แสงเหนือม่วง หรือ “UV” มีประโยชน์มากกว่าที่คุณคิด
รังสีที่มองไม่เห็น แต่อยู่ใกล้ตัวเราทุกวัน
คุณเคยสงสัยไหมว่าแสงที่เรามองเห็นในชีวิตประจำวันนั้นมีขอบเขตแค่ไหน? ในความเป็นจริงแล้ว แสงที่เรามองเห็นนั้นเป็นเพียงส่วนเล็กๆ ของสเปกตรัมแม่เหล็กไฟฟ้าทั้งหมดเท่านั้น เหนือจากแสงสีม่วงที่สายตาเรามองเห็น ยังมีช่วงคลื่นพลังงานสูงที่เรียกว่า รังสีอัลตราไวโอเลต (Ultraviolet) หรือ UV ซ่อนอยู่
รังสี UV มีความยาวคลื่นสั้นกว่าแสงที่ตามองเห็น และถูกแบ่งออกเป็น 3 ชนิดหลักๆ คือ:
- UVA (ช่วงคลื่น 315-400 nm): หรือที่เราคุ้นเคยกันในชื่อ "แบล็คไลท์" (Black Light) เป็นรังสี UV ที่มีความยาวคลื่นยาวที่สุด พบได้ในแสงแดดและถูกนำมาใช้ประโยชน์ในชีวิตประจำวันอย่างแพร่หลาย เช่น ใช้ตรวจธนบัตร ตรวจเอกสารสำคัญ หรือใช้เป็นเครื่องล่อแมลง
- UVB (ช่วงคลื่น 280-315 nm): รังสี UVB มีพลังงานสูงกว่า UVA เป็นสาเหตุหลักที่ทำให้ผิวไหม้แดด (sunburn) และสามารถทำลาย DNA ซึ่งเป็นหนึ่งในปัจจัยเสี่ยงของการเกิดมะเร็งผิวหนังได้
- UVC (ช่วงคลื่น 100-280 nm): เป็นรังสี UV ที่มีพลังงานสูงที่สุดและอันตรายที่สุด โชคดีที่รังสี UVC ส่วนใหญ่จากดวงอาทิตย์จะถูกดูดซับไว้ในชั้นบรรยากาศโอโซน ทำให้ไม่สามารถลงมาถึงพื้นโลกได้ แต่ก็มีการนำ UVC มาใช้ประโยชน์ในด้านการฆ่าเชื้อโรค ซึ่งเป็นประโยชน์อย่างมากในทางการแพทย์และอุตสาหกรรมต่าง ๆ
แม้รังสี UV จะมีคุณและโทษที่แตกต่างกัน แต่การใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติการเรืองแสง (Fluorescence) ของรังสี UV-A (Black Light) ก็เป็นสิ่งที่น่าสนใจอย่างยิ่ง เพราะช่วยให้เรามองเห็นสิ่งที่ไม่สามารถมองเห็นได้ด้วยตาเปล่า ไม่ว่าจะเป็นรอยนิ้วมือ คราบต่างๆ หรือแม้แต่รายละเอียดที่ซ่อนอยู่ในวัตถุต่างๆ
วัตถุต่าง ๆ เรืองแสงได้เพราะอะไร
การที่วัตถุต่าง ๆ "เรืองแสง" ขึ้นเมื่อถูกส่องด้วยไฟฉาย UV 365nm นั้น เป็นผลมาจากกระบวนการทางฟิสิกส์และเคมีในระดับ "อะตอมและโมเลกุล" ที่เรียกว่า การเรืองแสงฟลูออเรสเซนส์ (fluorescence) วัตถุที่มีคุณสมบัติเรืองแสงจะดูดกลืนพลังงานจากรังสี UV แล้วปล่อยพลังงานกลับออกมาในรูปของแสงที่ตามนุษย์สามารถมองเห็นได้ เช่น สีฟ้า สีเขียว หรือสีม่วง
กลไกระดับอะตอม: การเรืองแสงเกิดขึ้นได้อย่างไร?
-
อะตอมดูดกลืนพลังงาน
- เมื่อรังสี UV ตกกระทบกับวัตถุ อิเล็กตรอนในอะตอมหรือโมเลกุลจะ ดูดซับพลังงาน แล้ว “กระโดด” จาก สถานะพลังงานต่ำ (Ground State) ไปยัง สถานะพลังงานสูง (Excited State)
-
อิเล็กตรอนปล่อยพลังงาน
- อิเล็กตรอนไม่สามารถอยู่ในสถานะพลังงานสูงได้นาน (เพียงไม่กี่นาโนวินาที) จึงคายพลังงานออกมาเพื่อลดระดับพลังงาน กลับสู่สถานะเดิม
-
เกิดเป็นแสงที่มองเห็นได้
- พลังงานที่คายออกมาถูกปล่อยในรูปของ โฟตอนแสง ที่มีความยาวคลื่น ยาวกว่า UV เช่น 400–600 นาโนเมตร อยู่ในช่วงแสงที่ตามองเห็น จึงกลายเป็นแสงสีต่าง ๆ เช่น สีฟ้า สีเขียว สีเหลือง แล้วแต่ชนิดของสาร ที่เรามองเห็นว่า “เรืองแสง”
⚠️ ข้อควรรู้
- ไม่ใช่ทุกวัตถุจะเรืองแสงใน UV แต่เฉพาะวัตถุที่มี สารเรืองแสง (Fluorescent compounds) เท่านั้น
- ความยาวคลื่น UV 365nm จัดว่าเหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานตรวจสอบแบบนี้ เพราะแสงรบกวนน้อยและเจาะลึกดี
- ไฟฉาย UV ราคาถูกทั่วไปอาจมีความยาวคลื่นผิด (เช่น 395nm) ทำให้การเรืองแสงไม่ชัดเจนเท่าของแท้
ทำไมต้องใช้ “ไฟฉาย UV”?
แม้แสง UV จะมีอยู่ทั่วไป แต่การนำมาใช้งานอย่างมีประสิทธิภาพต้องอาศัยแหล่งกำเนิดที่แม่นยำ มีความเข้มข้นของแสงสูง และความยาวคลื่นที่แน่นอน เช่น 365nm ซึ่งอยู่ในช่วง UVA และเหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานระดับมืออาชีพ ไฟฉาย UV คุณภาพสูงสามารถนำไปใช้ในงานที่หลากหลายเช่น:
งานนิติวิทยาศาสตร์: ใช้ในการพิสูจน์หลักฐาน เช่น ลายนิ้วมือแฝง คราบเลือด หรือของเหลวต่างๆ ที่มองไม่เห็นด้วยตาเปล่า
งานตรวจสอบเอกสาร: ตรวจสอบความถูกต้องของธนบัตร บัตรเครดิต หนังสือเดินทาง และเอกสารสำคัญต่างๆ
ใช้ตรวจสอบศิลปะวัตถุ โบราณวัตถุ: ตรวจสอบร่องรอยของกาว รอยแตกร้าว
งานวิเคราะห์อัญมณีและแร่ธาตุ: ตรวจสอบและแยกประเภทแร่และอัญมณี
การตรวจสอบแบบไม่ทำลาย (Non-Destructive Testing - NDT): ค้นหารอยร้าว การกัดกร่อน หรือข้อบกพร่องที่ซ่อนอยู่ในวัสดุและโครงสร้างต่างๆ โดยไม่ทำให้เกิดความเสียหาย
การตรวจหารอยรั่ว: ใช้ส่องหาจุดรั่วไหลของสารเคมี ของเหลวในเครื่องยนต์ ท่อ หรือระบบแอร์
UV Curingซ ใช้เร่งปฏิกิริยาเคมีของหมึกพิมพ์หรืองานศิลปะ เพื่อให้แห้งเร็วและได้คุณภาพสูง ใช้เร่งปฏิกิริยาทางเคมีของหมึกในงานเขียน งานพิมพ์ การพิมพ์สีบนพื้นผิววัสดุ งานวาดภาพด้วยสีน้ำมัน หมึกจะแข็งตัวอย่างรวดเร็วโดยไม่มีสารระเหยทำให้ได้ปริมาณสี 100% ได้เนื้องานคุณภาพสูง
งานตรวจสอบสุขอนามัย: ตรวจหาคราบปนเปื้อน คราบสกปรกที่มองไม่เห็นบนเสื้อผ้า เครื่องใช้ในครัวเรือน หรือติดตามร่องรอยของสัตว์รบกวน เช่น หนู แมงป่อง และแมลงต่างๆ
