Подпишитесь на наши новости
Вернуться к началу с статьи up
 

УЛЬТРАФИОЛЕ́ТОВОЕ ИЗЛУЧЕ́НИЕ

  • рубрика

    Рубрика: Физика

  • родственные статьи
  • image description

    В книжной версии

    Том 33. Москва, 2017, стр. 18

  • image description

    Скопировать библиографическую ссылку:




Авторы: П. С. Анциферов

УЛЬТРАФИОЛЕ́ТОВОЕ ИЗЛУЧЕ́НИЕ (УФ-из­лу­че­ние, УФ-лу­чи), элек­тро­маг­нит­ные вол­ны с дли­ной вол­ны λ=10–400 нм (энер­гия кван­та 2,5–100 эВ). Длин­но­вол­но­вая гра­ни­ца диа­па­зо­на оп­ре­де­ля­ет­ся ко­рот­ко­вол­но­вым (фио­ле­то­вым) пре­де­лом чув­ст­ви­тель­но­сти гла­за че­ло­ве­ка. Ко­рот­ко­вол­но­вая гра­ни­ца ус­лов­на, пе­ре­ход У. и. в мяг­кое рент­ге­нов­ское из­луче­ние свя­зан с по­яв­ле­ни­ем у кван­тов из­лу­че­ния спо­соб­но­сти соз­да­вать ва­кан­сии во внутр. элек­трон­ных обо­лоч­ках ато­мов. Т. к. из­лу­че­ние с λ<200 нм силь­но по­гло­ща­ет­ся воз­ду­хом, У. и. де­лят на ближ­нее (λ=200–400 нм) и даль­нее (ва­ку­ум­ное, λ=10–200 нм).

У. и. от­кры­то в 1801, ко­гда И. Рит­тер и У. Вол­ла­стон не­за­ви­си­мо друг от дру­га об­на­ру­жи­ли по­чер­не­ние фо­то­пла­стин­ки при её об­лу­че­нии не­ви­ди­мым из­лу­че­нием с λ<400 нм. В 1893 нем. фи­зик В. Шу­манн ос­во­ил из­го­тов­ле­ние без­же­ла­ти­но­вых фо­то­эмуль­сий, по­ло­жив на­ча­ло ис­сле­до­ва­ни­ям в диа­па­зо­не ва­ку­ум­но­го У. и. В нач. 20 в. пер­вые спек­тро­ско­пич. ра­бо­ты в УФ-об­лас­ти спек­тра вы­пол­нил амер. фи­зик Т. Лай­ман.

Ес­теств. ис­точ­ни­ка­ми У. и. яв­ля­ют­ся Солн­це и др. ас­тро­но­мич. объ­ек­ты. Ис­кусств. ис­точ­ни­ка­ми У. и. слу­жат га­зо­раз­ряд­ные лам­пы низ­ко­го дав­ле­ния. Даль­нее У. и. ге­не­ри­ру­ет­ся в плаз­ме силь­но­точ­ных раз­ря­дов (ис­кра, Z-пинч, плаз­мен­ный фо­кус) и в ла­зер­ной плаз­ме. Раз­ра­бо­тан ряд ла­зер­ных сис­тем и сис­тем ум­но­же­ния час­то­ты ла­зер­но­го из­лу­че­ния, даю­щих ко­ге­рент­ное У. и. Спектр син­хро­трон­но­го из­лу­че­ния так­же вклю­ча­ет УФ-из­лу­че­ние.

Для ре­ги­ст­ра­ции У. и. ис­поль­зу­ют­ся фо­то­ма­те­риа­лы, тер­мо­элек­трич. при­ём­ни­ки, фо­то­дио­ды, ФЭУ, ПЗС-мат­ри­цы, мик­ро­ка­наль­ные пла­сти­ны; при­ме­ня­ют­ся так­же ме­то­ды де­тек­ти­ро­ва­ния, ос­но­ван­ные на ис­поль­зо­ва­нии лю­ми­нес­цен­ции. Для ра­бо­ты с ближ­ним У. и. при­ме­ня­ют реф­рак­ци­он­ную оп­ти­ку на ос­но­ве про­зрач­ных в этой об­лас­ти ма­те­риа­лов (сап­фир, фто­рид маг­ния, кварц, флюо­рит, фто­рид ли­тия и др.). Даль­нее У. и. рас­про­стра­ня­ет­ся толь­ко в ва­куу­ме (все ма­те­риа­лы для не­го не­про­зрач­ны), так что ра­бо­тать с ним мож­но лишь с по­мощью от­ра­жа­тель­ной оп­ти­ки. Для У. и. с λ<50 нм ко­эф. от­ра­же­ния при нор­маль­ном па­де­нии бы­ст­ро умень­ша­ет­ся с умень­ше­ни­ем дли­ны вол­ны, по­это­му в оп­тич. сис­те­мах ис­поль­зу­ют сколь­зя­щее па­де­ние У. и. на оп­тич. эле­мен­ты (напр., для l10 нм угол ме­ж­ду па­даю­щим лу­чом и по­верх­но­стью зо­ло­та дол­жен быть мень­ше 10°). Совр. зер­ка­ла с мно­го­слой­ным от­ра­жаю­щим по­кры­ти­ем по­зво­ля­ют соз­да­вать но­вые оп­тич. схе­мы для даль­не­го УФ-из­лу­че­ния.

В об­лас­ти У. и. ле­жит бóльшая часть ре­зо­нанс­ных пе­ре­хо­дов в ато­мах, ио­нах и мо­ле­ку­лах. У. и. ас­тро­но­мич. объ­ек­тов по­зво­ля­ет по­лу­чать ин­фор­ма­цию о хи­мич. со­ста­ве меж­звёзд­ной сре­ды, про­цес­сах звез­до­об­ра­зо­ва­ния, про­то­пла­нет­ных дис­ках и др. (см. Ульт­ра­фио­ле­то­вая ас­тро­но­мия).

Спо­соб­ность У. и. ио­ни­зи­ро­вать ве­ще­ст­ва ле­жит в ос­но­ве его при­ме­не­ния в фо­то­элек­трон­ной спек­тро­ско­пии. Энер­ге­тич. спектр элек­тро­нов, воз­ни­каю­щих при взаи­мо­дей­ст­вии мо­но­хро­ма­тич. У. и. с ато­ма­ми или мо­ле­ку­ла­ми, от­ра­жа­ет струк­ту­ру их уров­ней энер­гии. Элек­тро­ны, воз­ни­каю­щие при об­лу­че­нии крис­тал­лич. струк­тур, не­сут ин­фор­ма­цию о верх­них энер­ге­тич. зо­нах.

У. и. не про­ни­ка­ет в жи­вые тка­ни на боль­шую глу­би­ну, но в ря­де слу­ча­ев ока­зы­ва­ет влия­ние на ор­га­нич. струк­ту­ры. По сво­ему био­ло­гич. воз­дей­ст­вию ближ­нее У. и. раз­де­ля­ют на 3 об­лас­ти: А (длин­но­вол­но­вое, λ=400–320 нм), В (за­гар­ное, λ=320–280 нм) и С (бак­те­ри­цид­ное, λ=280–180 нм). Пер­вое не ока­зы­ва­ет су­ще­ст­вен­но­го влия­ния на жи­вые ор­га­низ­мы, вто­рое и третье мо­гут вы­зы­вать ожо­ги ко­жи и ро­го­ви­цы глаз. Бак­те­ри­цид­ное У. и. спо­соб­но унич­то­жать бак­те­рии.

Ис­поль­зо­ва­ние У. и. для ра­бо­ты с оп­тич. мик­ро­ско­па­ми по­зво­ля­ет су­ще­ст­вен­но улуч­шить их раз­ре­ше­ние, т. к. ди­фракц. пре­дел оп­ре­де­ля­ет­ся дли­ной вол­ны ис­поль­зуе­мо­го из­лу­че­ния. У. и. при­ме­ня­ют в на­но­ли­то­гра­фич. тех­но­ло­ги­ях: ис­точ­ни­ки У. и. (напр., плаз­мен­ные ис­точ­ни­ки с λ=13,5 нм) ис­поль­зуют для про­ек­ции изо­бра­же­ния мас­ки на слой фо­то­ре­зи­сто­ра, что по­зво­ля­ет соз­да­вать элек­трон­ные мик­ро­схе­мы с ре­корд­ной плот­но­стью эле­мен­тов. У. и. при­ме­ня­ют так­же для кон­тро­ля под­лин­но­сти до­ку­мен­тов, при рес­тав­ра­ции кар­тин, для обез­за­ра­жи­ва­ния во­ды, сте­ри­ли­за­ции по­ме­ще­ний и др.

Лит.: Зай­дель A. H., Шрей­дер Е. Я. Ва­ку­ум­ная спек­тро­ско­пия и ее при­ме­не­ние. M., 1976.

Вернуться к началу