UV, ili ultraljubičasto, svjetlo je nevidljivi oblik elektromagnetskog zračenja koje ima kraću valnu duljinu od svjetlosti koju ljudi mogu vidjeti. Nosi više energije od vidljive svjetlosti i ponekad može razbiti veze između atoma i molekula, mijenjajući kemiju materijala koji su joj izloženi. UV svjetlo također može uzrokovati da neke tvari emitiraju vidljivu svjetlost, što je fenomen poznat kao fluorescencija. Ovaj oblik svjetlosti – koji je prisutan na sunčevoj svjetlosti – može biti koristan za zdravlje, jer potiče proizvodnju vitamina D i može ubiti štetne mikroorganizme, ali pretjerano izlaganje može uzrokovati opekline i povećati rizik od raka kože. UV svjetlo ima mnoge namjene, uključujući dezinfekciju, fluorescentne žarulje i u astronomiji.
Izraz “ultraljubičasto” znači “izvan ljubičice”. U vidljivom dijelu spektra valna duljina se smanjuje — a energija elektromagnetskih valova raste — od crvene preko narančaste, žute, zelene, plave i ljubičaste, pa UV svjetlo ima kraću valnu duljinu i više energije od ljubičaste svjetlosti. Valne duljine se mjere u nanometrima (nm) ili milijardnim dionicama metra, a valne duljine ultraljubičastog zračenja kreću se između 10 nm i 400 nm. Može se klasificirati kao UV-A, UV-B ili UV-C, prema opadajućoj valne duljine. Alternativna klasifikacija, koja se koristi u astronomiji, je “blizu”, “srednje”, “daleko” i “ekstremno”.
Sunce proizvodi ultraljubičasto svjetlo svih kategorija; međutim, kraće, veće valne duljine energije apsorbira kisik u atmosferi, a posebno ozonski omotač. Kao rezultat toga, ultraljubičasto zračenje koje dopire do površine sastoji se uglavnom od UV-A, s malo U-VB. Za opekline od sunca zaslužan je UV-B. Sunčeva svjetlost koja dopire do površine Zemlje ima i prednosti i opasnosti.
Prednosti
Ultraljubičasto svjetlo, točnije UV-B, potrebno je kako bi se omogućilo koži da proizvede vitamin D. Ona pretvara kemikaliju koja se nalazi u koži u prekursor vitamina, koji zatim tvori sam vitamin. Ovaj vitamin je neophodan za ljudsko zdravlje, a njegov nedostatak je impliciran kod poremećaja imunološkog sustava, kardiovaskularnih bolesti, visokog krvnog tlaka i raznih karcinoma. Ozbiljni nedostatak rezultira bolešću kostiju zvanom rahitis. Nedostatak sunčeve svjetlosti glavni je uzrok nedostatka vitamina D, a krema za sunčanje sprječava njegovo stvaranje.
Postoje i druge prednosti povezane s ultraljubičastim svjetlom koje se mogu činiti neovisnim o proizvodnji vitamina D. Često izlaganje umjerenim količinama sunčeve svjetlosti, odnosno količinama nedostatnim da izazovu opekline, može pružiti određenu zaštitu od raka kože. Postoje dokazi da su ljudi koji rade na otvorenom manje osjetljivi na bolest. Čini se da su djeca koja provode puno vremena na aktivnostima na otvorenom također izložena manjem riziku od razvoja raka kože kasnije u životu. Ostali mogući korisni učinci uključuju smanjenje incidencije kardiovaskularnih bolesti, poboljšanje nekih stanja kože i poboljšanje raspoloženja.
Mnogi potencijalno štetni mikroorganizmi brzo se ubijaju ili inaktiviraju izlaganjem UV svjetlu. Virusne infekcije koje se prenose zrakom, kao što je gripa, općenito se šire kapljicama koje se izbacuju kašljanjem i kihanjem. Virusne čestice u ovim kapljicama ne prežive dugo ako su izložene sunčevoj svjetlosti, a kao rezultat toga, ove se bolesti možda neće tako lako širiti u sunčanim uvjetima.
Opasnosti
Opasnost predstavlja i sposobnost ultraljubičastog svjetla da izazove kemijske promjene. Energičniji UV-B je odgovoran za opekline od sunca, može uzrokovati prerano starenje kože i može promijeniti DNK na način koji može dovesti do raka kože, kao što je melanom. Također može oštetiti oči i uzrokovati kataraktu. UV svjetlo potiče proizvodnju pigmenta melanina, pa se zbog toga ljudi mogu namjerno izlagati jakom suncu kako bi dobili preplanulu kožu. Učinci povezani s ovim oblikom svjetla mogu biti pogoršani popularnošću studija za sunčanje i ležaljki, koji koriste umjetno proizvedeno ultraljubičasto svjetlo za sunčanje.
Koristi
Dezinfekcija i sterilizacija
Učinci UV svjetla na viruse, bakterije i parazite doveli su do njegove upotrebe u dezinfekciji zaliha pitke vode. Ima prednosti što zahtijeva malo održavanja, ne utječe na okus tretirane vode i ne ostavlja potencijalno štetne kemikalije iza sebe. Glavni nedostatak je taj što, za razliku od nekih kemijskih metoda — kao što je kloriranje — neće zaštititi od kontaminacije nakon tretmana. UV se također koristi za sterilizaciju hrane i u mikrobiološkim laboratorijima.
Fluorescentna
Neke tvari, kada su izložene UV svjetlu, emitiraju svjetlost na vidljivim valnim duljinama, što je fenomen poznat kao fluorescencija. Uobičajene fluorescentne svjetiljke, na primjer, napaja se UV svjetlom koje nastaje ionizacijom niskotlačne živine pare. Ovo svjetlo apsorbira poseban fluorescentni premaz, koji zauzvrat proizvodi vidljivo svjetlo. Fluorescentna svjetla su energetski učinkovitija od konvencionalnih žarulja.
Ultraljubičasto svjetlo se često koristi u sigurnosti. Osjetljivi dokumenti, kao što su valuta, vozačke dozvole, kreditne kartice i putovnice, imaju nevidljive simbole na sebi koji svijetle samo u prisutnosti UV svjetla. Krivotvoriteljima ih je teško kopirati.
Biolozi i zoolozi jako vole ultraljubičasto svjetlo jer im pomaže u noćnim istraživanjima organizama na terenu. Određene ptice, gmazovi i beskralježnjaci, kao što su kukci, fluoresciraju pod UV zračenjem i brzo bljeskanje svjetla na malom području može omogućiti promatračima da izbroje približan broj organizama dane vrste. Ovo je vrlo korisno jer su mnoge od ovih životinja uglavnom noćne i rijetko ako se uopće mogu vidjeti tijekom dana.
Mnogi tekstili koji se koriste u odjeći također fluoresciraju, a “crna svjetla” koja se često koriste u noćnim klubovima i na zabavama iskorištavaju tu činjenicu uzrokujući da odjeća svijetli u mraku. Ova svjetla prvenstveno proizvode svjetlost u UV dijelu spektra, ali također proizvode i blagi ljubičasti sjaj. Posebni plakati ili druga umjetnička djela također se mogu izraditi s izričitom svrhom fluoresciranja na određeni način pod crnim svjetlom.
Zamke za insekte
Mnogi kukci mogu vidjeti ultraljubičasto svjetlo i privlače ih, pa se svjetlo često koristi u zamkama za kukce. Entomolozi ih mogu koristiti za proučavanje populacije insekata u određenom staništu ili za hvatanje i ubijanje neugodnih insekata u trgovinama hrane u restoranima.
Astronomija
Mapiranje Mliječne staze i drugih galaksija u ultraljubičastom svjetlu omogućuje astronomima da izgrade sliku o tome kako se galaksije razvijaju tijekom vremena. Mlade zvijezde proizvode više UV zračenja od starijih zvijezda, poput Sunca. Oni također proizvode veći udio svoje ultraljubičaste svjetlosti na krajnjem kraju spektra. Područja u kojima se formiraju nove zvijezde stoga svjetle jače u UV zrakama, omogućujući astronomima da identificiraju i mapiraju ta područja.
Ostale namjene
Postoji niz drugih upotreba za UV svjetlo:
Spektrofotometrija — za analizu kemijskih struktura.
Analiziranje minerala — fluorescencija pod ultraljubičastim svjetlom može razlikovati minerale koji izgledaju isto pod vidljivim svjetlom.
Mikroskopija — kraća valna duljina ultraljubičastog svjetla može razlučiti detalje koji su premali da bi se mogli vidjeti običnim svjetlosnim mikroskopom.
Kemijski markeri — tvari koje fluoresciraju u UV svjetlu, kao što je zeleni fluorescentni protein (GFP) mogu se koristiti za proučavanje bioloških procesa.
Fotokemoterapija — koristi se za liječenje psorijaze i nekih drugih kožnih oboljenja.
Fotolitografija vrlo fine rezolucije — koristi se u proizvodnji poluvodičkih komponenti u elektroničkoj industriji.
Provjera električne izolacije — “koronsko pražnjenje”, gdje oštećena izolacija na električnoj opremi rezultira ionizacijom zraka, može se otkriti emisijom ultraljubičastog svjetla.
Stvrdnjavanje ljepila i premaza — neke tvari polimeriziraju i stvrdnjavaju pod utjecajem ultraljubičastog svjetla.