How big is Довжина ультрафіолетової хвилі?
60 nanómetros!
Ультрафіолетове світло — це світло з довжинами хвиль, надто короткими для людського ока: приблизно від 10 до 400 нанометрів. Нанометр — це мільярдна частка метра. Цей сайт показує ультрафіолетове світло з довжиною хвилі 60 нанометрів. Ця довжина хвилі припадає на екстремальний ультрафіолет — ділянку діапазону, найближчу до рентгенівського випромінювання.
Довжина хвилі
Світло поширюється як хвиля, а його довжина хвилі — це відстань від одного гребеня хвилі до наступного. Ультрафіолетове світло має коротші довжини хвиль, ніж видиме. Чим коротша довжина хвилі, тим більше енергії несе світло.
Учені поділяють ультрафіолетове світло на діапазони, і різні галузі проводять межі по-різному. Міжнародна комісія з освітлення зазначає, що ділянку від 100 до 400 нанометрів зазвичай ділять на UV-A (315–400 нанометрів), UV-B (280–315) і UV-C (100–280). Стандарт ISO 21348, міжнародний стандарт вимірювання сонячного світла, додає діапазони з коротшими довжинами хвиль. Один із них — екстремальний ультрафіолет, від 10 до 121 нанометра.
Хвиля довжиною 60 нанометрів є екстремальним ультрафіолетом за цим визначенням і за вужчими. Архів НАСА з астрономії високих енергій, наприклад, відносить екстремальний ультрафіолет до діапазону 10–90 нанометрів. Архів зазначає, що межі між діапазонами — «питання визначення, а не науки».
Порівняння розмірів
- Приблизно 1 300–1 700 хвиль світла довжиною 60 нанометрів, викладені в ряд встик, дорівнювали б за довжиною ширині людської волосини, завширшки 80–100 мікрометрів. Мікрометр — це тисячна частка міліметра.
- Хвилі фіолетового світла, найкоротшого з видимих людині, мають довжину близько 380–400 нанометрів — у шість–сім разів більше, ніж ці хвилі.
- Частинка вірусу гепатиту B має в поперечнику 42 нанометри — приблизно 70 відсотків довжини однієї хвилі.
- Якби одну хвилю розтягнули до 1 метра, еритроцит мав би в поперечнику близько 125 метрів, а людська волосина була б завширшки 1,3–1,7 кілометра.
Куди потрапляє екстремальний ультрафіолет
Сонце випромінює ультрафіолетове світло всіх довжин хвиль. Його екстремальний ультрафіолет надходить із зовнішніх шарів сонячної атмосфери — хромосфери та корони. Жодна його частка не досягає земної поверхні. Верхня атмосфера Землі поглинає все це випромінювання на висоті понад 80 кілометрів.
Ця енергія нагріває термосферу — шар атмосфери на висоті від 80 до 600 кілометрів. Крім того, ця енергія вибиває там електрони з атомів і молекул, унаслідок чого утворюється іоносфера — шар електрично зарядженого газу. Оскільки це світло ніколи не досягає земної поверхні, його можна вимірювати лише з ракет і супутників.
Довші ультрафіолетові хвилі проникають глибше в атмосферу. Атмосфера поглинає майже все світло UV-C, а озон поглинає близько 95 відсотків UV-B. Те випромінювання UV-B, яке все ж досягає земної поверхні, спричиняє сонячні опіки.
Як відкрили ультрафіолетове світло
Йоганн Ріттер відкрив ультрафіолетове світло в 1801 році. Він знав, що папір, вкритий хлоридом срібла, у синьому світлі чорніє швидше, ніж у червоному. Він помістив папір за фіолетовим краєм видимого спектра, де не було видно жодного світла, і папір почорнів. До паперу доходило щось невидиме.
Людське око й досі не бачить ультрафіолетового світла, а деякі комахи бачать. Джмелі, наприклад, бачать ближній ультрафіолет — діапазон поруч із фіолетовим.
Джерела
- Ultraviolet radiation. International Commission on Illumination, International Lighting Vocabulary, 2020.
- ISO 21348:2007, Space environment: Process for determining solar irradiances (preview). International Organization for Standardization, 2007.
- What are the Energy Range Definitions for the Various Types of Electromagnetic Radiation?. NASA High Energy Astrophysics Science Archive Research Center, 2021.
- Solar EUV Irradiance. NOAA Space Weather Prediction Center.
- Ultraviolet Waves. NASA Science, 2023.
- Anatomy of an Electromagnetic Wave. NASA Science, 2023.
- Visible Light. NASA Science, 2023.
- Hepatitis B Virus Subviral Envelope Particle Morphogenesis and Intracellular Trafficking. Patient et al., Journal of Virology, 2007.
- Just How Small Is "Nano"?. National Nanotechnology Initiative.
- Erythrocytes. In Anatomy and Physiology, 2nd edition. OpenStax, 2022.