الأشعة (الأمواج) فوق البنفسجية Ultraviolet Waves أو اختصاراً (UV)، هي الفئة الخامسة من الطيف الكهرومغناطيسي، عند النهاية العليا من الأمواج المرئية، تتراوح أطوالُ موجاتها بين 400-10 nm، وبالتالي تتراوح تواتراتها بين 0،75-30 PHz*.
-اكتشافها:
تم اكتشاف هذه الأشعة في عام 1801م ، عندما كان العالم يوهان ريتر Johan Ritter) ) يقوم بتجربة يختبر فيها إذا ما كان هناك طاقة أعلى من طاقة الموجة البنفسجية، وذلك بتعريض ورقة التصوير إلى ضوءٍ متعدد الألوان، وُجِدَ بالتجربة أن الورقة تحتاجُ إلى زمنِ تعريضٍ أطول لتتحول إلى اللون الأسود؛ عند تعريضها للطيف الأحمر، وتحتاج وقتاً أقل لتتحولَ إلى اللون الأسود؛ عند تعريضها للطيف الأزرق (لأن اللون الأزرق له طول موجة أصغر من اللون الأحمر، وبالتالي طاقتهُ أعلى، يمكنك مراجعة مقالنا السابق عن الأمواج المرئية عبر الرابط: هنا) وعندما قام بتعريضها لطاقةٍ أعلى من طاقةِ موجة اللون البنفسجي، تحولت الورقةُ الضوئية إلى اللون الأسود بشكل أسرع، وهذا ما يثبت وجود الأمواج فوق البنفسجية.
تُعدُّ الشمسُ المصدرَ الرئيسيَ للأمواج الكهرومغناطيسية، وبالتالي فإن الشمس تُشع على الأرض أمواجاً فوق بنفسجية، بعض تلك الأمواج تُعتبر خطراً على خلايا الكائنات الحية ، ولكن بفضل طبقة الأوزون، فإن تلك الأشعة لا تصل إلى سطح الأرض.
تُقسم الأمواج الفوق بنفسجية إلى ثلاثة فئات رئيسية، مرتبةٌ حسب بعدها عن الأمواج المرئية (حسب تزايد طاقتها)، كما في الجدول التالي:


Image: Credit: Syrian researchers

بالإضافة إلى الفئات المذكورة في الجدول أعلاه هناك فئة إضافية يتراوح تواترها بين 3-30 PHz، وطول موجتها بين 100-10 nm، تُدعى بالأمواج فوق البنفسجية الهائلة Extrem Ultraviolet .
كون امتلاك الأشعة فوق البنفسجية طول موجةٍ قصير، يعني عدم إمكانية عين الإنسان على رؤية الأشياء التي تُشع بالأمواج فوق البنفسجية، ولكن بعض الحيوانات تتمتع بقدرةٍ على الرؤية في المدى فوق البنفسجي، كالنحل الطنان والزواحف، أيضاً الأشعة فوق البنفسجية تدخل في الصناعة الضوئية، فزجاجات الإضاءة المنزلية تُشع أمواج UVA، وبعض الزجاجات الحديثة يمكنها أن تُشع أمواج UVB، في الواقع إن ألواح الزجاج العادية يمكنها أن تمتص أشعة UVB بشكلٍ كامل، كما أن معظم المواد البلاستيكية يمكنها أن تمتص أشعة UVB.
-الأوزون O3 والأشعة فوق البنفسجية:
إن وجود طبقة الأوزون في غلاف الكرة الأرضية مهم وضروري لامتصاص أشعة UVC الضارة بالإنسان، فكما رأينا في الجدول أعلاه أن طبقة الأوزون تمتص أشعة UVC بشكل كامل، ولكن حقيقة وجود ثقب في طبقة الأوزون (ترقق في طبقة الأوزون) يشكل خطراً على صحة الإنسان، يتركز ثقب طبقة الأوزون فوق منطقة القارة القطبية الجنوبية، وقد توسع ذلك الثقب ليشمل بعض المناطق المأهولة بالسكان في قارة أمريكا الجنوبية ، مؤدياً إلى تسرب أشعة UVC، [بإمكانك تفقد النشرة الجوية لمنطقتك ومراقبة شدة الأشعة الفوق البنفسجية التي تضرب منطقتك، وذلك عبر مؤشر UV-INDEX، [والذي يظهر أرقاماً من 1 إلى 10، فالواحد هو الأقل خطراً والعشرة هي خطر شديد.]
-الشفق القطبي Aurora:
إن الشفق القطبي هو عبارة عن الضوء الناتج عن عودة إلكترون مُثار إلى طبقته الأصلية (حالة الراحة)، فحتى تتم إثارة إلكترون، لابد لنا من تقديم طاقة له، طاقةً كافيةً لجعل ذلك الانتقال ممكناً، هذه الطاقة تُقدَّم للإلكترون من خلال الأمواج عالية الطاقة (من ضمنها أمواج UV) التي تسافر داخل أقطاب كوكب الأرض المغناطيسية، فنحن نرى الشفق القطبي بلونٍ أخضر معظم الأحيان، ذلك سببه إثارة (تهييج) إلكترونات ذرات الأوكسجين؛ المتوضعة على ارتفاعات منخفضة، واللون الأحمر من ذرات الأوكسجين على ارتفاعات شاهقة وأيضاً من ذرات النيتروجين.


Image: NASA

إن كل النجوم تُشع بالضوء فوق البنفسجي، ولكن بعضها يُشع أكثر من الآخر، وبمقارنة قدر ذلك الإشعاع مع قدر أشعة UV التي تُشعها شمسنا، يمكننا تقدير كتلة ذلك النجم، وإذا قمنا بفلترة مقرابنا (التلسكوب) لنتمكن من رؤية النجوم بالضوء الفوق البنفسجي، فإننا سنرى شفق كوكب زحل، الذي يحوم فوق القطب الشمالي للكوكب.
*P (البيتا،) وهي ما تعادل البليار من الواحدة، أي أن واحد بيتا يساوي واحد بليار :(واحد وبجانبها خمسة عشرة صفراً)
المصادر:
هنا
هنا
هنا
هنا