Кіріспе

Ұзын толқынды ультракүлгін сәуле шығарып, көрінетін сәулесі өте аз жарық приборы. Бұл шам ультракүлгін А (UV A) шам, Вуд лампасы немесе ультракүлгін сәуле деп те аталады. Шамдардың бір түрінде шам корпусындағы жеке шыны сүзгіде немесе шамның өзіндегі қызғылт сүзгі материалы болады, ол көрінетін жарықтың көп бөлігін тоқтатады және ультракүлгін сәулені өткізеді. Мұндай сүзгісі бар шамдар жарық өнеркәсібінде "BLB" әріптерімен белгіленеді. Одан басқа, ультракүлгін А сәулесі қысқа және ұзақ мерзімде көзге зиян келтіруі мүмкін.

Флуоресцентті

Флуоресцентті қара жарық түтікшелері әдетте, қалыпты флуоресцентті түтікшелер сияқты жасалады, бірақ түтікше ішінде көрінетін ақ жарық орнына UVA жарығын шығаратын люминофор қолданылады. Қара жарық үшін ең көп қолданылатын тип, өнеркәсіпте қара жарық көк немесе "BLB" деп аталатын түрі, түтікшеде көк түсті сүзгіш қабаты бар, ол көрінетін жарықты сүзіп, флуоресценция эффектін байқауға мүмкіндік береді. Бұл түтікшелер жұмыс істегенде әлсіз күлгін түспен жарқырайды. Оларды "қара жарық" немесе "BL" түтікшелерімен шатастырмау керек, оларда сүзгіш қабаты болмайды және ашық көк түсті болады. Өндірушілер қара жарық түтікшелерін нөмірлеудің әртүрлі жүйелерін қолданады. Philips 2010 жылға дейін қолданылған, қазірде ескірген жүйені пайдаланады, ал (неміс) Osram жүйесі Солтүстік Америкадан тыс аймақтарда кеңінен қолданылады. Төмендегі кестеде көк, UVA және UVB сәулелерін шығаратын түтікшелер ең жоғары қарқынды шыңының азаятын толқын ұзындығы бойынша тізімделген. Люминофордың шамамен құрамы, негізгі өндірушілердің типтік нөмірлері және қолданылуының кейбір мысалдары қолжетімді типтердің шолуы ретінде келтірілген. "Шың" орны ең жақын 10 нм-ге дейін жуықтатылған. "Ені" – шыңның иықтарындағы 50% интенсивтілікті көрсететін нүктелер арасындағы өлшем. +Қара жарықта қолданылатын әртүрлі люминофор құрамы ЛюминофорҚоспасы Шыңы (нм) Ені (нм) Philips қосымшасы Osram қосымшасы АҚШ типі Типтік қолданылуы — 450 50 — /71 — гипербилирубинемия, полимеризация :Eu 420 30 /03 /72 — фотохимиялық полимеризация :Eu 370 20 /08 /73 ("BLB") криминалистика, әшекей тастарды кесу, түнгі клубтар :Eu 370 20 — /78 ("BY") жәндіктерді тарту, полимеризация, псориаз, солярий :Pb 350 40 /09 /79 "BL" жәндіктерді тарту, солярий :Pb 350 40 /08 — "BLB" дерматология, әшекей тастарды кесу, криминалистика, түнгі клубтар :Ce 340 30 — — — фотохимия :Ce 310 40 — — — медициналық қолдану, полимеризация

"Кісілерді жою" түтіктері

Ультракүлгін сәулелі лампалардың тағы бір түрі "жәндіктерді жоятын" ұшатын жәндіктерге арналған тұзақтарда қолдануға арналған. Жәндіктер ультракүлгін жарыққа тартылады, оны көре алады, содан кейін құрылғы оларды электр тогымен қырып тастайды. Бұл шамдар сыртқы қара жарық сияқты ультракүлгін А сәулесін шығаратын фосфор қоспасын пайдаланады, бірақ олар көрінетін жарықты басу қажет болмайтындықтан, шамда күлгін сүзгі материалдарын қолданбайды. Қарапайым шыны көзге көрінетін сынап спектрінің аз бөлігін тоқтатып, оларды ашық көк-күлгін түсті етіп көрсетеді. Бұл шамдар кейбір Солтүстік Америкадағы жарықтандыру каталогтарында "қара жарық" немесе "BL" деп аталады. Бұл типтер "BLB" түтікшелерінің төмен көрінетін жарық шығаруын қажет ететін қолдануларға жарамсыз.

Жарықтайтын

Қара жарық қарапайым қыздырғыш шамның колбасындағы Вуд шынысы сияқты күлгін сәуле фильтрін қолдану арқылы да жасалуы мүмкін. Осы әдіс ең алғашқы қара жарық көздерін жасау үшін қолданылған. Қыздырылған қара шамдар флуоресценттік шамдарға қарағанда арзан болғанымен, күлгін сәуле шығаруда өте тиімсіз, себебі шамның қыздырғышынан шығатын жарықтың көп бөлігі көрінетін жарық болып табылады және оны тоқтату қажет. Қара дене спектріне байланысты, қыздырғыш шам өзінің энергиясының 0,1% азын күлгін сәуле ретінде сәулелендіреді. Көрінетін жарықты сіңіру қажет болғандықтан, қыздырылған күлгін шамдар пайдалану кезінде қатты қызады. Шындығында, мұндай шамдарда осы жылуға қол жеткізіледі, өйткені қыздырғыштың температурасы жоғарылаған сайын, қара дене сәулеленуіндегі UVA үлесі артады. Бірақ бұл жоғары жұмыс температурасы шамның қызмет ету мерзімін едәуір қысқартады, әдеттегі 1000 сағаттан шамамен 100 сағатқа дейін.

Жиде буы

Жоғары қуатты сынап буы бар қара жарық шамдары 100-ден 1000 ваттқа дейін қуаттылықпен жасалады. Бұл шамдар фосфорларды қолданбайды, керісінше, нақты түріне байланысты, жоғары қысымдағы разрядтан туындайтын сынаптың 350–375 нм спектрлік сызығының күшеюіне және сәл кеңеюіне сүйенеді. Бұл шамдар көзге және теріге зиян келтіретін 184,4 және 253,7 нм толқын ұзындығындағы сынаптың қысқа толқынды (UVC) сызықтарын тоқтату үшін Вудс шынысынан немесе ұқсас оптикалық сүзгі жабындарынан жасалған колбаларды пайдаланады, сондай-ақ барлық көрінетін жарықты да тоқтатып тұрады. Вудс шынысының өткізу жолағына, яғни 300-ден 400 нм-ге дейінгі аралыққа сәйкес келетін бірнеше басқа спектрлік сызықтар да шамның жарық беруіне үлес қосады. Бұл шамдар көбінесе театрлық қойылымдар мен концерттерде қолданылады. Олар энергия тұтыну бірлігіне шаққанда флуоресценттік шамдарға қарағанда тиімдірек UVA сәулелендірушілер болып табылады.

LED

Кейбір шамдық диодтар ультракүлгін сәуле шығаруға қабіл, бірақ 380 нм-ден қысқа толқын ұзындықтары сирек кездеседі, сондай-ақ шығарылым шыңдары кең болғандықтан, ең төмен энергиялы УК-фотондар ғана шығарылады, олардың көп бөлігі көзге көрінбейтін жарықтан тұрады.

Этиленгликольді улану

Вуд лампасы антифриз ішкеннен туындаған этиленгликоль улануын жедел бағалау үшін қолданылуы мүмкін. Этиленгликоль қосылған антифриз өндірушілер жиі флюоресцеин қосады, бұл пациенттің зәрі Вуд лампасының жарығында жарқырауына себеп болады.

Басқа

Вуд лампасы туберкулездік склероз және эритразма (Corynebacterium minutissimum) сияқты жағдайларды диагностикалауда пайдалы. Сонымен қатар, Вуд лампасымен жарықтандырғанда несеп қызғылт түске енген кезде порфирия cutanea tarda ауруын анықтауға болады. Вуд лампалары гипопигментацияны, мысалы витилиго сияқты депигментациядан ажырату үшін де қолданылған. Витилигомен ауыратын адамның терісі Вуд лампасының астында сары-жасыл немесе көк түсті болып көрінеді. Меланоманы анықтауда да қолданылғаны туралы мәлімделген.

Қауіпсіздік және аутентификация

Қара жарық көбінесе майлы суреттердің, антиквариаттардың және банкноттардың түпнұсқа екенін анықтау үшін қолданылады. Қара жарықпен нақты ақшаны жалған ақшадан ажыратуға болады, себебі көптеген елдерде заңды банкноттарда қара жарықта ғана көрінетін флуоресцентті белгілер болады. Сонымен қатар, ақша басуға қолданылатын қағазда коммерциялық қағазда флуоресценция тудыратын жарқыратушы заттар қамтылмайды. Осы екі фактордың арқасында заңсыз банкноттарды анықтау оңайлап, жалған ақша жасау қиындатылады. Осы қауіпсіздік мүмкіндіктері паспорттар мен жүргізуші куәліктері сияқты жеке куәліктерге де қолданылуы мүмкін. Басқа қауіпсіздік шараларына флуоресцентті сиясы бар, көбінесе жұмсақ ұшы бар қаламдар жатады, олар заттарды "көрінбейтін" етіп белгілеуге арналған. Егер осылай белгіленген заттар кейін ұрланса, осы қауіпсіздік белгілерін табу үшін қара шамды қолдануға болады. Кейбір ойын-сауық парктерінде, түнгі клубтарда және басқа күндізгі (немесе түнгі) іс-шараларда, қонаққа білезігіне флуоресцентті белгі қойылады, осылайша ол қайтадан ақы төлемей, кетуге және қайта кіруге мүмкіндік алады.

Биология

Флуоресцентті материалдар молекулалық биологияның көптеген салаларында кеңінен қолданылады, көбінесе қызығушылық тудыратын затқа (мысалы, ДНҚ) байланысатын "маркерлер" ретінде, осы арқылы оларды көруге мүмкіндік береді. Әлемнің түкпір-түкпірінен мыңдаған көбелектер мен жәндіктерді жинаушылар фотосуретке түсіру және жинау үшін әртүрлі қара шамдарды пайдаланады. Бұл түнде жәндіктер мен көбелектерді тартуға арналған ең тиімді жарық көздерінің бірі. Қара шам жалаңаш көзбен көрінбейтін жануарлардың зәр және құсу сияқты қалдықтарын анықтауға да қолданылады.

Ақауларды анықтау

Қара жарық бұзбайтын сынақтарда кеңінен қолданылады. Металл конструкцияларға флуоресцентті сұйықтықтар жағылады және қара жарықпен жарықтандырылады, бұл материалдағы жарықтар мен басқа да нашарлықтарды оңай анықтауға мүмкіндік береді. Сонымен қатар, егер тоңазытқыш немесе кондиционер жүйесінде ағып кету күдікті болса, компрессор майы мен салқындатқыш қоспасымен бірге жүйеге ультракүлгін (УК) іздеуші бояу құйылуы мүмкін. Содан кейін бояу түтіктер мен компоненттер бойынша айналымға түсіру үшін жүйе іске қосылады, және содан кейін жүйе қара жарық шаммен тексеріледі. Флуоресцентті бояудың іздері ағып жатқан, ауыстыруды қажет ететін бөлікті нақты көрсетеді.

Декоративтік және көркемдік мақсаттарда

Сондай-ақ, флуоресцентті түстермен боялған суреттерді, әсіресе қара барқытқа боялғандарын жарықтандыру үшін қолданылады, бұл өздігінен жарқырағандай сезімді күшейтеді. Мұндай материалдарды, көбінесе УФ-сәуле астында сенсорлық бөлмеде қарастырылатын плиткалар түрінде пайдалану, Ұлыбританияда терең және көптеген оқу қиындықтары бар оқушыларды оқытуда жиі кездеседі. Кейбір тоқыма талшықтарының, әсіресе оптикалық ағартушы қалдықтары барларының флуоресценциясы ойын-сауық үшін де қолданылуы мүмкін, мысалы, Джеймс Бондтың "A View to a Kill" фильмінің титрлерінде көрініс тапқандай. Қара жарық театрында қара жарық қуыршақтармен қойылымдар да көрсетіледі.

Минералдық идентификация

Қара шамдар – тау жыныстарын іздеу және минералдарды флуоресценция арқылы анықтау үшін жиі қолданылатын құрал. Ультракүлгін сәулелендіруде жарқырайтын ең көп таралған минералдар мен тау жыныстары: флюорит, кальцит, арагонит, опал, апатит, халцедон, корунд (рубин және сапфир), шиелит, селенит, смитсонит, сфалерит, содалит. Минералдардағы флуоресценцияны алғаш рет 1852 жылы Джордж Стоукс байқаған. Ол флюориттің ультракүлгін сәулемен жарықтанғанда көк түсті жарқырау қабілетін анықтады және осы құбылысты флюорит минералының атымен «флуоресценция» деп атады. Флюорит және басқа флуоресцентті минералдардың қабаттарын көрсетуге арналған шамдар көбінесе кендерде қолданылады, бірақ көбінесе олар өнеркәсіптік деңгейде болады. Бұл мақсат үшін шамдардың толқын ұзындығы қысқа болуы және ғылыми сапаға ие болуы керек. UVP қолға ұсталатын ультракүлгін шамдары осы мақсатқа өте ыңғайлы және геологтар оларды кендердегі немесе болашақ кендердегі флюориттің ең жақсы көздерін анықтау үшін пайдаланады. Кейбір мөлдір селенит кристалдары ультракүлгін сәуле астында табиғи жарықта көрінбейтін «сағат» пішінін көрсетеді. Бұл кристалдар сонымен қатар фосфоресцентті болып табылады. Әккіш тас, мрамор және травертиннің құрамында кальцит болғандықтан жарқырауы мүмкін. Гранит, сиенит және гранитті пегматит тау жыныстары да жарқырауы мүмкін.

Ерітуші шайырлар

Ультракүлгін сәуле белгілі бір желімдерді, шайырларды және бояуларды олардың ішінде фотохимиялық реакция тудыру арқылы қатайту үшін қолданылуы мүмкін. Бұл қатаю процесі "кертілу" деп аталады. Ультракүлгін сәулемен кертілу баспаға, жабуға, әшекейлеуге, стереолитографияға және әртүрлі өнімдер мен материалдарды құрастыруға бейімделеді. Басқа технологиялармен салыстырғанда, ультракүлгін энергиямен кертілуді төмен температуралық процесс, жоғары жылдамдықты процесс деп қарастыруға болады, сондай-ақ ол еріткішсіз процесс болып табылады, себебі кертілу булану арқылы емес, тікелей полимерлену арқылы жүзеге асырылады. 1960 жылдары алғаш рет енгізілген бұл технология өндіріс секторындағы көптеген салаларда өндірісті жеңілдетіп, автоматтандыруды арттырды. Ультракүлгін сәулемен кертілудің басты артықшылығы – материалды өңдеу жылдамдығы. Процестегі кертілу немесе кептіру кезеңін жылдамдату бояудың немесе жабынның ылғалды күйде болатын уақытын қысқарту арқылы ақаулар мен қателерді азайтуға мүмкіндік береді. Бұл дайын өнімнің сапасын арттырып, тұрақтылықты арттыруға әкелуі мүмкін. Өндіріс уақытын қысқартудың тағы бір пайдасы – кептіру кезеңі аяқталғанға дейін пайдаланылмауы тиіс өнімдерді сақтау үшін аз орын қажеттігі. Ультракүлгін энергияның көптеген әртүрлі материалдармен ерекше өзара әрекеттесуіне байланысты, ультракүлгін сәулемен кертілу басқа тәсілдермен қол жеткізе алмайтын қасиеттері бар өнімдерді жасауға мүмкіндік береді. Осының нәтижесінде ультракүлгін сәулемен кертілу көптеген өндіріс және технология салаларында маңызды рөл атқарады, онда беріктік, қаттылық, төзімділік, химиялық тұрақтылық және басқа да көптеген қасиеттерді өзгерту қажет.

Басқа

Екінші дүниежүзілік соғыс кезінде АҚШ, Ұлыбритания, Жапония және Германияның түнгі және кез келген ауа-райындағы ұшу үшін қолданған жаңалықтардың бірі – аспаптар панелін жарықтандыру үшін ультракөк сәулелі (УФ) ішкі жарықтандыруды пайдалану болды. Бұл, радиймен боялған аспаптар беттері мен көрсеткіштеріне қарағанда қауіпсіз балама болып табылды, сонымен қатар ұшақтың орнын көрсететін сыртқы жарықтандырусыз, жарықтың қарқындылығын оңай өзгертуге мүмкіндік берді. Мұндай жағдайларда, ультракөк сәулелі флуоресцентті боямен белгіленген карталарды басып шығару, ультракөк сәуледе көрінетін қарындаштар мен E6B сияқты есептеу сызғыштары да қолданылды. Бұлар, сонымен қатар, қара жарықта жарқыратын ЛСД-ны анықтау үшін де пайдаланылуы мүмкін, ал 25I NBOMe сияқты жалған заттар жарқылдамайды. Күшті ұзын толқынды ультракөк сәулелер көзі солярийлерде қолданылады.