Ultravigelettstrahlen

Ultravigelettstrahlen( kort UV, Ultravigelett oder UV-Licht, in de Ümgangsspraak ok Swartlicht) is en Deel vun’t elektromagneetsche Spektrum, wat de Minsch sehn kann. De Bülgenläng vun de UV-Strahlen is körter as dat Licht, wat dat Oog vun’n Minsch noch worhnehmen kann, man länger as Röntgenstrahlen.

De Beteken Ultravigelett bedüüt „achter dat vigelett“ un kummt ok dor at UV-Spektrum, vun wegen dat dat UV-Spektrum mit körtere Bülgenlängen anfangt, as dat Oog jüst noch as blauvigelette Klöör wohrnehmen kann.

thumb|upright=1.75|Ultravigelett-Strahlen leegt in Spektrum links blangen dat sichtbore Licht

Spektrum Dat ultravigelette Spektrum reckt vun Bülgenlängen vun 1 nm bit 380 nm. Ümrekent in Frequenzen is dat dat glieke as vun 789 THz (380 nm) bit 300 PHz (bi 1 nm)

+ Indelen na BülgenlängNaamAfkörtenBülgenlängen in nmPhotonenenergieneeg UV („Swartlicht“)UV-A380−315 nm3,26−3,94 eVMiddler’t UV (Dornostrahlen)UV-B315−280 nm3,94−4,43 eVfeern UVUV-C-FUV280−200 nm4,43−6,2 eVVakuum-UVUV-C-VUV200−100 nm6,20−12,4 eVExtrem UV (keen DIN 5031)EUV, XUV100 −1 nm12,4−1240 eV

Na DIN 5031, Deel 7 warrt ultravigelette Strahlen in UV-A, UV-B un UV-C ünnerdeelt. Man buten de DIN-Norm gifft dat mehrere Ünnerdleen, de sik deelwies översniedt un nich akkerat defineert sünd. Dat gellt sünners för den bioloogschen un dermatoloogschen Andeel. De Tabell is, wat de Begrepen un de energeetsche Toorden angeiht, direkt na de DIN 5031 anleggt.

För de UV-Strahlen mit Bülgenlängen ünner 300 nm is in de Fotolithographie un in de Lasertechnik de Begreep „deep Ultravigelett“ (DUV) begäng. Ünner 200 nm is UV-Strahlen so kortbülgig oder energieriek, dat se vun molekularen Suerstoff (O2) absorbeert warrt, de dorbi in twee fre’e Suerstoffradikalen splitt warrt, de mit wietere Suerstoffmolekülen reageert. Dorbi entsteiht Ozon (O3). Dat bedüüt, dat sik ultravigelette Bülgen mit Bülgenlängen ünner 200 nm blots ünner Schuulgas utbreden künnt. Noch körtere UV-Strahlen ünner 100 nm breedt sik blots noch in’t Vakuum ut – dorüm ok de Beteken „Vakuum-Ultravigelett“.

Opdecken Dat Opdecken vun ultravigelette Strahlen keem teemlich gau na de eersten Experimenten mit’t Swartmaken vun Sülversolten in Sünnlicht. In’t Johr 1801 hett de düütsche Physiker Johann Wilhelm Ritter faststellt, dat sünners Strahlen achter dat vigelette Enn vun’t sichtbore Spektrum bannig egent weern, Sülverchloridpapeer swart to maken. He hett de Strahlen toeerst „de-oxidierende Strahlen“ nöömt, üm op jemehr cheemsche Wirken hentowiesen un jem vun de infraroten „Warmsstrahlen“ an’t annere Enn vun’t Spektrum aftogrenzen. Bit in’t 19. Johrhunnert sünd UV-Strahlen as „cheemsche Strahlen“ betekent worrn, man vundaag warrt blots noch de Begrepen „Infrarootstrahlen“ un „Ultravigelettstrahlen“ bruukt, üm de beiden Strahlenorden to beteken.P. E. Hockberger: A history of ultraviolet photobiology for humans, animals and microorganisms in: Photochem. Photobiol., Bd. 76, 2002, S. 561−579 Online

Anfang vun’t 20. Johrhunnert is de Heelwirken vun UV-Licht opdeckt worrn. De öösterrieksche Dokter Gustav Kaiser (1871-1954), de sik in Würzborg mit Studien vun de Elektrotherapie befaat hett, vertell in de Vullversammeln vun de Sellschop vun de Dokters vun Wien in’n Februar 1902 över en Versöök, den he mit en UV-Gleihlamp an sik sülvst vörnahmen hett. Dorbi hett he mit Spood en Wunn, de nich helen wull, wedder gesund kregen. En Patienten, de swoor an Tuberkoloos krank weer, schall na den vörliggen Bericht mit dat „blaue Licht“ in veer Weken heelt worrn wesen. Andreven dör dissen Spood hett Kaiser sien Versöken mit en Holllins op Huutkrankheiten utwiet un kreeg ok dorbi gode Resultaten. Dorvun hett he afleidt, dat UV-Strahlen Kemen un Krankmakers doodmaken deit.Innsbrucker Nachrichten, 15. Februar 1902

Borns för UV-Strahlen duum|upright=1.5|Ännern vun de Intensitätsopdeelen vun de Sünnstrahlen dör de Eerdatmosphäär, sünners de UV-Strahlen Bi thermische Strahlen warrt de Andeel vun de UV-Strahlen dör dat Plancksche Strahlengesett un dat Wiensch StrahlengesettWiensche Schuuvgesett bestimmt. Dör anregte Elektronen kann ultravigelette Strahlen tüügt warrn, wenn jemehr Energier höger as 3,3 Elektronenvolt bedriggt. Dat is ok to’n lütten Deel al de Fall bi de Temperatur vun Gleihwenneln vun Gleihlampen. Sünners Halogen-Gleihlampen sennt dorüm al en lütten Andeel UV-Licht ut.

Natürliche Borns miniatur|left|Polarlicht över’n Noordpool vun’n Jupiters, in’t UV-Spektrum opnahmen vun’t Hubble-Teleskop. Ultravigelette Strahlen kamt in de Sünnstrahlen vör. Vun wegen de Absorpschoon in de Atmosphäär (vör allen in de Ozonschicht) is dat aver vör allen blots de UV-A un UV-B-Andeel mit Bülgenlängen över 300 nm bit na de Eerdböverflach dör. Sünnere Gasen, allen vöran de so nöömten FCKW, schuuvt dat Gliekgewicht in de Ozonschicht un föhrt to dat Ozonlock. Dordör stiggt de Intensität vun de UV-B-Strahlen op de Eerdböverflach an.

Ok annere kosmische Objekten as Pulsaren, hoochanregte Gasmassen un ok de meisten Fixsteerns sennt UV-Licht ut. Ok dat Polarlicht bargt ultravigelette Strahlen. Wietere natürliche UV-Borns op de Eer sünd Gewidderblitzen un St.-Elms-Füer.

Künstliche Borns Ultravigelettstrahlen künnt ok künstlich tüügt warrn. Faken warrt dat mit en Quecksülverdamplamp maakt: in industrielle UV-Srahlersystemen; Quecksülverdamp-Middeldruck-, -Hoochdruck- oder -Hööchstdrucklampen (Fotolithografie, Utharden vun Harz un Lack, Water-Desinfekschoon) in so nöömte Högensünnen, en Quecksülver-Hoochdrucklamp, de fröher för de Therapie t. B. vun Akne oder Rachitis bruukt worrn is. in’t Solarium mit Quecksülverdamp-Nedderdruck-Röhren, de UV-A afstrahlt un to’n Bruunmaken vun de Huut insett warrt, man ümstreden sünd, as se de Huut mööglicherwies schaden doot. in de so nöömten Swartlichtlampen. Dat sünd Gleihlampen mit Filter oder Quecksülverdamp-Nedderdrucklampen mit Filter un Lüüchtstoff för UV-A, de för Dekoratschoon, in Discos oder för mineraloogsche Ünnersöken bruukt warrt. Ultravigelett-Laser (Excimerlaser, nee ok Diodenlaser) UV-Lüchtdioden

Annere Borns – bi de de Ultravigelettstrahlen aver blots ünnerordent is – sünd Gasentladungslampen (ok as Daglichtlampen un Vullspektrumröhren betekent, wobi de UV-Emisschonen aver keen gesundheitliche Bedenken maakt, man in’t Gegendeel sogor wünscht is), dat Lichtbagenschweißen (ümfaat all elektrischen Schweißorden), de Koronabehanneln (kiek ok Ionisater) un all Vörgäng, bi de ioniseerte Gasen oder bannig hoge Temperaturen en Rull speelt (as in de Laser-Materialbearbeiten, Ionenborns, Funkenstrecken usw.)

Wesselwirken Ultravigelettstrahlen warrt vun’t minschliche Oog nich mehr wohrnahmen, man dat gifft eenige Deerten (Insekten, Fisch, Vagels, Reptilien), de UV-Licht sehn künnt. Blangen dat sichtbore Licht un de Infrarootstrahlen höört UV to de Grupp vun de optischen Strahlen, as se de glieken optischen Eegenorden ünnerliggt: UV-Strahlen künnt ok broken, reflekteert, transmitteert, absorbeert oder böögt warrn.

Ünner en Bülgenlän vun ruchweg 200 nm is de Energie vun en enkelt ultravigelett Lichtquant groot noog, üm Elektronen ut Atomen oder Molekülen ruttoslahn, jem also to ioniseeren. Dorüm warrt kortbülgige UV-Strahlen ünner 200 nm ok to de ioniseeren Strahlen tellt, jüst so as Gamma- oder Röntgenstrahlen.

Physik Dör normal Finsterglas geiht UV-Licht to’n gröttsten Deel nich dör. Dat gellt vör allen för UV-Strahlen mit korte Bülgenlängen (UV-B und UV-C), wiel UV-A dör Finsterglas dörgeiht. Quarz is dorgegen för dat hele UV-Spektrum transparent. Dat Transparenz verhollen is ünnerscheedlich: bi normal (Natron-Kalk)-Glas geiht Ultravigelettstrahlen ünner 320 nm nich mehr dör, Borosilikatglas (Jenaer Glas) dorgegen lett UV-Licht bit ruchweg 290 nm dör. Strahlen mit noch körtere Bülgenläng schient ahn Hinnern dör natürliche oder künstliche Quarzkristallen un ok dör Quarzglas (Kieselglas) dör. UV-Licht körter as 200 nm transmitteert nich mehr dör natürlichen Quarz oder normale Q!uarzglas, vun wegen dat dor Titan binnen is. Üm disse korte UV-Strahlen dörtolaten warrt synthetisch tüügt hoochrein Quarzglas bruukt (to’n Bispeel för ozontügen UV-Lampen to’n Opbereiten vun hoochrein Water.) För noch körtere Bülgenlängen bit rünner op 45 nm warrt eenkristallin Kalziumfluorid bruukt.

Kortbülgige Ultravigelettstrahlen mit hoge Intensität maakt Glääs un optische Komponenten drööv. An optische Bodelen (t. B. för Excimerlaser) warrt dorüm hoge Anspröök an de Reinheit stellt.

UV-Licht reegt vele Stoffen to Floureszenz an. Butendem kummt bi Ultravigelett de butere Fotoeffekt an all Metallböverflachen vör. De warrt in Photomultipliers t. B. an Szintillatschoonsdetekters nütt.

Chemie Ultravigelettstrahlen is in de Laag orgaansche Binnen to splitten, aver ok ne’e to tügen. UV kann de Vernetten vun Monomeren anstöten oder orgaansche Verbinen tonichten maken. To’n Bispeel warrt vele Kunststoffen vun UV-Strahlen angrepen. Se warrt denn drööv, sprock oder verfallt.

Suerstoff warrt dör kortbülgige UV-Strahlen ünner 200 nm in atomaren Suerstoff opsplitt, wobi dat to’n Billn vun Ozon un en ganze Reeg vun opfolgen Reakschonen kummt (kiek ok: Ozonschicht).

Biologie Ofschoonst de UV-Strahlen de ioniseeren Strahlen mit de sietsten Energie is, kann se för den Minschen un annere Organismen liekers doch gefährlich warrn. Ok UV-Licht mit gröttere Bülgenläng kann al cheemsche Binnen vun orgaansche Molekülen opsplitten. Dat is dorüm anbröcht, dat een mit hoge Verantwoortung mit Sünnlicht (Sünnschuul) oder mit technische UV-Bonrs ümgeiht. Ut den Grund is dat ok ümstreden, dat Lüüd faken in en Solarium gaht.

Ultravigelett-Strahlen wirkt na de folgen Opdelen: Rebeet Bülgenläng Bioloogsch Wirken UV-A 320–400 nm Lange Bülgen kamt bit in de Ledderhuut (Dermis) un maakt dor en direkt Pigmenteeren (Konformatschoonsännern vun’t Melanin), de blots för’n poor Stünnen bruun maakt un kuum Lichtschuul hett. en Schaden vun de Kollagenen, wodör due Huut ehr Spannkraft verlütt un fröher oolt warrt en hoog Melanomrisiko dör dat Billn vun fre’e Radikalen blots to en lütt Maat ok Sünnbrännen. UV-B 280–320 nmKorte Bülgen veroorsaakt de üm ruchweg 72 Stünnen latere Billn vun Melanin in de Böverhuut – „direkte Pigmenteeren“, ruttögert, langfristige brune Huutklöör mit echten Lichtschuul gaht aver ok deeper in de Huut rin mit en bannig erythemen Effekt (Sünnbrand) Föhrt to’n Billn vun’t anti-rachitische Cholecalciferol (Vitamin D3) in de Huut. As Vitamin D3 in egentlichen Sinn aver en Hormoon is, dat dör UV-B produzeert warrt, hett de UV-B-Strahlen sülvst den Charakter vun en Vitamin. In dissen Sinn is UV-B nich blots to’n Leven nödig, man helpt ok gegen Krebs vörtobögen – ok gegen Huutkrebs.Addressing the health benefits and risks, involving vitamin D or skin cancer, of increased sun exposure, Johan Moan etal, PNAS 105:668-673; published ahead of print, DOI:10.1073/pnas.0710615105, (Proc Natl Acad Sci USA 105, 2008, 668), ziteert na Ärzte Zeitung, 2. Oktober 2008, S. 3, „Strikte Warnung vor Sonne könnte aufgeweicht werden, UV-Licht erhöht Spiegel an krebsschützendem Vitamin D“ Dat gifft Forschers, de meent, dat op jeden Minschen, de dör Huttkrebs, de vun Sünnbrännen utlöst weer, storven is, dörtig Minschen kamt, de dör Vitamin D vör den Dood dör Krebs reddt worrn is.Ärzte Zeitung, 2. Oktober 2008, S. 2, „Lieber Sonne als Krebs“, Angela Speth UV-C 100–280 nm Bannig korte Bülgen kamt nich bit na de Eerdböverflach, man warrt in de böversten Luftschichten vun de Atmosphäär absorbeert. Ünner üm un bi 200 nm warrt dorbi dör Fotolyys Ozon tüügt.

UV-C-Strahlen (sünners de bi sieten Dampdruck mit hoge Büüt (30-40 %) vun de anleggten elektrischen Leistung anreegten Emisschoonslien vun’n Quecksülverdamp bi 253,652 nm) warrt in de physikaalschen Entkeemtechnik insett.