Radiazione ultravioletta: differenze tra le versioni

Contenuto cancellato Contenuto aggiunto
RolloBot (discussione | contributi)
m Bot: Correzione di uno o più errori comuni
Pil56-bot (discussione | contributi)
m smistamento lavoro sporco e fix vari
Riga 1:
 
{{NN|fisica|agosto 2009}}
[[File:Ultiwavelength extreme ultraviolet sun.jpg|thumb|300pxupright=1.4|La prima fonte di luce ultravioletta sulla Terra è il [[Sole]]. Nella foto, un'immagine a falsi colori ripresa nello spettro dell'ultravioletto lontano]]
In [[fisica]] la '''radiazione ultravioletta''' ('''UV''' o '''raggi ultravioletti''' o '''luce ultravioletta''') è un intervallo della [[radiazione elettromagnetica]], appartenente allo [[spettro elettromagnetico]], con [[lunghezza d'onda]] immediatamente inferiore alla [[luce]] visibile dall'occhio umano e immediatamente superiore a quella dei [[raggi X]]. Infatti, il termine significa "oltre il violetto" (dal [[Lingua latina|latino]] ''ultra'', "oltre"), poiché il [[violetto]] è l'ultimo colore ad alta frequenza visibile nello spettro percepito dall'[[uomo]], quello con la lunghezza d'onda più corta. La '''radiazione ultravioletta''' costituisce circa il 10% della luce emessa dal [[Sole]] e viene inoltre prodotta da gas ionizzati e particolari lampade (lampade a vapori di mercurio e [[lampada di Wood|lampade di Wood]]). Essa a lunghezze d’onda elevate può causare delle reazioni chimiche, come bagliori o fenomeni di fluorescenza.
 
Line 115 ⟶ 114:
== Ultravioletto solare ==
 
[[File:Ozone altitude UV graph.svg|thumb|500pxupright=2.3|Livelli di [[ozono]] a varie altitudine e blocco di diverse bande di '''radiazione ultravioletta'''. Sostanzialmente, tutti i raggi '''UVC''' sono bloccati dall'[[ossigeno]] biatomico (100–200&nbsp;nm) o dall'ozono (ossigeno triatomico) (200–280&nbsp;nm) nell'[[atmosfera]]. Lo strato di ozono blocca per lo più i '''UVB'''. Tuttavia, i '''UVA''' è fortemente influenzato dall'ozono, e molte di queste radiazioni raggiungono la superficie terreste. L'UVA rappresenta <math> \approx </math> 25% della radiazione solare che penetra l’atmosfera ]]
 
Oggetti molto caldi, a causa dell'emissione di [[corpo nero]], emettono radiazione UV. Il Sole emette radiazione ultravioletta a tutte le lunghezze d’onda, incluso l'ultravioletto da vuoto, ma persino lunghezze d'onda inferiori a 10&nbsp;nm ([[Raggi X]]). Le stelle particolarmente calde emettono più UV del Sole. La [[costante solare|luce solare]] nell'atmosfera terrestre più esterna è composta per circa il 50% di luce infrarossa, 40% di luce visibile e 10% di luce ultravioletta, per una intensità totale di circa 1400 W/m<sup>2</sup> nel vuoto<ref>{{Cita web|url=http://curry.eas.gatech.edu/Courses/6140/ency/Chapter3/Ency_Atmos/Radiation_Solar.pdf|titolo=Solar radiation}}</ref>.
Line 134 ⟶ 133:
 
== Astronomia ==
{{MainVedi anche|Astronomia dell'ultravioletto}}
I corpi celesti molto caldi emettono principalmente luce ultravioletta ([[legge di Wien]]). È difficile osservare questa luce da terra, perché lo [[strato di ozono]] che ci protegge ne blocca la maggior parte. Quindi, quasi tutte le osservazioni UV sono condotte nello spazio, usando satelliti con a bordo telescopi e rilevatori operanti nell'ultravioletto.
 
== Fonti artificiali ==
=== Lampada di Wood ===
{{MainVedi anche|Lampada di Wood}}
{{doppia immagine|sinistra/destra/centro|Two black light fluorescent tubes.jpg|300px|Two black light lamps.jpg|300px|Due tubi a fluorescenza di Wood. Il tubo più lungo è un F15T8/BLB di circa 45,72&nbsp;cm (18 inch) da 15 watt; nell'immagine a destra è mostrata la lampada in funzione, fissata ad un apparato collegato alla corrente. Il tubo più corto è un F8T5/BLB lungo circa 30,48&nbsp;cm (12 inch); nella figura a destra si vede un dispositivo di fissaggio alimentato a batteria, utilizzato per rilevare l'urina degli animali domestici.|}}
 
Line 151 ⟶ 150:
 
===Lampade a scarica di gas===
{{mainVedi anche|Lampada a scarica}}
 
Le lampade a scarica di gas hanno effetti diversi in base al gas utilizzato. L'[[argon]] e le lampade al deuterio sono spesso utilizzate come una fonte stabile, sia senza finestra sia con finestra, ad esempio il [[fluoruro di magnesio]]<ref>{{Cita pubblicazione|url=https://www.nist.gov/calibrations/upload/sp250-3.pdf |formato=PDF |cognome1=Klose |nome1=Jules Z. |cognome2=Bridges |nome2=J. Mervin |cognome3=Ott |nome3=William R. |titolo=NBS Measurement Services: Radiometric Standards in the VUV |rivista=NBS Special publication |numero=250–3 |data=Junegiugno 1987 |editore=US Dept. of Commerce}}</ref>. Queste fonti di emissione vengono utilizzate per l'analisi chimica.
 
Altre fonti di UV con uno spettro di emissione più continuo sono: [[lampada allo xeno]] (comunemente utilizzata per simulare la luce del Sole), lampada al deuterio, lampada al mercurio-xeno e [[lampada ad alogenuri metallici]].
Line 159 ⟶ 158:
La lampada a eccimeri è una fonte UV che si è sviluppata nelle ultime due decenni. Il suo impiego sta crescendo, trovando occupazione in diversi campi scientifici; ha i vantaggi di un'alta intensità, un'alta efficienza e inoltre emette radiazioni di lunghezze d'onda nell'ultravioletto da vuoto.
===LED Ultravioletti===
[[File:UV LED Fluoresence.jpg|thumb|200px|Un LED UV di 380&nbsp;nm]]
 
I '''LED'''s dall'inglese ''Light-emitting diodes'' possono essere fabbricati per emettere radiazioni nell'intervallo ultravioletto. L'efficienza di questi dispositivi è circa del 5-8% a 365&nbsp;nm, a 395&nbsp;nm è più del 20%, mentre a lunghezze d'onda maggiori possono essere anche più efficienti. Vi sono prime applicazioni dei LEDs'','' ad esempio nella stampa digitale o negli ambienti di polimerizzazione UV, risultano molto efficienti. Si possono creare dei LED con una densità di potenza che può quasi raggiungere i 3&nbsp;W/cm<sup>2</sup>(30&nbsp;kW/m<sup>2</sup>); insieme ai più recenti sviluppi dei fotoiniziatori sarà possibile creare dei materiali composti dai LEDs UV.
Line 166 ⟶ 165:
 
===Laser Ultravioletto===
{{mainVedi anche|Laser a eccimeri}}
 
'''I laser a gas''', a diodo o a stato solido, possono essere prodotti per emettere raggi ultravioletti, alcuni dei quali riescono a coprire l'intero range UV. Il laser ad azoto usa l'eccitazione elettronica delle molecole di azoto per emettere un fascio di UV. Le linee più energetiche sono a 337,1&nbsp;nm e 357,6&nbsp;nm di lunghezza d'onda. Un altro tipo di gas laser molto potente è il '''[[laser a eccimeri]]''', largamente utilizzato per emettere radiazione UV nel range del UV da vuoto. Attualmente, il [[laser a eccimeri]] al fluoruro di argon (ArF), che opera ad una lunghezza d'onda di 193&nbsp;nm, viene comunemente utilizzato nell'industria, nella medicina, nella chimica e nelle comunicazioni.
Line 177 ⟶ 176:
 
====Sorgenti luminose di sincrotrone====
[[ImageFile:SynchrotronLight.jpg|thumb|right|250px|[[Radiazione di sincrotrone]] riflessa da un cristallo di [[terbio]].
Daresbury, [[radiazione di sincrotrone]], 1990.
]]
Line 191 ⟶ 190:
 
Gli UV possono anche indurre eccitazione della molecola di DNA, uno stato di eccitazione che può durare un tempo più o meno lungo, e normalmente il ritorno allo stato fondamentale avviene senza che vengano indotte alterazioni; episodicamente, comunque possono prodursi legami chimici impropri tra [[pirimidine]] adiacenti, danni non sempre riparati efficacemente dai meccanismi biomolecolari.<ref name=iss>[http://www.iss.it/binary/publ/cont/Pag1_87Rapporto98_22.pdf Istituto Superiore di sanità:Il rischio da esposizione alla radiazione ultravioletta naturale e artificiale]</ref>
Gli UV-A sono considerati meno dannosi di altre bande, ma possono sempre causare [[ustione|ustioni]] ad alte [[dose assorbita|dosi]] e una sindrome denominata [[acne di Maiorca]]. Sono comunque considerati responsabili di [[:Categoria:Neoplasie della cute|cancro della pelle]] come il [[melanoma]], il [[basalioma]] o tumori non melanocitici, in maniera analoga ai più energetici e dannosi UV-B<ref name=iss /><ref name="uva">{{Cita pubblicazione| autore = Wang S, Setlow R, Berwick M, Polsky D, Marghoob A, Kopf A, Bart R | titolo = Ultraviolet A and melanoma: a review | rivista = J Am Acad Dermatol | volume = 44 | numero = 5 | pp = 837–46 | anno = 2001 | pmid = 11312434 | doi = 10.1067/mjd.2001.114594}}</ref><ref name=iss />
[[File:Black light bulb.jpg|thumb|left|Una [[lampada di Wood]], che emette radiazioni principalmente nello spettro degli ultravioletti A (tra i 315 e i 390&nbsp;[[nanometro|nm]]) e poche nello spettro della luce violetta visibile (intorno ai 400&nbsp;nm).]]
Sono i principali responsabili dell'[[fotoinvecchiamento|invecchiamento della pelle]]; anche gli UV-B fanno la loro parte<ref>[{{cita web|url=http://www.anti-aging.gr.jp/english/pdf/2009/6-8.pdf |titolo=Photoaging of the skin]}}</ref>. Alte intensità di UV-B sono dannose per gli occhi, e un'esposizione prolungata può causare [[fotocheratite|fotocheratiti]] (''welder's flash'' in inglese, dove welder sta per saldatore (ad arco)), e [[Fotodermatite|fotodermatiti]]<ref name=iss /><ref name=Parrish1982>{{cita pubblicazione |autore=John A. Parrish, Kurt F. Jaenicke, R. Rox Anderson |titolo=Erythema and melanogenesis action spectra of normal human skin |url= http://www.blackwell-synergy.com/doi/abs/10.1111/j.1751-1097.1982.tb04362.x |rivista=Photochemistry and Photobiology |volume=36 |numero=2 |p= 187–191 |data=1982 |doi=10.1111/j.1751-1097.1982.tb04362.x |pmid=7122713}}</ref><ref name=iss />. Sia gli UV-B che gli UV-C possono danneggiare le fibre di collagene, e quindi accelerare l'invecchiamento della [[pelle]]. Gli UV-A penetrano più in profondità nella pelle, rispetto agli UV-B che gli UV-C, e alterano (danneggiano) le cellule che producono le fibre di [[collagene]] o [[fibroblasti]].
La radiazione UV-B e UV-C è inoltre in grado di attivare virus come l'''[[Herpes simplex]]''.<ref name=iss />
Alcuni [[Filtro solare (cosmetica)|filtri solari (cosmetici)]] proteggono bene contro i raggi UV-B ma, spesso, poco contro i raggi UV-A, i maggiori responsabili dell'invecchiamento solare. L'80% delle rughe si presume sia provocato dall'esposizione al sole.
[[File:200euro-uv.JPG|miniatura|200 euro esposti nella radiazione UV]]
La radiazione [[ione|ionizza]] le [[molecola|molecole]] di [[DNA]] delle cellule della pelle, inducendo basi adiacenti di [[timina]] e [[citosina]] a formare [[legame covalente|legami covalenti]]. Due basi adiacenti di timina o citosina non si legano in modo normale, ma causano una distorsione dell'elica del DNA, interferendo con i meccanismi di copia e in generale con il funzionamento del DNA. Il tutto porta facilmente a delle [[mutazione|mutazioni]], che spesso sfociano in episodi di [[tumore|cancro]]<ref name=iss /><ref name="Come gli UV danneggiano il DNA"/><ref name=iss /><ref>[http://www.hindawi.com/journals/jna/2010/592980/ Molecular Mechanisms of Ultraviolet Radiation-Induced DNA Damage and Repair]</ref><ref>[{{cita web|url=http://www.osti.gov/bridge/servlets/purl/6106470-Syh9i7/6106470.PDF |titolo=Effects of Solar Ultraviolet Photons on Mammalian Cell DNA]}}</ref>. Questo effetto degli UV-B può essere facilmente osservato in colture [[batterio|batteriche]].
 
Come difesa contro la luce ultravioletta, dopo una breve esposizione il corpo si abbronza rilasciando [[melanina]], un [[pigmento]] scuro. La quantità di melanina varia a seconda del tipo e del colore della pelle.
Line 208 ⟶ 207:
 
== Applicazioni ==
Le [[lampada fluorescente|lampade fluorescenti]] sfruttano l'emissione ultravioletta del [[Mercurio (elemento chimico)|mercurio]] a bassa pressione. Un rivestimento [[fluorescenza|fluorescente]] all'interno del tubo assorbe gli UV e li trasforma in luce visibile.
[[File:Www Beo cc.jpg|thumb|Arte plastica e materiali fluorescenti. (Artista: Beo Beyond).]]
 
Line 222 ⟶ 221:
 
===Fotografia===
[[File:UV Portrait.jpg|thumb|200px|Ritratto scattato utilizzando solo luce UV con lunghezza donda fra i 335nm e i 365nm.]]
[[File:Jupiter.Aurora.HST.UV.jpg|thumb|right|Aurora al polo nord di Giove vista dalla luce ultravioletta vista dal [[Telescopio spaziale Hubble|Telescopio Spaziale Hubble]]]]
La pellicola fotografica risponde alla radiazione ultravioletta, ma le lenti di vetro delle telecamere bloccano solitamente la radiazione inferiore a 350 nm. I filtri UV bloccanti, aventi una colorazione sul giallo, sono spesso usati per la fotografia all'aperto per evitare immagini sbiadite ed esposizioni troppo alte dovute dai raggi UV. Per la fotografia nei pressi di UV, possono essere utilizzati filtri speciali. Le fotografie con lunghezze d'onda inferiori a 350 nm richiedono speciali lenti al quarzo che non assorbono la radiazione. I sensori di fotocamere digitali possono avere filtri interni che bloccano i raggi UV per migliorare la precisione della resa dei colori. A volte questi filtri interni possono essere rimossi o potrebbero non essere presenti, ma si possono utilizzare filtri esterni per la luce visibile in modo da preparare la fotocamera per la fotografia a raggi UV. Alcune fotocamere sono state progettate per essere utilizzate nella fotografia UV.