Ультрафиолетовый ( УФ ) свет — это электромагнитное излучение с длиной волны 10–400 нанометров, короче, чем у видимого света , но длиннее, чем у рентгеновских лучей . УФ-излучение присутствует в солнечном свете и составляет около 10% от общего количества электромагнитного излучения Солнца. Его также производят с помощью электрических дуг ; Черенковское излучение ; и специализированное освещение, такое как ртутные лампы , лампы для загара и черные лампы .
Фотоны ультрафиолета имеют большую энергию, чем фотоны видимого света, примерно от 3,1 до 12 электронвольт , что соответствует минимальной энергии, необходимой для ионизации атомов . Хотя длинноволновое ультрафиолетовое излучение не считается ионизирующим излучением, поскольку его фотонам не хватает энергии, оно может вызывать химические реакции и вызывать свечение или флуоресценцию многих веществ . Многие практические применения, включая химические и биологические эффекты, основаны на том, как УФ-излучение может взаимодействовать с органическими молекулами. Эти взаимодействия могут включать поглощение или изменение энергетических состояний молекул, но не обязательно включают нагрев. [ нужна ссылка ] Коротковолновый ультрафиолетовый свет является ионизирующим излучением ; он повреждает ДНК и стерилизует поверхности, с которыми вступает в контакт.
Для человека загар и солнечные ожоги — это знакомые последствия воздействия на кожу ультрафиолетового излучения, а также повышенный риск развития рака кожи . Количество ультрафиолетового света, излучаемого Солнцем, означает, что Земля не смогла бы поддерживать жизнь на суше, если бы большая часть этого света не фильтровалась атмосферой . [1] Более энергичное, коротковолновое «экстремальное» УФ-излучение с длиной волны ниже 121 нм ионизирует воздух настолько сильно, что оно поглощается еще до того, как достигнет земли. [2] Однако ультрафиолетовый свет (в частности, UVB) также отвечает за образование витамина D у большинства наземных позвоночных , включая человека. [3] Таким образом, УФ-спектр оказывает как благотворное, так и вредное воздействие на жизнь.
Нижний предел длины волны видимого спектра условно принимается равным 400 нм, поэтому ультрафиолетовые лучи не видны человеку , хотя иногда люди могут воспринимать свет и на более коротких длинах волн, чем эта. [4] Насекомые, птицы и некоторые млекопитающие могут видеть ближний УФ (NUV), то есть немного более короткие длины волн, чем люди. [5]
Ультрафиолетовые лучи обычно невидимы для большинства людей. Хрусталик человеческого глаза блокирует большую часть излучения в диапазоне длин волн 300–400 нм; более короткие волны блокируются роговицей . [6] У людей также отсутствует адаптация цветовых рецепторов к ультрафиолетовым лучам. Тем не менее, фоторецепторы сетчатки чувствительны к ближнему УФ-излучению, и люди, у которых нет хрусталика (состояние, известное как афакия ) , воспринимают ближнее УФ-излучение как беловато-голубое или беловато-фиолетовое. [4] При некоторых условиях дети и молодые люди могут видеть ультрафиолет до длин волн около 310 нм. [7] [8] Ближнее УФ-излучение видно насекомым, некоторым млекопитающим и некоторым птицам . У птиц есть четвертый цветовой рецептор ультрафиолетовых лучей; это, в сочетании со структурами глаз, которые пропускают больше ультрафиолета, дает мелким птицам «истинное» ультрафиолетовое зрение. [9] [10]
«Ультрафиолет» означает «за пределами фиолетового» (от латинского ultra — «за пределами»), фиолетовый — это цвет самых высоких частот видимого света . Ультрафиолетовый свет имеет более высокую частоту (следовательно, более короткую длину волны), чем фиолетовый свет.