Ultraviolettstrahlung
Ultraviolettstrahlung sind elektromagnetische Wellen der Wellenlänge von 5 bis 380 nm oder einer Frequenz von über 789 THz. Die Energie eines einzelnen Lichtquants beträgt etwa 3,26 eV. Ultraviolettstrahlung ist nicht sichtbar. Sie zählt jedoch zur Gruppe der optischen Wellenlängen, weshalb häufig der irreführende Begriff "UV-Licht" anzutreffen ist. UV-Strahlung kann wie das Licht anderer Wellenlängen oder der Infrarot-Strahlung gebrochen, reflektiert, gebeugt und absorbiert werden. Durch Fluoreszenz kann Ultraviolettstrahlung indirekt sichtbar gemacht werden. Mit der sogenannten Höhensonne läßt sich ultraviolette Strahlung mit Hilfe einer Quecksilberdampflampe künstlich erzeugen.
Aufgrund der hohen Energie eines einzelnen ultravioletten Lichtquants ist es möglich, mit ihr Elektronen aus Atomen oder Molekülen zu lösen, diese zu ionisieren, sofern diese einen Wellenlängenbereich <200nm aufweist. Genauso wie Radioaktivität und Röntgenstrahlung betrachtet man daher kurzwellige Ultraviolettstrahlung (<200nm) als ionisierende Strahlung. Obwohl sie die ionisierende Strahlung mit der geringsten Energie pro Lichtquant ist, kann sie für den Menschen gefährlich sein; so ist unter anderem verantwortungsvoller Umgang mit Sonnenlicht (Sonnenschutz) angebracht, da Sonnenlicht einen hohen Anteil an Ultraviolettstrahlung enthält.
Der UV-Anteil des Sonnenlichts teilt sich im allgemeinen wie folgt auf:
| Bereich | Wellenlänge | Biologische Wirkung |
|---|---|---|
| UV-A | 315-380 nm | sofortige, kurze Bräunung; Hautalterung und Faltenbildung, praktisch keine erytheme (Sonnenbrand erzeugende) Wirkung |
| UV-B | 280-315 nm | langfristige Bräunung (s. Hautfarbe);
Bildung einer Schutzschicht auf der Haut; dringt in tiefere Hautschichten vor, hohes Hautkrebsrisiko, hat einen stark erythemen Effekt -> Sonnenbrand |
| UV-C | 100-280 nm | sehr kurzwellig, gelangt nicht bis zur Erdoberfläche, Absorption durch die obersten Luftschichten der Erdatmosphäre, ozongenerierend. UV-C Strahlung findet in der physikalischen Entkeimungstechnik eine technische Anwendung |
Vorsicht bei der Beurteilung biologischer Wirkungen der verschiedenen UV-Bereiche!
Langzeitschäden wie Hautalterung, Hautkrebs oder Katarakt können auch auftreten, wenn die Erythemschwelle zwar nicht überschritten wird, die Bestrahlung aber häufig erfolgt. Haut und Augen registrieren jede UV-Strahlung und nicht nur diejenige, die über der Erythemschwelle liegt. Auch auf Solarien soll hier noch einmal hingewiesen werden. Wenn Hautärzte bei bestimmten Hautkrankheiten eine so genannte Phototherapie durchführen, so handelt es sich um kleine Dosen bei ganz bestimmten Wellenlängen. Der Hautarzt wiegt dabei das kleinere Übel gegen das größere ab, um eine Krankheit zu bekämpfen. Blässe hingegen ist keine Krankheit! Moderne Solarien verzichten mittlerweile auf UVB-Strahlung, die für den Sonnenbrand verantwortlich ist und Krebs hervorrufen kann. Aber auch die längerwellige UVA-Strahlung ist, wie man heute weiß, alles andere als harmlos. Sie dringt tiefer in die Haut ein, bewirkt ebenfalls DNA-Schäden, die wiederum Krebs verursachen können, und führt nebenbei auch noch zur vorzeitigen Hautalterung. Dabei hat UVA noch eine zusätzliche Tücke: der warnende Sonnenbrand bleibt nämlich aus, man merkt gar nicht, dass man sich einer Gefahr aussetzt und bleibt zu lange unter der Strahlenquelle.
Glas ist für Ultraviolettstrahlung unterhalb 350 nm undurchlässig.
Die UV-Strahlung mit Wellenlängen kleiner als 100 nm kommt im Sonnenlicht nur mit sehr geringer Intensität vor. Eine andere Einteilung des UV-Strahlungsspektrums ist die in nahes Ultraviolett (Wellenlängen größer als 200 nm) und Vakuumultraviolett (Wellenlängen kleiner als 200 nm, Luft wird hier undurchsichtig).
UV-Absorption
Normales Glas ist nur für UV-A-Strahlung gut durchlässig, für UV-Strahlung kürzerer Wellenlängen hingegen praktisch undurchsichtig. Quarzglas ist auch für kürzere Wellenlängen durchsichtig, je nach Reinheit auch bis in den Bereich des Vakuumultraviolett bis ca. 180 nm. Spezielle Materialien wie z. B. Calciumfluorid sind auch für noch kleinere Wellenlängen durchsichtig. Der Sauerstoff macht Luft für UV-Strahlung mit weniger als 200 nm Wellenlänge undurchsichtig, mit reinem Stickstoff erreicht man Transparenz für niedrigere Wellenlängen, bei einem Sauerstoffanteil von weniger als ca. 10 ppm ist Stickstoff bis ca. 150 nm durchsichtig.
UV-Filter in der Fotografie
UV-Filter sind spezielle Glasscheiben, die ultraviolettes Licht abblocken. Sie werden bei der Fotografietechnik sehr oft verwendet, da sie für mehr Kontrast sorgen und zugleich bei Digitalkameras die hochempfindlichen Sensoren (beispielsweise CCD) vor den UV-Strahlen schützen. Dieses für das Auge unsichtbare Licht wird, da Objektive nur für sichtbares Licht korrigiert sind, infolge chromatischer Aberration (d.h. Licht unterschiedlicher Farbe trifft sich nicht in einem Punkt) unscharf auf dem Film abgebildet, wo es zur Belichtung der blauempfindlichen Schicht führt. Dies hat nach Angaben der Filterhersteller einen blauen Farbstich und Bildunschärfen zur Folge. In der Praxis benötigt man UV-Filter für diesen Zweck jedoch nicht, weil erstens das in Summe dicke Glas der Objektive (kaum eines hat weniger als 6 Linsen, oft sind es deutlich mehr) UV-Strahlung bereits ausreichend sperrt und zweitens moderne Filme als erste Schicht eine UV-Schutzschicht besitzen.
Dass ein UV-Filter trotzdem sinnvoll sein kann, hat einen ganz anderen Grund: Er schützt die Frontlinse des möglicherweise sehr teuren Objektivs vor Beschädigung. Der Austausch einer zerkratzten oder durch aggressive Flüssigkeiten (zum Beispiel Meerwasser) beschädigten Frontlinse ist oft so teuer, dass er nicht lohnt. Ein guter Filter ist zwar vor allem bei einem großen Durchmesser nicht gerade billig, kostet im Vergleich zu einem neuen Objektiv aber sehr wenig Geld. Fotopuristen, die in der Regel auch die Verwendung von Zoom-Objektiven ablehnen, werden das Einbringen einer zusätzlichen Glasfläche in den Strahlengang oft aus Prinzip ablehnen. Der theoretisch denkbare bildverschlechternde Einfluss kann bei hochwertigen Filtern jedoch vernachlässigt werden.
Schwarzlicht
Dieser Begriff bezeichnet UV-Licht (ca. 365 nm) aus künstlichen Leuchtquellen und ist vor allem in der Beleuchtungstechnik, beispielsweise für Showeffekte üblich. Schwarzlicht erzeugt fluoreszierende Effekte auf verschiedenen Materialien.
Verwendung von UV-Strahlung:
- In der Druckindustrie zur Härtung ("Trocknung") von speziellen, lösemittelfreien, UV-empfindlichen Druckfarben.
Siehe auch
Sonnenbrennerbasalt, EUV-Strahlung, VUV-Strahlung, Dorno-Strahlung UV Behandlung bei Hauterkrankungen (Psroiasis, Vitilligo, Neurodermits)
