الاستخدامات المتنوعة لصرامة الضوء فوق البنفسجي

تعتبر الأشعة فوق البنفسجية من الظواهر الطبيعية الهامة على سطح الأرض. بينما تمدنا الشمس بدفء وضوء ضروريين، إلا أن هناك جوانب سلبية تؤثر على صحة الإنسان نتيجة تعرضه لهذه الأشعة، خاصة في ظل التغيرات البيئية والتلوث الذي ساهم في تآكل طبقة الأوزون.

تعريف الأشعة فوق البنفسجية واكتشافها

اكتشف الفيزيائي الألماني يوهان فيلهيلم ريتر الأشعة فوق البنفسجية في عام 1801، عندما لاحظ وجود ضوء غير مرئي يمتد وراء الطيف البنفسجي على ورق مغطى بكلوريد الفضة، حيث كان يتحرك بسرعة أكبر من الضوء البنفسجي. وقد أطلق وصف الأشعة المؤكسدة على هذا النوع من الضوء بسبب تأثيره الكيميائي.

شاهد أيضاً:

أنواع الأشعة فوق البنفسجية

• الأشعة فوق البنفسجية القريبة (UVA): تتميز بأطوال موجية أطول وتعتبر الأقل ضرراً. تُعرف أيضاً بالضوء الأسود، ولها استخدامات متنوعة مثل التزيين الفني، وتستخدم بشكل شائع في الاحتفالات، حيث تتراوح أطوالها الموجية بين 315 إلى 400 نانومتر.
• الأشعة فوق البنفسجية المتوسطة (UVB): تعد الأكثر ضرراً بين الأنواع المختلفة، حيث تحتوي على طاقة كافية لتدمير الحمض النووي للخلية. تتراوح أطوالها الموجية بين 280 إلى 315 نانومتر.
• الأشعة فوق البنفسجية البعيدة (UVC): هي أشعة ضارة جداً، لكن الغلاف الجوي يمتصها بالكامل، وتبلغ أطوالها الموجية بين 180 إلى 280 نانومتر.
• الأشعة فوق البنفسجية المتطرفة: تتراوح أطوالها الموجية بين 10 إلى 180 نانومتر.

خصائص الأشعة فوق البنفسجية (مؤشر الأشعة فوق البنفسجية)

• مؤشر الأشعة فوق البنفسجية هو مقياس رقمي يحدد مستويات الأشعة في يوم معين. يعبر عن أعلى مستويات الأشعة عند الظهيرة، حيث تكون أشعة الشمس في ذروتها، مما يشكل خطراً أكبر على الصحة عندما تكون الأرقام مرتفعة.
• الأرقام المنخفضة تشير إلى أقل مستويات الخطر، ويتراوح المؤشر محايداً عند رقم 3، وعندما يتجاوز هذا الرقم، قد يهدد عينيك وجلدك.

تعتبر الأشعة فوق البنفسجية لها خصائص فريدة تجعلها مفيدة وضارة في ذات الوقت. وتشمل هذه الخصائص:

• التردد: تمتلك الأشعة فوق البنفسجية ترددات عالية تتراوح بين 10^15 إلى 10^17 هرتز.
• الطول الموجي: تختلف أطوال موجاتها بين 10 نانومتر و400 نانومتر.
• الطاقة: تتراوح الطاقة الموجودة في الأشعة فوق البنفسجية بين 3 إلكترون فولت إلى 124 إلكترون فولت.

رؤية الأشعة فوق البنفسجية

• غالباً لا يمكن لمعظم البشر رؤية الأشعة فوق البنفسجية، حيث تقوم عدسة العين بتصفية تلك الترددات العالية.
• بعض الأفراد الذين خضعوا لعملية استبدال العدسة قد تكون لديهم القدرة على رؤية بعض الأطوال الموجية للأشعة فوق البنفسجية، حيث تظهر لهم بلون أزرق أو بنفسجي.
• الحشرات والطيور وبعض الثدييات تمتلك القدرة على رؤية الأشعة فوق البنفسجية القريبة، مما يساعدها على تحديد المسارات والتفاصيل في بيئتها.

شاهد أيضاً:

استخدامات الأشعة فوق البنفسجية

رغم المخاطر المرتبطة بالأشعة فوق البنفسجية، إلا أنها تلعب دوراً حيوياً في عدة مجالات تشمل الطب والصناعة والتجميل.

• في الصناعة الكيميائية، تستخدم الأشعة فوق البنفسجية لتحليل المركبات الكيميائية من خلال ملاحظات تغييرات اللون، مما يساعد في إنتاج الأدوية في مختبرات متخصصة.
• في مجال الإضاءة، تعمل مصابيح الفلورسنت على تأيين الغاز داخل الأنابيب، مما ينتج عنه انبعاث فوتونات بترددات شبيهة بتلك الخاصة بالأشعة فوق البنفسجية.
• تُستعمل في الطب لعلاج حالات جلدية معينة، حيث يرتبط العلاج بتفاعل الأدوية مع الأشعة فوق البنفسجية لتقليل نمو الخلايا غير الطبيعية.
• تشكل الأشعة فوق البنفسجية مصدراً أساسياً لتصنيع فيتامين (د) الضروري لصحة العظام.
• تستخدم في عمليات التعقيم والتنظيف، حيث تملك قدرة كبيرة على القضاء على البكتيريا والفيروسات.
• تستغل في الأبحاث العلمية والتصوير الفوتوغرافي، مما يوفر رؤى جديدة من خلال تصوير الأجسام غير المرئية للعين البشرية.

أضرار الأشعة فوق البنفسجية

رغم فوائد الشمس، إلا أن التعرض المفرط للأشعة فوق البنفسجية قد يتسبب في أضرار جسيمة من بينها:

• حروق جلدية.
• ضعف جهاز المناعة.
• زيادة مخاطر الإصابة بسرطان الجلد.
• التهابات العين، مثل الكريات الضوئية.
• تسريع ظهور التجاعيد.
• إعتام عدسة العين.
• تقليص معدل تكاثر العوالق المائية.

صلة الأشعة فوق البنفسجية بثقب الأوزون

• تعتبر طبقة الأوزون حامية الكرة الأرضية من مخاطر الأشعة فوق البنفسجية، لكن تضررت هذه الطبقة نتيجة الأنشطة البشرية.
• يشكل هذا الضرر مشكلة بيئية مستمرة ويحتاج إلى حلول لتجنب تفاقمها.

طرق الوقاية من الأشعة فوق البنفسجية

• يجب اتخاذ الحذر عند التعرض للأشعة فوق البنفسجية لفترات طويلة، وينصح باستخدام واقيات الشمس المناسبة.

شاهد أيضاً:

ما هي ظاهرة الشفق القطبي

• تعتبر ظاهرة الشفق القطبي نتيجة لتفاعل موجات طاقة عالية مع الغازات في الغلاف الجوي، مما ينتج توهجاً مُذهلاً.
• تشكل الفوتونات جزءًا من هذا الإشعاع، حيث تصطدم بالذرات وتثيرها، مما يؤدي إلى إصدار الضوء عند عودة الذرات إلى حالة التوازن.
• تتعدد المزايا والأضرار المرتبطة بالشفق القطبي، حيث يمكن أن يؤثر على متوسط عمر الإنسان بحوالي ثمانية أعوام.