紫外線

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紫外線

紫外線（しがいせん、）とは、波長が10 - 400 nm、即ち可視光線より短く軟X線より長い不可視光線の電磁波である。可視光線の紫色の外側という意味で紫外線という。1960年代以前は菫外線（きんがいせん）とも。また、英語の ultraviolet からUVと略される。

赤外線が熱的な作用を及ぼすことが多いのに対し、紫外線は化学的な作用が著しい。このことから化学線とも呼ばれる。紫外線の有用な作用として殺菌消毒、ビタミンDの合成、生体に対しての血行や新陳代謝の促進、あるいは皮膚抵抗力の昂進（こうしん）などがある。

波長による分類法として、波長 380–200 nm の近紫外線(near UV)、波長 200–10 nm の遠紫外線もしくは真空紫外線（far UV (FUV) もしくは vacuum UV (VUV)）、波長 121–10 nmの極紫外線もしくは極端紫外線(extreme UV,EUV or XUV)に分けられる。また、人間の健康や環境への影響の観点から、近紫外線をさらに UVA (400–315 nm)、UVB(315〜280nm)、UVC (280 nm 未満) に分けることもある。フォトリソグラフィやレーザー技術において、遠紫外線(deep UV(DUV))は前記のFUVと異なり波長 300 nm 以下の紫外線を示す。

太陽光の中には、UVA、UVB、UVCの波長の紫外線が含まれているが、そのうちUVA、UVBはオゾン層を通過、地表に到達する。UVCは、物質による吸収が著しく、通常は大気を通過することができない。地表に到達する紫外線の99%がUVAである。（UVCは、オゾン層の反応で生成されるものもある）

物質の屈折率は入射した光の波長に依存する。光学部品（光学窓やレンズなど）の素材としてよく用いられるガラスは、紫外線の波長域では吸光係数が著しく増大し、透過率が急激に減少する。このため、ガラスを使った光学部品で紫外線光を取り扱う事は困難である。そのため特殊な材料を使用した専用の光学部品が使用される（例えば、石英ガラス［波長 200 nm 以上で使用可］やフッ化カルシウム、フッ化マグネシウム［150 nm 以上で使用可］）。

人間の視覚は波長の短い光を「紫色光」として感じとるが、その下限は 360 - 400 nm 付近とされ、それより波長の短い光は知覚できない。すなわち紫外線である。

英語の ultraviolet も「紫を超えた」という語から来ている（ラテン語の ultra は、英語の beyond に相当）。

日本語では、紫外線と呼ぶのが一般的であるが、violet をスミレ色とも訳すことから、菫外線（きんがいせん）と呼ばれることもある。菫外線の表記は紫外線より少ないものの1960年代以前は学術用語としての用例があるが、1960年代以後の用例は極めて希である。


17世紀にアイザック・ニュートンがプリズムを用いて可視光線が赤から紫にいたる多数の色の光線から成り立っていることを証明したが、その後、この見える光線のほかに、見えない光線が存在すると考えられるようになった。1800年、イギリスのウィリアム・ハーシェルによって赤外線が発見され、この考えが立証されるとすぐ、ドイツの物理学者ヨハン・ヴィルヘルム・リッターが、スペクトルの反対側である、紫より短いスペクトルを探し始めた。1801年、リッターは光に反応する塩化銀を塗った紙を使用して、紫の外側の目に見えない光を発見した。これは化学光(chemical light)と呼ばれた。その頃、リッターを含めた科学者は、光は「酸化発熱要素」（赤外線）、「照明要素」（可視光）、「水素化還元要素」（紫外線）の三つから構成されていると結論づけていた。スペクトルの他の領域との統合はマセドニオ・メローニ、アレクサンドル・エドモン・ベクレルらの研究まで分からなかった。その間、紫外線は、「科学線放射(arctinic radiation)」とも呼ばれていた。その後、1893年にドイツのヴィクトール・シューマンによって真空紫外線が発見された。

人間が、太陽の紫外線に長時間さらされると、皮膚、目、免疫系へ急性もしくは慢性の疾患を引き起こす可能性がある。大気を透過しないUVCは、過去ほとんど注意が払われていなかったが、高エネルギーであるためUVAやUVBよりはるかに危険である。例えば、UVCを使用する浸漬型紫外線減菌装置などは装置の外で紫外線光源のスイッチ...