ΥΠΕΡΙΩΔΗΣ ΚΑΙ ΥΠΕΡΥΘΡΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ

ΥΠΕΡΙΩΔΗΣ ΚΑΙ ΥΠΕΡΥΘΡΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ

ΥΠΕΡΙΩΔΗΣ ΚΑΙ ΥΠΕΡΥΘΡΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ

ΥΠΕΡΙΩΔΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ

ΥΠΕΡΙΩΔΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

 Το λευκό φως το αναλύουμε με το φασματοσκόπιο.Έτσι,παρατηρούμε ότι το συνεχές φάσμα που παίρνουμε τελειώνει στο ένα άκρο με ιώδες φως, ενώ στο άλλο με ερυθρό.Το ορατό φως είναι τα μήκη κύματος που αντιλαμβάνεται το μάτι μας.Όμως το ορατό φως έχει όρια με τα  χρώματά του να έχουν μήκη κύματος που κυμαίνονται μεταξύ 400 nm του ιώδους και 700 nm του ερυθρού.Αυτό δε σημαίνει ότι το φάσμα του λευκού φωτός,που εκπέμπει η φωτεινή πηγή, περιορίζεται σε αυτά τα όρια.

Φάσμα υπεριώδους είναι η γκρίζα περιοχή στο φιλμ πέρα από το ιώδες

 Παρατηρούμε με ειδικό φασματογράφο τη φωτογραφική πλάκα στην οποία αποτυπώνεται το φάσμα.Διαπιστώσουμε ότι πέρα από το όριο της ιώδους περιοχής η πλάκα έχει αμαυρωθεί.

Μια συλλογή από δείγματα ορυκτών που φθορίζοντα σε διάφορα μήκη κύματος και ακτινοβολείται με υπεριώδες φως

 Έτσι συμπεραίνουμε ότι,εκτός  από την ακτινοβολία της ορατής περιοχής του φάσματος,υπάρχει και ακτινοβολία αόρατη,η οποία βρίσκεται πέρα από την ιώδη περιοχή.Η ακτινοβολία αυτή λέγεται υπεριώδης ακτινοβολία.

ΟΡΙΣΜΟΣ ΥΠΕΡΙΩΔΟΥΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ

  Υπεριώδης ακτινοβολία ονομάζεται η ακτινοβολία που καλύπτει τα μήκη  κύματος από 3,8x10^-7 m έως 6x10^-8 m περίπου.

Υπεριώδης ακτινοβολία ονομάζεται η ακτινοβολία που καλύπτει τα μήκη  κύματος από 3,8x10^-7 m έως 6x10^-8 m περίπου

 Η υπεριώδης ακτινοβολία δεν είναι ορατή με γυμνό μάτι.

ΕΙΔΗ ΥΠΕΡΙΩΔΟΥΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ

 Υπάρχουν τρία είδη υπεριώδους ακτινοβολίας:
α) UV-A:
 Αυτή η ακτινοβολία κυμαίνεται στο κενό μεταξύ 315 και 400 nm.
 Είναι το πιο ακίνδυνο είδος.
β) UV-B:
 Αυτή η ακτινοβολία κυμαίνεται στο κενό μεταξύ 280 και 315 nm.
 Αυτή προκαλεί το μαύρισμα,αλλά μπορεί να γίνει επικίνδυνη.
γ) UV-Γ:
 Αυτή η ακτινοβολία κυμαίνεται στο κενό μεταξύ 40 nm και 280 nm.
 Είναι το πιο επικίνδυνο είδος της υπεριώδους ακτινοβολίας,καθώς με αυτήν έχουν επιτευχθεί εργαστηριακά μεταλλάξεις.

ΠΗΓΕΣ ΥΠΕΡΙΩΔΟΥΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ

 Ο Ήλιος είναι η κύρια πηγή υπεριώδους ακτινοβολίας.Φτάνει στη γη μέσω της επανεκπομπής της από τη στρατόσφαιρα.Οι υπεριώδεις ακτίνες είναι  υπεύθυνες για το "μαύρισμα" όταν κάνουμε ηλιοθεραπεία,το καλοκαίρι.

Ο Ήλιος είναι  η κύρια πηγή υπεριώδους ακτινοβολίας

 Μεγάλες δόσεις υπεριώδους ακτινοβολίας βλάπτουν τον ανθρώπινο οργανισμό.Το μεγαλύτερο μέρος της υπεριώδους ακτινοβολίας,που φτάνει στη Γη από τον Ήλιο απορροφάται από τα άτομα και τα μόρια της ανώτερης ατμόσφαιρας,δηλαδή την στρατόσφαιρα.

Το στρώμα του όζοντος της στρατόσφαιρας,απορροφά κατά κύριο  λόγο  την επικίνδυνη υπεριώδη ακτινοβολία

 Το στρώμα του όζοντος της στρατόσφαιρας,απορροφά κατά κύριο  λόγο  την επικίνδυνη υπεριώδη ακτινοβολία.Σήμερα ανησυχούμε για  την πιθανή καταστροφή αυτής της προστατευτικής ασπίδας ενάντια στις  υπεριώδεις ακτίνες του Ήλιου.

H υπεριώδης ακτινοβολία παράγεται από τις αποδιεγέρσεις ορισμένων ατόμων

 Το όζον της στρατόσφαιρας μειώνεται εξαιτίας εκτεταμένης χρήσης των χλωροφθορανθράκων,ενώσεων που χρησιμοποιούνται στα ψυγεία,τα κλιματιστικά τους ψεκαστήρες και αλλού. 

 Επίσης η υπεριώδης ακτινοβολία παράγεται από τις αποδιεγέρσεις ορισμένων ατόμων.

ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΥΠΕΡΙΩΔΟΥΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ

 Αν και η υπεριώδης ακτινοβολία δεν είναι ορατή με γυμνό μάτι,μερικές από τις ιδιότητες της μας πληροφορούν για την  ύπαρξή της: 

α) Προκαλεί αμαύρωση των φωτογραφικών πλακών. 

β) Προκαλεί το φθορισμό σε  διάφορα σώματα,όταν δηλαδή προσπίπτει σε ορισμένα σώματα,τότε αυτά εκπέμπουν χαρακτηριστικές ορατές ακτινοβολίες.

γ) Συμμετέχει στη μετατροπή του οξυγόνου της ατμόσφαιρας σε όζον. 

δ) Όταν απορροφάται από υλικά σώματα (όπως άλλωστε και οι ακτίνες οποιουδήποτε χρώματος),προκαλεί τη θέρμανση τους. 

ε) Υπεριώδης ακτινοβολία με πολύ μικρό μήκος κύματος προκαλεί βλάβες στα κύτταρα του δέρματος,οι οποίες μπορεί να είναι τέτοιες,ώστε να οδηγήσουν και στην εμφάνιση καρκίνου.Κατά τη διάρκεια της ηλιοθεραπείας το μαύρισμα του δέρματος οφείλεται στη μελανίνη που παράγει ο οργανισμός, για να προστατευθεί από την υπεριώδη ακτινοβολία. 

στ) Χρησιμοποιείται στην Ιατρική για πλήρη αποστείρωση διάφορων εργαλείων.

ΒΙΟΛΟΓΙΚΕΣ ΕΠΙΠΤΩΣΕΙΣ ΤΗΣ ΥΠΕΡΙΩΔΟΥΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ

 Το δέρμα και τα μάτια είναι τα όργανα που υφίσταται την μεγαλύτερη έκθεση στις υπεριώδεις ακτίνες του ήλιου.Αν και τα μαλλιά και τα νύχια είναι περισσότερο εκτεθειμένα,είναι λιγότερο σημαντικά από ιατρικής άποψης.Η έκθεση στην ηλιακή υπεριώδη ακτινοβολία μπορεί να καταλήξει σε άμεσα και σε χρόνια προβλήματα υγείας του δέρματος, των ματιών και του ανοσοποιητικού συστήματος,καθώς και σε βλάβες στο DNA.

Δύο φωτογραφίες του ίδιου αγαλματιδίου τραβηγμένες η (α) στο ορατό φως και η (β) στο υπεριώδες

 Τα άμεσα αποτελέσματα της έκθεσης στην υπεριώδη ακτινοβολία είναι η πρόκληση εγκαύματος στο δέρμα και φωτοκερατίτιδας στο μάτι.Χρόνια αποτελέσματα είναι ο καρκίνος και η πρόωρη γήρανση του δέρματος, ενώ στα χρόνια αποτελέσματα του ματιού περιλαμβάνονται ο καταρράκτης, το πτερύγιο και η κερατοπάθεια.

Η ακτινοβολία UVC είναι η πλέον επικίνδυνη για τον άνθρωπο

 Ενώ η υπεριώδης ακτινοβολία Β (UV-B) προκαλεί έγκαυμα και διάφορες μορφές καρκίνου του δέρματος,η υπεριώδης ακτινοβολία Α (UV-A) επιδρά στον υποδόριο ιστό και μπορεί να αλλάξει η δομή του κολλαγόνου και των ινών ελαστίνης του δέρματος,επιταχύνοντας έτσι την γήρανση του.Οι αρνητικές συνέπειες των εγκαυμάτων είναι αθροιστικές.Είναι σημαντικό να κατανοήσουμε ότι το δέρμα έχει την ικανότητα να αφομοιώσει την υπεριώδη ακτινοβολία με την παραγωγή μελανίνης (μαύρισμα),η οποία προστατεύει από την έκθεση στην UV ακτινοβολία.Το ανθρώπινο μάτι όμως δεν έχει τέτοια ικανότητα.

H υπεριώδης ακτινοβολία Β (UV-B) προκαλεί έγκαυμα και διάφορες μορφές καρκίνου του δέρματος,η υπεριώδης ακτινοβολία Α (UV-A) επιδρά στον υποδόριο ιστό

 Όταν η υπεριώδης ακτινοβολία αλληλεπιδράσει με το DNA προκαλεί μια αναδιάταξή του όπου υπάρχουν δύο συνεχόμενες βάσεις θυμίνης δημιουργώντας τα διμερή θυμίνης.Tο σχήμα του DNA αλλάζει τοπικά στο σημείο όπου σχηματίζονται τα διμερή,με αποτέλεσμα οι πολυμεράσες τόσο του DNA όσο και του RNA να τα προσπερνούν,αλλάζοντας με αυτό το τρόπο το πλαίσιο ανάγνωσης,με αποτέλεσμα την εμφάνιση μεταλλάξεων.Οι οργανισμοί έχουν αναπτύξει αρκετούς διαφορετικούς μηχανισμούς για να επιδιορθώσουν τα διμερή θυμίνης,όπως το ένζυμο φωτοϋλάση που ενεργοποιείται με μπλε ακτινοβολία και διαχωρίζει τα διμερή.Άλλοι μηχανισμοί αποκόπτουν το σημείο που σχηματίστηκαν τα διμερή και η DNA πολυμεράση συμπληρώνει τις ελλιπείς βάσεις.
 Η ικανότητα του ανθρώπινου σώματος να προστατεύει και να αποκαθιστά τις βλάβες που προκαλούνται από την υπεριώδη ακτινοβολία,μειώνεται κατά τη διάρκεια της ζωής μας.
 Ορισμένα άτομα παρουσιάζουν αντιδράσεις φωτοευαισθησίας στην έκθεση σε ακτινοβολία UV (photosensitivity) λόγω γενετικών-μεταβολικών ιδιαιτεροτήτων ή χρήση φαρμάκων.Γενικά,όσο μικρότερο το μήκος κύματος,τόσο μεγαλύτεροι οι κίνδυνοι από την έκθεση σε ακτινοβολία UV.

ΥΠΕΡΥΘΡΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ

ΥΠΕΡΥΘΡΗ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ

 Όταν αναλύουμε με το φασματοσκόπιο το λευκό φως,το συνεχές φάσμα που λαμβάνουμε τελειώνει στο ένα άκρο με ιώδες φως,ενώ στο άλλο με ερυθρό.Τοποθετούμε ένα ευαίσθητο θερμόμετρο πάνω στο πέτασμα και το μετακινούμε από το ιώδες προς το ερυθρό.Τότε παρατηρούμε τη θερμοκρασία του να αυξάνεται.Πιο πέρα από το ερυθρό η ένδειξη είναι ακόμη μεγαλύτερη.

Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα

 Μετά την ερυθρή περιοχή του φάσματος υπάρχει αόρατη ακτινοβολία,που προκαλεί έντονη αύξηση της θερμοκρασίας των στερεών και υγρών σωμάτων.Η ακτινοβολία αυτή ονομάζεται υπέρυθρη ακτινοβολία.

Εικόνα από θερμική κάμερα που λειτουργεί με υπέρυθρη ακτινοβολία

 Η υπέρυθρη ακτινοβολία είναι αόρατη.Για να την την ανιχνεύσουμε χρησιμοποιούμε ειδικά όργανα,τους φωρατές υπερύθρου.Η αρχή λειτουργίας των φωρατών βασίζεται στην απορρόφηση ενέργειας των υπέρυθρων ακτινοβολιών και στη συνέχεια στη μετατροπή της σε άλλες μορφές.

ΟΡΙΣΜΟΣ ΥΠΕΡΥΘΡΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ

 Υπέρυθρη ακτινοβολία είναι η ακτινοβολία που καλύπτει την περιοχή από 1 mm  έως  7x10^-7 m περίπου.

Υπέρυθρη ακτινοβολία είναι η ακτινοβολία που καλύπτει την περιοχή από 1 mm  έως  7x10^-7 m περίπου

 Η υπέρυθρη ακτινοβολία ή υπέρυθρες ακτίνες είναι τμήμα του φάσματος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας.Στο φάσμα τοποθετούνται ως μικρότερη συχνότητα στην προέκταση της κόκκινης ορατής ακτινοβολίας.Γι' αυτό και το όνομα «υπέρυθρες» (υπό του ερυθρού).

Η υπέρυθρη ακτινοβολία ή υπέρυθρες ακτίνες είναι τμήμα του φάσματος της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας

 Τα κύματα αυτά εκπέμπονται από τα θερμά σώματα και απορροφώνται εύκολα από τα περισσότερα υλικά.Η  υπέρυθρη ακτινοβολία που απορροφάται από ένα σώμα αυξάνει το πλάτος της ταλάντωσης των σωματιδίων από τα οποία αποτελείται,αυξάνοντας έτσι τη  θερμοκρασία του.

Η Υπέρυθρη Θέρµανση δεν διαφέρει σε τίποτε από την οικεία,ευεργετική θερµότητα που δεχόµαστε από τον ήλιο στην καθηµερινότητά µας και φυσικά,δεν είναι σε καµία περίπτωση επιβλαβής για τον άνθρωπο

 Συνήθως εκπέμπονται από όλα τα σώματα που έχουν κάποια θερμοκρασία.Τα σώματα με τη μεγαλύτερη θερμοκρασία εκπέμπουν περισσότερες υπέρυθρες και αντίστροφα τα σώματα που απορροφούν περισσότερες υπέρυθρες αυξάνεται η θερμοκρασία τους.

ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΥΠΕΡΥΘΡΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ

 Μερικές από τις ιδιότητες των υπερύθρων είναι οι εξής: 

α) Απορροφώνται επιλεκτικά από διάφορα σώματα και προκαλούν αύξηση της θερμοκρασίας τους. 

β) Διέρχονται μέσα από την ομίχλη και τα σύννεφα (δεν απορροφώνται από αέρια). 

γ) Δεν έχουν χημική δράση και δεν προκαλούν φωσφορισμό.

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΥΠΕΡΥΘΡΗΣ ΑΚΤΙΝΟΒΟΛΙΑΣ

 Η χρήση των υπερύθρων βασίζεται στην εκλεκτικότητά τους να απορροφώνται από την ύλη.Για παράδειγμα στην Ιατρική,δέσμη υπέρυθρης ακτινοβολίας μεταδίδει θερμότητα σε ορισμένη περιοχή του σώματος.

Θεραπεία με χρήση υπέρυθρης ακτινοβολίας

 Επίσης με ειδικές φωτογραφικές μηχανές πετυχαίνεται φωτογράφιση ακόμη και όταν υπάρχει συννεφιά ή ομίχλη.

Θερμικές κάμερες

 Οι υπέρυθρες ακτίνες μπορούν να γίνουν αντιληπτές από ορισμένους οργανισμούς,όπως οι σκύλοι και τεχνητά με θερμικές κάμερες.Στην τελευταία συνήθως με μπλε και άσπρο συμβολίζεται θερμό σημείο,ενώ με πράσινο και κόκκινο ψυχρό σημείο.Αυτές οι κάμερες χρησιμοποιούνται και για τον εντοπισμό εμπύρετων ατόμων στα αεροδρόμια.

Στο υπέρυθρο φάσμα διακρίνονται τα άστρα που βρίσκονται πίσω από το Barnard 68 αλλά στο ορατό φάσμα παραμένουν αόρατα

 Το υπέρυθρο τμήμα του φάσματος έχει πολλά χρήσιμα οφέλη για τους αστρονόμους.Κρύα,σκοτεινά μοριακά νέφη αερίου και σκόνης στο Γαλαξία μας θα λάμπουν από τη θερμότητα καθώς αυτά ακτινοβολούνται από γειτονικά αστέρια.

Στο υπέρυθρο φάσμα διακρίνονται τα άστρα που βρίσκονται πίσω από το Barnard 68 αλλά στο ορατό φάσμα παραμένουν αόρατα

 Οι υπέρυθρες μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν για την ανίχνευση νέων αστέρων προτού αρχίσουν να εκπέμπουν ορατό φως.Τα αστέρια εκπέμπουν ένα μικρότερο μέρος της ενέργειας τους στο υπέρυθρο φάσμα,και αν βρίσκονται κοντά σε δροσερά αντικείμενα,όπως πλανήτες,μπορούν να είναι πιο εύκολα ανιχνεύσιμα.

To Διαστημικό Παρατηρητήριο Υπερύθρου (ΙSΟ)

 Το υπέρυθρο φως είναι επίσης χρήσιμο για την παρατήρηση των πυρήνων στους ενεργούς γαλαξίες που συχνά κρύβονται πίσω από αέρια και σκόνη.Οι μακρινοί γαλαξίες,με μεγάλη μετατόπιση προς το ερυθρό,έχουν το φάσμα τους μετατοπισμένο σημαντικά προς μεγαλύτερα μήκη κύματος,και έτσι είναι πιο εύκολα παρατηρήσιμοι στο υπέρυθρο.