Ультрафиолетовое излучение

Вероятно, об УФ-излучении знали уже в XIII в. По крайней мере, индийский философ тех времен Шри Мадхвачарья упомянул в одном из своих трудов о существовании фиолетовых лучей, которые невозможно рассмотреть без специальной техники.

Однако до XIX в. ученые были уверены, будто солнечный свет заставляет кожу краснеть и даже обжигает ее только за счет тепла, исходящего от лучей. К поискам истинной причины обгорания под солнцем ученых подтолкнуло открытие инфракрасного излучения. Узнав о существовании невидимых тепловых лучей за красной границей спектра, немецкий физик Иоганн Вильгельм Риттер (1776—1810) подумал: а что, если с другой стороны спектра тоже есть лучи-невидимки, которые колеблются с большей частотой, чем фиолетовые?

Наблюдая, как темнеет и разлагается на свету хлорид серебра, Риттер отметил, что при разделении светового потока на спектр его составляющие воздействуют на вещество с разной скоростью. Медленнее всего хлорид серебра темнел под инфракрасным излучением, а быстрее — под действием опять-таки невидимых лучей, соседствующих с фиолетовыми. Из своего опыта Риттер заключил, что свет — это три раздельных потока: тепловой инфракрасный, оказывающий окислительное воздействие; видимый, который просто освещает; и ультрафиолетовый фотографический, имеющий способность восстанавливать. Риттера поддержали почти все ученые, и лишь в 1842 г. А. Беккерель и М. Меллони предположили, что все три типа излучения на самом деле неразрывно связаны между собой и составляют один спектр.

Между тем в 1825 г. английский ученый Эверхард Хоум написал статью с доказательствами того, что солнце травмирует кожу не так, как огонь, — то есть причина не в тепловом эффекте его лучей. В статье Хоум рассказал историю, как уснул на корабле в жаркий полдень, а проснувшись, заметил, что его ноги сильно обгорели, хотя и были прикрыты брюками. Чуть позже он услышал рассказ о рыбках, которые потемнели после того, как вокруг пруда были срублены все деревья. Поскольку вода в пруду была прохладной, рыбки не могли получить ожог из-за воздействия слишком высокой температуры. Дабы подтвердить свои догадки, Хоум подставил под солнечные лучи собственные руки — одну непокрытую, а другую под черной тканью. Через некоторое время накрытая кисть разогрелась, однако кожа на ней осталась неповрежденной, а вот открытая заметно покраснела, хоть казалась и не такой горячей, как другая кисть. В итоге ученый заключил, что солнце причиняет химические ожоги, а не тепловые.

Читать:  Сверхсветовые путешествия признаны возможными

Вслед за Хоумом врач А. Снядецкий рассказал о своем наблюдении: мол, городские дети чаще болеют рахитом, чем деревенские, — и высказал догадку, что в городе люди почти не имеют возможности находиться под прямыми солнечными лучами. К началу ХХ в. сформировалось движение за здоровый образ жизни, которое призывало почаще бывать на солнце и дышать свежим воздухом.

В дальнейшем, после того как была доказана волновая природа света и зависимость цвета лучей в спектре от длины волны, ученые принялись измерять соответствующие параметры ультрафиолета. Как выяснилось, у тех УФ-лучей, которые доходят до поверхности Земли, длина волн составляет 400—290 нм, а значит, слишком короткими их назвать нельзя. Тогда исследователи задались вопросом: бывают ли у Солнца волны меньшей длины?

В конце XIX в. французский физик М.-А. Корню (1841—1902) обнаружил то, что долгое время ускользало от внимания ученых: все волны короче 295 нм на пути к Земле попадают в ловушку озона — трехатомной модификации кислорода, которая образуется в атмосфере под воздействием солнечного излучения. Именно коротковолновые УФ-лучи разрушают молекулы О2 и лепят из разрозненных частиц новые молекулы О3, которые окутывают нашу планету защитным озоновым слоем. Позже, с развитием летательных аппаратов, у людей появилась возможность непосредственно исследовать верхние слои атмосферы и подтвердить теорию Корню.

Читать:  Электромагнетизм и электромагнитная индукция: открытие явлений

Между тем ученые в искусственных условиях создали УФ-лучи с волнами менее 180 нм, используя дуговые, водородные и ртутно-кварцевые лампы, благодаря которым можно получить не только непрерывный спектр с плавным переходом цветов, но и отдельные цветные потоки. А в 1924 г. английский физик Т. Лайман сконструировал вакуумный спектрограф с вогнутой дифракционной решеткой и посредством этого прибора зафиксировал лучи с волнами 50—25-нанометровой длины. (К слову, именно Лайман обнаружил спектральные линии у атома водорода, образующиеся при переходе электронов с одного энергетического уровня на другой и, соответственно, с выделением либо же поглощением энергии.)

Все это позволило условно разделить ультрафиолет на четыре диапазона: ближний (400—300 нм), средний (300—200 нм), дальний (200—122 нм) и экстремальный (121—10 нм). Наблюдения показали: чем выше Солнце поднимается над горизонтом, тем больше УФ-лучей попадает на поверхность Земли; чем ближе к Солнцу, тем излучение интенсивнее (так, если подниматься в горы, то через каждые 100 м мы будем испытывать на 3 % большее влияние ультрафиолета). Даже в пасмурный день через тучи проникает до 55 % излучения в виде рассеянной радиации, так что загореть можно даже тогда, когда на небе не видно солнца.

Читать:  Ультрафиолетовая катастрофа

Сейчас проводятся детальные исследования УФ-лучей, которые хоть и составляют ничтожную часть солнечного излучения, добирающегося до земной поверхности, но при этом оказывают сильное влияние — как позитивное, так и негативное — на все системы человеческого организма. Проникая в кожный покров, УФ-лучи запускают биохимические изменения в клетках, а те передают информацию клеткам других тканей, стимулируя последующие изменения. Внешне это может проявляться как воспаление, пигментация, утолщение наружного слоя кожи, а внутренне — как снижение или, наоборот, повышение иммунитета. Кроме того, именно ультрафиолет способствует синтезу необходимого организму витамина D3.

Оставить эмоцию
Нравится Тронуло Ха-Ха Ого Печаль Злюсь
Поддержите проект Мир Знаний, подпишитесь на наш канал в Яндекс Дзен

Оставить комментарий

avatar
  Подписаться  
Уведомление о