Ultraviolet

Ultraviolet licht (ook wel ultraviolette straling, black light of UV-licht genoemd) is elektromagnetische straling net buiten het deel van het spectrum dat met het menselijk oog waarneembaar is (zie ook: licht). De golflengte van UV-licht is 1 tot 400 nanometer. In verband met de effecten van UV-licht op mens en milieu wordt onderscheid gemaakt tussen UV-A, UV-B en UV-C. UV-A is ultraviolet licht met een golflengte tussen ca. 315 en 400 nm ("lange golven"). UV-B licht heeft een golflengte tussen ca. 280 en 315 nm; en UV-C licht heeft een golflengte van minder dan 280 nm ("korte golven").

Het ultraviolette licht is in 1801 door Johann Wilhelm Ritter ontdekt toen hij met zilverchloride werkte. Ultraviolet licht laat zilverchloride snel van kleur veranderen.

UV-licht in de natuur

Zon

Naast het "gewone" zichtbare licht straalt de zon ook ultraviolet licht uit. Weliswaar is ons oog ook gevoelig voor dit licht, maar de ooglens laat het niet door en beschermt daardoor het netvlies. De ooglens zelf ontwikkelt na langdurige of frequente bestraling met teveel ultraviolet licht staar als ouderdomsverschijnsel. Bijen zien ultraviolet licht wél, daardoor zien zij sommige voor ons onopvallende bloemen veel mooier en aantrekkelijker.

Effecten op de huid

Door veel UV kan de huid rood kleuren of verbranden, het kan zelfs huidkanker veroorzaken. UV-B licht is in dit verband het meest schadelijke. UV-A licht heeft dezelfde effecten als UV-B licht, maar in veel mindere mate. UV-C licht wordt door de atmosfeer gefilterd. Zonnebrandcrèmes of -lotions bevatten daarom chemische stoffen die bedoeld zijn om UV-B stralen te blokkeren; sommige bevatten ook stoffen die tegen UV-A licht beschermen. Vanuit medisch oogpunt is bestraling van de huid met ultraviolet licht een van de belangrijkste vermijdbare oorzaken van alle vormen huidkanker: melanoom, basaalcelcarcinoom en plaveiselcelcarcinoom. Ook veroudert een aan veel UV blootgestelde huid veel sneller dan een niet blootgestelde, met dunner worden en rimpelvorming als gevolg. In de huid wekt UV echter wel de fabricage van vitamine D₃ op, een onmisbaar vitamine.

Meting

Op het KNMI in De Bilt wordt de hoeveelheid UV-licht continu gemeten. Hoeveel UV-zonlicht de aarde bereikt hangt vooral af van de zonshoogte. In de zomer, als de zon veel hoger staat dan in de winter, is het UV-licht zeker tien keer zo sterk. In de zomer bereikt de zon het hoogste punt om ongeveer half twee 's middags en gemiddeld is dan de hoeveelheid UV-zonlicht het grootst. Ook op een hoogte, dus in de bergen, is de intensiteit hoger, doordat er minder lucht tussen zit om een deel door verstrooiing uit te schakelen. Op het water (meer of zee) is de ultravioletstraling ook feller door de weerkaatsing op het water.

De hoeveelheid UV-licht is ook afhankelijk van de bewolking. Wolken houden niet alleen het zichtbare licht gedeeltelijk tegen, maar ook UV. In het algemeen geldt: hoe meer bewolking, hoe minder UV-licht de aarde kan bereiken. Wolken weerkaatsen echter zelf ook licht en daardoor kan de hoeveelheid UV die de aarde bereikt ook bij een half bewolkte hemel sterk variëren.

Stof in de atmosfeer kan UV tegenhouden en bij rustig warm weer, als zich veel vuil in de onderste lagen van de atmosfeer verzamelt, kan de hoeveelheid UV afnemen. Bovendien weerkaatst UV tegen de grond. Dat houdt in dat het UV-licht boven wit zand, sneeuw en water feller is dan elders.

Ozon

Ook de hoeveelheid ozon in de atmosfeer heeft invloed op de hoeveelheid UV-zonlicht dat de aarde bereikt. Dat gas houdt het meeste UV-licht tegen, zodat maar weinig UV de aarde kan bereiken. Het meeste ozon bevindt zich in de ozonlaag. Net als het weer heeft ook de ozonlaag seizoenen: in de lente is deze het dikste en in de herfst het dunst. Ook het weer heeft invloed. In het algemeen is de ozonlaag in een hogedrukgebied iets dunner dan in de buurt van een lagedrukgebied.

Het schadelijkste deel van de ultraviolette straling van de zon wordt tegengehouden door de ozonlaag, die zich op ongeveer 10-15 kilometer hoogte bevindt. De aantasting van de ozonlaag door bepaalde luchtvervuiling (het gat in de ozonlaag) bedreigt daarom het leven op aarde.

Blauwgroene algen

Blauwgroene algen zijn opmerkelijk resistent tegen sterke UV-straling, zoals die het aardoppervlak 2,5 miljard jaar geleden bereikte.

Kunstmatig UV-licht

Wijze van opwekking

Galliumnitride (GaN) is een halfgeleider met een vrij grote bandgap, die als LED gebruikt wordt om ultraviolet en blauw licht te produceren.

Industriële toepassingen vragen UV-bronnen met een hoge intensiteit. Dit soort UV-bronnen zijn bijna altijd middendruk kwiklampen. Dit zijn booglampen met vermogens variërend van 1 tot 30 kilowatt. Het belichten van kleine objecten gebeurt met UV-puntbronnen, apparaten die UV-licht genereren van enkele cm² groot, maar met een zeer hoge intensiteit. Puntbronnen worden gebruikt bij het uitharden van kleine lijmpuntjes, bijv. in de elektronische assemblage of bij tandheelkunde ("sealen" van kiezen).

Lasers die ultraviolet licht uitstralen zijn de excimerlaser en de helium-cadmiumlaser.

Toepassingen

UV-licht wordt veel gebruikt bij niet-destructief onderzoek oftewel NDO. Bij magnetisch onderzoek, een onderzoeksmethode voor bijvoorbeeld lasverbindingen, kan met behulp van UV-licht met een golflengte van 365nm en een fluorescerende testinkt snel uitsluitsel gegeven worden over eventuele defecten (scheuren).

Een EPROM wordt gewist door hem een paar minuten onder een ultraviolette lamp te leggen.

Het PWN Waterleidingbedrijf Noord-Holland gebruikt sinds 2004 UV-licht om drinkwater te zuiveren. UV-licht breekt in combinatie met peroxide organische afvalstoffen af en maakt organische microverontreinigingen onschadelijk. Hierbij blijven geen schadelijke reststoffen achter in het water.

UV-licht kan worden gebruikt om teksten te tonen die voor het blote oog verdwenen zijn nadat men die teksten van perkament had geschraapt om dit te kunnen hergebruiken. Met UV-licht wordt dan onder de nieuwe tekst ook de verdwenen tekst van zo'n palimpsest zichtbaar. UV-licht laat ook toe om de echtheid van bankbiljetten en paspoorten te controleren: een deel van de opdruk is in voor het oog onzichtbare inkt, die echter in ultraviolet licht fluorescentie vertoont.

UV-licht wordt ook gebruikt door de technische recherche om sporen van lichaamsvloeistoffen op te sporen.

UV-licht wordt in de industrie gebruikt om inkt te drogen, lakken te laten uitharden en om UV-lijmen hard te laten worden. UV-lijm is een mengeling van grondstoffen en een fotoinitiator. De fotoinitiator wordt door het UV gesplitst in twee reactieve delen die de grondstoffen met elkaar laten polymeriseren. Op die manier kan men UV-lijm in enkele seconden laten uitharden. Inkt laten drogen op een drukpers gaat op een gelijkaardige manier: door het belichten van de UV-gevoelige inkt kan de inkt in enkele milliseconden droog zijn.

Verder wordt het UV-licht ook wel gebruikt in de horeca om bacteriegroei te voorkomen in ruimte als wc en keuken waar etenswaren worden bewaard.

Ultraviolet gevoelige fotoresist wordt gebruikt in de halfgeleiderindustrie en in de elektrotechniek om geïntegreerde schakelingen en gedrukte bedradingskaarten te maken.

UV-licht wordt verder om cosmetische redenen gebruikt in hoogtezonnen en zonnebanken. Dit wordt door dermatologen afgeraden in verband met een hogere kans op diverse soorten huidkanker en een snellere veroudering van de huid.

Tevens wordt UV-licht in consumententoepassingen gebruikt, bijvoorbeeld in T-shirts en kralen. Deze producten lichten dan op of verkleuren onder invloed van UV-licht.

Trivia

• Ultraviolet staat voor 'voorbij het violet'.