How big is Długość fali ultrafioletu?

Światło ultrafioletowe to światło o długościach fali od około 10 do 400 nanometrów, zbyt krótkich, by ludzkie oczy mogły je dostrzec. Nanometr to miliardowa część metra. Eksplorator pokazuje światło ultrafioletowe o długości fali 60 nanometrów. Ta długość fali należy do skrajnego ultrafioletu, czyli tej części pasma, która leży najbliżej promieni rentgenowskich.

Długość fali

Światło rozchodzi się jako fala, a długość fali to odległość od jednego grzbietu fali do następnego. Światło ultrafioletowe ma krótsze fale niż światło widzialne. Im krótsza fala, tym więcej energii niesie światło.

Naukowcy dzielą światło ultrafioletowe na pasma, a różne dziedziny prowadzą granice w różnych miejscach. Międzynarodowa Komisja Oświetleniowa zwraca uwagę, że zakres od 100 do 400 nanometrów zwykle dzieli się na UV-A (315–400 nanometrów), UV-B (280–315) i UV-C (100–280). ISO 21348, międzynarodowa norma pomiaru światła Słońca, dodaje pasma o krótszych długościach fali. Jednym z nich jest skrajny ultrafiolet, od 10 do 121 nanometrów.

Fala o długości 60 nanometrów jest skrajnym ultrafioletem zarówno według tej definicji, jak i według węższych. Archiwum NASA poświęcone astronomii wysokich energii umieszcza na przykład skrajny ultrafiolet w przedziale 10–90 nanometrów. Zauważa ono, że granice między pasmami to „kwestia definicji, a nie nauki”.

Porównania rozmiarów

Około 1300–1700 fal światła o długości 60 nanometrów ułożonych jedna za drugą miałoby długość równą szerokości ludzkiego włosa, który ma 80–100 mikrometrów szerokości. Mikrometr to tysięczna część milimetra.
Fale światła fioletowego – najkrótsze, jakie widzą ludzie – mają około 380–400 nanometrów długości, czyli są sześć do siedmiu razy dłuższe niż omawiane fale ultrafioletowe.
Cząstka wirusa zapalenia wątroby typu B ma 42 nanometry średnicy, czyli około 70% jednej długości fali.
Gdyby jedną długość fali rozciągnąć do 1 metra, krwinka czerwona miałaby około 125 metrów średnicy, a ludzki włos 1,3–1,7 kilometra szerokości.

Skrajny ultrafiolet w atmosferze Ziemi

Słońce emituje światło ultrafioletowe o wszystkich długościach fali. Jego skrajny ultrafiolet pochodzi z zewnętrznych warstw atmosfery Słońca: chromosfery i korony. Żadna jego część nie dociera do powierzchni Ziemi. Górna atmosfera Ziemi pochłania go w całości na wysokości powyżej 80 kilometrów.

Energia ta ogrzewa termosferę, warstwę atmosfery leżącą na wysokości od 80 do 600 kilometrów. Wybija też tam elektrony z atomów i cząsteczek, w wyniku czego powstaje jonosfera, warstwa gazu naładowanego elektrycznie. Ponieważ to światło nigdy nie dociera do powierzchni Ziemi, można je mierzyć tylko z rakiet i satelitów.

Dłuższe fale ultrafioletowe docierają głębiej w atmosferę. Atmosfera pochłania niemal całe światło UV-C, a ozon pochłania około 95% UV-B. Ta część UV-B, która mimo to dociera do powierzchni Ziemi, powoduje oparzenia słoneczne.

Odkrycie światła ultrafioletowego

Johann Ritter odkrył światło ultrafioletowe w 1801 roku. Wiedział, że papier pokryty chlorkiem srebra czernieje szybciej w świetle niebieskim niż w czerwonym. Umieścił papier za fioletowym końcem widma widzialnego, tam, gdzie nie dało się dostrzec żadnego światła, i papier poczerniał. Coś niewidzialnego docierało do papieru.

Ludzkie oczy nadal nie widzą światła ultrafioletowego, ale niektóre owady je widzą. Trzmiele na przykład widzą bliski ultrafiolet, pasmo sąsiadujące z fioletem.