Диапазоны оптического излучения

Оптическое излучение — это электромагнитное излучение в диапазоне длин волн от 100 нм до 1 мм. Оно подразделяется на ультрафиолетовое (100−400 нм), видимое (400−700 нм) и инфракрасное (700 нм — 1 мм).

• 1. Ультрафиолетовый диапазон (УФ; ultraviolet, UV) — 100−400 нм, подразделяется на следующие поддиапазоны:
  • — вакуумный УФ (100−200 нм) — ВУФ
  • — дальний УФ (200−300 нм) — ДУФ
  • — ближний УФ (300−400 нм) — БУФ

Чаще используют другую классификацию, основанную на диапазонах биологической эффективности УФ излучения:

• — УФА (UVA; 320−390 нм) — ближний ультрафиолет, относительно безопасен;
• — УФВ (UVB; 280−320 нм) — вызывает фотобиологические процессы в коже: загар, эритему, рак;
• — УФС (UVC; 200−280 нм) — сильно повреждает различные биомолекулы, клетки, биоткани.
• 2. Видимый диапазон (ВС; Vis) — 400−700 нм принято делить на ряд поддипазонов или цветов: фиолетовый, синий, зеленый, желтый, оранжевый и красный.
• 3. Инфракрасный диапазон (ИК; IR) — 700−10 000 нм. Из этого диапазона выделяется ближнее инфракрасное излучение (БИК; NIR, near infrared) в диапазоне 700−1000 нм, примыкающем к видимому диапазону.

Спектр оптического излучения представлен на рис. 1.1, а характерные длины волн и соответствующие энергии — в таблице 1.1.

Рис. 1.1 Спектр оптического излучения

Таблица 1.1.

Длины волн и типичные энергии квантов оптического излучения. Для сравнения приведены стандартные значения энергий разных ковалентных связей.

Видимый и ультрафиолетовый диапазоны представляют наибольший интерес. Это область многих фотобиологических процессов. Кванты ИК-излучения, особенно за пределами БИК диапазона, имеют небольшую энергию, соответствующую энергии колебательных переходов и недостаточную для электронного возбуждения молекул и фотохимических реакций. Энергия квантов видимого и ультрафиолетового света в диапазонах УФА и УФВ сопоставима с энергией электронных переходов для многих атомов и молекул. Именно благодаря поглощению таких квантов и возможны фотохимические реакции. Коротковолновые ультрафиолетовые кванты (УФВ и УФС) обладают энергией, сопоставимой с энергией ковалентных связей. Поэтому такое излучение может разорвать ковалентные связи и ионизировать молекулы. С этим отчасти связано повреждающее действие жесткого УФ излучения (Табл.1.1).