على الرغم من كليهماالأشعة فوق البنفسجية LEDوأشعة الشمس فوق البنفسجية تصنف على أنها ضوء فوق بنفسجي، وهي تختلف اختلافًا كبيرًا في عدد من الطرق، مثل كيفية إنتاجها، وخصائصها، واستخداماتها، وكيفية تأثيرها على الكائنات الحية.
آلية التوليد
ضوء الشمس فوق البنفسجية هو نتيجة ثانوية تحدث بشكل طبيعي لأحداث الاندماج النووي للشمس. تندمج ذرات الهيدروجين لتشكل الهيليوم في قلب الشمس بسبب الحرارة والضغط الشديدين، مما يؤدي إلى إطلاق كمية هائلة من الطاقة على شكل إشعاع كهرومغناطيسي، بما في ذلك الضوء فوق البنفسجي. وعندما يصل هذا الإشعاع إلى الأرض من الفضاء، فإنه يمر عبر الغلاف الجوي، حيث ينتشر أو يمتص بعض منه.
على العكس من ذلك، يتم إنتاج الأشعة فوق البنفسجية LED بشكل مصطنع. اللمعان الكهربائي هو الأساس لكيفية عمل مصابيح الأشعة فوق البنفسجية LED (الصمام الثنائي الباعث للضوء). تطلق مادة أشباه الموصلات الخاصة بـ LED الطاقة على شكل فوتونات عندما تتحد الإلكترونات مع فتحات الإلكترون عندما يتدفق تيار كهربائي عبرها. يمكن تصنيع مصابيح LED لإصدار ضوء الأشعة فوق البنفسجية عن طريق اختيار المواد شبه الموصلة وتركيبها بعناية.
مميزات سبكترا
UVA (320–400 نانومتر)، UVB (280–320 نانومتر)، وUVC (100–280 نانومتر) هي الأنواع الثلاثة الأساسية للطيف الواسع الذي يشكل مكون الأشعة فوق البنفسجية لضوء الشمس. بينما تمتص طبقة الأوزون الأرضية الأشعة فوق البنفسجية (UVC) بالكامل تقريبًا، فإن الأشعة فوق البنفسجية (UVA) تشكل غالبية ضوء الشمس الذي يصل إلى سطح الأرض، تليها الأشعة فوق البنفسجية (B).
في المقابل، فمن الممكن لتصميمالأشعة فوق البنفسجية LEDلتنبعث منها أطوال موجية خاصة للغاية للأشعة فوق البنفسجية. على سبيل المثال، يتم تصنيع بعض مصادر الأشعة فوق البنفسجية LED لتوليد ضوء UVA بأطوال موجية محددة فقط، مثل 395 نانومتر أو 365 نانومتر. على عكس-الأشعة فوق البنفسجية ذات الطيف الواسع المنبعثة من الشمس، يتيح هذا النطاق-الضيق من الانبعاث تحكمًا أكثر دقة في كيفية تفاعل ضوء الأشعة فوق البنفسجية مع المواد أو العينات البيولوجية.
الاستقرار والكثافة
يؤثر الطقس وخط العرض والموسم والوقت من اليوم بشكل كبير على مدى شدة الأشعة فوق البنفسجية لأشعة الشمس. في يوم صافٍ بالقرب من خط الاستواء، يمكن أن تكون كثافة الأشعة فوق البنفسجية مرتفعة إلى حد ما عند الظهر، ولكن في الأيام الغائمة أو الليلية، يمكن أن تنخفض إلى الصفر تقريبًا. من الصعب الاعتماد على ضوء الشمس فوق البنفسجي لتطبيقات موثوقة بسبب هذا التقلب.
تعتبر كثافة مصادر الأشعة فوق البنفسجية LED أكثر اتساقًا وقابلية للإدارة. باستخدام المحركات الإلكترونية، يمكن ضبطها على مستوى إخراج معين، وبمجرد إنشائها، تظل شدتها ثابتة إلى حد كبير بمرور الوقت. بالنسبة لاستخدامات مثل المعالجة بالأشعة فوق البنفسجية في العمليات الصناعية، حيث تكون جرعة ثابتة من الأشعة فوق البنفسجية ضرورية لربط المواد أو تصلبها بشكل مناسب، يعد هذا الاستقرار ضروريًا.
الاستخدامات
للأشعة فوق البنفسجية الصادرة عن ضوء الشمس مجموعة متنوعة من العواقب البيئية والطبيعية. عند تطبيقه باعتدال على الجلد، فمن الضروري لكل من البشر والحيوانات إنتاج فيتامين د. ومن ناحية أخرى، يمكن أن يسبب التعرض لفترات طويلة حروق الشمس، وتلف الجلد، وزيادة فرصة الإصابة بسرطان الجلد. في الطبيعة، تساهم الأشعة فوق البنفسجية الصادرة عن الشمس أيضًا في تحلل المواد العضوية والتحكم في بعض العمليات البيئية.
هناك العديد من الاستخدامات العلمية والصناعية والطبية للأشعة فوق البنفسجية LED. يتم استخدام LED UV لمعالجة الأحبار والمواد اللاصقة والطلاءات في صناعات الطباعة والطلاء. أصبحت-التشطيبات عالية الجودة وأوقات المعالجة الأسرع ممكنة بفضل التحكم الدقيق في الطول الموجي والكثافة. نظرًا لأن أطوال موجية معينة يمكن أن تدمر البكتيريا والفيروسات والفطريات، يمكن استخدام الأشعة فوق البنفسجية LED للتطهير في المجال الطبي. كما يتم التحقيق في استخدامات العلاج بالضوء، مثل علاج الأمراض الجلدية، حيث يمكن لطول موجة الأشعة فوق البنفسجية استهداف الخلايا المتضررة دون الإضرار بشكل خطير بالأنسجة السليمة القريبة.
العواقب على السلامة والصحة
أحد عوامل الخطر الرئيسية لشيخوخة الجلد وسرطان الجلد هو التعرض للأشعة فوق البنفسجية من الشمس، وخاصة الأشعة فوق البنفسجية فئة B والأشعة فوق البنفسجية فئة A المفرطة. يمكن أن يؤدي التعرض طويل الأمد- إلى الإضرار بالحمض النووي لخلايا الجلد، مما يؤدي إلى حدوث طفرات ونمو الأورام الخبيثة. وقد يؤدي أيضًا إلى أمراض العين مثل إعتام عدسة العين.
إذا لم يتم استخدامها بشكل صحيح،الأشعة فوق البنفسجية LEDيمكن أن تكون خطيرة. يمكن أن يؤدي التعرض المباشر للأشعة فوق البنفسجية -LED عالية الكثافة إلى الإضرار بالجلد والعينين بطريقة مماثلة لأشعة الشمس، على الرغم من أنه يمكن التحكم في إجمالي مستويات التعرض بشكل أكبر. ومع ذلك، يمكن وضع احتياطات السلامة لتقليل هذه المخاطر بنجاح أكبر لأنه يمكن التحكم بعناية في طول الموجة وشدتها. على سبيل المثال، يمكن حماية العمال في البيئات الصناعية من خلال ارتداء الملابس والنظارات التي تحجب الأطوال الموجية للأشعة فوق البنفسجية التي تولدها مصادر LED.
في الختام، على الرغم من أن كلا من الأشعة فوق البنفسجية الشمسية والأشعة فوق البنفسجية LED تنبعث منها الأشعة فوق البنفسجية، إلا أنها مناسبة بشكل أفضل لاستخدامات متميزة إلى حد ما بسبب اختلافاتها في ميزات الطيف والتحكم في الكثافة والتطبيقات والمخاوف المتعلقة بالسلامة. يعد فهم هذه الفروق أمرًا ضروريًا لتحسين مزاياها مع تقليل المخاطر المحتملة في المواقف المتنوعة.
http://www.benweilight.com/professional-lighting/uv-lighting/uv-light-black-light-for-halloween.html
