پرتو فروسخ و فرابنفش در نور

بسیاری از لامپ‌ها و محصولات روشنایی در پرتو‌های خود دارای مقداری از اشعه‌های فروسرخ و فرابنفش هستند. وجود این پرتو‌ها در نور به عنوان نکته‌ای منفی به حساب می‌آید و اغلب چراغ‌های باکیفیت عاری از اشعه‌های فرو سرخ و فرابنفش هستند و این مسئله را نیز در مشخصات لامپ و چراغ ذکر می‌کنند.

در این مقاله قصد داریم شما را با چیستی این پرتوها و همچنین اثرات آن بر روی انسان آشنا کنیم.

با ما تا انتها همراه باشید.

گستره اشعه فرابنفش

اشعه فرابنفش بین طول موجهای 0.0144 میکرومتر و 0.39 میکرومتر است. اشعه فرابنفش را به سه منطقه تقسیم می‌کنند:

ماورا بنفش با طول موج بلند یا ماورا بنفش A :

این اشعه بین طول موجهای 0.39و 0.315 میکرومتر قرار دارد. نسبت این اشعه در نور آفتاب ، قوس الکتریکی زغالو چراغهای الکتریکی معمولی زیاد است.

ماورا بنفش با طول موج متوسط یا ماورا بنفش B :

این اشعه بین طول موجهای0.315 و 0.28 میکرومتر است. این اشعه در نور چراغ بخار جیوه و قوسهایالکتریکی با الکترودهای فلزی وجود دارد، تاثیر آنها در پوست شدید است.

ماورا بنفش با طول موج کوتاه یا ماورا بنفش C :

این اشعه شامل طول موجهای کوتاهتر از 0.28 میکرومتر است و فقط در قوس الکتریکی جیوه وجود دارد.

جذب اشعه فرابنفش

از شیشه معمولی فقط اشعه فرابنفش A عبور می‌کند. در صنعت شیشه‌هایی با ترکیبات مخصوص می‌سازند که طول موج 0.26 یعنی ماورا بنفش B و A و قسمتی از C را نیز عبور دهد.

شفافیت کوارتز خیلی بیشتر از شیشه است و فقط طول موجهای کوتاهتر از 0.18 میکرومتر در آن جذب می‌شود. به همین سبب حبابهای چراغهای مولد اشعه فرابنفش را از کوارتز تهیه می‌کنند.

آب خالص برای اشعه فرابنفش ، شفاف‌ترین مایعات است و طبقات نازک آن امواجبلندتر از 0.2 میکرومتر را از خود عبور می‌دهند.

گازها معمولا برای اشعه فرابنفش ، شفاف هستند و طول موجهای بلندتر از 0.18میکرومتر از لایه‌های نازک هوا بخوبی عبور می‌کنند.

منابع اشعه فرابنفش

منابع اشعه فرابنفش خیلی زیاد است. تعدادی از آنها عبارتند از:

قوس الکتریکی زغال

نسبت اشعه فرابنفش در قوس الکتریکی زغال نسبتا کم است، ولی اگر اکسیدهای فلزی به الکترودهای زغالی اضافه کنند، مقدار این اشعه افزایش می‌یابد. برای این کار الکترودهایی می‌سازند که در آنها یک غلاف زغالی دور اکسید فلزی را گرفته است. قوسهایی که الکترود آنها از فلز خالص ساخته شده باشند، نیز به نسبت زیاد اشعه فرابنفش دارند.

چراغهای بخار جیوه

مهمترین و متداولترین منابع اشعه فرابنفش چراغهای بخار جیوه هستند که با مصرف کمنیروی الکتریکی ، مقدار زیادی اشعه فرابنفش تولید می‌کنند. قسمت اساسی لامپ ازلوله‌ای از جنس کوارتز ساخته شده است که در دو طرف آن دارای دو مخزن جیوه است.

اندازه گیری اشعه فرابنفش

اساس اندازه گیری اشعه فرابنفش متکی به خواص فیزیکی و شیمیایی آن است. وسایلی که برای اندازه گیری اشعه فرابنفش وجود دارد، اکتی نومتر (Actinometer) نامیده می‌شود و به سه دسته تقسیم می‌شود:پیل ترموالکتریک : جسمی را که کلیه اشعه را جذب می‌کند، در معرض تابش اشعه قرار داده و حرارت حاصله را اندازه گیری می‌کنند.

اکتی نومتر فیزیکی:

مهمترن این نوع اکتی نومترها سلول فوتوالکتریک(Photoelectric) است

نور فرابنفش و مادون قرمز هر دو شکل متفاوتی از امواج الکترومغناطیسی است که شامل میدان های الکتریکی و مغناطیسی متغیر هستند. با وجود شباهت اولیه، برخی از تفاوت های مهم نیز وجود دارد.

اگر چه اشعه مادون قرمز و اشعه ماوراء بنفش (UVR) برای چشم انسان نامرئی هستند، آنها به عنوان “نور” در نظر گرفته می شوند، زیرا برخی از ویژگی های انتشار و تعامل با آنها قابل مشاهده است. همانطور که بقیه طیف الکترومغناطیسی نیز مطرح می شود، تابش نوری مطابق قوانین الکترودینامیک است و می تواند هم به عنوان امواج الکترومغناطیسی و هم به عنوان ذرات انرژی شناخته شود.

تابش الکترومغناطیسی دارای خواص شبیه ذره و موج است. مانند موج، فرکانس، یک دوره و طول موج دارد؛ مانند یک ذره در واحدهای گسسته یا بسته های انرژی به نام فوتون می آید. انرژی یک فوتون تابش الکترومغناطیسی با فرمول E = hν، که در آن ν فرکانس تابش الکترومغناطیسی در هرتز است، و h ثابت است. طول موج و فرکانس مربوط به فرمول c = νλ، جایی که λ طول موج است؛ در نتیجه، فرکانس بزرگتر، طول موج کوچکتر است.

تفاوت بین مادون قرمز و نور ماوراء بنفش

تفاوت بین نور ماوراء بنفش و مادون قرمز این است که فرابنفش دارای فرکانس بزرگترو طول موج کوتاه تر است. طول موج نور مادون قرمز بین 1 میلی متر و 750 نانومتر است، در حالی که طول موج اشعه ماوراء بنفش بین 400 نانومتر و 10 نانومتر است. طول موج مداخله ای بین 400 تا 750 نانومتر قابل مشاهده است.

از آنجا که فرکانس بزرگتر از E = hν حاصل می شود پس فرابنفش دارای انرژی بالاتری نسبت به مادون قرمز است؛ در نتیجه، می توان انرژی بیشتری را به الکترون هایی که یک فوتون از فرابنفش را جذب می کنند انتقال دهد. اشعه ماوراء بنفش انرژي کافي را براي مختل ساختن پيوندهاي شيميايي خاصي حمل مي کند، بنابراين هنگامي که آن را به DNA می تابانیم (مولکول در سلول هاي شما که اطلاعات ژنتيکي را ذخيره مي کند)، مي تواند باعث جهش شود. جهش های تجمع یافته و آسیب DNA می تواند به طور بالقوه منجر به سرطان پوست شود.

اشعه ماوراء بنفش

اشعه ماوراء بنفش توسط پوست انسان جذب می شود و باعث سوختگی آفتاب می شود. مهمتر از همه، باعث تحریک و تشکیل ویتامین D، که برای جذب کلسیم لازم است می شود. همچنین توسط گیاهان سبز جذب می شود؛ وبا آب ودی اکسید کربن به منظور تشکیل کربوهیدرات ها ترکیب می شود. این فرآیند فتوسنتز نامیده می شود. ما قبلا در مورد اهمیت آن برای حیوانات و انسان بحث کرده ایم. اشعه ماوراء بنفش موجب انتشار الکترونها از فلزات می شود، همانطور که در سلول های عکاسی الکتریکی؛ یک تصویر پنهان شده بر روی یک امولسیونی عکاسی را تحریک می کند. این برای چشم ها مضر است.

اشعه مادون قرمز

اشعه مادون قرمز قسمتی از تشعشعات الکترومغناطیس است که نسبت به نور مرئی طول موج بیشتری دارد .

گرمایی که از انرژی خورشید یا از یک محیط گرم یا بدن انسان احساس می کنیم انرژی گرمایی همان تشعشات مادون قرمز می باشد به بیانی هر جسمی که دمای آن بالاتر از صفر مطلق باشد مادون قرمز ساطح می شود مثلا دمای بدن انسان به طور طبیعی 37 درجه سانتی گراد می باشد این همان امواج مادون قرمز است ما در دوربین های پیشرفته می توانیم تشعشات مادون قرمز را در قالب تصویر حرارتی مشاهاده کنیم

مادون قرمز

چشم می تواند نور در طول موج در طیف بصری را تشخیص دهد. دیگر طول موجها، مانند مادون قرمز و ماوراء بنفش، باید به چشم انسان نامرئی باشند، اما دانشمندان دانشگاه واشنگتن متوجه شده اند که در شرایط خاص، ما می توانیم نور مادون قرمز غیر قابل مشاهده را ببینیم

پرتو فروسرخ و فرابنفش در مهتابی‌های فلورسنتی

لامپ هاي مهتابي (فلورسنت)، از نوع لامپ هاي جيوه اي فشار پائين هستند. اين لامپ ها يكي از منابع مصنوعي تابش اشعه ماوراي بنفش (UV) مي باشند. به علت استفاده گسترده اينگونه لامپ ها به عنوان منبع روشنايي منزل، بررسي اندازه UV تابشي آنها حايز اهميت است.

روش ها. مقدار UV تابشي لامپ هاي فلورسنت توليدي سه شركت داخلي در وضعيت هاي مختلف اندازه گيري شد. تعداد لامپ هاي مورد بررسي از هر شركت 42 عدد (براي دستيابي به ضريب اطمينان 95 درصد) انتخاب گرديد.

وسيله اندازه گيري مقدار UV دستگاه اسپكتروفتومتر فيبر نوري ساخت شركت Ocean Optic بود. اندازه گيري ها در نقاط مختلف به موازات لامپ و در امتداد عمود بر لامپ و همچنين پس از مدت زمان مشخص كاركرد لامپ صورت پذيرفت.نتايج. ميانگين شار انرژي گستره UV لامپ هاي شركت B كمترين 1.32 µW:cm2 و شركت A بيشترين 2.48µw:cm2  مقدار را در فاصله ده سانتيمتري از لامپ داشتند.

نمودارهاي درصد نسبي انرژي گسترده UV به انرژي كل لامپ هاي سه شركت در امتداد محور لامپ يكنواخت بودند. بحث. خطر نسبي ابتلا به سرطان هاي غير ملانومايي (نسبت به ميزان ابتلا در اثر تابش خورشيدي) براي افراد 35 ساله هنگام پرتوگيري از لامپ هاي شركت هاي C , B , A به مدت 2000 ساعت در سال به ترتيب برابر با 13.2 و 8.4 و 8.7 درصد بدست آمد.

با گذشت زمان استفاده از لامپ (1000 ساعت) درصد نسبي شار انرژي گسترده UV به انرژي كل تمامي لامپ ها تقريبا ثابت باقي ماند.

حال امروزه نمونه‌ای از لامپ‌های ال ای دی با تکنولوژی اس ام دی به تولید رسیده‌اند که توانایی ساطع کردن پرتو‌های نوری عاری از اشعه‌های فروسرخ و فرابنفش دارد.

این لامپ‌ها با جدید ترین تکنولوژی ساخت محصولات روشنایی به تولید می‌رسند و علاوه بر این مسئله در کاهش آلوگی نوری موثر است.

همچنین لازم به ذکر است که لامپ‌های ال ای دی اس ام دی در مصارف مختلفی اعم از صنعتی وو خانگی قابل استفاده است که اگر به این مبحث علاقمند باشید، می‌توانید مقاله‌های مرتبط را در لینک‌های زیر پیدا کنید.

حتما بخوانید: تولید کننده چراغ 60*60