UV چیست؟
شاید به دفعات اسم یو وی را شنیده باشیم. مخصوصا در حوزه عینک های آفتابی و صنعت اپتیک. در این مقاله ما می خواهیم به این جواب برسیم که یو وی UV چیست و چگونه به وجود می آید؟ و چه مضررات جبران ناپذیری برای ما در بر خواهد داشت. با عینک ایرانیان همراه باشید.
فهرست مطالب
پرتوهای الکترومغناطیس شامل چه چیزهایی هستند؟
UV چیست؟
قبل از اینکه به ذکر معنا و مفهوم UV بپردازیم بهتر است در مورد منابع طبیعی و غیر طبیعی تولید کننده آن اطلاعاتی کسب کنیم. منبع طبیعی پدید آورنده UV نور خورشید است. خورشید یکی از 100 میلیارد ستاره در کهکشان راه شیری است که تاثیرات مهم و حیاتی بر زندگی روی زمین می گذارد. خورشید با کنترل آب و هوا، جریان های اقیانوس، فصول و فوتوسنتز در گیاهان باعث حیات در سیاره زمین شده است. حدود 4.5 میلیارد سال پیش خورشید از ابر مولکولی که عمدتا از هیدروژن و هلیوم بود شروع به شکل گیری کرد. یک ابر نوااختر در نزدیکی خود طول موجی ضربه مانند ایجاد کرد. این طول موج با برخورد به ابر مولکول به آن انرژی داده و باعث فشردگی آن شد و در نتیجه برخی از مناطق گازی تحت کشش گرانشی خود، فرو ریخته شد. فروپاشی یکی از این مناطق و در اثر افزایش فشار ابر مولکولی شروع به گرم شدن و چرخش نمود. بخش زیادی از هلیوم و هیدروژن در مرکز این توده داغ و چرخان باقی ماند و در نهایت گازها به اندازه ای گرم شدند تا باعث همجوشی هسته ای و پدید آمدن خورشید در منظومه شمسی شد. ستاره ای که امروزه به اسم خورشید می شناسیم ترکیبی شعله ور از چندین گاز است که در واقع به شکل پلاسما هستند. پلاسما حالتی از ماده است که مشابه گاز بوده، با این تفاوت که اکثر ذرات آن یونیزه شده اند.
نور خورشید صورتی از انرژی الکترو مغناطیس است که از طریق واکنش همجوشی هسته ای درون خورشید تولید می گردد. همان طور که گفته شد، زمانی که هسته های هیدروژن با هم ترکیب می شوند، هلیوم تولید می شود. در اثر این واکنش انرژی نوری زیادی تولید گشته و جزء کوچکی از آن به زمین می رسد. مابقی این انرژی گرما-هسته ای با سرعت 300000 کیلومتر بر ثانیه در فضا منتشر می شود. به مجموعه این انرژی های الکترومغناطیسی، طیف الکترومغناطیس خورشید می گوییم. طیف الکترومغناطیس مجموعه ای از پروتو هاست. از پرتوهای کیهانی که کوتاهترین طول موج را دارند تا امواج رادیویی که بلندترین طول موج را دارند.
همان طور که می دانید، امواج الکترومغناطیس دارای انرژی هستند و سرعت آن ها در خلا برابر 300000 کیلومتر بر ثانیه می باشد. ولی از آنجایی که در طول گستره طیف امواج الکترومغناطیس، مقدار فرکانس آن ها نیز تغییر می کند، بنابراین نوع تابش آن ها نیز تغییر خواهد کرد. فرمول زیر رابطه بین طول موج و فرکانس را نشان می دهد. در این رابطه f فرکانس، λ یا همون لاندا نشان دهنده طول موج و C همان سرعت نور یا همان سرعت امواج الکترومغناطیسی می باشد. از نظر ریاضی این فرمول یعنی فرکانس برابر است سرعت تقسیم بر طول موج. هرچه طول موج کمتر باشد مقدار فرکانس و در نتیجه انرژی پرتو بیشتر است و در صورتی که مقدار طول موج بیشتر باشد مقدار فرکانس کمتر شده و در نتیجه انرژی پرتو نیز کمتر می شود.
f=c/λ
سرعت نور c = v
تنها 2/3 از طیف انرژی ساطع شده از خورشید به زمین می رسد و مابقی آن توسط جو زمین که شامل نیتروژن، بخار آب، ذرات گرما و گرد و غبار است، جذب می شود. در اطراف زمین ناحیه ای وجود دارد که تحت تاثیر میدان مغناطیسی زمین است و آن را در برابر بادها، پرتوها و ذرات خطرناک خورشید محافظت می کند که به آن مغناطیس سپهر یا مگنتوسفر می گویند.
کوتاهترین طول موجی که از خورشید به سطح زمین می رسد 380 نانومتر است. این طول موج مربوط به نور مرئی و قابل دید می باشد. هر یک از پرتوهایی که از خورشید به زمین می رسند، پس از ورود به اتمسفر زمین به روش های گوناگون تغییر می کنند. به عنوان مثال نور مرئی توسط مولکول های اکسیژن و نیتروژن موجود در اتمسفر پراکنده می شود. به همین دلیل است که آسمان به رنگ آبی دیده می شود. مقداری از اشعه خورشید توسط اتمسفر جذب می شود و مقداری دیگر به درون فضا بازتاب می یابد.
پرتوهای الکترومغناطیس که از خورشید ساطع می شوند به ترتیب کمترین طول موج با بیشترین فرکانس و انرژی به صورت زیر می باشند:
- پرتوهای کیهانی
- پرتو گاما
- پرتو ایکس
- امواج فرابنفش
- امواج مرئی
- امواج فروسرخ
- امواج مایکروویو
- امواج رادیویی
پرتوهای کیهانی ایکس و گاما ساطع شده از خورشید طول موج کوتاهتر و انرژی بیشتری دارند. در نتیجه این پرتوها یکی از خطرناکترین پرتوهای خورشید می باشند. اما خوشبختانه میزان بسیار کمی از این پرتو به زمین می رسد. اگر ذرات پرتو های نامبرده به میزان زیادی به زمین می رسید باعث مرگ گونه های جانوری و گیاهی فراوانی می شد.
امواج رادیویی چیست؟
این امواج در انتهای طیف الکترومغناطیس قرار گرفته اند و طول موج آن 10 10 نانومتر می باشد. طبق رابطه f=c/λ می توان نتیجه گرفت که امواج رادیویی از طول موج بیشتر و انرژی کمتری برخوردار هستند، در نتیجه نفوذ پذیری و اثر تخریبی کمی دارند. امواج رادیویی با عبور از جو زمین به راحتی وارد فضای اطراف شده و می توانند در تمامی جهات منتشر شوند. امواج رادیویی دارای فرکانس های متفاوتی بوده و از آن در بخش رادیو و TV، ماواره و موبایل استفاده می شود. در بخش پزشکی امواج رادیویی در جراحی های کوچک و انعقاد خون نقش دارند.
پرتو مرئی چیست؟
1/8 از پرتو الکترومغناطیسی را پرتو مرئی به خود اختصاص داده است. گستره نور مرئی را می توان از نور بنفش با طول موج 380 نانومتر تا نور قرمز با طول موج 760 نانومتر بیان کرد. چشم انسان قادر است طول موج طیف مرئی را ببیند و خارج از آن را نمی بیند. همچنین حساسیت چشم انسان نسبت به طول موج 550 نانومتر است که مربوط به رنگ سبز و زرد است. پس می توان نتیجه گرفت حساسیت چشم انسان نسبت به رنگ های دو سر طیف مرئی یعنی رنگ های بنفش و قرمز کمتر است. رنگ های طیف مرئی به ترتیب از کوتاهترین طول موج تا بلندترین آن ها بدین صورت زیر است: بنفش، نیلی، آبی، سبز، زرد، نارنجی و قرمز. طبق فرمول f=c/λ میزان انرژی نور بنفش بیشترین و نور قرمز کمترین می باشد. در اینجا ضرورت استفاده از عینک های کنترل کننده نور بنفش و آبی احساس می شود. جهت محافظت چشم در برابر نور پر انرژی آبی و بنفش، توصیه گروه تحقیق عینک ایرانیان بر این است از عینک هایی مجهز به عدسی بلوکنترل یا عدسی بلوکات استفاده گردد. با ذکر این مورد به معرفی پرتو فرابنفش یا UV می پردازیم تا از عوارض نور آبی که در قرن اخیر به اجبار با آن سر و کار داریم در امان بمانیم.
اشعه ماوراء بنفش چیست؟
اشعه ماوراء بنفش یا Ultra Violet بخشی از طیف الکترومغناطیس خورشید است که به زمین می تابد. طبق قوانین فیزیک طول موج (λ) و انرژی (f) با هم رابطه عکس دارند. هر چه طول موج طیف کوتاه تر باشد انرژی آن بیشتر و هرچه بلند تر باشد از میزان انرژی کمتری برخوردار است. به همین ترتیب میزان نفوذ پذیری و تخریب آن نیز تغییر می کند.
فرکانس های منطقه فرابنفش و پرتو الکترومغناطیس بیشتر از فرکانس رنگ بنفش می باشد به همین خاطر است که به آن فرابنفش یا ماوراء بنفش می گوییم. پرتو فرا بنفش یا UV طول موجی بین 100 تا 380 نانومتر دارد. این پرتو از نظر بیولوژیکی برای انسان بسیار حائز اهمیت می باشد. فقط مقدار کمی از پرتو UV لازم است بر پوست انسان بتابد تا بتوان ویتامین D تولید کند. ویتامین D تولید شده کلسیم در خون به حرکت در آمده و مواد معدنی لازم به استخوان ها و عضلات برسد.
97% درصد از پرتو فرابنفش خورشید قبل از رسیدن به زمین توسط لایه اوزون جذب می شود و مقدار اندکی از آن به ما می رسد. از پرتو فرابنفش جهت ضد عفونی کردن مایعات، فضاها و سطوح استفاده می شود.
انواع پرتو UV چیست؟
پرتو UV بر اساس طول موج های مختلفی که دارد به 4 دسته زیر تقسیم می شود:
- UV-A: با طول موج 315 الی 380 نانومتر
- UV-B: با طول موج 290 الی 315 نانومتر
- UV-C: با طول موج 200 الی 290 نانومتر
- UV-V: با طول موج 100 الی 200 نانومتر
پرتو UV-A چیست؟
به این منطقه از اشعه ماوراء بنفش منطقه نزدیک گفته می شود. 98.7% از پرتو فرابنفشی که به زمین می رسد از نوع UV-A می باشد. از میان 4 منطقه UV، منطقه UV-A طول موج بیشتر و در نتیجه انرژی و نفوذ پذیری کمتری دارد؛ به همین ترتیب میزان اثرات زیان بخش کمتری نیز دارد. قرار گرفتن طولانی مدت در برابر UV-A باعث تخریب ویتامین A پوست شده و می تواند به صورت غیر مستقیم بر DNA تاثیر بگذارد. این تاثیر باعث تولید رادیکال های آزاد و در نهایت سرطان پوست و پیری زودرس پوست می شود. برای محافظت از پوست در برابر نور خورشید و اشعه UV-A، می بایست از کرم هایی استفاده کنید تا محافظ پوست باشد. و در چشم بیشترین مقدار UV-A در عدسی چشم جذب می شود. بنابراین قرار گرفتن طولانی مدت در برابر نور آفتاب می تواند منجر به پیری زودرس بافت عدسی چشم گردد. در افرادی که چشم آن ها فاقد عدسی چشم است اشعه UV-A مستقیم به شبکیه چشم رسیده و می تواند مشکلات جدی را برای شبکیه به وجود آورد، به همین منظور است که عینک ایرانیان اصرار به زدن عینک آفتابی با میزان جذب کامل UV را دارد تا آرامش خاص به چشمان خود هدیه دهیم.
پرتو UV-B چیست؟
همان طور که گفتیم UV-B منطقه بسیار کوچکی از طیف فرابنفش را شامل می شود. طول موج UV-B در منطقه بین 290 الی 315 نانومتر قرار دارد و از آنجا که طول موج کوتاه است به همان نسبت انرژی، نفوذ پذیری و قدرت تخریب آن بیشتر است. فقط 5% از اشعه UV-B به زمین می رسد و مابقی توسط لایه اوزون جذب می شود. همین مقدار کافی است تا بدن انسان بتواند ویتامین D مورد نیاز خود را تولید کند.
در حال حاظر متاسفانه به دلیل متصاعد شدن گازهای گلخانه ای از منطقه ای از چین، لایه اوزون دچار آسیب شده و این می تواند در روند فیلتر کردن اشعه مضرر UV-N اخلال ایجاد کند. دانشمندان با استفاده از تصاویر ماهواره ای متوجه شده اند این منطقه از کره زمین گاز تتراکلریدکربن از خود متصاعد می کند و همین امر لایه اوزون را به خطر انداخته است.
اشعه UV-B به صورت مستقیم بر DNA اثر می گذارد و در صورت فیلتر نشدن می تواند باعث ایجاد سرطان پوست و سوختگی های شدید پوستی گردد. قرار گرفتن حتی مدت کوتاه در برابر اشعه UV-B (با شدت بالا) می تواند اثرات مخربی بر سیستم بینایی افراد بگذارد. پرتو فرابنفش B با جذب شدن توسط قرنیه چشم می تواند باعث ایجاد بیماری های پینگه کولا و ناخنک گردد. این پرتو با رسیدن به عدسی چشم می تواند اثرات به مراتب مخرب تری ایجاد کند. از مهمترین بیماری هایی که اشعه UV-B بر عدسی چشم وارد می کند می توان به تورم عدسی چشم، کدر شدن زود هنگام عدسی چشم و در نتیجه ایجاد آب مروارید یا کاتارکت قشری یا زیر کپسول خلفی گردد. در صورتی که پرتو UV-B به انتهای چشم برسد می تواند آسیب های جبران ناپذیری بر زجاجیه چشم وارد کند. حال با استفاده از یک عینک آفتابی مناسب یا عدسی های UV Control (یو وی کنترل) می توان به راحتی از این خطرات جلوگیری کرد.
پرتو UV-C چیست؟
طول موج پرتو فرابنفش UV-C در ناحیه 200 الی 290 نانومتر قرار دارد. از آنجایی که این طول موج نسبت به طول موج UV-A و UV-B کوتاهتر است، لذا دارای انرژی و نفوذ پذیری بیشتری نسبت به این دو می باشد. اشعه UV-C به صورت کامل توسط اتمسفر و لایه اوزون فیلتر می شود و چیزی از آن به زمین نمی رسد. اگر این فیلتراسیون اتفاق نمی افتاد بسیاری از جانداران تک سلولی و برخی از میکرووارگانیسم ها از بین می رفتند و چرخه غذایی دچار مشکل می شد، DNA موجودات تغییر می کرد و حیات به مرور به سمت نابودی کشیده می شد. متاسفانه در سال های اخیر با نازک شدن لایه اوزون مقدار کمی از پرتو UV-C به زمین می رسد. این پرتو در صورت ورود به قرنیه چشم می تواند باعث مشکلات چشمی نظیر فتوکراتیت، کدورت قرنیه، هاپیرپلازی، پینگه کولا و ناخنک شود. همراه با عینک ایرانیان ساده ترین راه را جهت پیشگیری از خطرات این پرتو پیدا خواهیم کرد.
پرتو UV-V چیست؟
پرتو UV-Vacume یا ناحیه فرابنفش در بین 3 ناحیه دیگر پرتو ماورابنفش دارای کوتاهترین طول موج و بیشترین انرژی می باشد. طول موج این ناحیه بین 100 الی 200 نانومتر است و خوشبختانه فقط در خارج اتمسفر زمین قرار دارد و به صورت کامل فیلتر می شود. بنابراین پرتو فرابنفش خلا یا UV-V اصلا به زمین نمی رسد.
نکات مهم در مورد اشعه یو وی
در هنگام خرید عینک آفتابی استاندارد دقت داشته باشید که عینک می بایست تا 95 درصد امواج فرابنفش B و 60 درصد امواج فرابنفش A را جذب کند. عینک های آفتابی با رنگ عدسی دودی، سبز و قهوه ای مناسب ترین رنگ ها برای انتخاب عینک آفتابی می باشند. استفاده از کرم ضد آفتاب در اطراف چشم، استفاده از کلاه با لبه های بزرگ و لنز طبی می تواند مانع رسیدن بخشی از پرتو UV به چشم و پوست شما شود.
متاسفانه پرتو ماوراء بنفش اثرات منفی زیادی بر روی چشم انسان می گذارد و باعث ایجاد بیماری چشمی متعددی می شود. توجه داشته باشید هرگونه آسیب به چشم در صورت عدم درمان، عوارض جبران ناپذیری را در پی خواهد داشت، بنابراین مراجعه زودهنگام به اپتومتریست یا چشم پزشک ضروری است. نشانه هایی که از طریق آن ها می توان متوجه شد که در برابر اشعه UV خورشید یا دیگر منابع تولید کننده آن هستید از قرار زیر است:
- احساس درد در چشم
- قرمزی چشم
- خارش چشم
- تورم چشم
- تاری دید
- التهاب عنبیه در اثر سوختگی قرنیه
بیشترین مقادیر اشعه UV در طول روز، در بازه زمانی 10 الی 16 تابش می شود. مجموعه فروشگاه های عینک ایرانیان به والدین توصیه می کند که برای کودکان خود، عینک های آفتابی مناسب و استاندارد خریداری کنند و در مواقعی که کودک در فضای باز مشغول بازی است به وی استفاده از عینک آفتابی کودک را توصیه نمایند.
برای جلوگیری از آسیب چشم در طول روز از عینک آفتابی یا عینک های طبی با عدسی عینک ضد UV (اشعه ماوراء بنفش خورشید) استفاده نمایید و در صورتی که از کامپیوتر و ابزار دیجیتال به مدت زمان طولانی استفاده می کنید برای محافظت چشمان در برابر نور پر انرژی آبی و بنفش از عینک بلوکنترل و عینک بلوکات استفاده کنید تا چشمانی سالم داشته باشید.
گروه تحقیق مجموعه عینک ایرانیان
سید حسن سعیدی
منابع:
https://www.astrotalk.ir/thread-1633.html
https://fa.wikipedia.org/wiki/پرتو_ایکس
https://fa.wikipedia.org/wiki/موج_رادیویی
https://fa.wikipedia.org/wiki/باد_خورشیدی
https://fa.wikipedia.org/wiki/فام‌سپهر
https://www.aparat.com/v/cnLgD/مستند_زیبای_-_شگفتی_های_منظومه_خورشیدی_-_دوبله_فارسی
https://blog.faradars.org/طول-موج/#فیلم_آموزشی_مفهوم_طول_موج
https://www.jahaneshimi.com/6706/اشعه-گاما-چیست-و-از-خطرات-آن-برای-سلامتی/
https://maktabkhooneh.org/mag/microwave-application/
https://www.sayanelectric.ir/sayan_academy/light_applications/difference-between-uva-uvb-uvc/
https://www.farsnews.ir/news/13970806000168/شناسایی-مرکز-مهم-تخریب-لایه-ازون
http://www.ssu.ac.ir/fileadmin/templates/fa/shabakahaie_behdashti/mehriz/Upload_mehriz/pdf/uv/uv.pdf
https://www.astrotalk.ir/thread-1633.html
https://emadelm.ir/مغناطیس-سپهر-یا-مگنتوسفر-چیست/
https://maktabkhooneh.org/mag/microwave-application/
https://www.sayanelectric.ir/sayan_academy/light_applications/difference-between-uva-uvb-uvc/
https://fa.wikipedia.org/wiki/آب‌مروارید
https://education.nationalgeographic.org/resource/sun
https://fa.wikipedia.org/wiki/ابرنواختر
https://www.hamshahrionline.ir/news/138649/مفاهیم-اشعه-ماوراء-بنفش-چیست
نظرات بازدیدکنندگان