Зміст:
- Особливості ультрафіолетового спектру
- Вплив ультрафіолету
- Як отримують ультрафіолет
- Види ультрафіолетових обігрівачів
- Де ще застосовують ультрафіолет?
- Висновок
Як відомо, засмагнути у себе вдома не можна, навіть якщо кімната повна сонячного світла. Чому так? Бронзові відтінок надає тілу випромінювання, що називається ультрафіолетовим. Це та частина спектру, яка лежить вище видимого діапазону. Часто інфрачервоні обігрівачі для дому, плутаючись, називають ультрафіолетовими. Це в корені неправильно. Ультрафіолетові обігрівачі самі по собі не використовуються для отримання тепла. Але існують прилади, що мають двоїсту функцію. Про них ми і поговоримо нижче.
Особливості ультрафіолетового спектру
Ультрафіолетовий спектр примітний двома якостями:
Ось ці дві якості і змушують виробника користуватися різними методами отримання ультрафіолетового випромінювання. В першу чергу енергія використовується для дезінфекції, а вже в другу для обігріву.
Зазначена практика існує зважаючи самих особливостей діапазону. Давайте розберемося. Кожне нагріте тіло починає випромінювати енергію. Наприклад, Сонце посилає хвилі в широкому спектрі. Починаючи радиодиапазоном і закінчуючи рентгенівськими променями. Частина випромінювання фільтрується атмосферою. Лише деяка частка доходить до землі. Те, що бачить людина — жовтий диск, лише мала дещиця енергій, що надсилають нам світилом. Більшість із них розташувалася у невидимому діапазоні. Знизу по частоті знаходиться інфрачервоний спектр, зверху — ультрафіолетовий. (Див. також: Інфрачервоні обігрівачі шкідливі для здоров’я?)
Кожне нагріте тіло має виражений максимум випромінювання. З ростом температури, підвищується частота хвилі максимуму світіння. Тобто в побуті набагато простіше загострити спіраль червоного, і вона буде випромінювати в інфрачервоному діапазоні.
Слід знати, що спектр випромінювання — це безперервна лінія, полого нахилена в обидві сторони від максимуму. Ніби гора така виходить. Тому інфрачервоний обігрівач випромінює і в ультрафіолетовому діапазоні, але порівняно слабо. І звичайно це не дозволяє застосовувати до них другий епітет замість першого. На практиці важко нагріти метал так, щоб він випромінював в ультрафіолетовому діапазоні. Більш того, це нікому не потрібно. В інфрачервоних обігрівачів висока ефективність, і це всіх влаштовує.
Вплив ультрафіолету
Метал важко нагріти для отримання ультрафіолету в звичайних умовах, тому користуються принципово іншими методами. Але це не єдина причина, чому не застосовуються в побуті ультрафіолетові обігрівачі. Промені, що розташовуються вище видимого спектру, надають згубну дію не тільки на мікроби.
Шкіра засмагає під дією ультрафіолетових променів, але може отримати і опіки. Звичайно, для цього потрібен дуже сильний джерело випромінювання, в основному це стосується штучних соляріїв. Тривалий вплив викликає мутації, рідше призводить до раку шкіри.
Набагато небезпечніше ультрафіолетове випромінювання для очей. Можливі опіки рогівки. Більша частина цього діапазону поглинається кришталиком, тому до сітківки майже нічого не доходить. Ультрафіолет сприймається людиною як слабке сіре або фіолетове світіння. Слід зазначити, що слабкі опіки рогівки не надто небезпечні. Око повністю відновлюється. І це цілком зрозуміло — в іншому випадку будь-яка людина, що перебуває на сонці, ризикував своїм здоров’ям. Тим не менш, дезінфекція ультрафіолетовими лампами в лікарні завжди проводиться у відсутності пацієнтів.
Є у ультрафіолету і позитивну дію. Він надає запускає синтез вітаміну D, запобігаючи цим розвиток рахіту. Більше того, тривале відсутність сонячного світла згубно впливає на весь організм в цілому, викликаючи сезонні депресії. Даний факт вивчено та науково доведено, ось чому в усьому світі прокидається інтерес до ламп повного спектру. Звичайні скляні лампочки, фільтрують ультрафіолет, спотворюючи спектр. Як би обрізаючи його вище видимого діапазону. (Див. також: Кварцові обігрівачі для дому)
Як отримують ультрафіолет
Існує ціла плеяда ультрафіолетових ламп. Зазвичай використовується особливе скло, оскільки стандартне силіконове цей діапазон не пропускає. Про це вже говорилося вище. Але це далеко не єдиний і вже точно не найперспективніший метод отримання ультрафіолетового випромінювання:
- Газорозрядні лампи. Коли починається процес іонізації, то у ртуті енергетичні рівні електронів розташовані таким чином, що розпад молекул викликає появу квантів ультрафіолетового діапазону.
- Эксилампа нічим особливо не відрізняється від попереднього класу крім яскраво вираженого максимуму випромінювання, що знаходиться у ближньому ультрафіолетовому діапазоні, наприклад, 282 нм. Активними речовинами можуть бути бромід ксенону. Ну, а якщо говорити більш точно, то може використовуватися більшість галогенідів інертних газів. Принцип дії яких також ґрунтується на розряді та отримання плазми, активно випромінює ультрафіолетове випромінювання. Схема створення іонізації різна.
- Люмінесценція є вторинним процесом. Активна речовина бомбардируется електронами і починає в процесі цього світитися. Дане явище засноване на зміну енергетичних станів електронів. Відтінок світіння залежить від складу люмінофора, можна підібрати компоненти і таким чином, що буде виходити ультрафіолетовий діапазон.
- Світлодіоди як раз і є самим перспективним напрямком. Мало того, що коефіцієнт корисної дії в них досягає 99%, так ще й ширину випромінюваного ультрафіолетового спектра можна вибрати як завгодно малу чи велику. Дивлячись що потрібно отримати на виході. Малий розмір, відмовостійкість і порівняно прості методи обробки дозволяють формувати джерела ультрафіолетового випромінювання будь-якого типу. Принцип дії заснований на процесах, що йдуть в p-n переході. Як завжди частота випромінювання визначається складом енергетичних станів в напівпровіднику.
- Лазери є окремою темою і в побуті не використовуються. Їх основною ознакою є когерентність випромінювання. Тобто мало того, що спектр ультрафіолету дуже вузький, так ще й хвилі мають однакову фазу. Для цілей нагріву такі хитрощі точно не потрібні, також як і для вбивства мікробів. Настільки точні параметри джерела ультрафіолетового випромінювання використовуються в техніці, рідше медицині.
Види ультрафіолетових обігрівачів
Єдиним існуючим видом ультрафіолетового обігрівача є прилад, який, напевно, бачив кожен. Це синя лампа для лікування вушних захворювань, рідше нежитю. Принцип дії ультрафіолетового обігрівача ґрунтується на локальній дезінфекції та підвищенні температури опромінюваної ділянки тіла. В даному випадку вуха. Синергетичний ефект полегшує перебіг захворювання та сприяє його швидкому усуненню.
В інших випадках ультрафіолет лише доповнює дію тепла, одержуваного іншим шляхом. Складно для розуміння? Зовсім ні. Чому з черевиків влітку такий жахливий запах? Тому що вони мокрі? Ні! Просто всередині при температурі 36 градусів за Цельсієм знаходять собі притулок і прекрасні умови для розмноження безліч бактерій.
Здогадуєтеся, як працює ультрафіолетовий обігрівач для взуття? Як і звичайний інфрачервоне джерело тепла, але доповнений спеціальною лампою і тому забезпечує дезінфекцію. Результат? Немає вологи, і немає запаху. Загалом-то виходить та ж сама синя лампа для вуха, але тільки набагато більш потужна.
Які бувають ультрафіолетові обігрівачі ще? Можливо, медичні, специфічного призначення. Наприклад, для порожнини рота. Але сам по собі ультрафіолет для обігріву не використовується. Це просто небезпечно для зору.
Де ще застосовують ультрафіолет?
Світлові пломби — знайоме словосполучення? На такому невеликому пистолетике є спеціальний фільтр, що захищає очі лікаря. Чому? Вище вже говорилося, що ультрафіолетове випромінювання може обпалити очі. Швидше за все, всередині приладу лазер, а його когерентне випромінювання просто вбивчо для органів зору. Це неприродний ефект, якого немає в природі. Випромінювання Сонця навіть у першому наближенні не є когерентним.
Виявляється, черепашки не можуть без ультрафіолету. Їм складно обійтися без нього з такою кількістю кістяних утворень у складі тіла. Також як і людині, черепахам дуже потрібен вітамін D. На ніч лампу слід вимикати.
Головна біда басейнів — цвітіння. Стояча вода швидко перетвориться на болото, якщо не прийняти спеціальних заходів. Ультрафіолетова лампа спеціальної конструкції забезпечить низький рівень розмноження бактерій і інших небажаних гостей з мікросвіту. Принцип роботи приладів нічим не відрізняється від ламп денного світла, хіба що герметична конструкція, та робочий газ дещо інший. Доречно нагадати, що різниця між усіма освітлювальними приладами в кінцевому підсумку зводиться до структури енергетичних станів електронів. Робоча речовина накачується енергією і починає випромінювати.
Під дією ультрафіолету відбувається іонізація газів. На цьому заснований метод вимірювання чистоти повітря. Як тільки концентрація молекул шкідливого газу перевищує допустимий рівень, струм іонів викликає спрацьовування сигналізації.
Солярії дуже популярні, і там також використовуються ультрафіолетові промені.
Висновок
Якщо тільки ніхто в родині не страждає отитом, не задавайтеся питанням, як вибрати ультрафіолетовий обігрівач. Для підвищення температури в приміщенні використовуються тільки інфрачервоні прилади. Не шукайте також ультрафіолетові обігрівачі стельові. Коли-небудь у майбутньому є імовірність, що з’являться комбіновані прилади для обігріву та освітлення, але сьогодні це поєднання буде виглядати недоречно в пошуковику.