Câu hỏi: Ứng dụng của tia tử ngoại trong y học và đời sống?
Câu trả lời:
Ứng dụng của tia cực tím để khử trùng nước:
Tình trạng:
Bức xạ tử ngoại có bước sóng từ 280 nm đến 200 nm. Nguồn điện áp phải ổn định. Các nghiên cứu thực nghiệm đã chỉ ra rằng khi giảm điện áp 10% thì khả năng diệt khuẩn sẽ giảm 15 – 20%.
– Nước phải là nước trong, nếu là nước đục sẽ giảm tác dụng nên không hiệu quả.
– Đặt đèn cực tím bên dưới, độ sâu của nước chỉ khoảng 10-15cm, để nước chảy trong khoảng 10-30 giây.
– Ưu điểm của phương pháp khử trùng bằng tia UV này là không ảnh hưởng đến mùi vị của nước, nhưng không bền, chỉ xử lý được nước trong.
– Ứng dụng tia cực tím để khử trùng không khí
Có hai cách khử trùng bằng tia cực tím: khử trùng trực tiếp và khử trùng gián tiếp:
– Khử trùng trực tiếp: Trong trường hợp này, đèn diệt khuẩn được treo ở độ cao cần thiết tại nơi làm việc và phải có đồ bảo hộ. Thông thường, khử trùng trực tiếp được áp dụng trong y học, phòng nghiên cứu, phòng thí nghiệm, v.v.
– Khử trùng gián tiếp: Đèn diệt khuẩn được đặt với mặt phản quang hướng lên trên, ngang tầm người (2 – 2,5m). Với đèn cực tím này, lớp không khí bên trên sẽ được khử trùng. Và với hiện tượng đối lưu, không khí trong phòng luôn chuyển động, dần dần tất cả không khí sẽ được khử trùng.
Cùng trường ĐH KD & CN Hà Nội tìm hiểu thêm về tia tử ngoại nhé!
1. Tia tử ngoại là gì?
Tia tử ngoại hay tia tử ngoại, tia UV (từ tiếng Anh là Ultraviolet) là sóng điện từ có bước sóng ngắn hơn ánh sáng nhìn thấy nhưng dài hơn tia X. Tia tử ngoại có thể được chia thành tia tử ngoại gần (có bước sóng). bước sóng từ 380 đến 200 nm) và tử ngoại hoặc tử ngoại chân không (có bước sóng từ 200 đến 10 nm).
– Khi quan tâm đến ảnh hưởng của tia tử ngoại đối với sức khỏe con người và môi trường, phổ của tia tử ngoại được chia thành các phần: UVA (380 – 315nm), còn được gọi là sóng dài hoặc “ánh sáng đen”; UVB (315 – 280nm) được gọi là bước sóng trung bình; và UVC (ngắn hơn 280 nm) được gọi là sóng ngắn hoặc khử trùng.
2. Phân loại tia tử ngoại
– Tia tử ngoại được chia thành 2 loại:
+ Cận cực tím (bước sóng từ 380 đến 200 nm)
+ Tử ngoại xa (tử ngoại chân không) bước sóng 200 – 10 nm.
– Nếu chia tia tử ngoại dựa trên tác dụng của chúng đối với sức khỏe con người thì có thể chia tia tử ngoại theo:
UVA (380-315 nm), còn được gọi là sóng dài hoặc “ánh sáng đen”
+ UVB (315-280 nm) được gọi là bước sóng trung bình
+ UVC (ngắn hơn 280 nm) được gọi là sóng ngắn hoặc có tính chất khử trùng.
3. Nguồn và tính chất của tia tử ngoại
một. Nguồn
– Các vật được nung nóng đến nhiệt độ cao trên 3000oC phát ra tia tử ngoại khá mạnh.
– Trong chùm ánh sáng mặt trời, 9% năng lượng thuộc về tia tử ngoại.
– Các nguồn tia tử ngoại thường dùng: hồ quang điện, đèn thủy ngân
b. Thiên nhiên
– Bị thủy tinh và nước hấp thụ mạnh.
– Tác dụng mạnh đối với kính ảnh.
– Ion hóa chất khí.
– Sự phát quang của một số chất.
– Gây ra các phản ứng quang hóa, quang hợp …
– Có tác dụng sinh lý: phá hủy tế bào da, làm săn da, hại mắt, diệt vi khuẩn và nấm
4. Ảnh hưởng của tia tử ngoại
Ion hóa
Bức xạ UV có đủ năng lượng để phá vỡ các liên kết hóa học. Do năng lượng cao của chúng, các photon UV có thể gây ra sự ion hóa, một quá trình mà các electron thoát ra khỏi nguyên tử. Khoảng trống còn lại ảnh hưởng đến hóa học của các nguyên tử và khiến chúng hình thành hoặc phá vỡ các liên kết hóa học mà nếu không sẽ không xảy ra. Điều này có thể hữu ích trong quá trình xử lý hóa học, hoặc nó có thể gây hại cho các vật liệu và mô sống. Thiệt hại này có thể có lợi, ví dụ, trong việc khử trùng bề mặt, nhưng nó cũng có thể có hại, đặc biệt là đối với da và mắt, những cơ quan bị ảnh hưởng xấu nhất bởi bức xạ UVB và UVC năng lượng cao.
Hiệu ứng UV
Phần lớn tia UV tự nhiên mà con người gặp phải đến từ Mặt trời. Tuy nhiên, chỉ có khoảng 10% ánh sáng mặt trời là tia cực tím, và chỉ khoảng một phần ba trong số này xuyên qua khí quyển để đến đất. Trong số năng lượng tia cực tím mặt trời đến đường xích đạo, 95% là UVA và 5% là UVB. Không có UVC nào có thể được đo từ bức xạ mặt trời chiếu đến bề mặt trái đất, bởi vì ôzôn, ôxy phân tử và hơi nước trong tầng cao của bầu khí quyển hấp thụ hoàn toàn các bước sóng UV ngắn nhất. Tuy nhiên, bức xạ tia cực tím phổ rộng (UVA và UVB) là mạnh nhất và có hại nhất đối với sinh vật.
Cháy nắng
Cháy nắng là một phản ứng khi làn da của bạn tiếp xúc với nhiều tia UVB có hại. Về cơ bản, cháy nắng là một cơ chế bảo vệ tự nhiên của cơ thể. Cơ chế này liên quan đến một sắc tố gọi là melanin, được sản xuất bởi các tế bào trong da gọi là tế bào biểu bì tạo hắc tố. Melanin hấp thụ tia UV và phân tán nó dưới dạng nhiệt. Khi cơ thể cảm nhận được tác hại của ánh nắng mặt trời, nó sẽ gửi melanin vào các tế bào xung quanh và cố gắng bảo vệ chúng khỏi bị tổn thương thêm. Sắc tố này làm cho da trở nên sẫm màu.
Gary Chuang, phó giáo sư da liễu tại Đại học Y khoa Tufts cho biết: “Melanin là một loại kem chống nắng tự nhiên. Tuy nhiên, tiếp xúc với tia cực tím kéo dài có thể lấn át khả năng phòng thủ của cơ thể. Khi điều này xảy ra, phản ứng độc hại xảy ra, khiến da bị cháy nắng. Tia UV có thể làm hỏng DNA trong tế bào của cơ thể. Cơ thể cảm nhận được tổn thương này và bơm nhiều máu hơn đến khu vực đó để giúp chữa lành. Tình trạng viêm da cũng phổ biến. Thông thường, trong vòng nửa ngày đi bộ dưới cái nắng chói chang, có thể cảm nhận được màu đỏ đặc trưng của tôm luộc do cháy nắng.
Đôi khi các tế bào có DNA của chúng bị đột biến do tia nắng mặt trời biến thành các tế bào hoạt động sai, không chết nhưng nhanh chóng phát triển thành ung thư. Chuang nói: “Tia UV gây ra những tổn thương ngẫu nhiên cho DNA và quá trình sửa chữa DNA mà các tế bào cần để tránh chết.
Kết quả là ung thư da, dạng ung thư phổ biến nhất ở Hoa Kỳ. Những người bị cháy nắng thường xuyên có nguy cơ ung thư da cao hơn nhiều. Nguy cơ mắc loại ung thư da nguy hiểm nhất, được gọi là u ác tính, tăng gấp đôi đối với những người bị cháy nắng từ 5 lần trở lên.
Các nguồn UV khác
Con người đã phát minh ra một số nguồn nhân tạo để phát ra bức xạ UV. Các nguồn nhân tạo bao gồm buồng thuộc da, bóng đèn đen, đèn phơi sáng, đèn diệt khuẩn, dải hơi thủy ngân, đèn halogen, đèn phóng điện cường độ cao, nguồn huỳnh quang và sợi đốt và một số loại laser.
Một trong những cách phổ biến nhất để tạo ra tia UV là cho dòng điện đi qua thủy ngân hoặc một số khí khác đang bay hơi. Loại đèn này thường được sử dụng trong các gian hàng thuộc da và để khử trùng bề mặt. Nó cũng được sử dụng trong bóng đèn đen để làm cho sơn và thuốc nhuộm huỳnh quang phát sáng. Điốt phát quang (đèn LED), laser và đèn hồ quang cũng là những thiết bị phát tia UV với nhiều bước sóng cho các ứng dụng công nghiệp, y tế và nghiên cứu.
Huỳnh quang
Nhiều chất – bao gồm muối khoáng, thực vật, nấm và vi khuẩn, cũng như các hóa chất hữu cơ và vô cơ – có thể hấp thụ bức xạ UV. Sự hấp thụ làm cho các electron trong vật liệu nhảy lên mức năng lượng cao hơn. Các electron này sau đó có thể quay trở lại mức năng lượng thấp hơn trong một loạt các bước nhảy nhỏ, phát ra một phần năng lượng hấp thụ của chúng dưới dạng ánh sáng nhìn thấy. Vật liệu được sử dụng làm chất màu trong sơn hoặc thuốc nhuộm thể hiện huỳnh quang sáng hơn dưới ánh sáng mặt trời, bởi vì chúng hấp thụ tia cực tím không nhìn thấy được và phát ra lại ở các bước sóng có thể nhìn thấy. Vì lý do này, chúng thường được sử dụng cho các biển báo, áo bảo hộ và các ứng dụng khác, nơi mà tầm nhìn là quan trọng.
Huỳnh quang cũng có thể được sử dụng để xác định vị trí và xác định một số muối khoáng và vật liệu hữu cơ. Điều tra huỳnh quang cho phép các nhà nghiên cứu phát hiện một số thành phần của sinh học phân tử phức tạp, chẳng hạn như tế bào sống, với độ nhạy và tính chọn lọc tuyệt vời.
Trong ống huỳnh quang để chiếu sáng, bức xạ tử ngoại có bước sóng 254 nm được tạo ra cùng với ánh sáng xanh lam phát ra khi có dòng điện chạy qua hơi thủy ngân. Bức xạ cực tím này không nhìn thấy được nhưng chứa nhiều năng lượng hơn ánh sáng khả kiến được phát ra. Năng lượng từ tia cực tím được hấp thụ bởi lớp phủ huỳnh quang bên trong đèn huỳnh quang và phát ra lại dưới dạng ánh sáng nhìn thấy được. Các ống tương tự nhưng không có lớp phủ bột huỳnh quang phát sáng UB có thể được sử dụng để khử trùng bề mặt, vì hiệu ứng ion hóa của bức xạ UV có thể tiêu diệt hầu hết vi khuẩn.
Bóng đèn sơn đen thường sử dụng hơi thủy ngân để tạo ra ánh sáng tia UVA có bước sóng dài, khiến một số thuốc nhuộm và chất màu phát huỳnh quang. Ống thủy tinh được phủ một lớp vật liệu lọc màu đen tím ngăn phần lớn ánh sáng nhìn thấy, làm cho huỳnh quang trông nổi bật hơn. Việc lọc này không cần thiết cho các ứng dụng như khử trùng.
UV thiên văn
Ngoài Mặt trời, có vô số nguồn bức xạ UV trên thiên thể. Các ngôi sao rất trẻ phát ra hầu hết ánh sáng của chúng ở bước sóng cực tím. Vì bầu khí quyển của Trái đất ngăn chặn hầu hết bức xạ UV này, đặc biệt là ở bước sóng ngắn, nên việc quan sát phải được thực hiện trong bóng bay hoặc kính thiên văn quay quanh quỹ đạo được trang bị cảm biến và bộ lọc hình ảnh. chuyên dùng để quan sát vùng UV của quang phổ điện từ.
Đăng bởi: Trường ĐH KD & CN Hà Nội
Chuyên mục: Lớp 12, Vật lý 12
Thông tin cần xem thêm:
Hình Ảnh về Ứng dụng tia tử ngoại trong y học và cuộc sống?
Video về Ứng dụng tia tử ngoại trong y học và cuộc sống?
Wiki về Ứng dụng tia tử ngoại trong y học và cuộc sống?
Ứng dụng tia tử ngoại trong y học và cuộc sống?
Ứng dụng tia tử ngoại trong y học và cuộc sống? -
Câu hỏi: Ứng dụng của tia tử ngoại trong y học và đời sống?
Câu trả lời:
Ứng dụng của tia cực tím để khử trùng nước:
Tình trạng:
Bức xạ tử ngoại có bước sóng từ 280 nm đến 200 nm. Nguồn điện áp phải ổn định. Các nghiên cứu thực nghiệm đã chỉ ra rằng khi giảm điện áp 10% thì khả năng diệt khuẩn sẽ giảm 15 – 20%.
– Nước phải là nước trong, nếu là nước đục sẽ giảm tác dụng nên không hiệu quả.
– Đặt đèn cực tím bên dưới, độ sâu của nước chỉ khoảng 10-15cm, để nước chảy trong khoảng 10-30 giây.
– Ưu điểm của phương pháp khử trùng bằng tia UV này là không ảnh hưởng đến mùi vị của nước, nhưng không bền, chỉ xử lý được nước trong.
– Ứng dụng tia cực tím để khử trùng không khí
Có hai cách khử trùng bằng tia cực tím: khử trùng trực tiếp và khử trùng gián tiếp:
– Khử trùng trực tiếp: Trong trường hợp này, đèn diệt khuẩn được treo ở độ cao cần thiết tại nơi làm việc và phải có đồ bảo hộ. Thông thường, khử trùng trực tiếp được áp dụng trong y học, phòng nghiên cứu, phòng thí nghiệm, v.v.
– Khử trùng gián tiếp: Đèn diệt khuẩn được đặt với mặt phản quang hướng lên trên, ngang tầm người (2 – 2,5m). Với đèn cực tím này, lớp không khí bên trên sẽ được khử trùng. Và với hiện tượng đối lưu, không khí trong phòng luôn chuyển động, dần dần tất cả không khí sẽ được khử trùng.
Cùng trường ĐH KD & CN Hà Nội tìm hiểu thêm về tia tử ngoại nhé!
1. Tia tử ngoại là gì?
Tia tử ngoại hay tia tử ngoại, tia UV (từ tiếng Anh là Ultraviolet) là sóng điện từ có bước sóng ngắn hơn ánh sáng nhìn thấy nhưng dài hơn tia X. Tia tử ngoại có thể được chia thành tia tử ngoại gần (có bước sóng). bước sóng từ 380 đến 200 nm) và tử ngoại hoặc tử ngoại chân không (có bước sóng từ 200 đến 10 nm).
– Khi quan tâm đến ảnh hưởng của tia tử ngoại đối với sức khỏe con người và môi trường, phổ của tia tử ngoại được chia thành các phần: UVA (380 – 315nm), còn được gọi là sóng dài hoặc “ánh sáng đen”; UVB (315 – 280nm) được gọi là bước sóng trung bình; và UVC (ngắn hơn 280 nm) được gọi là sóng ngắn hoặc khử trùng.
2. Phân loại tia tử ngoại
– Tia tử ngoại được chia thành 2 loại:
+ Cận cực tím (bước sóng từ 380 đến 200 nm)
+ Tử ngoại xa (tử ngoại chân không) bước sóng 200 – 10 nm.
– Nếu chia tia tử ngoại dựa trên tác dụng của chúng đối với sức khỏe con người thì có thể chia tia tử ngoại theo:
UVA (380-315 nm), còn được gọi là sóng dài hoặc “ánh sáng đen”
+ UVB (315-280 nm) được gọi là bước sóng trung bình
+ UVC (ngắn hơn 280 nm) được gọi là sóng ngắn hoặc có tính chất khử trùng.
3. Nguồn và tính chất của tia tử ngoại
một. Nguồn
– Các vật được nung nóng đến nhiệt độ cao trên 3000oC phát ra tia tử ngoại khá mạnh.
– Trong chùm ánh sáng mặt trời, 9% năng lượng thuộc về tia tử ngoại.
– Các nguồn tia tử ngoại thường dùng: hồ quang điện, đèn thủy ngân
b. Thiên nhiên
– Bị thủy tinh và nước hấp thụ mạnh.
– Tác dụng mạnh đối với kính ảnh.
– Ion hóa chất khí.
– Sự phát quang của một số chất.
– Gây ra các phản ứng quang hóa, quang hợp …
– Có tác dụng sinh lý: phá hủy tế bào da, làm săn da, hại mắt, diệt vi khuẩn và nấm
4. Ảnh hưởng của tia tử ngoại
Ion hóa
Bức xạ UV có đủ năng lượng để phá vỡ các liên kết hóa học. Do năng lượng cao của chúng, các photon UV có thể gây ra sự ion hóa, một quá trình mà các electron thoát ra khỏi nguyên tử. Khoảng trống còn lại ảnh hưởng đến hóa học của các nguyên tử và khiến chúng hình thành hoặc phá vỡ các liên kết hóa học mà nếu không sẽ không xảy ra. Điều này có thể hữu ích trong quá trình xử lý hóa học, hoặc nó có thể gây hại cho các vật liệu và mô sống. Thiệt hại này có thể có lợi, ví dụ, trong việc khử trùng bề mặt, nhưng nó cũng có thể có hại, đặc biệt là đối với da và mắt, những cơ quan bị ảnh hưởng xấu nhất bởi bức xạ UVB và UVC năng lượng cao.
Hiệu ứng UV
Phần lớn tia UV tự nhiên mà con người gặp phải đến từ Mặt trời. Tuy nhiên, chỉ có khoảng 10% ánh sáng mặt trời là tia cực tím, và chỉ khoảng một phần ba trong số này xuyên qua khí quyển để đến đất. Trong số năng lượng tia cực tím mặt trời đến đường xích đạo, 95% là UVA và 5% là UVB. Không có UVC nào có thể được đo từ bức xạ mặt trời chiếu đến bề mặt trái đất, bởi vì ôzôn, ôxy phân tử và hơi nước trong tầng cao của bầu khí quyển hấp thụ hoàn toàn các bước sóng UV ngắn nhất. Tuy nhiên, bức xạ tia cực tím phổ rộng (UVA và UVB) là mạnh nhất và có hại nhất đối với sinh vật.
Cháy nắng
Cháy nắng là một phản ứng khi làn da của bạn tiếp xúc với nhiều tia UVB có hại. Về cơ bản, cháy nắng là một cơ chế bảo vệ tự nhiên của cơ thể. Cơ chế này liên quan đến một sắc tố gọi là melanin, được sản xuất bởi các tế bào trong da gọi là tế bào biểu bì tạo hắc tố. Melanin hấp thụ tia UV và phân tán nó dưới dạng nhiệt. Khi cơ thể cảm nhận được tác hại của ánh nắng mặt trời, nó sẽ gửi melanin vào các tế bào xung quanh và cố gắng bảo vệ chúng khỏi bị tổn thương thêm. Sắc tố này làm cho da trở nên sẫm màu.
Gary Chuang, phó giáo sư da liễu tại Đại học Y khoa Tufts cho biết: “Melanin là một loại kem chống nắng tự nhiên. Tuy nhiên, tiếp xúc với tia cực tím kéo dài có thể lấn át khả năng phòng thủ của cơ thể. Khi điều này xảy ra, phản ứng độc hại xảy ra, khiến da bị cháy nắng. Tia UV có thể làm hỏng DNA trong tế bào của cơ thể. Cơ thể cảm nhận được tổn thương này và bơm nhiều máu hơn đến khu vực đó để giúp chữa lành. Tình trạng viêm da cũng phổ biến. Thông thường, trong vòng nửa ngày đi bộ dưới cái nắng chói chang, có thể cảm nhận được màu đỏ đặc trưng của tôm luộc do cháy nắng.
Đôi khi các tế bào có DNA của chúng bị đột biến do tia nắng mặt trời biến thành các tế bào hoạt động sai, không chết nhưng nhanh chóng phát triển thành ung thư. Chuang nói: “Tia UV gây ra những tổn thương ngẫu nhiên cho DNA và quá trình sửa chữa DNA mà các tế bào cần để tránh chết.
Kết quả là ung thư da, dạng ung thư phổ biến nhất ở Hoa Kỳ. Những người bị cháy nắng thường xuyên có nguy cơ ung thư da cao hơn nhiều. Nguy cơ mắc loại ung thư da nguy hiểm nhất, được gọi là u ác tính, tăng gấp đôi đối với những người bị cháy nắng từ 5 lần trở lên.
Các nguồn UV khác
Con người đã phát minh ra một số nguồn nhân tạo để phát ra bức xạ UV. Các nguồn nhân tạo bao gồm buồng thuộc da, bóng đèn đen, đèn phơi sáng, đèn diệt khuẩn, dải hơi thủy ngân, đèn halogen, đèn phóng điện cường độ cao, nguồn huỳnh quang và sợi đốt và một số loại laser.
Một trong những cách phổ biến nhất để tạo ra tia UV là cho dòng điện đi qua thủy ngân hoặc một số khí khác đang bay hơi. Loại đèn này thường được sử dụng trong các gian hàng thuộc da và để khử trùng bề mặt. Nó cũng được sử dụng trong bóng đèn đen để làm cho sơn và thuốc nhuộm huỳnh quang phát sáng. Điốt phát quang (đèn LED), laser và đèn hồ quang cũng là những thiết bị phát tia UV với nhiều bước sóng cho các ứng dụng công nghiệp, y tế và nghiên cứu.
Huỳnh quang
Nhiều chất – bao gồm muối khoáng, thực vật, nấm và vi khuẩn, cũng như các hóa chất hữu cơ và vô cơ – có thể hấp thụ bức xạ UV. Sự hấp thụ làm cho các electron trong vật liệu nhảy lên mức năng lượng cao hơn. Các electron này sau đó có thể quay trở lại mức năng lượng thấp hơn trong một loạt các bước nhảy nhỏ, phát ra một phần năng lượng hấp thụ của chúng dưới dạng ánh sáng nhìn thấy. Vật liệu được sử dụng làm chất màu trong sơn hoặc thuốc nhuộm thể hiện huỳnh quang sáng hơn dưới ánh sáng mặt trời, bởi vì chúng hấp thụ tia cực tím không nhìn thấy được và phát ra lại ở các bước sóng có thể nhìn thấy. Vì lý do này, chúng thường được sử dụng cho các biển báo, áo bảo hộ và các ứng dụng khác, nơi mà tầm nhìn là quan trọng.
Huỳnh quang cũng có thể được sử dụng để xác định vị trí và xác định một số muối khoáng và vật liệu hữu cơ. Điều tra huỳnh quang cho phép các nhà nghiên cứu phát hiện một số thành phần của sinh học phân tử phức tạp, chẳng hạn như tế bào sống, với độ nhạy và tính chọn lọc tuyệt vời.
Trong ống huỳnh quang để chiếu sáng, bức xạ tử ngoại có bước sóng 254 nm được tạo ra cùng với ánh sáng xanh lam phát ra khi có dòng điện chạy qua hơi thủy ngân. Bức xạ cực tím này không nhìn thấy được nhưng chứa nhiều năng lượng hơn ánh sáng khả kiến được phát ra. Năng lượng từ tia cực tím được hấp thụ bởi lớp phủ huỳnh quang bên trong đèn huỳnh quang và phát ra lại dưới dạng ánh sáng nhìn thấy được. Các ống tương tự nhưng không có lớp phủ bột huỳnh quang phát sáng UB có thể được sử dụng để khử trùng bề mặt, vì hiệu ứng ion hóa của bức xạ UV có thể tiêu diệt hầu hết vi khuẩn.
Bóng đèn sơn đen thường sử dụng hơi thủy ngân để tạo ra ánh sáng tia UVA có bước sóng dài, khiến một số thuốc nhuộm và chất màu phát huỳnh quang. Ống thủy tinh được phủ một lớp vật liệu lọc màu đen tím ngăn phần lớn ánh sáng nhìn thấy, làm cho huỳnh quang trông nổi bật hơn. Việc lọc này không cần thiết cho các ứng dụng như khử trùng.
UV thiên văn
Ngoài Mặt trời, có vô số nguồn bức xạ UV trên thiên thể. Các ngôi sao rất trẻ phát ra hầu hết ánh sáng của chúng ở bước sóng cực tím. Vì bầu khí quyển của Trái đất ngăn chặn hầu hết bức xạ UV này, đặc biệt là ở bước sóng ngắn, nên việc quan sát phải được thực hiện trong bóng bay hoặc kính thiên văn quay quanh quỹ đạo được trang bị cảm biến và bộ lọc hình ảnh. chuyên dùng để quan sát vùng UV của quang phổ điện từ.
Đăng bởi: Trường ĐH KD & CN Hà Nội
Chuyên mục: Lớp 12, Vật lý 12
[rule_{ruleNumber}]
Câu hỏi: Ứng dụng của tia tử ngoại trong y học và đời sống?
Câu trả lời:
Ứng dụng của tia cực tím để khử trùng nước:
Tình trạng:
Bức xạ tử ngoại có bước sóng từ 280 nm đến 200 nm. Nguồn điện áp phải ổn định. Các nghiên cứu thực nghiệm đã chỉ ra rằng khi giảm điện áp 10% thì khả năng diệt khuẩn sẽ giảm 15 – 20%.
– Nước phải là nước trong, nếu là nước đục sẽ giảm tác dụng nên không hiệu quả.
– Đặt đèn cực tím bên dưới, độ sâu của nước chỉ khoảng 10-15cm, để nước chảy trong khoảng 10-30 giây.
– Ưu điểm của phương pháp khử trùng bằng tia UV này là không ảnh hưởng đến mùi vị của nước, nhưng không bền, chỉ xử lý được nước trong.
– Ứng dụng tia cực tím để khử trùng không khí
Có hai cách khử trùng bằng tia cực tím: khử trùng trực tiếp và khử trùng gián tiếp:
– Khử trùng trực tiếp: Trong trường hợp này, đèn diệt khuẩn được treo ở độ cao cần thiết tại nơi làm việc và phải có đồ bảo hộ. Thông thường, khử trùng trực tiếp được áp dụng trong y học, phòng nghiên cứu, phòng thí nghiệm, v.v.
– Khử trùng gián tiếp: Đèn diệt khuẩn được đặt với mặt phản quang hướng lên trên, ngang tầm người (2 – 2,5m). Với đèn cực tím này, lớp không khí bên trên sẽ được khử trùng. Và với hiện tượng đối lưu, không khí trong phòng luôn chuyển động, dần dần tất cả không khí sẽ được khử trùng.
Cùng trường ĐH KD & CN Hà Nội tìm hiểu thêm về tia tử ngoại nhé!
1. Tia tử ngoại là gì?
Tia tử ngoại hay tia tử ngoại, tia UV (từ tiếng Anh là Ultraviolet) là sóng điện từ có bước sóng ngắn hơn ánh sáng nhìn thấy nhưng dài hơn tia X. Tia tử ngoại có thể được chia thành tia tử ngoại gần (có bước sóng). bước sóng từ 380 đến 200 nm) và tử ngoại hoặc tử ngoại chân không (có bước sóng từ 200 đến 10 nm).
– Khi quan tâm đến ảnh hưởng của tia tử ngoại đối với sức khỏe con người và môi trường, phổ của tia tử ngoại được chia thành các phần: UVA (380 – 315nm), còn được gọi là sóng dài hoặc “ánh sáng đen”; UVB (315 – 280nm) được gọi là bước sóng trung bình; và UVC (ngắn hơn 280 nm) được gọi là sóng ngắn hoặc khử trùng.
2. Phân loại tia tử ngoại
– Tia tử ngoại được chia thành 2 loại:
+ Cận cực tím (bước sóng từ 380 đến 200 nm)
+ Tử ngoại xa (tử ngoại chân không) bước sóng 200 – 10 nm.
– Nếu chia tia tử ngoại dựa trên tác dụng của chúng đối với sức khỏe con người thì có thể chia tia tử ngoại theo:
UVA (380-315 nm), còn được gọi là sóng dài hoặc “ánh sáng đen”
+ UVB (315-280 nm) được gọi là bước sóng trung bình
+ UVC (ngắn hơn 280 nm) được gọi là sóng ngắn hoặc có tính chất khử trùng.
3. Nguồn và tính chất của tia tử ngoại
một. Nguồn
– Các vật được nung nóng đến nhiệt độ cao trên 3000oC phát ra tia tử ngoại khá mạnh.
– Trong chùm ánh sáng mặt trời, 9% năng lượng thuộc về tia tử ngoại.
– Các nguồn tia tử ngoại thường dùng: hồ quang điện, đèn thủy ngân
b. Thiên nhiên
– Bị thủy tinh và nước hấp thụ mạnh.
– Tác dụng mạnh đối với kính ảnh.
– Ion hóa chất khí.
– Sự phát quang của một số chất.
– Gây ra các phản ứng quang hóa, quang hợp …
– Có tác dụng sinh lý: phá hủy tế bào da, làm săn da, hại mắt, diệt vi khuẩn và nấm
4. Ảnh hưởng của tia tử ngoại
Ion hóa
Bức xạ UV có đủ năng lượng để phá vỡ các liên kết hóa học. Do năng lượng cao của chúng, các photon UV có thể gây ra sự ion hóa, một quá trình mà các electron thoát ra khỏi nguyên tử. Khoảng trống còn lại ảnh hưởng đến hóa học của các nguyên tử và khiến chúng hình thành hoặc phá vỡ các liên kết hóa học mà nếu không sẽ không xảy ra. Điều này có thể hữu ích trong quá trình xử lý hóa học, hoặc nó có thể gây hại cho các vật liệu và mô sống. Thiệt hại này có thể có lợi, ví dụ, trong việc khử trùng bề mặt, nhưng nó cũng có thể có hại, đặc biệt là đối với da và mắt, những cơ quan bị ảnh hưởng xấu nhất bởi bức xạ UVB và UVC năng lượng cao.
Hiệu ứng UV
Phần lớn tia UV tự nhiên mà con người gặp phải đến từ Mặt trời. Tuy nhiên, chỉ có khoảng 10% ánh sáng mặt trời là tia cực tím, và chỉ khoảng một phần ba trong số này xuyên qua khí quyển để đến đất. Trong số năng lượng tia cực tím mặt trời đến đường xích đạo, 95% là UVA và 5% là UVB. Không có UVC nào có thể được đo từ bức xạ mặt trời chiếu đến bề mặt trái đất, bởi vì ôzôn, ôxy phân tử và hơi nước trong tầng cao của bầu khí quyển hấp thụ hoàn toàn các bước sóng UV ngắn nhất. Tuy nhiên, bức xạ tia cực tím phổ rộng (UVA và UVB) là mạnh nhất và có hại nhất đối với sinh vật.
Cháy nắng
Cháy nắng là một phản ứng khi làn da của bạn tiếp xúc với nhiều tia UVB có hại. Về cơ bản, cháy nắng là một cơ chế bảo vệ tự nhiên của cơ thể. Cơ chế này liên quan đến một sắc tố gọi là melanin, được sản xuất bởi các tế bào trong da gọi là tế bào biểu bì tạo hắc tố. Melanin hấp thụ tia UV và phân tán nó dưới dạng nhiệt. Khi cơ thể cảm nhận được tác hại của ánh nắng mặt trời, nó sẽ gửi melanin vào các tế bào xung quanh và cố gắng bảo vệ chúng khỏi bị tổn thương thêm. Sắc tố này làm cho da trở nên sẫm màu.
Gary Chuang, phó giáo sư da liễu tại Đại học Y khoa Tufts cho biết: “Melanin là một loại kem chống nắng tự nhiên. Tuy nhiên, tiếp xúc với tia cực tím kéo dài có thể lấn át khả năng phòng thủ của cơ thể. Khi điều này xảy ra, phản ứng độc hại xảy ra, khiến da bị cháy nắng. Tia UV có thể làm hỏng DNA trong tế bào của cơ thể. Cơ thể cảm nhận được tổn thương này và bơm nhiều máu hơn đến khu vực đó để giúp chữa lành. Tình trạng viêm da cũng phổ biến. Thông thường, trong vòng nửa ngày đi bộ dưới cái nắng chói chang, có thể cảm nhận được màu đỏ đặc trưng của tôm luộc do cháy nắng.
Đôi khi các tế bào có DNA của chúng bị đột biến do tia nắng mặt trời biến thành các tế bào hoạt động sai, không chết nhưng nhanh chóng phát triển thành ung thư. Chuang nói: “Tia UV gây ra những tổn thương ngẫu nhiên cho DNA và quá trình sửa chữa DNA mà các tế bào cần để tránh chết.
Kết quả là ung thư da, dạng ung thư phổ biến nhất ở Hoa Kỳ. Những người bị cháy nắng thường xuyên có nguy cơ ung thư da cao hơn nhiều. Nguy cơ mắc loại ung thư da nguy hiểm nhất, được gọi là u ác tính, tăng gấp đôi đối với những người bị cháy nắng từ 5 lần trở lên.
Các nguồn UV khác
Con người đã phát minh ra một số nguồn nhân tạo để phát ra bức xạ UV. Các nguồn nhân tạo bao gồm buồng thuộc da, bóng đèn đen, đèn phơi sáng, đèn diệt khuẩn, dải hơi thủy ngân, đèn halogen, đèn phóng điện cường độ cao, nguồn huỳnh quang và sợi đốt và một số loại laser.
Một trong những cách phổ biến nhất để tạo ra tia UV là cho dòng điện đi qua thủy ngân hoặc một số khí khác đang bay hơi. Loại đèn này thường được sử dụng trong các gian hàng thuộc da và để khử trùng bề mặt. Nó cũng được sử dụng trong bóng đèn đen để làm cho sơn và thuốc nhuộm huỳnh quang phát sáng. Điốt phát quang (đèn LED), laser và đèn hồ quang cũng là những thiết bị phát tia UV với nhiều bước sóng cho các ứng dụng công nghiệp, y tế và nghiên cứu.
Huỳnh quang
Nhiều chất – bao gồm muối khoáng, thực vật, nấm và vi khuẩn, cũng như các hóa chất hữu cơ và vô cơ – có thể hấp thụ bức xạ UV. Sự hấp thụ làm cho các electron trong vật liệu nhảy lên mức năng lượng cao hơn. Các electron này sau đó có thể quay trở lại mức năng lượng thấp hơn trong một loạt các bước nhảy nhỏ, phát ra một phần năng lượng hấp thụ của chúng dưới dạng ánh sáng nhìn thấy. Vật liệu được sử dụng làm chất màu trong sơn hoặc thuốc nhuộm thể hiện huỳnh quang sáng hơn dưới ánh sáng mặt trời, bởi vì chúng hấp thụ tia cực tím không nhìn thấy được và phát ra lại ở các bước sóng có thể nhìn thấy. Vì lý do này, chúng thường được sử dụng cho các biển báo, áo bảo hộ và các ứng dụng khác, nơi mà tầm nhìn là quan trọng.
Huỳnh quang cũng có thể được sử dụng để xác định vị trí và xác định một số muối khoáng và vật liệu hữu cơ. Điều tra huỳnh quang cho phép các nhà nghiên cứu phát hiện một số thành phần của sinh học phân tử phức tạp, chẳng hạn như tế bào sống, với độ nhạy và tính chọn lọc tuyệt vời.
Trong ống huỳnh quang để chiếu sáng, bức xạ tử ngoại có bước sóng 254 nm được tạo ra cùng với ánh sáng xanh lam phát ra khi có dòng điện chạy qua hơi thủy ngân. Bức xạ cực tím này không nhìn thấy được nhưng chứa nhiều năng lượng hơn ánh sáng khả kiến được phát ra. Năng lượng từ tia cực tím được hấp thụ bởi lớp phủ huỳnh quang bên trong đèn huỳnh quang và phát ra lại dưới dạng ánh sáng nhìn thấy được. Các ống tương tự nhưng không có lớp phủ bột huỳnh quang phát sáng UB có thể được sử dụng để khử trùng bề mặt, vì hiệu ứng ion hóa của bức xạ UV có thể tiêu diệt hầu hết vi khuẩn.
Bóng đèn sơn đen thường sử dụng hơi thủy ngân để tạo ra ánh sáng tia UVA có bước sóng dài, khiến một số thuốc nhuộm và chất màu phát huỳnh quang. Ống thủy tinh được phủ một lớp vật liệu lọc màu đen tím ngăn phần lớn ánh sáng nhìn thấy, làm cho huỳnh quang trông nổi bật hơn. Việc lọc này không cần thiết cho các ứng dụng như khử trùng.
UV thiên văn
Ngoài Mặt trời, có vô số nguồn bức xạ UV trên thiên thể. Các ngôi sao rất trẻ phát ra hầu hết ánh sáng của chúng ở bước sóng cực tím. Vì bầu khí quyển của Trái đất ngăn chặn hầu hết bức xạ UV này, đặc biệt là ở bước sóng ngắn, nên việc quan sát phải được thực hiện trong bóng bay hoặc kính thiên văn quay quanh quỹ đạo được trang bị cảm biến và bộ lọc hình ảnh. chuyên dùng để quan sát vùng UV của quang phổ điện từ.
Đăng bởi: Trường ĐH KD & CN Hà Nội
Chuyên mục: Lớp 12, Vật lý 12
Bạn thấy bài viết Ứng dụng tia tử ngoại trong y học và cuộc sống? có giải quyết đươc vấn đề bạn tìm hiểu không?, nếu không hãy comment góp ý thêm về Ứng dụng tia tử ngoại trong y học và cuộc sống? bên dưới để https://hubm.edu.vn/ có thể chỉnh sửa & cải thiện nội dung tốt hơn cho độc giả nhé! Cám ơn bạn đã ghé thăm Website ĐH KD & CN Hà Nội
Nguồn: hubm.edu.vn
#Ứng #dụng #tia #tử #ngoại #trong #học #và #cuộc #sống
