нижнее белье для полных
მედიცინის კვლევები

   Велика Радянська Енциклопедія

Ультрафіолетове випромінювання

   
 

Ультрафіолетове випромінювання (від ультра ... і фіолетовий), ультрафіолетові промені, УФ-випромінювання, що не видиме оком електромагнітне випромінювання, що займає спектральну область між видимим і рентгенівським випромінюваннями в межах довжин хвиль l 400-10 нм. Вся область В. і. умовно ділиться на ближню (400-200 нм ) і далеку, або вакуумну (200-10 нм ); остання назва обумовлена ??тим, що В. і. цієї ділянки сильно поглинається повітрям і його дослідження проводять за допомогою вакуумних спектральних приладів.

Блажен В. і. відкрито в 1801 німецьким вченим Н. Ріттером і англійським ученим У. Волластоном по фотохимическому дії цього випромінювання на хлористе срібло. Вакуумне В. і. виявлено німецьким вченим В. Шуманом за допомогою побудованого ним вакуумного спектрографа з флюоритової призмою (1885-1903) і безжелатінових фотопластинок. Він отримав можливість реєструвати короткохвильове випромінювання до 130 нм. Англійський вчений Т. Лайман, вперше побудувавши вакуумний спектрограф з увігнутою дифракційної гратами, реєстрував В. і. з довжиною хвилі до 25 нм (1924). До 1927 був вивчений весь проміжок між вакуумним В. і. і рентгенівським випромінюванням.

Спектр У. та. може бути лінійчатим, безперервним або складатися із смуг залежно від природи джерела В. і. (див. Спектри оптичні ). Лінійчатим спектром володіє УФ-випромінювання атомів, іонів або легких молекул (наприклад, H 2). Для спектрів важких молекул характерні смуги, обумовлені електронно-коливально-обертальними переходами молекул (див. Молекулярні спектри ). Безперервний спектр виникає при гальмуванні і рекомбінації електронів (див. Гальмівне випромінювання ).

Оптичні властивості речовин в ультрафіолетовій області спектра значно відрізняються від їх оптичних властивостей у видимій області. Характерною рисою є зменшення прозорості (збільшення коефіцієнта поглинання) більшості тіл, прозорих у видимій області. Наприклад, звичайне скло непрозоро при l < 320 нм; ? в більш короткохвильовій області прозорі лише увіолеве скло, сапфір, фтористий магній, кварц, флюорит, фтористий літій і деякі інші матеріали. Найбільш далеку кордон прозорості (105 нм ) має фтористий літій. Для l <105 нм прозорих матеріалів практично немає. З газоподібних речовин найбільшу прозорість мають інертні гази, межа прозорості яких визначається величиною їх іонізаційного потенціалу . Саму короткохвильову кордон прозорості має гелій - 50,4 нм. Повітря непрозорий практично при l <185 нм через поглинання киснем.

Коефіцієнт відображення всіх матеріалів (у тому числі металів) зменшується із зменшенням довжини хвилі випромінювання. Наприклад, коефіцієнт відбиття свеженапиленного алюмінію, одного з кращих матеріалів для відображають покриттів у видимій області спектра, різко зменшується при l <90 нм ( рис. 1 ). Відображення алюмінію значно зменшується також унаслідок окислення поверхні. Для захисту поверхні алюмінію від окислення застосовуються покриття з фтористого літію або фтористого магнію. В області l <80 нм ? деякі матеріали мають коефіцієнт відбиття 10-30% (золото, платина, радій, вольфрам та ін), однак при l <40 нм ? та їх коефіцієнт відбиття знижується до 1% і менше.

Джерела В. і. Випромінювання розжарених до 3000 К твердих тіл містить помітну частку В. і. безперервного спектру, інтенсивність якого зростає із збільшенням температури. Більш потужне В. і. випускає плазма газового розряду. При цьому залежно від розрядних умов і робочої речовини може випускатися як безперервний, так і лінійчатий спектр. Для різних застосувань В. і. промисловість випускає ртутні, водневі, ксенонові та ін газорозрядні лампи, вікна яких (або цілком колби) виготовляють з прозорих для В. і. матеріалів (частіше з кварцу). Будь високотемпературна плазма (плазма електричних іскор і дуг, плазма, що утворюється при фокусуванні потужного лазерного випромінювання в газах або на поверхні твердих тіл, і т.д.) є потужним джерелом В. і. Інтенсивне В. і. безперервного спектру випускають електрони, прискорені в синхротроні ( синхротронне випромінювання ). Для ультрафіолетової області спектра розроблені також оптичні квантові генератори ( лазери ). Найменшу довжину хвилі має водневий лазер (109,8 нм ).

Природні джерела В. і. - Сонце, зірки, туманності та ін космічні об'єкти. Проте лише довгохвильова частина В. і. (l> 290 нм ) досягає земної поверхні. Більш короткохвильове В. і. поглинається озоном, киснем та ін компонентами атмосфери на висоті 30-200 км від поверхні Землі, що грає велику роль в атмосферних процесах. В. і. зірок і ін космічних тіл, крім поглинання в земній атмосфері, в інтервалі 91,2-20 нм практично повністю поглинається міжзоряним воднем.

Приймачі В. і. Для реєстрації В. і. при <*** **** >> 230 l нм використовуються звичайні фотоматеріали. У більш короткохвильовій області до нього чутливі спеціальні маложелатіновие фотошарів. Застосовуються фотоелектричні приймачі, що використовують здатність УЗ. викликати іонізацію і фотоефект: фотодіоди іонізаційні камери , , лічильники фотонів, фотопомножувачі та ін Розроблено також особливий вид фотопомножувачів - каналових електронні помножувачі, що дозволяють створювати мікроканаловие пластини. В таких пластинах кожна осередок є каналових електронним помножувачем розміром до 10 мкм. Мікроканаловие пластини дозволяють отримувати фотоелектричні зображення в В. і. і об'єднують переваги фотографічних і фотоелектричних методів реєстрації випромінювання. При дослідженні В. і. також використовують різні люмінесцирующие речовини, що перетворюють В. і. у видиме. На цій основі створені прилади для візуалізації зображень в В. і. Застосування В. і.

Вивчення спектрів випускання, поглинання і віддзеркалення в УФ-області дозволяє визначати електронну структуру атомів, іонів, молекул, а також твердих тіл. УФ-спектри Сонця, зірок і ін несуть інформацію про фізичні процеси, що відбуваються в гарячих областях цих космічних об'єктів (см. Ультрафіолетова спектроскопія Вакуумна спектроскопія , ). На фотоефекті, що викликається В. і., заснована фотоелектронна спектроскопія . В. і. може порушувати хімічні зв'язки в молекулах, в результаті чого можуть відбуватися різні хімічні реакції (окислення, відновлення, розкладання, полімеризація тощо, див Фотохімія ). Люминесценция під дією В. і. використовується при створенні люмінесцентних ламп , світних фарб, у люмінесцентному аналізі люмінесцентної дефектоскопії и . В. і. застосовується в криміналістиці для встановлення ідентичності фарбників, автентичності документів і т.п. У мистецтвознавстві В. і. дозволяє виявити на картинах невидимі оком сліди реставрацій ( рис. 2 ). Здатність багатьох речовин до виборчого поглинання В. і. використовується для виявлення в атмосфері шкідливих домішок, а також в ультрафіолетовій мікроскопії. Літ.:


Мейер А., Зейтц Е., Ультрафіолетове випромінювання, пров. з нім., М., 1952; Лазарєв Д. Н., Ультрафіолетова радіація та її застосування, Л. - М., 1950 ; Samson IAR, Techniques of vacuum ultraviolet spectroscopy, NY - L. - Sydney, [1967]; Зайдель А. Н., Шрейдер Е. Я., Спектроскопія вакуумного ультрафіолету, М., 1967; Столяров К. П., Хімічний аналіз в ультрафіолетових променях, М. - Л., 1965; Бейкер А., Беттерідж Д., Фотоелектронна спектроскопія, пров. з англ., М., 1975. А. Н. Рябцев.

Біологічне

дію В. і. При дії на живі організми В. і. поглинається верхніми шарами тканин рослин або шкіри людини і тварин. В основі біологічної дії В. і. лежать хімічні зміни молекул біополімерів . Ці зміни викликаються як безпосереднім поглинанням ними квантів випромінювання, так і (меншою мірою ) утворюються при опроміненні радикалами води і ін низькомолекулярних сполук. На людини і тварин малі дози В. і. надають благотворну дію - сприяють утворенню вітамінів групи D (див.

Кальциферол покращують імунобіологічні властивості організму. Характерною реакцією шкіри на В. і. є специфічне почервоніння - ), еритема (максимальним Еритемний дією володіє В. і. с = 296,7 l нм = 253,7 и l нм яка зазвичай переходить в захисну пігментацію (), загар Великі дози В. і. можуть викликати пошкодження очей ( фотоофтальмія) і опік шкіри. Часті і надмірні дози В. і. в деяких випадках можуть надавати канцерогенну дію на шкіру. ). У рослинах В. і. змінює активність ферментів і гормонів, впливає на синтез пігментів, інтенсивність фотосинтезу і фотоперіодичної реакції. Чи не встановлено, чи корисні і тим більше чи необхідні для проростання насіння, розвитку проростків і нормальної життєдіяльності вищих рослин малі дози В. і. Великі дози В. і., безсумнівно, несприятливі для рослин, про що свідчать і існуючі у них захисні пристосування (наприклад, накопичення певних пігментів, клітинні механізми відновлення від пошкоджень).

На мікроорганізми і культивовані клітини вищих тварин і рослин В. і. робить згубний і мутагенну дію (найбільш ефективно У. та. з l в межах 280-240

нм Зазвичай спектр летального і мутагенного дії В. і. приблизно збігається зі спектром поглинання ). нуклеїнових кислот - ДНК і РНК ( рис. 3 , А), в деяких випадках спектр біологічної дії близький до спектру поглинання білків ( рис. 3 , Б). Основна роль в дії В. і. на клітини належить, мабуть, хімічних змін ДНК : входять до її складу піримідинові підстави (головним чином тимін ) при поглинанні квантів В. і. утворюють димери, які перешкоджають нормальному подвоєння ( реплікації ) ДНК при підготовці клітини до поділу. Це може призводити до загибелі клітин або зміни їх спадкових властивостей ( мутацій Певне значення в летальному дії В. і. на клітини мають також пошкодження біолескіх мембран і порушення синтезу різних компонентів мембран і клітинної оболонки. ). Більшість живих клітин може відновлюватися від викликаються В. і. ушкоджень завдяки наявності у них систем

репарації . Здатність відновлюватися від пошкоджень, що викликаються В. і., виникла, ймовірно, на ранніх етапах еволюції і відігравала важливу роль у виживанні первинних організмів, що піддавалися інтенсивному сонячному ультрафіолетовому опроміненню. По чутливості до В. і. біологічні об'єкти розрізняються дуже сильно. Наприклад, доза В. і., що викликає загибель 90% клітин, для різних штамів кишкової палички дорівнює 10, 100 і 800

ерг / мм а для бактерій Micrococcus radiodurans - 7000 2, ерг / мм рис. 4 2 (, А і Б). Чутливість клітин до В. і. у великій мірі залежить також від їх фізіологічного стану і умов культивування до і після опромінення (температура, склад живильного середовища та ін.) Сильно впливають на чутливість клітин до В. і. мутації деяких генів . У бактерій і дріжджів відомо близько 20 генів, мутації яких підвищують чутливість до В. і. У ряді випадків такі гени відповідальні за відновлення клітин від променевих ушкоджень. Мутації інших генів порушують синтез білка і будова клітинних мембран, тим самим підвищуючи радіочутливість негенетических компонентів клітини. Мутації, що підвищують чутливість до В. і., відомі і у вищих організмів, у тому числі у людини. Так, спадкове захворювання - пігментна ксеродерма обумовлено мутаціями генів, що контролюють темновую репарацію. Генетичні наслідки опромінення В. і. пилку вищих рослин, клітин рослин і тварин, а також мікроорганізмів виражаються в підвищенні частот мутації генів, хромосом і

плазмід . Частота мутірованія окремих генів, при дії високих доз В. і., може підвищуватися в тисячі разів у порівнянні з природним рівнем і досягає декількох відсотків. На відміну від генетичної дії іонізуючих випромінювань, мутації генів під впливом В. і. виникають відносно частіше, ніж мутації хромосом . Завдяки сильному мутагенному ефекту В. і. широко використовують як в генетичних дослідженнях, так і в селекції рослин і промислових мікроорганізмів, що є продуцентами антибіотиків, амінокислот, вітамінів і білкової біомаси. Генетична дія В. і. могло відігравати істотну роль в еволюції живих організмів. Про застосування В. і. в медицині см. Лікування світлом Літ.: .

© Самойлова К. А., Дія ультрафіолетової радіації на клітину, Л., 1967; Дубров А. П,, Генетичні і фізіологічні ефекти дії ультрафіолетової радіації на вищі рослини, М., 1968; Галанін Н. Ф., Промениста енергія та її гігієнічне значення, Л., 1969; Сміт До, Хенеуолт Ф., Молекулярна фотобіологія, пров. з англ., М., 1972; Шульгін І. А., Рослина і сонце, Л., 1973; М'ясник М. Н., Генетичний контроль радіочутливості бактерій, М., 1974. В. І. Корогодін.

© В. И. Корогодин.





Виберіть першу букву в назві статті:

а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я

Повний політерний каталог статей


 

Алфавітний каталог статей

  а б в г д е ё ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ы э ю я
 


 
енциклопедія  біляші  морс  шашлик  качка