ما حجم الطول الموجي للأشعة فوق البنفسجية؟

الضوء فوق البنفسجي هو ضوء أطوال موجاته أقصر من أن تراها العين البشرية، وتتراوح من نحو 10 إلى 400 نانومتر. والنانومتر جزء من مليار من المتر. ويعرض المستكشف ضوءًا فوق بنفسجي بطول موجي 60 نانومترًا. ويقع هذا الطول الموجي في نطاق الأشعة فوق البنفسجية القصوى، وهو الجزء الأقرب إلى الأشعة السينية.

الطول الموجي

ينتقل الضوء على شكل موجة، والطول الموجي هو المسافة من قمة في الموجة إلى القمة التالية. وللضوء فوق البنفسجي أطوال موجية أقصر من أطوال الضوء المرئي. وكلما قصر الطول الموجي زادت الطاقة التي يحملها الضوء.

يقسّم العلماء الضوء فوق البنفسجي إلى نطاقات، وترسم المجالات المختلفة الحدود في أماكن مختلفة. وتذكر اللجنة الدولية للإضاءة أن المدى من 100 إلى 400 نانومتر يُقسَّم عادةً إلى UV-A (315–400 نانومتر) وUV-B (280–315) وUV-C (100–280). ويضيف المعيار ISO 21348، وهو معيار دولي لقياس ضوء الشمس، نطاقات ذات أطوال موجية أقصر. ومن بينها الأشعة فوق البنفسجية القصوى، من 10 إلى 121 نانومترًا.

تُعدّ موجة طولها 60 نانومترًا من الأشعة فوق البنفسجية القصوى وفق هذا التعريف ووفق تعريفات أضيق منه. فأرشيف ناسا لعلم الفلك عالي الطاقة، مثلًا، يضع الأشعة فوق البنفسجية القصوى بين 10 و90 نانومترًا. ويذكر أن الحدود بين النطاقات «مسألة تعريف لا مسألة علم».

مقارنات الحجم

لو وُضعت نحو 1,300–1,700 موجة من الضوء ذي الطول الموجي 60 نانومترًا واحدةً تلو الأخرى لامتدّت على عرض شعرة الإنسان، التي يبلغ عرضها 80–100 ميكرومتر. والميكرومتر جزء من ألف من المليمتر.
تبلغ أطوال موجات الضوء البنفسجي، وهو الضوء ذو أقصر طول موجي يستطيع الناس رؤيته، نحو 380–400 نانومتر، أي من ستة إلى سبعة أضعاف طول موجة الضوء فوق البنفسجي الذي يعرضه المستكشف.
يبلغ قطر جسيم فيروس التهاب الكبد ب 42 نانومترًا، أي نحو 70% من طول موجة واحدة.
لو جرى تمديد موجة واحدة إلى طول 1 متر، لبلغ قطر خلية دم حمراء نحو 125 مترًا، ولبلغ عرض شعرة الإنسان 1.3–1.7 كيلومتر.

مصير الضوء فوق البنفسجي الأقصى

تُصدر الشمس ضوءًا فوق بنفسجي بكل الأطوال الموجية. ويأتي ما تصدره من الأشعة فوق البنفسجية القصوى من الطبقات الخارجية لغلافها الجوي، وهي الغلاف اللوني والإكليل. ولا يصل شيء منه إلى سطح الأرض. إذ يمتص الغلاف الجوي العلوي للأرض هذا الضوء بأكمله على ارتفاع يزيد على 80 كيلومترًا.

تسخّن هذه الطاقة الغلاف الحراري، وهو طبقة من الغلاف الجوي تقع على ارتفاع بين 80 و600 كيلومتر. وهي تُخرج أيضًا إلكترونات من الذرات والجزيئات هناك، فينشأ الغلاف الأيوني، وهو طبقة من الغاز المشحون كهربائيًا. ولأن هذا الضوء لا يصل إلى سطح الأرض أبدًا، لا يمكن قياسه إلا من الصواريخ والأقمار الاصطناعية.

تتغلغل الأطوال الموجية الأطول من الضوء فوق البنفسجي أعمق في الغلاف الجوي. ويمتص الغلاف الجوي تقريبًا كل ضوء UV-C، ويمتص الأوزون نحو 95% من UV-B. أما UV-B الذي يصل إلى سطح الأرض فيسبب حروق الشمس.

كيف اكتُشف الضوء فوق البنفسجي

اكتشف يوهان ريتر الضوء فوق البنفسجي عام 1801. وكان يعلم أن الورق المطلي بكلوريد الفضة يسودّ بسرعة أكبر في الضوء الأزرق منه في الضوء الأحمر. فوضع ورقة بعد الطرف البنفسجي من الطيف المرئي، حيث لا يُرى أي ضوء، فاسودّت. أي أن شيئًا غير مرئي كان يصل إلى الورقة.

لا تزال العين البشرية عاجزة عن رؤية الضوء فوق البنفسجي، لكن بعض الحشرات تراه. فالنحل الطنان مثلًا يرى الضوء فوق البنفسجي القريب، وهو النطاق المجاور للبنفسجي.