UV-stråling
– 7 december 2009
STX 1.g
1
– af
UV-Stråling
STX 1.g
Udførsel: d. 30 november 2009
Makker: Katrine Ernst og Heidi Villadsen
STX 1.g
UV-stråling
– 7 december 2009
Af
2
– af
Formål:
Jeg vil undersøge forskellige former for uv-stråling, og hvordan de bliver påvirket. Jeg vil opservere
lysets spektrum, og se om jeg kan finde ud af mere igennem mit forsøg. Jeg vil finde ud af hvilke
lysbølger der er synlige, og undersøge kort- og langbølget stråling. Der efter vil jeg prøve om jeg
kan undersøge hvilke former der findes af UV-stråling, eller om alle stråler er ens. Jeg vil i den
sammenhæng undersøge hvor godt forskellige former for beskyttelse mod UV-stråling virker.
Under beskyttelse vil jeg derfor komme ind på hvor meget sol, jeg og mine gruppemedlemmer kan
tåle, inden vi bliver solskoldet eller bare brune.
Teori:
Ultraviolet (UV) stråling er en elektromagnetisk stråle som bliver dannet på solens overflade.
Bølgelængderne er mellem 100 – 400 nm, men i teorien bliver bølgelængderne under 200 nm
absorberet af luftens ilt. UV-stråling er vigtigt for os da det indeholder D-vitaminer, som er godt
for vores knogler og musiker, men for meget UV-stråling er også skadeligt da det bl.a. kan give
hudkræft. Der findes 4 slags UV-stråling – UVA-stråling, UVB-stråling, UVC-stråling og UVD-stråling.
Udenfor jordens atmosfære udgør solens samlede stråling ca. 1367 W/m2, og af det udgør den
ultraviolette stråling ca. 8 %.
UVA-stråling ligger mellem 315-400 nm. Det er UVA-strålingen der kan blege maling og
farvestoffer, det er også denne stråling der medvirker til bruningingen af pigment (melanin), som
vi mennesker har i vores hud. Selvom UVA hurtigere trænger ind i huden og giver farven,
forsvinder den også hurtig igen. Den kan gå igennem glas, og man kan derfor også få farve bag en
vinduesrude. For meget UVA-stråling kan især give almindelig hudkræft og kan medvirke til
modermærkekræft. UVA trænger let igennem ozonlaget, men absorberes dog en smule af
skyerne. Så på en skyfri dag er der ingen forhindringer for UVA.
UVB-stråling ligger mellem 280-315 nm. UVB aktivere dannelsen af pigment, så UVA kan brune
vores hud. UVB trænger ikke så dybt ind i huden, så bruningen kan først ses efter nogle dage, men
holder derimod længere på farven end UVA. UVB kan skade hudens celler og DNA-molekyler, så
der er større risiko for at udvikle kræft. UVB øger risikoen for den aggressive modermærkekræft.
UVB-strålingen bliver en smule mindre af ozonlaget, og igen en smule mindre af skyerne.
UVC-strålingen ligger mellem 200-280 nm. Den når sjældent ned til jordens overflade, fordi den
bliver absorberet af ilt og ozon i stratosfæren. På molerne er der hul i ozonlaget, så der kan
forekomme lidt UVC, og højt oppe i bjergene kan der dog også forekomme lidt UVC. Men hvis det
skulle ske UVC-strålingen kommer til jordens overflade kan det gør meget stor skade på cellerne
og endda føre til celledød.
UV-stråling
– 7 december 2009
Af
3
– af
Den ultraviolette stråling består som alt andet lys, af fotoner. Des kortere bølgelængerne L er, des
højre fotonernes energi E. Når UV-strålingen absorberes i et materiale som for eksempel huden,
frigives energien fra fotonerne. Denne bølgelængde kan regnes ved hjælp af denne formel:
)(
*1240
)(
nmL
nmeV
eVE
L = bølgelængden (nm)
E = energi (elektronvolt (eV))
Solcreme er utrolig vigtig at bruge. Solcreme beskytter huden mod de skadelige UV-stråler.
Solcreme indeholder UV-filtre, der kan være et fysiske- eller kemiske filtre, men som regel
indeholder den begge typer. Det fysiske filtre er som regel titandioxid, TiO
2
. Det er et hvidt stof
som reflektere både UVA- og UVB-stråling. Derimod det kemiske filtre indeholder en eller flere
forbindelser som absorberer UV-strålingen.
Hudkræft har en klar sammenhæng med hvor meget sol vi udsætter os selv for. Der er lavet gode
undersøgelser som viser at specielt solskoldning har betydning for melanom(ondartet
modermærkekræft). Men man kan dog selv være med at beskytte sig mod solen, og der med
beskytte sig mod hudkræft. Man kan dække sig med tøj, ikke opholde sig i solen når solen står
højest og bruge sol beskyttelse. Hvis man følger dette kan man nedsætte risikoen for DNA-skader
og dermed mindske hudkræft og modermærkekræft. Når der sker en skade på DNA strengen,
prøver den i første omgang at reparere sig selv, men hvis det ikke kan lade sig gøre vil den prøve at
begå selvmord. Da det ikke er altid cellen dør og den har en skade, vil den lave en kopi af sig selv
og så er det der den vil danne sig til kræft.
Forsøg 1 – UV perler (med- og uden solcreme):
Formål:
Vi vil lave et forsøg med UV-perler for at finde ud af hvor meget solcreme kan gå ind og beskytte.
Derefter vil vi også finde ud af hvilke farver der nemmere kommer frem af UV-stråling, og hvilke
farver der ikke er så stærke.
Apparatur/materiale:
- UV-perler
- Solcreme
- UV-lampe (Handel black light)
- Papir
UV-stråling
– 7 december 2009
Af
4
– af
Fremgangsmåde:
- Vi startede med at finde ud af hvilke perler der havde hvilken farve.
- Derefter tog vi solcreme faktor 50 på 2 af dem (som vi vidste var blå).
- Vi lagde de to med solcreme og de to uden solcreme ved siden af hinanden – så vi var
sikker på de fik lige meget UV-stråling og med samme afstand. Vi lyste i ca. 30 sek.
- Vi tørrede derefter solcremen af de to perler.
Resultater:
Det var tydeligt at de alle hurtig skiftet farve, endte blå, lilla, gul, orange eller rød. De gule og de
orange er ikke så modtagelige overfor UV-stråler og den taber hurtigere farverne, men der imod
de blå og de lilla påvirkes hurtigere af UV-strålerne og er længere tid om at tabe den farve de har
fået fra strålerne. Det var derfor også tydeligt at se de blå og de lilla havde den kraftigste farve.
Fejlkilde:
Forsøget ville ikke have fungeret hvis perlerne ikke var stuetemperatur til start, da farveskiftet
også har noget med temperaturen at gøre. Men det ville heller ikke kunne laves hvis man for
eksempel havde brugt perler med forskellige farve, da de violette farve var mere modtagelige for
stråling end resten.
Forsøg 2 – Farvespektrum(UV- og almindelig lampe):
Formål:
Jeg vil med dette forsøg vise hvordan farvespektrummet ser ud på en almindelig lampe, og på en
uv-lampe. Derefter vil jeg sammenligne resultere af målingerne, og vise en forhåbentlig tydelig
forskel.
Teori:
Da det kun er en lille del af alt stråling der er synligt for os. Det synlige lys er elektromagnetiske
bølger, med forskellige bølgelængder. Det synlige lys har bølgelængder der går fra 400-760 nm.
Det ultraviolette lys går fra 100-400 nm og det infrarøde lys har bølgelængder over 760 nm, det er
disse former for stråling vi ikke se med det menneskelige øjne.
Apparatur/materiale:
- En spektrummeter
- En computer med LoggerPro installeret
- UV-lampe og almindelig loft lampe.
Fremgangsmåde:
UV-stråling
– 7 december 2009
Af
5
– af
- Vi installeret LoggerPro på vores computer, så vi kan sætte et spektrummeter til at fange
lysets spektrum.
- Vi opstiller en UV-lampe 1 meter fra måleren, og starter LoggerPro.
- Derefter måler vi en almindelig lampe 1 meter fra målere og starter igen LoggerPro.
- Derefter har vi to farvespekt til at ligge i programmet LoggerPro, som vi kan sammenligne.
Resultater:
Dette viser
farvespektrummet på en almindelig lampe – det viser meget lydeligt at lyset fra en almindelig
lampe er lys vi kan se, altså synligt lys.
UV-stråling
– 7 december 2009
Af
6
– af
Dette viser farvespektrummet for en UV-lampe – den visser også tydeligt at UV-stråler ikke er
synlige for det menneskelige øje, altså udenfor det synlige lys.
Fejlkilde:
- Hvis man er kommet til at måle lamperne med en forskellig afstanden, kan der komme
forkerte resultater i LoggerPro.
- Diameteren på spektrummet er mindre end diameteren på lamperne, der vil derfor gå
nogle stråler forbi spektrummet, som den ikke kan måle.
Forsøg 3 – Solens UV indeks:
Formål:
Jeg har valgt at jeg vil prøve at finde ud af hvor meget sol de forskellige hudtyper kan tåle. Vi har i
vores gruppe både en lys, mellem og mørkere hudfarve, så vi vil ud fra det prøve at regne nogle
forskellige ting. Vi vil først og fremmest finde ud af hvor meget vores hudtyper kan variere i, hvor
meget det kan tåle, før man bliver solskoldet, eller måske man ikke kan blive solskoldet. Vi regner
med UV-index fra en efterårsdag i november.
Teori:
Som ingen overraskelse ved vi alle at nogle hudtyper kan tåle mere sol, inden de bliver solskoldet.
Men der findes et stof i os mennesker som hedder pigment (melanin),det er det stof vi har i
kroppen som gør vi bliver brune. Det er et stof vi har i huden, men det bliver aktiveret af UVB-
strålingen, så UVA-strålingen kan gøre os brune. Nogle mennesker har mere af dette stof i
UV-stråling
– 7 december 2009
Af
7
– af
kroppen, og kan derfor tåle mere sol, end en bleg person som ikke har fået meget sol til at
aktiverer det med.
UV-indexet er et mål for styrken af solens UV-stråling. UV-indexet fortæller hvornår man bør
beskytte sig mod solen – altså hvornår den er så farlig at den kan øge risikoen for kræft. Det mest
normale i Danmark er et UV-index på 0 om vinteren og helt op til 7 om sommeren. Hvis UV-
indexet er 3 eller derover, er det vigtigt at beskytte sig med de tre solråd: siesta, solhat og
solcreme. De værste årstider er typisk fra april til september, i tidsrummet 12-15 fordi der står
solen højest på himlen. Des højere UV-indexet er, des vigtigere er det at beskytte sig mod solen.
Når man skal regne dagens UV-index ud, skal man tage højde for mange ting, for eksempel:
skydække, solens højde på himlen, partikler i luften og ozonlagets tykkelse. Det kan derfor have en
stor variations bredde på en hel dag, det er som sagt højest mellem kl. 12-15, og hvis du er i
nærheden af enten vand eller sand kan UV-indexet også stige pga. refleksionen.
Vi måler UV-indexet en november dag, vi bruger en maskine der hedder The Educator. Det er en
lille ting man holder op mod solen, også giver den svar på både UVA og UVB. Den kan kun måler
det naturlige lys, så den kan ikke bruges til solarium eller andre kunstige formere for UV. Dette
betyder at The Educator ikke måler UV-strålingen direkte, men måler de andre bølgelængder og
omregner det så det svare til UV-index.
Apparatur/materiale:
- En ”The Educator”
Fremgangsmåde:
- Vi får UV-måleren ”The Educator” til at virke, så den er klar til at måle solens UV index, en
almindelig dag i september.
- Derefter holder vi ”The Educator” op mod solen i kort tid – der næst kan vi at læse
resultatet for dagens index mW/m
2
.
Resultater:
UV-indexet den dag vi målte var kun 1,2, så der var derfor ingen fare for solskoldning eller ingen
brug for beskyttelse.
Talbehandling:
Hvor langt skal du ligge i solen for at blive brun:
25 svare til 1 uv-index – målt en vinter
UV-stråling
– 7 december 2009
Af
8
– af
Tid: 2 timer: 2*60*60=7200 sek.
25 mw/m2=0,025w/m2
E=0,025*7200=180J/m2
12 svare til 0,5 uv-index – også målt en vinter.
Tid: 2 timer: 2*60*60=7200 sek.
12 mw/m2=0,012w/m2
E=0,012*7200=86,4J/m2
210J/m2 for at blive solbrændt (gennemsnitlig)
Udregninger til hudtype – ca. tal:
Bleg: 105 mW/m2
Normal: 210 mw/m2
Mørk: 315 mw/m2
Fejlkilde:
- Først kan det være meget svært at direkte gå ind at sige hvilken hudtype man er, og
præcist hvor meget sol man kan tåle før man bliver solskoldet.
- Hvis man når man måler UV-indexet ikke er opmærksom på om der er skyfrit, kan
resultatet bliver lavere end det rigtig er.
Diskussion:
Hvis man ser på forsøg 1, kan man godt bruge resultaterne med at sammenligne perlerne med
vores hud. Man kan se at når perlerne bliver ramt af UV-strålingen bliver de påvirket i forskellige
farver, vi mennesker bliver også påvirket af UV-stråler. Man kan også godt sige vi bliver påvirket i
forskellige farver, alt efter hvor meget pigment (melanin) vi har i vores hud. Ligeledes kan man
også sammenligne perlerne ved forsøget med solcreme. Det viser hvor meget perlerne blev skånet
fra UV-strålingerne ved at have solcreme på. På den måde ville vores hud også blive meget skånet
ved at bruge solcreme.
Igennem dette kan man også sige at brug af solarium er utrolig dumt. Man kan få varige men, som
man højest sandsynlig ville opdage for sendt, til at kunne gøre noget. Men derimod syntes jeg også
det er utroligt svært at finde den rigtige grænse mellem brug af sol. Fordi vi kan ikke undvære
solens D-vitaminer til vores knogler og muskler.
UV-stråling
– 7 december 2009
Af
9
– af
Konklusion:
Jeg kan konkludere at UV-strålingen altid vil være her, så længe solen skinner, man skal bare lære
at tilpasse sig. Jeg kan også se den tydelige virkning af solcreme, og hvordan den kan gå ind at
beskytte. Jeg har også fået en anden tilgang til hudkræft, at det måske ikke var sket hvis folk bare
havde fulgt rådet om beskyttelse. Efter at have arbejdede med de forskellige former for UV-
stråling er jeg nu også klar over hvor vigtigt det er at vi ikke slipper så meget CO
2
ud og ødelægger
vores ozonlag – efter det ville vi kun kunne holde os i solen nogle få minutter af gangen.
Litteraturliste:
- http://fagweb.rosborg-gym.dk/vejr/vwshtml/forklaringer%20og%20tabeller.html
- Udleveret UV hæftet og ”kort om kræft”