Текст книги "Большая Советская Энциклопедия (УЛ)"
Автор книги: Большая Советская Энциклопедия
Жанр:
Энциклопедии
сообщить о нарушении
Текущая страница: 7 (всего у книги 10 страниц)
Ультракороткие волны
Ультракоро'ткие во'лны, диапазон радиоволн , охватывающий метровые волны и дециметровые волны .
Ультракоротковолновая терапия
Ультракоротково'лновая терапи'я, ультравысокочастотная терапия, УКВ-терапия, УВЧ-терапия, применение в лечебных целях переменного электромагнитного поля с частотой колебаний в диапазоне 30—300 Мгц (условно определяемом как УКВ и УВЧ); один из методов электролечения . В УВЧ-терапии действующий фактор – электрическая составляющая электромагнитного поля. В основе его лечебного действия лежит влияние на электрически заряженные частицы тканей организма, обусловливающее тепловой и так называемый осцилляторный (специфический) эффекты. Особенностью теплового действия является селективность – локальный нагрев внутренних органов преимущественно за счёт выделения теплоты в тканях с низкой электропроводностью . Специфический эффект заключается в динамических перестройках во внутренних структурах водных и белковых молекул, что ведёт к изменению функционального состояния и активности обменнотрофических процессов в тканях. Применение электрического поля не в непрерывном, а в импульсном режиме позволяет ограничить нежелательный тепловой и максимально усилить специфический эффект. УВЧ-терапию проводят преимущественно в виде местных процедур с помощью двух электродов, оставляя между ними и поверхностью тела воздушный зазор; её назначают в виде курса процедур (3—10) продолжительностью 8—10 мин каждая. Для УВЧ-терапии характерно противовоспалительное, рассасывающее, антиспастическое и обезболивающее действие. Применяют при острых и подострых воспалительных процессах во внутренних органах, гнойных процессах в костях (остеомиелит ) и мягких тканях (панариций , фурункул , карбункул ), воспалительных заболеваниях периферической нервной системы, суставов, лимфатических узлов; применение УВЧ-терапии в импульсном режиме эффективно при гипертонической болезни 1-й и 2-й стадий и др. Противопоказания: злокачественные новообразования, активная фаза туберкулёза, системные заболевания крови, сердечная недостаточность, гипотоническая болезнь, наклонность к кровотечениям.
В. М. Стругацкий.
Ультраметаморфизм
Ультраметаморфи'зм (от ультра... и греч. metamorphо'ornai – подвергаюсь превращению, преображаюсь), региональный метаморфизм горных пород в глубинных зонах земной коры, сопровождающийся развитием мигматитов . В результате У. метаморфические породы (гнейсы, пироксен-плагиоклазовые сланцы, амфиболиты) подвергаются повторному, часто регрессивному, метаморфизму, связанному с их гранитизацией , при температуре 650—800 °С и литостатическом давлении 4—10 кбар (0,4—1 Гн/м2 ); при этом пироксены замещаются роговой обманкой, роговая обманка – биотитом, плагиоклаз – калиевым полевым шпатом и кварцем. В результате существенно изменяется общий химический состав пород (привносятся К, Si, а также Rb, Zr, La, Ce; выносятся Na, Li, Cr, Ni, Co, Zn, Ti, V, Mo, Y, Au). Гранитизация пород при У., ведущая к образованию мигматитов, выражается в развитии анатексиса и широкого замещения их кислой магмой, насыщенной летучими компонентами, вдоль слоистости, сланцеватости, трещинных и брекчиевых зон. Зоны У.– области глубинной генерации гранитной магмы, которая обогащается летучими компонентами и приобретает способность проникать в толщи метаморфических пород. У. свойствен орогенической стадии развития геосинклинальных подвижных зон. Термин предложен шведским геологом П. Хольмквистом (1909).
Лит.: Маракушев А. А., Петрология метаморфических горных пород, М., 1973.
А. А. Маракушев.
Ультрамикроскоп
Ультрамикроско'п (от ультра... и микроскоп ), оптический прибор для обнаружения мельчайших частиц, размеры которых меньше предела разрешения (см. Разрешающая способность оптических приборов) обычных световых микроскопов. Возможность обнаружения таких частиц с помощью У. обусловлена дифракцией света на них. При сильном боковом освещении каждая частица в У. отмечается наблюдателем как светящееся дифракционное пятнышко (яркая точка) на тёмном фоне. В процессе дифракции на мельчайших частицах рассеивается очень мало света. Поэтому с У. применяют, как правило, чрезвычайно сильные источники света. Минимальные размеры обнаруживаемых частиц зависят от интенсивности освещения и достигают 2×10-9м. По дифракционным пятнышкам нельзя определить истинные размеры, форму и структуру частиц: У. не даёт изображений оптических исследуемых объектов. Однако, используя У., можно установить наличие и концентрацию частиц, а также изучать их движение.
У. создали в 1903 австрийские учёные Г. Зидентопф и Р. Зигмонди . В предложенной ими схеме щелевого («классического») У. (рис. , а) исследуемая система неподвижна. Кювета, содержащая изучаемое вещество, освещается через узкую прямоугольную щель, изображение которой проектируется в зону наблюдения. В окуляр наблюдательного микроскопа видны светящиеся точки (дифракционные пятна) частиц, находящихся в плоскости изображения щели. Выше и ниже освещенной зоны присутствие частиц не обнаруживается. Вместо щелевого У. для исследования коллоидных систем часто применяют обычные микроскопы с конденсорами тёмного поля [см. Микроскоп , раздел Методы освещения и наблюдения (микроскопия)].
В поточном У. (рис. , б), разработанном в 50-х гг. 20 в. советскими учёными Б. В. Дерягиным и Г. Я. Власенко, поток жидкого золя или аэрозоля направляется по трубке навстречу глазу наблюдателя. Частицы, пересекая зону освещения, регистрируются как яркие вспышки визуально или с помощью фотометрического устройства. Регулируя яркость светового потока подвижным клином фотометрическим , можно выделять для регистрации частицы, размер которых превышает заданный предел. С помощью поточного У. удаётся определять частичные концентрации золей вплоть до 1010 частиц в 1 см3 .
Различные типы У. и методы ультрамикроскопии применяют при исследованиях разнообразных дисперсных систем , а также для контроля чистоты атмосферного воздуха, технологической и питьевой воды, степени загрязнения оптически прозрачных сред посторонними включениями.
Лит.: Коузов П. А., Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельченных материалов, Л., 1974; Воюцкий С. С., Курс коллоидной химии, М., 1964; Дерягин Б. В., Власенко Г. Я., Поточная ультрамикроскопия, «Природа», 1953, № 11.
Л. А. Шиц.
Принципиальные схемы щелевого (а) и поточного (б) ультрамикроскопов: 1 – источник света; 2 – конденсатор; 3 – оптическая щель; 4 – осветительный объектив; 5 – кювета; 6 – наблюдательный микроскоп; 7 – фотометрический клин.
Ультрамикротом
Ультрамикрото'м (от ультра... и микротом ), ультратом, прибор для получения сверхтонких срезов, исследуемых в электронном микроскопе. Строго отрегулированная подача ножа или объекта на определённую высоту обеспечивает получение срезов обычно не толще 200 Å, возможно около 50 Å, что зависит от качества среды для заливки объекта и степени остроты режущего края ножа. Чаще пользуются У. с неподвижным ножом и движущимся объектом; движение осуществляется путём механической или чаще тепловой (благодаря дозированному расширению несущего стержня, на котором укреплен объект) подачи (предложена в 1953 Ф. Шёстрандом). В СССР сконструирован У. с тепловой подачей объекта, обеспечивающий получение срезов толщиной 50—800 Å. Для работы на У. используют стеклянные и алмазные ножи. Качество их проверяют в тёмном поле микроскопа – режущий край должен выглядеть яркой прямой линией.
Лит.: Электронно-микроскопические методы исследования биологических объектов, М., 1963; Уикли Б., Электронная микроскопия для начинающих, М., 1975; Sjöstrand F. S., Electron microscopy of cells and tissues, v. 1, N. Y.-L., 1967.
С. Я. Залкинд.
Ультрамикрохимический анализ
Ультрамикрохими'ческий ана'лиз, метод химико-аналитического исследования весьма малых количеств вещества (порядка 10-6г и менее). Для выполнения У. а. навески растворяют в таких объёмах (10-3 —10-6мл ), что образуются растворы общепринятых аналитических концентраций (10-1 —10-4 н.). Объектами У. а. являются малые количества различных природных и синтезируемых соединений, включения в сплавах металлов, в минералах, метеоритах, разнообразные продукты коррозии и т.п. С помощью аппаратуры и приёмов У. а. решаются задачи химико-аналитического исследования количеств вещества, существенно меньших, чем методами микрохимического анализа . Приёмы подготовки к анализу весьма специфичны и индивидуальны для каждого типа образцов. Операции У. а. выполняют в капиллярной посуде при наблюдении через лупу (с объёмами до 1×10-3мл ) или в микроскоп (объёмы менее 1×10-3мл ); перемещение объектов и инструментов для их исследования осуществляют с помощью механических приспособлений. Эксперимент под микроскопом проводят при использовании микроманипуляторов. При наблюдении в микроскоп выполняют различные операции: осаждение – в микроконусе с последующим отделением осадка центрифугированием (но не фильтрованием); электролиз – на микроэлектродах из тонкой проволоки; титрование — в капиллярных ячейках и предпочтительно электрометрическое; определение в виде окрашенных соединений – в капиллярных кюветах с помощью микроскопов-фотометров. В биохимических исследованиях спектрофотометрия является одним из основных методов ультрамикроанализа, где она применяется после хроматографического или электрофоретического разделения анализируемых веществ. В элементном У. а. органических веществ наряду с титри– и спектрофотометрическими методами применяют методы газовой хроматографии и газового анализа. Образцы для У. а. взвешивают на ультрамикровесах с точностью 10-8— 10-9г (малой навеской нагружают прогибающуюся кварцевую нить или кварцевое коромысло, подвешенное на закручиваемой торзионной нити). Решение многих проблем анализа весьма малых образцов обеспечивается сочетанием методов У. а. с физическими методами локального анализа.
Лит.: Коренман И. М., Введение в количественный ультрамикроанализ, М., 1963; Бельчер Р., Субмикрометоды анализа органических веществ, пер. с англ., М., 1968; Тёльг Г., Элементный ультрамикроанализ, пер. с англ., М., 1973; Алимарин И. П., Петрикова М. Н., Качественный и количественный ультрамикрохимический анализ, М., 1974; Submicrogram Experimentation, ed. bv N. Cheronis, N. Y. – L., 1960; El-Badri H. M., Micromanipulators and Micromanipulation. W., 1963.
М. Н. Петракова.
Ультрамонтанство
Ультрамонта'нство (от лат. ultra montes – за горами, то есть за Альпами, в Риме), религиозно-политическое направление в католицизме, сторонники которого отстаивают идею неограниченной верховной власти римского папы и его право вмешиваться в светские дела любого государства. Впервые ультрамонтаны выступили на Констанцском соборе 1414—18. Активными поборниками У. с 16 в. стали иезуиты. В 1-й половине 19 в. идеи У. проповедовали в Западной Европе реакционные аристократические круги (например, Ж. де Местр ), видевшие в централизованной церковной организации (во главе с папой) действенное орудие против революции. Программа У. нашла воплощение в «Силлабусе» (1864) и решениях 1-го Ватиканского собора 1869—70. В эпоху империализма идеи У., приспособленные к новым историческим условиям, стали знаменем клерикальных сил в их борьбе против рабочего движения и социализма.
Ультраосновные горные породы
Ультраосновны'е го'рные поро'ды, ультрабазиты, гипербазиты, горные породы, сложенные главным образом магнезиально-железистыми силикатами – оливином и пироксеном – с небольшой примесью второстепенных минералов (хромита, магнезита и др.). В химическом отношении У. г. п. относительно бедны SiO2 (менее 45%) и богаты Mg (более 42% MgO). Среди У. г. п. выделяют большое число различных типов, в том числе наиболее важные – дуниты и оливиниты (в которых вместо хлорита присутствует магнетит), перидотиты и пироксениты . Для У. г. п. характерен полный или частичный переход оливина и пироксена в серпентиновые минералы (хризотил, антигорит, лизардит) с образованием серпентинитов . У. г. п. широко распространены в виде массивов или тектонических отторженцев во всех областях развития магматических горных пород; они встречены в областях срединно-океанических хребтов. У. г. п. часто ассоциируют с габбро, щелочными породами и карбонатитами. В начале 1970-х гг. в Австралии были изучены лавовые потоки У. г. п. Эффузивные У. г. п. обнаружены в Сибири (маймечиты) и на Камчатке.
Условия образования У. г. п. окончательно не выяснены. Большинство геологов-тектонистов (А. В. Пейве, А. Л. Книппер, В. Г. Казьмин и др.) считает У. г. п. тектоническими отторженцами пород, слагающих верхнюю мантию Земли, тогда как многие петрографы (в частности, В. Н. Лодочников, американские учёные Х. Тейлор и П. Уилли) продолжают развивать представления о магматическом генезисе У. г. п.
С У. г. п. связаны месторождения многих видов полезных ископаемых (месторождения платиновых, хромитовых, силикатных, никелевых и легированных железных руд, асбеста, нефрита и др.). См. также Магматические горные породы .
Лит.: Пейве А. В., Океаническая кора геологического прошлого, «Геотектоника», 1969. № 4; Wyllie P. J., The origin of the ultramafic and ultrabasic rocks, «Tectonophysics», 1969, v. 7, № 5—6.
В. П. Петров.
Ультрасферические многочлены
Ультрасфери'ческие многочле'ны, многочлены Гегенбауэра, специальная система многочленов последовательно возрастающих степеней. Для n = 0, 1, 2,... У. м. Pnl (х ) степени n являются коэффициентами при an в разложении в степенной ряд функции
У. м. ортогональны (см. Ортогональные многочлены ) на отрезке [—1; + 1] относительно веса 
. У. м. – частный случай Якоби многочленов .
Ультратом
Ультрато'м, то же, что ультрамикротом .
Ультрафильтрация
Ультрафильтра'ция (от ультра... и фильтрация ), продавливание жидкости через полупроницаемую мембрану – проницаемую для малых молекул и ионов, но непроницаемую для макромолекул и коллоидных частиц. У. растворов, содержащих молекулы высокомолекулярных соединений, в отличие от У. золей , иногда называют молекулярной фильтрацией. У. можно рассматривать как диализ под давлением или как обратный осмос , если мембрана пропускает только молекулы растворителя. В последнем случае процесс часто называют гиперфильтрацией; при его осуществлении внешнее давление должно превышать осмотическое давление раствора.
Мембраны для ультрафильтров, обычно в виде пластин (листов) или цилиндрических патронов («свечей»), изготавливают из микропористых неорганических материалов, продуктов животного происхождения, но чаще из искусственных и синтетических полимеров (эфиров целлюлозы, полиамидов и др.). Максимальный размер проходящих через мембрану частиц (молекул) лежит в пределах от нескольких мкм до сотых долей мкм. Разделяющая способность (селективность) мембран зависит от их структуры и физико-химических свойств, а также от давления, температуры, состава фильтруемой жидкости и прочих внешних факторов.
У. как метод концентрирования, очистки и фракционирования высокодисперсных систем и многокомпонентных растворов широко применяется в лабораторной практике, медицине, промышленности. Так, посредством У. очищают от ионных и не ионных примесей воду, органические растворители, жидкие топлива и масла; разделяют сложные смеси белков, алкалоидов и др. веществ; выделяют ферменты, витамины, вирусы; стерилизуют жидкости медицинского и фармацевтического назначения. У. используют в дисперсионном анализе , микробиологическом анализе, при анализе загрязнений воздушных бассейнов и природных водоёмов промышленными и бытовыми отходами.
Лит.: Дытнерский Ю. И., Мембранные процессы разделения жидких смесей, М., 1975.
Л. А. Шиц.
Ультрафиолетовая микроскопия
Ультрафиоле'товая микроскопи'я, метод микроскопического исследования в ультрафиолетовых лучах. Подробнее см. в ст. Микроскоп .
Ультрафиолетовая спектроскопия
Ультрафиоле'товая спектроскопи'я, УФ-спектроскопия, раздел спектроскопии, включающий получение, исследование и применение спектров испускания, поглощения и отражения в УФ-области спектра от 400 нм до 10 нм. Исследованием спектров в области 200—10 нм занимается вакуумная спектроскопия (см. Ультрафиолетовое излучение ). В области спектра 400—200 нм используют приборы, построенные по тем же оптическим схемам, что и для видимой области спектра; отличие состоит лишь в замене стеклянных призм, линз и др. оптических деталей на кварцевые. При измерении интенсивности УФ-излучения в качестве эталонных применяют источники, имеющие в УФ-области спектра известное распределение спектральной яркости (ленточная вольфрамовая лампа, угольная дуга, а также синхротронное излучение ); стандартными приёмниками в этой области спектра являются термопара и градуированные фотоэлементы.
У. с. применяется при исследовании атомов, ионов, молекул и твёрдых тел для изучения их уровней энергии, вероятностей переходов и др. характеристик. В УФ-области спектра лежат резонансные линии нейтральных, одно– и двукратно ионизованных атомов, а также спектральные линии, испускаемые возбуждёнными конфигурациями высокоионизованных атомов. Электронно-колебательно-вращательные полосы молекул в основном также располагаются в ближней УФ-области спектра. Здесь же сосредоточены полосы поглощения в спектрах большинства полупроводников, возникающие при прямых переходах из валентной зоны в зону проводимости. Многие химические соединения дают сильные полосы поглощения в УФ-области, что создаёт преимущества использования У. с. в спектральном анализе. У. с. имеет большое значение для внеатмосферной астрофизики при изучении Солнца, звёзд, туманностей и др.
Лит.: Taffе' Н. Н., Orehin М., Theory and applications of ultraviolet spectroscopy, N. Y., [1962]. см. также лит. при ст. Ультрафиолетовое излучение .
А. Н. Рябцев.
Ультрафиолетовое излучение
Ультрафиоле'товое излуче'ние (от ультра... и фиолетовый), ультрафиолетовые лучи, УФ-излучение, не видимое глазом электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между видимым и рентгеновским излучениями в пределах длин волн l 400—10 нм. Вся область У. и. условно делится на ближнюю (400—200 нм ) и далёкую, или вакуумную (200—10 нм ); последнее название обусловлено тем, что У. и. этого участка сильно поглощается воздухом и его исследование производят с помощью вакуумных спектральных приборов.
Ближнее У. и. открыто в 1801 немецким учёным Н. Риттером и английским учёным У. Волластоном по фотохимическому действию этого излучения на хлористое серебро. Вакуумное У. и. обнаружено немецким учёным В. Шуманом при помощи построенного им вакуумного спектрографа с флюоритовой призмой (1885—1903) и безжелатиновых фотопластинок. Он получил возможность регистрировать коротковолновое излучение до 130 нм. Английский учёный Т. Лайман, впервые построив вакуумный спектрограф с вогнутой дифракционной решёткой, регистрировал У. и. с длиной волны до 25 нм (1924). К 1927 был изучен весь промежуток между вакуумным У. и. и рентгеновским излучением.
Спектр У. и. может быть линейчатым, непрерывным или состоять из полос в зависимости от природы источника У. и. (см. Спектры оптические ). Линейчатым спектром обладает УФ-излучение атомов, ионов или лёгких молекул (например, H2 ). Для спектров тяжёлых молекул характерны полосы, обусловленные электронно-колебательно-вращательными переходами молекул (см. Молекулярные спектры ). Непрерывный спектр возникает при торможении и рекомбинации электронов (см. Тормозное излучение ).
Оптические свойства веществ в ультрафиолетовой области спектра значительно отличаются от их оптических свойств в видимой области. Характерной чертой является уменьшение прозрачности (увеличение коэффициента поглощения) большинства тел, прозрачных в видимой области. Например, обычное стекло непрозрачно при l < 320 нм; в более коротковолновой области прозрачны лишь увиолевое стекло, сапфир, фтористый магний, кварц, флюорит, фтористый литий и некоторые др. материалы. Наиболее далёкую границу прозрачности (105 нм ) имеет фтористый литий. Для l <105 нм прозрачных материалов практически нет. Из газообразных веществ наибольшую прозрачность имеют инертные газы, граница прозрачности которых определяется величиной их ионизационного потенциала . Самую коротковолновую границу прозрачности имеет гелий – 50,4 нм. Воздух непрозрачен практически при l < 185 нм из-за поглощения кислородом.
Коэффициент отражения всех материалов (в том числе металлов) уменьшается с уменьшением длины волны излучения. Например, коэффициент отражения свеженапылённого алюминия, одного из лучших материалов для отражающих покрытий в видимой области спектра, резко уменьшается при l < 90 нм (рис. 1 ). Отражение алюминия значительно уменьшается также вследствие окисления поверхности. Для защиты поверхности алюминия от окисления применяются покрытия из фтористого лития или фтористого магния. В области l < 80 нм некоторые материалы имеют коэффициент отражения 10—30% (золото, платина, радий, вольфрам и др.), однако при l < 40 нм и их коэффициент отражения снижается до 1% и меньше.
Источники У. и. Излучение накалённых до 3000 К твёрдых тел содержит заметную долю У. и. непрерывного спектра, интенсивность которого растет с увеличением температуры. Более мощное У. и. испускает плазма газового разряда. При этом в зависимости от разрядных условий и рабочего вещества может испускаться как непрерывный, так и линейчатый спектр. Для различных применений У. и. промышленность выпускает ртутные, водородные, ксеноновые и др. газоразрядные лампы, окна которых (либо целиком колбы) изготовляют из прозрачных для У. и. материалов (чаще из кварца). Любая высокотемпературная плазма (плазма электрических искр и дуг, плазма, образующаяся при фокусировке мощного лазерного излучения в газах или на поверхности твёрдых тел, и т.д.) является мощным источником У. и. Интенсивное У. и. непрерывного спектра испускают электроны, ускоренные в синхротроне (синхротронное излучение ). Для ультрафиолетовой области спектра разработаны также оптические квантовые генераторы (лазеры ). Наименьшую длину волны имеет водородный лазер (109,8 нм ).
Естественные источники У. и. – Солнце, звёзды, туманности и др. космические объекты. Однако лишь длинноволновая часть У. и. (l > 290 нм ) достигает земной поверхности. Более коротковолновое У. и. поглощается озоном, кислородом и др. компонентами атмосферы на высоте 30—200 км от поверхности Земли, что играет большую роль в атмосферных процессах. У. и. звёзд и др. космических тел, кроме поглощения в земной атмосфере, в интервале 91,2—20 нм практически полностью поглощается межзвёздным водородом.
Приёмники У. и. Для регистрации У. и. при l >230 нм используются обычные фотоматериалы. В более коротковолновой области к нему чувствительны специальные маложелатиновые фотослои. Применяются фотоэлектрические приёмники, использующие способность У. и. вызывать ионизацию и фотоэффект: фотодиоды , ионизационные камеры , счётчики фотонов, фотоумножители и др. Разработан также особый вид фотоумножителей – каналовые электронные умножители, позволяющие создавать микроканаловые пластины. В таких пластинах каждая ячейка является каналовым электронным умножителем размером до 10 мкм. Микроканаловые пластины позволяют получать фотоэлектрические изображения в У. и. и объединяют преимущества фотографических и фотоэлектрических методов регистрации излучения. При исследовании У. и. также используют различные люминесцирующие вещества, преобразующие У. и. в видимое. На этой основе созданы приборы для визуализации изображений в У. и.
Применение У. и. Изучение спектров испускания, поглощения и отражения в УФ-области позволяет определять электронную структуру атомов, ионов, молекул, а также твёрдых тел. УФ-спектры Солнца, звёзд и др. несут информацию о физических процессах, происходящих в горячих областях этих космических объектов (см. Ультрафиолетовая спектроскопия , Вакуумная спектроскопия ). На фотоэффекте, вызываемом У. и., основана фотоэлектронная спектроскопия . У. и. может нарушать химические связи в молекулах, в результате чего могут происходить различные химические реакции (окисление, восстановление, разложение, полимеризация и т.д., см. Фотохимия ). Люминесценция под действием У. и. используется при создании люминесцентных ламп , светящихся красок, в люминесцентном анализе и люминесцентной дефектоскопии . У. и. применяется в криминалистике для установления идентичности красителей, подлинности документов и т.п. В искусствоведении У. и. позволяет обнаружить на картинах не видимые глазом следы реставраций (рис. 2 ). Способность многих веществ к избирательному поглощению У. и. используется для обнаружения в атмосфере вредных примесей, а также в ультрафиолетовой микроскопии.
Лит.: Мейер А., Зейтц Э., Ультрафиолетовое излучение, пер. с нем., М., 1952; Лазарев Д. Н., Ультрафиолетовая радиация и ее применение, Л. – М., 1950; Samson I. A. R., Techniques of vacuum ultraviolet spectroscopy, N. Y. – L. – Sydney, [1967]; Зайдель А. Н., Шрейдер Е. Я., Спектроскопия вакуумного ультрафиолета, М., 1967; Столяров К. П., Химический анализ в ультрафиолетовых лучах, М. – Л., 1965; Бейкер А., Беттеридж Д., Фотоэлектронная спектроскопия, пер. с англ., М., 1975.
А. Н. Рябцев.
Биологическоедействие У. и. При действии на живые организмы У. и. поглощается верхними слоями тканей растений или кожи человека и животных. В основе биологического действия У. и. лежат химические изменения молекул биополимеров . Эти изменения вызываются как непосредственным поглощением ими квантов излучения, так и (в меньшей степени) образующимися при облучении радикалами воды и др. низкомолекулярных соединений.
На человека и животных малые дозы У. и. оказывают благотворное действие – способствуют образованию витаминов группы D (см. Кальциферолы ), улучшают иммунобиологические свойства организма. Характерной реакцией кожи на У. и. является специфическое покраснение – эритема (максимальным эритемным действием обладает У. и. с l = 296,7 нм и l = 253,7 нм ), которая обычно переходит в защитную пигментацию (загар ). Большие дозы У. и. могут вызывать повреждения глаз (фотоофтальмию) и ожог кожи. Частые и чрезмерные дозы У. и. в некоторых случаях могут оказывать канцерогенное действие на кожу.
В растениях У. и. изменяет активность ферментов и гормонов, влияет на синтез пигментов, интенсивность фотосинтеза и фотопериодической реакции. Не установлено, полезны ли и тем более необходимы ли для прорастания семян, развития проростков и нормальной жизнедеятельности высших растений малые дозы У. и. Большие дозы У. и., несомненно, неблагоприятны для растений, о чём свидетельствуют и существующие у них защитные приспособления (например, накопление определённых пигментов, клеточные механизмы восстановления от повреждений).
На микроорганизмы и культивируемые клетки высших животных и растений У. и. оказывает губительное и мутагенное действие (наиболее эффективно У. и. с l в пределах 280—240 нм ). Обычно спектр летального и мутагенного действия У. и. примерно совпадает со спектром поглощения нуклеиновых кислот — ДНК и РНК (рис. 3 , А), в некоторых случаях спектр биологического действия близок к спектру поглощения белков (рис. 3 , Б). Основная роль в действии У. и. на клетки принадлежит, по-видимому, химическим изменениям ДНК: входящие в её состав пиримидиновые основания (главным образом тимин ) при поглощении квантов У. и. образуют димеры, которые препятствуют нормальному удвоению (репликации ) ДНК при подготовке клетки к делению. Это может приводить к гибели клеток или изменению их наследственных свойств (мутациям ). Определённое значение в летальном действии У. и. на клетки имеют также повреждение биолеских мембран и нарушение синтеза различных компонентов мембран и клеточной оболочки.
Большинство живых клеток может восстанавливаться от вызываемых У. и. повреждений благодаря наличию у них систем репарации . Способность восстанавливаться от повреждений, вызываемых У. и., возникла, вероятно, на ранних этапах эволюции и играла важную роль в выживании первичных организмов, подвергавшихся интенсивному солнечному ультрафиолетовому облучению.
По чувствительности к У. и. биологические объекты различаются очень сильно. Например, доза У. и., вызывающая гибель 90% клеток, для разных штаммов кишечной палочки равна 10, 100 и 800 эрг/мм2, а для бактерий Micrococcus radiodurans – 7000 эрг/мм2 (рис. 4 , А и Б). Чувствительность клеток к У. и. в большой степени зависит также от их физиологического состояния и условий культивирования до и после облучения (температура, состав питательной среды и др.). Сильно влияют на чувствительность клеток к У. и. мутации некоторых генов . У бактерий и дрожжей известно около 20 генов, мутации которых повышают чувствительность к У. и. В ряде случаев такие гены ответственны за восстановление клеток от лучевых повреждений. Мутации других генов нарушают синтез белка и строение клеточных мембран, тем самым повышая радиочувствительность негенетических компонентов клетки. Мутации, повышающие чувствительность к У. и., известны и у высших организмов, в том числе у человека. Так, наследственное заболевание – пигментная ксеродерма обусловлено мутациями генов, контролирующих темновую репарацию.
Генетические последствия облучения У. и. пыльцы высших растений, клеток растений и животных, а также микроорганизмов выражаются в повышении частот мутирования генов, хромосом и плазмид . Частота мутирования отдельных генов, при действии высоких доз У. и., может повышаться в тысячи раз по сравнению с естественным уровнем и достигает нескольких процентов. В отличие от генетического действия ионизирующих излучений, мутации генов под влиянием У. и. возникают относительно чаще, чем мутации хромосом . Благодаря сильному мутагенному эффекту У. и. широко используют как в генетических исследованиях, так и в селекции растений и промышленных микроорганизмов, являющихся продуцентами антибиотиков, аминокислот, витаминов и белковой биомассы. Генетическое действие У. и. могло играть существенную роль в эволюции живых организмов. О применении У. и. в медицине см. Светолечение .
Лит.: Самойлова К. А., Действие ультрафиолетовой радиации на клетку, Л., 1967; Дубров А. П,, Генетические и физиологические эффекты действия ультрафиолетовой радиации на высшие растения, М., 1968; Галанин Н. Ф., Лучистая энергия и ее гигиеническое значение, Л., 1969; Смит К., Хэнеуолт Ф., Молекулярная фотобиология, пер. с англ., М., 1972; Шульгин И. А., Растение и солнце, Л., 1973; Мясник М. Н., Генетический контроль радиочувствительности бактерий, М., 1974.
