيدة والعالية للأشعة فوق البنفسجية.
- نظرًا لأن معظم الناس يفتقرون إلى مستقبلات الألوان لرؤية الضوء، فقد تم استبدال عدساتهم.
- يمكنك أن ترى بعض الأطوال الموجية للأشعة فوق البنفسجية.
- يظهر الأشخاص الذين يمكنهم رؤية الأشعة فوق البنفسجية باللون الأزرق أو الأبيض أو الأرجواني.
- لكن الحشرات والطيور وبعض الثدييات يمكنها رؤية الأشعة فوق البنفسجية.
- بينما يمكن للأشعة فوق البنفسجية الحقيقية أن تحتوي على مستقبل لوني رابع يمكن تخيله وبعض الحيوانات تستخدمه لتمييز الدببة القطبية في الثلج.
- تستخدم الثدييات الأشعة فوق البنفسجية لرؤية مسارات البول لتتبع الفريسة.
أنظر أيضا: بحث عن الظاهرة الكهروضوئية
استخدام الأشعة فوق البنفسجية
تُحيط الأشعة فوق البنفسجية بالإنسان حتى لو لم يراها بالعين المجردة، ورغم خطورة الأشعة فوق البنفسجية إلا أنها ذات قيمة كبيرة.
له فوائد عديدة ويستخدم بطرق مختلفة تخدم مجالات مختلفة بما في ذلك المجالات الطبية والصيدلانية والتجميلية وغيرها.
- على سبيل المثال، في المجال الكيميائي، يتم تحليل مركب كيميائي عن طريق تغيرات اللون.
- تستخدم هذه العملية عادة في المصانع الكيماوية لإنتاج الأدوية أو النباتات البيولوجية.
- المستشفيات ومختبرات مراقبة جودة المياه وصناعة البتروكيماويات وصناعة الأغذية.
- في منطقة الإضاءة، تقوم مصابيح الفلورسنت بتأين البخار الموجود في أنابيبها.
- يتسبب هذا في قيام الإلكترونات الموجودة في الغاز بإصدار فوتونات على نفس ترددات الأشعة فوق البنفسجية.
- تقوم طبقة الفوسفور الموجودة داخل الأنبوب بتحويل الضوء فوق البنفسجي إلى ضوء مرئي.
- في المجال الطبي، يتم استخدامه لعلاج بعض الأمراض الجلدية السرطانية.
- يمكن للمرضى تجنب بعض الأدوية التي تتفاعل مع الأشعة فوق البنفسجية.
- لتقصير زمن نمو الخلايا السرطانية في الغدد الليمفاوية والجلد وكذلك في الصدفية والبهاق.
- تستخدم هذه الأشعة أيضًا في صنع فيتامين د، الذي يحتاجه الإنسان للنمو وتكوين العظام.
- يتم استخدامه في مجال التجميل للدباغة، حيث يتم تصنيع أدوات التجميل لدباغة الجلد من الأشعة فوق البنفسجية الاصطناعية.
- في مجال الشرطة والتحقيقات الجنائية، يتم استخدام الأشعة فوق البنفسجية لتحليل المواد البيولوجية في الدم في مسرح الجريمة.
- نظرًا لقدرته الفائقة على قتل الفيروسات والبكتيريا، فإنه يستخدم أيضًا لتعقيم مرافق الأبحاث الطبية والبيولوجية وتطهير جزء كبير من الماء والغذاء.
- كما أنها تستخدم في مجال الطب للتصوير فوق البنفسجي والطب العلمي والطب الشرعي باستخدام العدسات المصممة لمرور الأشعة الضوئية.
- يستخدمه مصورو المناظر الطبيعية بالأشعة فوق البنفسجية لتصوير الزهور بأنماط محددة لا تستطيع العين البشرية رؤيتها، باستخدام عدسات خاصة أو تغيير خصائص الكاميرا الخاصة بهم.
ضرر الأشعة فوق البنفسجية
يحتاج الشخص إلى التعرض لأشعة الشمس للاستفادة منها لوجود الأشعة فوق البنفسجية التي تحتوي على فيتامين د وهو عنصر مهم لنمو العظام والصحة العامة ولكن التعرض المفرط لهذه الأشعة يسبب:
- الكثير من حروق الجلد.
- إضعاف جهاز المناعة للإنسان.
- سرطان الجلد.
- التهاب الخلايا الضوئية، المعروف باسم قوس العين أو العمى الثلجي.
- تصلب الجلد وظهور التجاعيد
- إعتام عدسة العين، والذي يمكن أن يؤدي فقط إلى العمى.
- خفض معدل تكاثر العوالق المائية وتقليل نموها بنسبة 6٪ إلى 12٪.
العلاقة بين الأشعة فوق البنفسجية وثقب الأوزون
- ثبت علميًا أن طبقة الأوزون مسؤولة عن حماية الكوكب من الأشعة فوق البنفسجية.
- ومع ذلك، فقد تضررت هذه الطبقة مؤخرًا لأنها مشكلة عالمية لا تزال قيد الدراسة بحثًا عن حلول من شأنها أن تساعد في منع ثقب الأوزون من التوسع أكثر.
- وكل هذا يأتي من التلوث الأرضي والغازات والأبخرة الناتجة عن الاستهلاك البشري على هذا الكوكب.
كيفية الوقاية من الأشعة فوق البنفسجية
- يمكن أن يؤدي التعرض للأشعة فوق البنفسجية لفترات طويلة دون حماية مناسبة إلى عواقب صحية خطيرة.
- عند التعرض لأشعة الشمس لبضع ساعات، تتراكم صبغة الميلانين في الجلد لامتصاص الأشعة فوق البنفسجية وتشتيتها على شكل حرارة.
- يجب استخدام واقي الشمس لحماية نفسك من أشعة الشمس الضارة.
أنظر أيضا: مقال عن ظاهرة الشفق القطبي
ما هي ظاهرة الشفق القطبي؟
- إنها ظاهرة طبيعية تسمى Aurora Borealis، والتي تنتج عن موجات عالية الطاقة تنتقل عبر الأقطاب المغناطيسية للكوكب، والغازات الجوية المثيرة التي تتسبب في توهجها.
- حيث تتصادم فوتونات هذا الإشعاع عالي الطاقة مع ذرات الغازات في الغلاف الجوي، مما يثير الإلكترونات في الذرات وعندما تتحرك الذرات في الغلاف الجوي لأسفل، يتم إطلاق الطاقة كضوء وتعود إلى حالة التوازن.
- هذه الأشعة فوق البنفسجية لها مزايا وعيوب على حد سواء، كما أنها ضارة، فإذا تعرض الشخص لها، فإن كل هذا يؤثر بطريقة أو بأخرى على متوسط العمر المتوقع للإنسان، والذي من المتوقع أن ينخفض بنحو ثماني سنوات.