تدقيق لغوي: أ. موانا دبس

ما هي الأشعة فوق البنفسجية؟

الأشعة فوق البنفسجية (UV – Ultraviolet): هي أشعة كهرومغناطيسية تقع ضمن الطيف الكهرومغناطيسي، ويتراوح الطول الموجي للأشعة فوق البنفسجية ضمن المجال (400- 100) نانومتر.

ما هي أقسام الأشعة فوق البنفسجية؟ 

تقسم الأشعة فوق البنفسجية وفق طولها الموجي إلى ثلاثة أقسام، وهي: ^[1]

1- الأشعة فوق البنفسجية الطويلة، ويرمز لها (UVA)

تقع ضمن الطول الموجي (400 -315) نانومتر.

2- الأشعة فوق البنفسجية المتوسطة، ويرمز لها (UVB)

 تقع ضمن الطول الموجي (315- 280) نانومتر.

3- الأشعة فوق البنفسجية القصيرة، ويرمز لها (UVC)

تقع ضمن الطول الموجي (280- 100) نانومتر، ويمتصُّ جزء كبير منها بواسطة الأوزون في الغلاف الجوي، فلا يصل إلا الجزء القليل منها إلى الأرض.

ما هي مصادر الأشعة فوق البنفسجية؟

1- المصادر الطبيعية

– تعتبر الشمس المصدر الطبيعي الرئيسي للأشعة فوق البنفسجية.

– تتشكل الأشعة فوق البنفسجية أثناء الصواعق.

– النجوم ذات درجة الحرارة العالية تصدر الأشعة فوق البنفسجية.

2- المصادر الصنعية

– تنبعث عند تمرير تيارٍ كهربائي خلال غاز أو بخار.

– تنبعث بواسطة القوس الكهربائي.

– تصدر عن تسخين الأجسام لدرجة حرارةٍ عالية، وهذا ما يدعى إشعاع الجسم الأسود.

– تصدر عن بعض أنواع الليزرات.

– في بعض مصابيح الهالوجين يحدث تأيُّنٌ للبخار الموجود في المصباح، ويصدر عن الإلكترونات الناتجة عن التأين فوتونات بترددات الطيف فوق البنفسجي.

– تنبعث من مصابيح بخار الزئبق، والتي تتواجد غالباً في الصالات والملاعب الرياضية. ^[2]

ما هي فوائد الأشعة فوق البنفسجية؟

للأشعة فوق البنفسجية فوائد عديدة نذكر بعضها: ^{[2] [3]}

1- تلعب الأشعة فوق البنفسجية متوسطه الطول الموجي دوراً مهماً في التغذية النباتية، لأنها تؤثر بشكلٍ كبير في تكوين الهرمونات.

2- ذرات الأوكسجين الناتجة عن الأشعة فوق البنفسجية ذات الطاقات العالية والصادرة من الشمس، تُمتصُّ بواسطة جزيئات الأوكسجين (O2) مولدةً جزيئات الأوزون (O3) بطبقة الأوزون.

3- تساهم في تصنيع فيتامين (D)، لكن التعرض المفرط للأشعة فوق البنفسجية له أخطار عديدة منها: حروق الجلد، والشيخوخة المبكرة، وسرطان الجلد.

4- تساهم في اسمرار البشرة: التعرُّض للشمس في الأيام الحارة، وبالتالي التعرض للأشعة فوق البنفسجية (UVB) يسبّب تنشيط نظام الدفاع الفطري في الجسم، والذي يولد صبغة الميلانين الذي يمتص الأشعة فوق البنفسجية، وينشرها على شكل حرارة، مما يؤدي إلى اسمرار البشرة.

5- عملية التأيُّن: إن الطاقات العالية التي تحملها فوتونات الأشعة فوق البنفسجية تعمل على تأيين ذرات الوسط التي يخضع لها، فتتحرر الإلكترونات من الذرات، وهذا التحرر يحدث تغيراً في الخواص الكيميائية للذرة، مما يؤدي إلى تكوين أو تحطيم الروابط الكيميائية، وهذا قد يكون ضاراً للمواد والأنسجة الحية، لكنه مفيدٌ لمعالجة المواد الكيميائية كما هو الحال في تطهير الأسطح.

6- استخدام الأشعة فوق البنفسجية في التصوير: إن أطوال الموجات القصيرة للأشعة فوق البنفسجية تخترق الجلد لسماكات قليلة ثم تنعكس إلى الكاميرا، وبالتالي يمكن الحصول على صورةٍ واضحةٍ لسطح الجلد، وهذا مهمٌّ في حال تصوير الخدوش والندبات.

ما هي تطبيقات الأشعة فوق البنفسجية؟

للأشعة فوق البنفسجية تطبيقاتٌ في مجالاتٍ عديدة منها: ^{[4] [5] [6]}

1- فلك الأشعة فوق البنفسجية

إن الغازات الحارة (البلازما) تنتج الأشعة فوق البنفسجية، مثلاً: الغلاف الجوي للشمس ينتج البلازما، كما تنتج الأشعة فوق البنفسجية عن التوهُّجات الشمسية، ويستخدم علم فلك الأشعة فوق البنفسجية لرصد مشاهدات الأشعة الكهرومغناطيسية في طيف الأشعة فوق البنفسجية الواقع ضمن المجال (320- 10) نانومتر.

يمتصُّ الغلاف الجوي أطوال الضوء البنفسجي الواقعة ضمن المجال المذكور، لذلك، ولرصد الأجرام السماوية ترسل أقماراً صناعيةً إلى ارتفاعاتٍ بعيدةٍ عن الغلاف الجوي. إن معدل إصدار هذه الأجرام للأشعة فوق البنفسجية دليل على حدوث تفاعلاتٍ ذات طاقةٍ عالية في هذه الأجرام. كما تتمُّ دراسة النجوم الساخنة عن طريق رصد الأشعة فوق البنفسجية الصادرة منها.

كما يساعد الرصد في مراقبة سلوك المذنبات، ومعرفة التركيب الفيزيائي للأجرام السماوية والنجوم الساخنة أو لتعيين سرعتهم. إن علم فلك الأشعة فوق البنفسجية ساعد في الحصول على المعلومات التالية: الحصول على معلومات تخصُّ المجموعة الشمسية، وأنظمة النجوم الثنائية، وبدراسة عبور الرياح الشمسية أذناب المذنبات يمكن معرفة تركيبها، ومعرفة التراكيب الكيميائية للأغلفة الجوية للكواكب، مثل: كوكب الزهرة، وإجراء دراسةٍ مستفيضةٍ عن غلافها الجوي.

أظهر علم الفلك بالأشعة فوق البنفسجية أن النظام الشمسي يقع في تجويفٍ هائلٍ يدعى الفقاعة المحلية، ويعتقد أنه تمّ إنشاؤه بواسطة مستعرٍ أعظم منذ حوالي 4500 مليون سنة.

2- فلورة المواد بالأشعة فوق البنفسجية

إن الطاقة العالية للأشعة فوق البنفسجية تحدث تأيُّناتٍ في ذرات المواد، وينتج عن ذلك العديد من التفاعلات الكيميائية، والظواهر الفيزيائية، وتتمثل في فلورة المواد التي تتعرض للأشعة فوق البنفسجية.

المطيافية الضوئية: يتمُّ تحليل ودراسة بنية المركبات الكيميائية من خلال اختلاف الألوان، وعند تعريض هذه المواد للأشعة فوق البنفسجية، فإن كمية الأشعة الممتصة تُحدث تغيراتٍ في ألوان المواد، وتطبق هذه الآلية على النباتات، ولمراقبة جودة المياه، وتحليل أي مادةٍ صلبة أو سائلة.

3- التصوير الفوتوغرافي

يستخدم التصوير بالأشعة فوق البنفسجية ضمن مجال الأطوال الموجية (200- 30) نانومتر في المجالات العلمية، والطب الشرعي، وفي تصوير الطبيعة، كالتقاط صورٍ لبعض أنواع الزهور التي لا يمكن أن نراها بأعيننا.

4- تطهير المياه والأسطح

ضمن مجال الأطوال الموجية (280-240 ) نانومتر.

5- الرموز الشريطية (باركود)

وتتبُّع الملصقات ضمن مجال الأطوال الموجية (365- 230) نانومتر.

6- اكتشاف المخدرات وتحليل الطب الشرعي

ضمن مجال الأطوال الموجية (400- 200) نانومتر.

7- بواعث البق

حيث إن أغلب الحشرات تنجذب للضوء الواقع ضمن مجال الأطوال الموجية (370- 350) نانومتر.

8- أجهزة استشعار بصرية

ضمن مجال الأطوال الموجية (400- 230) نانومتر.

9- في التطبيقات الطبية

● تصوير خلايا الجسم البشري ضمن مجال الأطوال الموجية (400- 280) نانومتر.

● العلاج من بعض الأمراض الجلدية (الصدفية، والبهاق، والأكزيما) ضمن مجال الأطوال الموجية (320-300 ) نانومتر.

● تحليل الأدوية، تحليل الحمض النووي، وتحليل البروتين ضمن مجال الأطوال الموجية (360- 270) نانومتر.

10- التعرف على أصل الحياة

تمّ بواسطة الأشعة فوف البنفسجية التعرف على أصل الحياة على الأرض، عن طريق معرفة أصل الحمض النووي الريبوزي (RNA)، وذلك عن طريق دراسةٍ أجريت على النجوم القزمة الحمراء، فتبين أن هذه النجوم لا تصدر كميةً من الأشعة فوق البنفسجية الكافية لبدء العملية البيولوجية اللازمة لتشكيل حمض الريبوكليك، الضروري لجميع أشكال الحياة على الأرض، ونتيجةً لهذه الدراسة تمّ طرح السؤال هل هناك حياةٌ في مكانٍ آخر في هذا الكون.