Наши группы:

Ультрафиолетовое излучение и всё о нём

Ультрафиолетовое излучение — это электромагнитное излучение с длиной волны короче, чем у видимого света, но длиннее, чем у рентгеновских лучей. Он невидим для человека, но есть животные (птицы, рептилии, некоторые насекомые), которые могут его воспринимать как и мы воспринимаем обычный свет. Его естественный источник — солнце. Помимо обычного видимого диапазона света, о котором мы рассказывали здесь, есть ещё и излучение в УФ диапазоне.

Особенности ультрафиолетового излучения

Ультрафиолетовое излучение было открыто немецким физиком Иоганном Вильгельмом Риттером в 1801 году. Он назвал это «раскисляющим» светом. Свое нынешнее название он получил позже, в 19 веке.

Диапазон ультрафиолетового излучения

УФ-излучение, как область электромагнитного спектра, делится на ближнее ультрафиолетовое излучение с длиной волны 400–200 нм) и дальнее ультрафиолетовое излучение (200–10 нм), соответственно. энергии фотонов от 3,1 до 124 эВ .

Разделение на спектральные области (также «типы») UVA , UVB и UVC в основном связано с биологическим действием УФ-излучения. Кроме того, оно способно по-разному влиять на светочувствительный слой, как слой в фотоаппарате.

Обозначение «безвоздушное ультрафиолетовое» излучение (в англоязычной литературе Vacuum Ultraviolet , VUV) намекает на то, что этот тип излучения, не достигнув земной поверхности, поглощается воздухом.

Обозначение «глубокое УФ» излучение используется в технологии фотолитографии и основывается на принципах лазера.

UVA

Он имеет длину волны от 315 до 400 нм . Около 99% УФ-излучения, попадающего на поверхность Земли, приходится на спектральный диапазон УФА.

UVB

UVB-излучение имеет длину волны в диапазоне от 280 до 315 нм. В основном он поглощается озоном в стратосфере соответственно. озоновый слой. Из типичного солнечного излучения 350–900 Вт / м2 , которое падает на самые высокие слои атмосферы, практически не проникает УФ-излучение с длиной волны ниже примерно 295 нм; от этого предела более мягкое УФ-излучение достигает поверхности земли — УФА-излучение с длиной волны 400 нм достигает 550 мВт / м (приблизительно от 1700 мВт / м от верхних слоев атмосферы). Другими словами, озон и кислород переносят около трети УФ-излучения на поверхность Земли.

УФ-В излучение вредно для живых организмов. Его энергия способна расщеплять или разрушать белки или другие жизненно важные органические соединения с серьезными последствиями для метаболизма пострадавшего человека или (если затронута ДНК ) приводить к раку. Например. увеличение интенсивности UVB на каждые 2% может увеличить заболеваемость раком кожи на 3-6%.

Помимо кожи, UVB также оказывает наибольшее воздействие на глаза (следовательно, на зрение) — такое сильное излучение может повредить и полностью сжечь палочки и колбочки, ганглиозные клетки и нервные окончания в роговице (так называемая «снежная слепота»).

Он оказывает большее влияние на одноклеточные организмы, которые может полностью уничтожить (он может изменить структуру молекулы ДНК, несущая генетическую информацию, вызывая повреждение функций органелл, влияя на осмотическое давление или вызывая лизис). Он также проникает в воду, но только на глубину нескольких метров (где сосредоточено большинство подводных организмов).

Влияние на растения

UVB-излучение также отрицательно влияет на рост зеленых растений, эффективность фотосинтеза, а также на общую площадь их листьев. Было обнаружено, что две трети сельскохозяйственных культур снизили сельскохозяйственное производство из-за повышенного воздействия УФ-В-излучения (например, для соевых бобов увеличение УФ-В на один процент соответствовало процентному снижению урожайности).

Долгосрочное повышенное воздействие УФ-В излучения может привести к непредсказуемым изменениям морфологии биосферы (каждый вид животных или растений по-разному чувствителен к УФ-излучению). Тенденция к преобладанию более устойчивых видов над менее устойчивыми вызовет чрезвычайно сложную сеть причинно-следственных межвидовых отношений, последствия которой невозможно оценить.

UVC

Это самое тяжелое УФ-излучение — его длина волны менее 280 нм.

Это излучение является одним из двух способов образования озона — когда оно попадает на молекулу двухатомного кислорода, это излучение дает ей энергию для образования озона, который поглощается этой реакцией. Другими словами, газообразный кислород является значительным ингибитором воздействия УФ-излучения на земную поверхность.

Было показано, что УФ-излучение является вредным (канцерогенным) для живых организмов. В отличие от УФ-В, которые могут проникать только через несколько слоев клеток, УФ-С проникновение через ткани и ткани живых организмов относительно больше. Это УФ-излучение уже становится ионизирующим .

ВУФ

Вакуумный УФ ниже 200 нм официально относится к распределению УФС, он значительно расщепляет кислород на озон. Обычно указывается диапазон 100–200 нм.

EUV

Экстремальное ультрафиолетовое излучение с длинами волн ниже 31 нм участвует в некоторых химических процессах ионосферы, особенно в ее самом верхнем слое ( слой F ).

Связь ультрафиолета с эволюцией

Согласно современным моделям эволюции, происхождение и эволюция первичных белков и ферментов, способных к воспроизводству, объясняется существованием ультрафиолетового излучения. Это заставляет соседние пары двойной спирали тимина в ДНК ковалентно связываться, тем самым разрывая цепь, которую репродуктивные ферменты не могут скопировать. Во время генетической репликации или синтеза белка это приводит к сдвигу в противоположных основаниях ДНК, что в конечном итоге приводит к невозможности передачи генетической информации и смерти организма.

Первые прокариотические организмы, приблизившиеся к поверхности доисторических океанов — до образования озонового слоя., блокируя большую часть ультрафиолета — они постоянно умирали. Несколько выживших разработали ферменты, которые переработали и разорвали ковалентные связи тимина (так называемые ферменты эксцизионного восстановления).

Многие из ферментов и белков, участвующих в современном митозе и мейозе , чрезвычайно похожи на те, которые восстанавливают пропущенные спирали, и считаются потомками ферментов, которые впервые перестали подвергаться воздействию ультрафиолетового излучения.


Поделиться:

Оставьте комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

code