Czarne światło - Blacklight

Świetlówki na światło czarne. Fioletowa poświata czarnego światła nie jest samym światłem UV, ale światłem widzialnym, które ucieka przed odfiltrowaniem przez materiał filtrujący w szklanej powłoce.
Zbiór minerałów fluorescencyjnych w czarnym świetle
Fluorescencyjna farba do ciała. Farby i dekoracje, które fluoryzują w czarnym świetle, są używane w teatrze i kilku formach sztuki.

Blacklight , określany również jako promieniowanie UV-A , lampy Wooda , lub promieniowania ultrafioletowego , jest lampa , która emituje długości fali ( promieniowanie UV-A ), światło ultrafioletowe i bardzo mało światła widzialnego .

Jeden typ lampy ma fioletowy materiał filtrujący , umieszczony na żarówce lub w oddzielnym szklanym filtrze w obudowie lampy, który blokuje większość światła widzialnego i przepuszcza promieniowanie UV, dzięki czemu podczas pracy lampa świeci słabą fioletową poświatą. Lampy ultrafioletowe, które mają ten filtr, mają oznaczenie przemysłu oświetleniowego, które zawiera litery „BLB”. To oznacza „blacklight blue”.

Drugi typ lampy wytwarza promieniowanie ultrafioletowe, ale nie ma materiału filtrującego, dzięki czemu wytwarza więcej światła widzialnego i ma niebieski kolor podczas pracy. Rurki te są przeznaczone do stosowania w pułapkach na owady „ zappery ” i są oznaczone przemysłowym oznaczeniem „BL”. To oznacza „czarne światło”.

Źródło światła UV mogą być specjalnie zaprojektowane lampy fluorescencyjne , lampy rtęciowe , diody elektroluminescencyjne (LED), laser lub żarówki ; chociaż żarówki nie wytwarzają prawie żadnego czarnego światła (z wyjątkiem nieco więcej dla typów halogenowych), a więc nie są uważane za prawdziwe źródła światła czarnego. W medycynie , kryminalistyce i niektórych innych dziedzinach nauki takie źródło światła jest określane jako lampa Wood's, nazwana na cześć Roberta Williamsa Wooda , który wynalazł oryginalne szklane filtry UV Wood's .

Chociaż wiele innych typów lamp emituje światło ultrafioletowe ze światłem widzialnym, czarne światła są niezbędne, gdy potrzebne jest światło UV-A bez światła widzialnego, szczególnie w obserwowaniu fluorescencji , kolorowego blasku, który emituje wiele substancji pod wpływem UV. Czarne światła są wykorzystywane do dekoracyjnych i artystycznych efektów świetlnych, zastosowań diagnostycznych i terapeutycznych w medycynie, wykrywania substancji oznaczonych barwnikami fluorescencyjnymi , polowania na skały , wykrywania fałszywych pieniędzy , utwardzania tworzyw sztucznych, wabienia owadów i wykrywania czynnika chłodniczego wycieki mające wpływ na lodówki i systemy klimatyzacyjne . W łóżkach opalających wykorzystywane są silne źródła długofalowego światła ultrafioletowego .

UV-A stanowi potencjalne zagrożenie, gdy oczy i skóra są narażone, zwłaszcza na źródła wysokiej mocy. Według Światowej Organizacji Zdrowia UV-A odpowiada za wstępne opalanie skóry i przyczynia się do starzenia się skóry i powstawania zmarszczek. UV-A może również przyczyniać się do progresji nowotworów skóry. Dodatkowo UV-A może mieć negatywny wpływ na oczy zarówno w perspektywie krótko-, jak i długoterminowej.

Rodzaje

Fluorescencyjny

Dwie świetlówki czarnego światła, pokazujące użycie. Górna część to 18-calowa, 15-watowa lampa F15T8/BLB, używana w standardowej oprawie fluorescencyjnej wtykowej. Dno to 12-calowa, 8-watowa rurka F8T5/BLB, używana w przenośnym zasilanym bateryjnie czarnym świetle sprzedawanym jako detektor moczu zwierząt domowych.

Świetlówki fluorescencyjne z czarnym światłem są zwykle wykonane w taki sam sposób jak zwykłe lampy fluorescencyjne, z tym wyjątkiem, że stosuje się luminofor emitujący światło UVA zamiast widzialnego światła białego. Typ najczęściej używany do czarnych świateł, określany przez przemysł jako blacklight blue lub „BLB”, ma ciemnoniebieską powłokę filtrującą na rurze, która odfiltrowuje większość widzialnego światła, dzięki czemu można zaobserwować efekty fluorescencji . Podczas pracy lampy te mają słabą, fioletową poświatę. Nie należy ich mylić z lampami „blacklight” lub „BL”, które nie mają powłoki filtracyjnej i mają jaśniejszy niebieski kolor. Są one przeznaczone do stosowania w pułapkach na owady „ zapper owady”, gdzie emisja światła widzialnego nie zakłóca działania produktu. Luminoforem zwykle używanym dla szczytu emisji o wielkości od 368 do 371 nanometrów jest fluoroboran strontu domieszkowany europem ( SrB
2
F
8
: Eu2+
) lub boran strontu domieszkowany europem ( Sr
3
b
2
O
6
: Eu2+
), podczas gdy luminofor użyty do wytworzenia piku około 350 do 353 nanometrów to domieszkowany ołowiem krzemian baru ( BaSi
2
O
5
: Pb+
). Lampy „Blacklight blue” osiągają szczyt przy 365 nm.

Producenci stosują różne systemy numeracji dla świetlówek z czarnym światłem. Philips korzysta z jednego systemu, który staje się przestarzały (2010), podczas gdy (niemiecki) system Osram staje się dominujący poza Ameryką Północną. W poniższej tabeli wymieniono lampy generujące kolor niebieski, UVA i UVB, w kolejności malejącej długości fali najintensywniejszego piku. Przybliżone składy luminoforów, numery typów głównych producentów i niektóre zastosowania podano jako przegląd dostępnych typów. Pozycja „szczytu” jest zbliżona do najbliższej 10 nm. „Szerokość” to miara pomiędzy punktami na ramionach piku, które reprezentują intensywność 50%.

Różne kompozycje luminoforów stosowane w świetle ultrafioletowym

Mieszanka fosforu
Szczyt
( nm )
Szerokość
( nm )

Sufiks firmy Philips

Sufiks Osram
Typ amerykański Typowe zastosowanie
450 50 /71 hiperbilirubinemia , polimeryzacja
SRPA
2
O
7
: Eu
420 30 /03 /72 polimeryzacja fotochemiczna
SrB
4
O
7
: Eu
370 20 /08 /73 ("BLB") kryminalistyka , lapidarium , kluby nocne
SrB
4
O
7
: Eu
370 20 /78 ("ZA POMOCĄ") przyciąganie owadów, polimeryzacja, łuszczyca , solarium,
Basi
2
O
5
: Pb
350 40 /09 /79 „BL” przyciąganie owadów, łóżka opalające
Basi
2
O
5
: Pb
350 40 /08 „BLB” dermatologia , lapidarium , kryminalistyka , kluby nocne
SrAl
11
O
18
: Ce
340 30 fotochemia
MgSrAl
10
O
17
: Ce
310 40 zastosowania medyczne, polimeryzacja
Widmo czarnej świetlówki. Pasmo widmowe FWHM piku 370 nm wynosi około 20 nm. Mały wtórny pik (2) to światło z linii par rtęci przy 404 nm przeciekające przez filtr, co nadaje lampie purpurowy blask.

Rury "Zapper Bug"

Inna klasa świetlówek UV przeznaczona jest do stosowania w pułapkach na owady latające typu " bug zapper ". Owady są przyciągane przez światło UV, które są w stanie zobaczyć, a następnie są porażane prądem przez urządzenie. Żarówki te wykorzystują tę samą mieszankę luminoforów emitujących promieniowanie UV-A, co filtrowane światło czarne, ale ponieważ nie muszą tłumić światła widzialnego, nie używają fioletowego materiału filtrującego w żarówce. Zwykłe szkło blokuje mniej widzialnego widma emisji rtęci, przez co gołym okiem wydają się one jasnoniebiesko-fioletowe. W niektórych północnoamerykańskich katalogach oświetleniowych lampy te są określane jako „blacklight” lub „BL”. Te typy nie nadają się do zastosowań, w których wymagana jest niska moc światła widzialnego lamp lampowych „BLB”.

Rozżarzony

100-watowa żarowa czarna żarówka

Czarne światło może również powstać po prostu przez użycie powłoki filtra UV, takiej jak szkło Wooda, na powłoce zwykłej żarówki . To była metoda, która została wykorzystana do stworzenia pierwszych źródeł czarnego światła. Chociaż czarne żarówki żarowe są tańszą alternatywą dla świetlówek, są wyjątkowo nieefektywne w wytwarzaniu światła UV, ponieważ większość światła emitowanego przez żarnik to światło widzialne, które należy zablokować. Ze względu na widmo ciała doskonale czarnego , światło żarowe emituje mniej niż 0,1% swojej energii jako światło UV. Żarówki UV, ze względu na niezbędną absorpcję światła widzialnego, podczas użytkowania bardzo się nagrzewają. Takie ciepło jest w rzeczywistości pobudzane w takich żarówkach, ponieważ cieplejsze włókno zwiększa udział promieniowania UVA w emitowanym promieniowaniu ciała doskonale czarnego. Ta wysoka temperatura pracy drastycznie skraca jednak żywotność lampy z typowego 1000 godzin do około 100 godzin.

opary rtęci

160-watowe czarne światło rtęciowe

Lampy czarnego światła rtęciowego o dużej mocy są produkowane w mocach od 100 do 1000 watów. Nie wykorzystują one luminoforów, ale opierają się na zintensyfikowanej i nieco poszerzonej linii widmowej rtęci 350–375 nm z wyładowania pod wysokim ciśnieniem w zakresie od 5 do 10 atmosfer standardowych (500 do 1000 kPa), w zależności od konkretnego typu. Lampy te wykorzystują powłoki ze szkła Wood's lub podobnych powłok filtrów optycznych do blokowania całego światła widzialnego, a także linii rtęci o krótkiej długości fali (UVC) przy 184,4 i 253,7 nm, które są szkodliwe dla oczu i skóry. Kilka innych linii widmowych, mieszczących się w paśmie przepustowym szkła Wooda między 300 a 400 nm, przyczynia się do wyjścia. Lampy te są używane głównie do celów teatralnych i pokazów koncertowych. Są bardziej wydajnymi producentami UVA na jednostkę zużycia energii niż świetlówki.

PROWADZONY

UV LED

Światło ultrafioletowe może być generowane przez niektóre diody emitujące światło , ale długości fal krótsze niż 380 nm są rzadkością, a piki emisji są szerokie, więc emitowane są tylko fotony UV o najniższej energii , w przeważającym świetle niewidzialnym.

Zastosowania medyczne

A lampy Wooda jest narzędziem diagnostycznym w dermatologii , w którym światło ultrafioletowe jest świeciły (przy długości fali około 365 nm), na skórę pacjenta; technik obserwuje następnie każdą kolejną fluorescencję . Na przykład porfiryny – związane z niektórymi chorobami skóry – będą świecić na różowo. Chociaż technika wytwarzania źródła światła ultrafioletowego została opracowana przez Roberta Williamsa Wooda w 1903 roku przy użyciu „ szkła Wooda ”, to dopiero w 1925 roku Margarot i Deveze zastosowali tę technikę w dermatologii do wykrywania infekcji grzybiczych włosów. Ma wiele zastosowań, zarówno w odróżnianiu warunków fluorescencyjnych od innych warunków, jak i w określaniu dokładnych granic warunków.

Infekcje grzybicze i bakteryjne

Jest również pomocny w diagnozowaniu:

Zatrucie glikolem etylenowym

Fluoresceina świecąca w świetle ultrafioletowym

Lampa Wooda może być użyta do szybkiej oceny, czy dana osoba cierpi na zatrucie glikolem etylenowym w wyniku spożycia płynu niezamarzającego . Producenci środków przeciw zamarzaniu zawierających glikol etylenowy zwykle dodają fluoresceinę , która powoduje fluorescencję moczu pacjenta pod lampą Wooda.

Inne

Lampa Wooda jest przydatna w diagnozowaniu stanów takich jak stwardnienie guzowate i rumień (wywołane przez Corynebacterium minutissimum , patrz wyżej). Dodatkowo, czasami można wykryć porfirię skórną późną, gdy mocz zmienia kolor na różowy po oświetleniu lampą Wooda. Lampy Wooda były również używane do odróżnienia hipopigmentacji od depigmentacji, takiej jak bielactwo . Skóra pacjenta z bielactwem będzie żółtozielona lub niebieska pod lampą Wooda. Doniesiono o jego zastosowaniu w wykrywaniu czerniaka .

Zobacz też

Światło Bili . Rodzaj fototerapii wykorzystujący światło niebieskie o zakresie 420–470 nm, stosowany w leczeniu żółtaczki noworodków .

Bezpieczeństwo

Szkło uranowe świeci w świetle UV.

Chociaż czarne światła wytwarzają światło w zakresie UV, ich widmo ogranicza się głównie do długofalowego obszaru UVA, to znaczy promieniowania UV najbliższego długości fali światła widzialnego, o niskiej częstotliwości, a zatem stosunkowo niskiej energii. Chociaż jest niski, nadal jest pewna moc konwencjonalnego czarnego światła w zakresie UVB. UVA jest najbezpieczniejszym z trzech widm światła UV , chociaż wysoka ekspozycja na UVA została powiązana z rozwojem raka skóry u ludzi. Stosunkowo niska energia światła UVA nie powoduje oparzeń słonecznych . UVA może jednak powodować uszkodzenia włókien kolagenowych , dzięki czemu może przyspieszać starzenie się skóry i powodować zmarszczki . UVA może również niszczyć witaminę A w skórze.

Wykazano, że światło UVA powoduje uszkodzenia DNA , ale nie bezpośrednio, jak UVB i UVC. Ze względu na dłuższą długość fali jest mniej absorbowana i dociera głębiej do warstw skóry , gdzie wytwarza reaktywne chemiczne związki pośrednie, takie jak rodniki hydroksylowe i tlenowe , które z kolei mogą uszkadzać DNA i powodować ryzyko czerniaka . Słabi wyjście czarnych świateł, jednak nie są wystarczające do uszkodzenia przyczyną DNA lub komórkowych mutacji w sposób bezpośredni lato światło słoneczne może, chociaż istnieją doniesienia, że prześwietlenie do rodzaju promieniowania UV wykorzystywane do tworzenia suntans sztucznych na leżaki mogą powodować Uszkodzenia DNA, fotostarzenie (uszkodzenie skóry w wyniku długotrwałej ekspozycji na światło słoneczne), stwardnienie skóry, osłabienie układu odpornościowego, powstawanie zaćmy i raka skóry.

UV-A może mieć negatywny wpływ na oczy zarówno w perspektywie krótko-, jak i długoterminowej.

Zastosowania

Promieniowanie ultrafioletowe jest niewidoczne dla ludzkiego oka, ale oświetlanie niektórych materiałów promieniowaniem UV powoduje emisję światła widzialnego, powodując, że substancje te świecą różnymi kolorami. Nazywa się to fluorescencją i ma wiele praktycznych zastosowań. Do obserwacji fluorescencji wymagane jest czarne światło, ponieważ inne rodzaje lamp ultrafioletowych emitują światło widzialne, które zagłusza słabą poświatę fluorescencyjną.

Czarne światło jest powszechnie używane do uwierzytelniania obrazów olejnych , antyków i banknotów . Czarne światła mogą być używane do odróżnienia prawdziwej waluty od fałszywych banknotów, ponieważ w wielu krajach legalne banknoty mają na sobie symbole fluorescencyjne, które pokazują się tylko pod czarnym światłem. Ponadto papier używany do drukowania pieniędzy nie zawiera żadnych środków rozjaśniających, które powodują, że papiery dostępne na rynku fluoryzują w świetle czarnym. Obie te cechy sprawiają, że nielegalne banknoty są łatwiejsze do wykrycia i trudniejsze do skutecznego podrobienia. Te same zabezpieczenia można zastosować do dowodów osobistych, takich jak paszporty czy prawa jazdy .

Inne zastosowania zabezpieczające obejmują stosowanie pisaków zawierających tusz fluorescencyjny, zwykle z miękką końcówką, która może być używana do „niewidocznego” znakowania przedmiotów. Jeżeli tak oznakowane przedmioty zostaną następnie skradzione, do wyszukania tych oznaczeń bezpieczeństwa można użyć czarnego światła. W niektórych parkach rozrywki , klubach nocnych i innych imprezach całodniowych (lub nocnych) na nadgarstku gościa wybity jest fluorescencyjny znak, który może następnie skorzystać z opcji opuszczenia i powrotu bez płacenia kolejnego opłata za wstęp.

W medycynie lampa Wooda jest używana do sprawdzania charakterystycznej fluorescencji niektórych grzybów dermatofitowych, takich jak gatunki Microsporum, które emitują żółtą poświatę lub Corynebacterium, które mają kolor od czerwonego do pomarańczowego, gdy ogląda się je pod lampą Wooda. Takie światło jest również wykorzystywane do wykrywania obecności i zakresu zaburzeń powodujących utratę pigmentacji, takich jak bielactwo nabyte . Może być również stosowany do diagnozowania innych infekcji grzybiczych, takich jak grzybica , Microsporum canis , łupież pstry ; infekcje bakteryjne, takie jak rumień ; inne choroby skóry, w tym trądzik , świerzb , łysienie , porfirię ; a także zadrapania rogówki , ciała obce w oku i zablokowane kanaliki łzowe.

Materiały fluorescencyjne są również bardzo szeroko stosowane w licznych zastosowaniach w biologii molekularnej, często jako „znaczniki”, które wiążą się z interesującą substancją (na przykład DNA), umożliwiając ich wizualizację. Czarne światło można również wykorzystać do zobaczenia wydalin zwierzęcych, takich jak mocz i wymiociny, które nie zawsze są widoczne gołym okiem.

Czarne światło jest szeroko stosowane w badaniach nieniszczących. Płyny fluorescencyjne są nakładane na konstrukcje metalowe i oświetlane czarnym światłem, co umożliwia łatwe wykrycie pęknięć i innych słabości materiału. Służy również do oświetlania obrazów malowanych kolorami fluorescencyjnymi, szczególnie na czarnym aksamicie , co potęguje iluzję samoświetlenia. Stosowanie takich materiałów, często w postaci kafelków oglądanych w pomieszczeniu sensorycznym w świetle UV, jest powszechne w Wielkiej Brytanii w edukacji uczniów z głębokimi i wielorakimi trudnościami w uczeniu się. Takie fluorescencji niektórych włókien tekstylnych, zwłaszcza tych łożysk rozjaśniacz optyczny reszt, mogą być również wykorzystywane do skutku rekreacyjnych, jak pokazano, na przykład, w pakiecie otwarcia James Bond folii przedstawia widok z zabić . Lalkarstwo w czarnym świetle odbywa się również w teatrze w czarnym świetle.

Jedną z innowacji stosowanych w lotach nocnych i w każdych warunkach pogodowych wykorzystywanych przez USA, Wielką Brytanię, Japonię i Niemcy podczas II wojny światowej było zastosowanie wewnętrznego oświetlenia UV do oświetlania tablicy przyrządów, co stanowi bezpieczniejszą alternatywę dla pomalowanych radem wskaźniki i intensywność, którą można łatwo zmieniać i bez widocznego oświetlenia, które zdradzałoby pozycję samolotu. Trwało to tak daleko, że obejmują drukowanie wykresów, które zostały oznaczone w farbach UV-fluorescencyjne i świadczenie UV-VIS ołówki i suwaki logarytmiczne , takie jak E6B .

Tysiące kolekcjonerów ciem i owadów na całym świecie używa różnych rodzajów czarnego światła do przyciągania okazów ciem i owadów do fotografowania i kolekcjonowania. Jest to jedno z preferowanych źródeł światła do wabienia owadów i ciem w nocy.

Może być również używany do testowania LSD , które fluoryzuje w czarnym świetle, podczas gdy zwykłe substytuty, takie jak 25I-NBOMe , nie.

Ponadto, jeśli podejrzewa się nieszczelność w lodówce lub układzie klimatyzacji, do układu można wtrysnąć barwnik UV wraz z mieszaniną oleju smarującego do sprężarek i czynnika chłodniczego. System jest następnie uruchamiany w celu rozprowadzenia barwnika w rurach i elementach, a następnie system jest badany za pomocą lampy UV. Wszelkie ślady barwnika fluorescencyjnego wskazują na nieszczelną część, która wymaga wymiany.

Zobacz też

Przypisy

Bibliografia

Zewnętrzne linki