БСЭ. Ультрамикроскоп - Ультрахолодные нейтроны
Начало Вверх

УЛЬТРАМИКРОСКОП (от ультра... и микроскоп), оптич. прибор для обнаружения мельчайших частиц, размеры к-рых меньше предела разрешения (см. Разрешающая способность оптич. 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*10-9 м. 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 австр. 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 к-рой проектируется в зону наблюдения. В окуляр наблюдательного микроскопа видны светящиеся точки (дифракционные пятна) частиц, находящихся в плоскости изображения щели.  

2633-4.jpg

Выше и ниже освещённой 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. сов. 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 фотометрич. устройства. Регулируя яркость светового потока подвижным клином фотометрическим, можно выделять для регистрации частицы, размер к-рых 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, технологич. и питьевой воды, степени загрязнения оптически прозрачных сред посторонними включениями.

Лит.: К о у з о в П. А., Основы анализа дисперсного состава промышленных пылей и измельченных материалов. Л., 1974; В о ю ц к и й С. С., Курс коллоидной химии. М., 1964; Дерягин Б. В., Власенко Г. Я., Поточная ультрамикроскопия, "Природа", 1953, № 11.

Л. А. Шин..

УЛЬТРАМИКРОТОМ (от ультра... и микротом), ультратом, прибор для получения сверхтонких срезов, исследуемых в электронном микроскопе. Стро-го отрегулированная подача ножа или объекта на определённую высоту обеспечивает получение срезов обычно не толще 200 А, возможно ок. 50 А, 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 к-ром укреплён объект) подачи (предложена в 1953 Ф. Шёстрандом). В СССР сконструирован У. с тепловой подачей объекта, обеспечивающий получение срезов толщиной 50-800 А. Для работы на У. используют стеклянные и алмазные ножи. Качество их проверяют в тёмном поле микроскопа - режущий край должен выглядеть яркой прямой линией.

Лит.: Электронномикроскопические методы исследования биологических объектов, М., 1963; У и к л и Б., Электронная микроскопия для начинающих, М., 1975; S j о s t r a n d F. S., Electron microscopy of cells and tissues, v. 1, N. Y.-L., 1967.

С. Я. Залкинд.  

УЛЬТРАМИКРОХИМИЧЕСКИИ АНАЛИЗ, метод химико-аналитич. исследования весьма малых количеств вещества (порядка 10-6 г и менее). Для выполнения У. а. навески растворяют в таких объёмах (10-3-10-6 мл), что образуются растворы общепринятых аналитич. 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-аналитич. 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*10-3 мл) или в микроскоп (объёмы менее 1*10-3мл); перемещение объектов и инструментов для их исследования осуществляют с помощью механич. 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 биохимич. исследованиях спектрофотометрия является одним из осн. методов ультрамикроанализа, где она применяется после хроматографического или электрофо-ретического разделения анализируемых веществ. В элементном У. а. органич. веществ наряду с титри- и спектрофотометрич. 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 физич. методами локального анализа.

Лит.: Коренман И. М., Введение в количественный ультрамикроанализ, М., 1963; Б е л ь ч е р Р., Субмикрометоды анализа органических веществ, пер. с англ., М., 1968; Т ё л ь г Г., Элементный ультрамикроанализ, пер. с англ., М.. 1973; А л и м а р и н И. П., Петрикова М. Н., Качественный и количественный ультрамикрохимический анализ, М., 1974; Submicrogram Experimentation, ed. by N. Cheronis, N. Y.- L., 1960; El-Badri H. M., Micromanipulators and Micromanipulation, W., 1963.

М. Н. Петрикова.  

УЛЬТРАМОНТАНСТВО (от лат. ultra montes - за горами, т. е. за Альпами, в Риме), религиозно-политич. направление в католицизме, сторонники к-рого отстаивают идею неограниченной верховной власти рим. папы и его право вмешиваться в светские дела любого гос-ва. Впервые ультрамонтаны выступили на Констанцском соборе 1414-18. Активными поборниками У. с 16 в. стали иезуиты. В 1-й пол. 19 в. идеи У. проповедовали в Зап. Европе реакционные аристократич. круги (напр., Ж. де Местр), видевшие в централизованной церк. 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 историч. условиям, стали знаменем клерикальных сил в их борьбе против рабочего движения и социализма.

УЛЬТРАОСНОВНЫЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ, ультрабазиты, гипербазиты, горные породы, сложенные гл. обр. магнезиально-железистыми силикатами - оливином и пироксеном - с небольшой примесью второстепенных минералов (хромита, магнезита и др.). В хим. 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 т. ч. наиболее важные - дуниты и оливиниты (в к-рых 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 тектонич. отторженцев во всех областях развития магматич. горных пород; они встречены в областях срединноокеанич. хребтов. У. г. п. часто ассоциируют с габбро, щелочными породами и карбонатитами. В нач. 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. тектонич. отторженцами пород, слагающих верхнюю мантию Земли, тогда как мн. петрографы (в частности, В. Н. Лодочников, амер. учёные X. Тейлор и П. Уилли) продолжают развивать представления о магматич. генезисе У. г. п.

С У. г. п. связаны месторождения мн. 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; W у l l i е P. J., The origin of the ultramafic and ultrabasic rocks, "Tectonophysics", 1969, v. 7, № 5-6.

В. П. Петров.  

УЛЬТРАСФЕРИЧЕСКИЕ МНОГОЧЛЕНЫ, многочлены Гегенбауэра, специальная система многочленов последовательно возрастающих степеней. Для n = 0, 1, 2, ... У. м. Pnл (x) степени n являются коэффициентами при ее" в разложении в степенной ряд функции

2633-5.jpg

У. м. ортогональны (см. Ортогональные многочлены) на отрезке [-1; +1] относительно веса (1 - x2) л-1/2. У. м. - частный случай Якоби многочленов.

УЛЬТРАТОМ, то же, что улътрамикротом.  

УЛЬТРАФИЛЬТРАЦИЯ (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 наз. молекулярной фильтрацией. У. можно рассматривать как диализ под давлением или как обратный осмос, если мембрана пропускает только молекулы растворителя. В последнем случае процесс часто наз. гиперфильтрацией; при его осуществлении внешнее давление должно превышать осмотическое давление раствора.

Мембраны для ультрафильтров, обычно в виде пластин (листов) или цилинд-рич. патронов ("свечей"), изготавливают из микропористых неорганич. материалов, продуктов животного происхождения, но чаще из искусственных и синтетич. полимеров (эфиров целлюлозы, полиамидов и др.). Максимальный размер проходящих через мембрану частиц (молекул) лежит в пределах от неск. мкм до сотых долей мкм. Разделяющая способность (селективность) мембран зависит от их структуры и физико-хим. свойств, а также от давления, темп-ры, 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, пром-сти. Так, посредством У. очищают от ионных и неионных примесей воду, органич. растворители, жидкие топлива и масла; разделяют сложные смеси белков, алкалоидов и др. веществ; выделяют ферменты, витамины, вирусы; стерилизуют жидкости медицинского и фармацевтич. назначения. У. используют в дисперсионном анализе, микробиологич. анализе, при анализе загрязнений воздушных бассейнов и природных водоёмов пром. и бытовыми отходами.

Лит.: Д ы т н е р с к и й Ю. И., Мембранные процессы разделения жидких смесей, М., 1975.

Л. А. Шиц.

УЛЬТРАФИОЛЕТОВАЯ МИКРОСКОПИЯ, метод микроскопич. исследования в ультрафиолетовых лучах. Подробнее см. в ст. Микроскоп.

УЛЬТРАФИОЛЕТОВАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ, 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 оптич. схемам, что и для видимой области спектра; отличие состоит лишь в замене стеклянных призм, линз и др. оптич. 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 хим. 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.: Т a f f ё Н. Н., О r с h i n M., Theory and applications of ultraviolet spectroscopy, N. Y., [1962]. См. также лит. при ст. Ультрафиолетовое излучение.

А. Н. Рябцев.  

УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ (от ультра... и фиолетовый), ультрафиолетовые лучи, УФ-и з л у ч е н и е, не видимое глазом электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между видимым и рентгеновским излучениями в пределах длин волн Л 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 нем. учёным Н. Риттером и англ. учёным У. Волластоном по фотохим. действию этого излучения на хлористое серебро. Вакуумное У. и. обнаружено нем. учёным В. Шуманом при помощи построенного им вакуумного спектрографа с флюори-товой призмой (1885-1903) и безжелатиновых фотопластинок. Он получил возможность регистрировать коротковолновое излучение до 130 им. Англ. 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 (напр., Н2). 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 оптич. свойств в видимой области. Характерной чертой является уменьшение прозрачности (увеличение коэфф. поглощения) большинства тел, прозрачных в видимой области. Напр., обычное стекло непрозрачно при X < 320 нм; в более коротковолновой области прозрачны лишь увиолевое стекло, сапфир, фтористый магний, кварц, флюорит, фтористый литий и нек-рые др. материалы. Наиболее далёкую границу прозрачности (105 нм) имеет фтористый литий. Для Л<105 им прозрачных материалов практически нет. Из газообразных веществ наибольшую прозрачность имеют инертные газы, граница прозрачности к-рых определяется величиной их ионизационного потенциала. Самую коротковолновую границу прозрачности имеет гелий - 50,4 нм. Воздух непрозрачен практически при Л< < 185 нм из-за поглощения кислородом.

Коэфф. отражения всех материалов (в т. ч. металлов) уменьшается с уменьшением длины волны излучения. Напр., коэфф. отражения свеженапылённого алюминия, одного из лучших материалов для отражающих покрытий в видимой области спектра, резко уменьшается при Л<90 нм (рис. 1). Отражение алюминия значительно уменьшается также вследствие окисления поверхности.

2633-6.jpg

Рис. 1. Зависимость коэффициента отражения r слоя алюминия от длины волны X, измеренная сразу после напыления в ультравысоком вакууме (1) и после хранения на открытом воздухе в течение года (2).  

Для защиты поверхности алюминия от окисления применяются покрытия из фтористого лития или фтористого магния. В области Л <80 нм нек-рые материалы имеют коэфф. отражения 10-30% (золото, платина, радий, вольфрам и др.), однако при Л<40 нм и их коэфф. отражения снижается до 1% и меньше. Источники У. и. Излучение накалённых до 3000 К твёрдых тел содержит заметную долю У. и. непрерывного спектра, интенсивность к-рого растёт с увеличением темп-ры. Более мощное У. и. испускает плазма газового разряда. При этом в зависимости от разрядных условий и рабочего вещества может испускаться как непрерывный, так и линейча-тый спектр. Для различных применений У. и. пром-сть выпускает ртутные, водородные, ксеноновыс и др. газоразрядные лампы, окна к-рых (либо целиком колбы) изготовляют из прозрачных для У. и. материалов (чаще из кварца). Любая высокотемпературная плазма (плазма электрич. 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 оптич. квантовые генераторы (лазеры). Наименьшую длину волны имеет водородный лазер (109,8 нм).

Естеств. источники У. и.- Солнце, звёзды, туманности и др. космич. объекты. Однако лишь длинноволновая часть У. и. (Л>290 нм) достигает земной поверхности. Более коротковолновое У. и. поглощается озоном, кислородом и др. компонентами атмосферы на выс. 30-200 км от поверхности Земли, что играет большую роль в атм. процессах. У. и. звёзд и др. космич. тел, кроме поглощения в земной атмосфере, в интервале 91,2-20 км практически полностью поглощается межзвёздным водородом.

Приёмники У. и. Для регистрации У. и. при Л>230 нм используются обычные фотоматериалы. В более коротковолновой области к нему чувствительны спец. маложелатиновые фотослои. Применяются фо-тоэлектрич. 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 фотоэлектрич. изображения в У. и. и объединяют преимущества фотографич. и фото-электрич. 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 физич. процессах, происходящих в горячих областях этих космич. объектов (см. Ультрафиолетовая спектроскопия, Вакуумная спектроскопия). На фотоэффекте, вызываемом У. и., основана фотоэлектронная спектроскопия. У. и. может нарушать хим. связи в молекулах, в результате чего могут происходить различные хим. 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 мн. 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; S а r s о n I. A. R., Techniques of vacuum ultraviolet spectroscopy, N. Y. - L. - Sydney, [1967]; З а й д е л ь А. Н., Ш р ей д е р 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.

Биологическое действие У. и. При действии на живые организмы У. и. поглощается верхними слоями тканей растений или кожи человека и животных. В основе биол. действия У. и. лежат химич. 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 специфич. покраснение - эритема (макс. эритемным действием обладает У. и. с Л = 296,7 нм и Л = 253,7 нм), к-рая 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 нек-рых случаях могут оказывать канцерогенное действие на кожу.

В растениях У. и. изменяет активность ферментов и гормонов, влияет на синтез пигментов, интенсивность фотосинтеза и фотопериодич. 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 (напр., 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 X в пределах 280-240 нм).  

Рис. 3. Спектры действия ультрафиолетового излучения на некоторые биологические объекты: А - возникновение мутаций в пыльцевых зёрнах кукурузы (кружки) и спектр поглощения нуклеиновых кислот (сплошная кривая); Б - иммобилизация (прекращение движения) парамеций (кружки) и спектр поглощения альбумина (сплошная кривая).
2633-7.jpg
 

Обычно спектр летального и мутагенного действия У. и. примерно совпадает со спектром поглощения нуклеиновых кислот - ДНК и РНК (рис. 3, А), в нек-рых случаях спектр биол. действия близок к спектру поглощения белков (рис. 3, Б). Осн. роль в действии У. и. на клетки принадлежит, по-видимому, химич. изменениям ДНК: входящие в её состав пири-мидиновые основания (гл. обр. тимин) при поглощении квантов У. и. образуют димеры, к-рые препятствуют нормальному удвоению (репликации) ДНК при подготовке клетки к делению. Это может приводить к гибели клеток или изменению их наследств. свойств (мутациям). Определённое значение в летальном действии У. и. на клетки имеют также повреждение биол. 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. биол. объекты различаются очень сильно. Напр., 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).  

2633-8.jpg

Рис. 4. Зависимость выживаемости разных бактерий от дозы ультрафиолетового излучения: А - кишечная палочка, длина волны 253,7 нм; 1, 2 - мутантные штаммы; 3 - дикий тип; Б - М. rаdiоdurans, длина волны 265,2 нм.  

Чувствительность клеток к У. и. в большой степени зависит также от их физиол. состояния и условий культивирования до и после облучения (темп-pa, состав питательной среды и др.). Сильно влияют на чувствительность клеток к У. и. мутации нек-рых генов. У бактерий и дрожжей известно ок. 20 генов, мутации к-рых 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 т. ч. у человека. Так, наследств. заболевание - пигментная ксеродерма обусловлено мутациями генов, контролирующих темновую репарацию. Генетич. 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 отд. генов, при действии высоких доз У. и., может повышаться в тысячи раз по сравнению с естеств. уровнем и достигает неск. процентов.

В отличие от генетич. 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 генетич. исследованиях, так и в селекции растений и пром. микроорганизмов, являющихся продуцентами антибиотиков, аминокислот, витаминов и белковой биомассы, Генетич. действие У. и. могло играть существ. 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; Гаданий 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 радиочувствигельности бактерий, М., 1974.

В. И. Корогодин.  

УЛЬТРАФИОЛЕТОВОЕ ОБЛУЧЕНИЕ, использование ультрафиолетовых лучей с леч. целью и для обеззараживания воды, помещений и т. п. Об У. о. человека см. Светолечение.

У. о. животных применяют для профилактики и лечения рахита и остеомаляции, лечения ран, повышения имму-нологич. реакций организма. С.-х. животные при моционах облучаются ультрафиолетовыми лучами солнца. В зимне-стойловый период проводят групповое облучение животных искусств. источниками ультрафиолетового излучения (бактерицидная, ртутно-кварцевая, эритемно-увиолевая лампы). Для каждого вида животных существуют свои нормы облучения, напр. доза облучения (в/мэр *ч/м2) для коровы 290-210, свиньи 100-70, курицы 25-20. Птиц при клеточном содержании облучают круглосуточно. Крупных животных облучают в фиксационных станках, на привязи; телят, жеребят - в клетках; пушных зверей и поросят - в спец. ящиках с сетками. Источник У. о. устанавливают на разном расстоянии - в зависимости от вида лампы, характера болезни, вида животного. У. о. противопоказано при туберкулёзе, лейкозе, остром гепатите, декомпенсированном пороке сердца.

Лит.: Медведев И. Д., Физические методы лечения животных, 3 изд., М., 1964, с. 182-265.  

УЛЬТРАХОЛОДНЫЕ НЕЙТРОНЫ, очень медленные нейтроны со скоростями < 5 м/сек. Термин "У. н." объясняется тем, что примерно с такой же скоростью двигались бы молекулы газа при темп-ре ниже 10-2 К. У. н. обладают малой кинетич. энергией (порядка 10-7 эв), недостаточной для преодоления слабого отталкивания ядрами большинства химич. элементов, и поэтому полностью отражаются от поверхности многих материалов. Величина отталкивающего потенциала равна: где h2633-9.jpg - планка постоянная, т - масса нейтрона, NI - плотность ядер г'-го сорта в веществе, аi - т. н. длина рассеяния нейтрона на этих ядрах. Для меди U=l,7*10-7 эв, для стекла U = 10-7 эв. Для ядер 1Н, 7Li, 48Ti и 186W U < 0, т. е. У. н. притягиваются. Отражение У. н. в нек-рой степени можно уподобить отражению света от металлич. зеркал, оно может быть описано мнимым показателем преломления для нейтронной волны внутри отражающей среды (см. Нейтронная оптика).

Полное отражение У. н. от стенок позволяет хранить их в течение неск. мин внутри замкнутых вакуумированных объёмов. Впервые на эту особенность У. н. в 1959 указал Я. Б. Зельдович; первые эксперименты по обнаружению и хранению У. н. были выполнены Ф. Л. Шапиро с сотрудниками в 1968. Время хранения У. н. в замкнутых сосудах ограничено временем жизни свободного нейтрона до бета-распада, а также процессами захвата нейтронов ядрами и неупругого рассеяния нейтронов на ядрах в поверхностном слое толщиной (4пNa)~10-6 см. У. н. могут течь по трубам произвольной формы (н е й т р о н о в о д а м) как разреженный газ. Изогнутые нейтроноводы используются для вывода У. н. из ядерных реакторов и выделения из потока тепловых нейтронов, в к-ром доля У. н. составляет лишь 10-11. Поэтому реально получаемые плотности У. н. < 1 нейтрон/см3. На движение У. н. существенно влияют магнитное и гравитационное поля. Свойства У. н. пока недостаточно изучены, но, по-видимому, они могут служить чувствительным инструментом для обнаружения возможного электрич. заряда или электрич. дипольного момента у нейтрона (см. Нейтрон).

Лит.: Г у р е в и ч И. И., Тарасов Л. В., Физика нейтронов низких энергий, М., 1965; Власов Н. А., Нейтроны, 2 изд., М., 1972.

В. И. Лущиков.

Яндекс.Метрика

© (составление) libelli.ru 2003-2018