紫外線とはそもそも何?光の波長・エネルギー・メラニン色素などについて

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紫外線は少しくらいなら体にいいとか、皮膚がんの原因になるとか、黒色は紫外線をカットできるとか、紫外線は話題に自然とのぼる題材です。
ですが、そもそも紫外線とはなんなのか?と言われると、よく分からないという方も少なくはないでしょう。

紫外線の正体というと大げさですが、紫外線の具体的にどのようなものなのかを紹介していきます。

光の種類(紫外線・可視光線・赤外線)

光はその波長の長さによって、赤外線、可視光線、紫外線に分類されます。
まず、可視光線から説明すると、漢字の意味そのままで、波長の長さが人の目で見る事ができる範囲の光の事を言います。
(人の目には、認識できる光の波長に限界があり、光の波長がある一定以上、または、一定以下になると認識する事ができません。)

波長の短さが、人の目で認識できる下限である紫色の光よりも、波長が短い光の事を紫外線と呼びます。
(可視光線の中の紫色よりも外側、という意味で「紫外線」という名称になっています。)

一方、赤外線は、波長の長さが、人の目で認識できる上限である赤色の光よりも、波長が長い光の事を赤外線と呼びます。
(こちらも、可視光線の赤色よりも外側、という意味で「赤外線」という名称になっています。)

紫外線も赤外線も、可視光線の波長の範囲の外側ですので、どちらも人間の目で認識する事はできません。
(ちなみに、昆虫や鳥などには、紫外線が見えていると言われています。)

波長が短ければ短いほど強力になりますが、紫外線以上のX線やガンマ線は、オゾン層に阻まれて地表に到達できません。
オゾン層は、酸素分子が波長の短い強力な光を吸収して、酸素原子となり、酸素原子が酸素分子と結びついてオゾンとなります。

光の波長が短いとは

光の波長(周波数)とは、光が1回振動する間に進む距離を意味します。
(周波数について言えば、1秒あたりに何回振動するかを意味します。)

波長が短い光というのは、周波数(振動数)が高い光という事になります。
波長が長い光は、その逆になります。

紫外線は、可視光線よりも波長の短い光ですので、周波数が高い光という事になります。
波長が短いという事は、周波数が高い(振動数が大きい)という事になり、先ほど触れた通り、光は波長が短い(周波数が高い)ほど、エネルギーが大きくなります。
地表に届かない光もあり、それを踏まえると、紫外線は地表に届く光の中で、エネルギーが大きい光という事になります。
なぜ紫外線が強力で、人体に強く作用するのか、何となくは分かって頂けたでしょうか。

紫外線(UV)の分類~UV-A・UV-B・UV-Cとは?~

紫外線(UV)は、UV-A、UV-B、UV-Cの3つに分かれます。
(ちなみに、紫外線は英語で「ultraviolet」で、「ultra」の「U」と「violet」の「V」で、「UV」です。)

このA、B、Cの分類は波長の短さ(エネルギーの強さ)による分類で、A→B→Cと波長が短くなります。

そのため、UV-C、UV-B、UV-Aの順で、人体にとっての危険性が高いという事になります。

UV-Cは、非常に危険なものですが、オゾン層で阻まれて通常は地表には到達できません。
UV-Bについては、かなりの部分がオゾン層で遮断されますが、ごく一部が大気を通過して、地表に届きます。
UV-Aについても、オゾン層でかなりの部分が阻まれますが、UV-Bよりも多くの割合が地表まで到達します。

UVカット製品の仕組み

UVカット製品は、利用するシーンも様々ですし、サングラスやカーテン、その他にも様々あり多岐に渡っています。
ですが、基本的には原理は一緒で、紫外線を吸収・反射して防ぎます。
具体的には、サングラスでは特殊セラミックなどで紫外線を通過させずに乱反射させたり、閉じ込めたりします。
衣服の場合は、服の糸の編み込み方を工夫して、物質の隙間の様なものを作らないようにしています。
紫外線は、通常の服であっても、ある程度はカットされるのですが、UVカット仕様の服は、繊維を不揃いに高密度で編むことによって、光を乱反射させるなどして、紫外線をカットしています。

紫外線とオゾン層と生命の歴史

オゾン層がなく、紫外線やそれ以上の光線が地表に降り注いでた頃は、地面に生物は存在していませんでした。
深海の植物が酸素を形成し始め、それがそれが段々と地球に増えていったと言われています。
酸素の増加によってオゾン層も次第に拡大していき、5億年ほど前にやっと陸上に生物が進出したと考えられています。
(最初期のバクテリアが発生したのが15億年前と言われています。)

乳幼児・幼児の日焼け対策の大切さ

紫外線はDNAにダメージを与えると言われています。
それでは、細胞の分裂が活発な乳幼児が、無防備にたっぷりと紫外線を浴びるとどうなるのでしょうか?
子どものころに日光をずっと浴びて育った子供の方が、将来的に皮膚がんにかかりやすいとも言われています。
もちろん、確実にそうなるというわけではありませんし、日光以外にも皮膚がんの原因はあります。
過剰に神経質にならずともいいかもしれませんが、ある程度は気を付けるようにしておいた方が良いかもしれません。

紫外線と人体とメラニン色素

犬や猫などの動物も日焼けはしますが、通常は体毛によって紫外線から体が守られています。
人間で言えば、服で日焼けが一定程度防がれているようなものでしょうか。

ただ、動物はほぼ全身が毛で覆われているのに対して、人間は全身を服を覆うというわけにはいきません。
そして、人間は動物よりも体毛がずいぶんと薄いので、メラニンによって肌を黒っぽくする事によって、身体を紫外線から守ります。
メラニンというと、シミの原因になる悪者のように扱われがちですが、人体はメラニン色素によって守られているのです。
黒色は紫外線をもっとも吸収してくれる色で、メラニン色素が紫外線を吸収する事によって、他の細胞が紫外線によってダメージを受ける事を防いでくれているのです。
メラニンの生成は、人類が獲得した紫外線に対する防御反応なのです。

まとめ

異常、紫外線の仕組みや人体への作用などをご紹介しました。
紫外線は、強力なエネルギーを持っていますので、きちんと対策しておかないと、どんどんダメージが蓄積していくとも言われています。
とはいえ、紫外線対策の方法なども進歩していますので、きちんと対策しておけば、過剰に心配する必要は無いでしょう。

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