紫外线

紫外线是下图左侧电磁波谱中显示为黑色的部分--因为人类无法看到如此短波长(或高频率)的光。许多动物如一些昆虫、一些爬行动物、鳄鱼、蝾螈小鸟等都能看到反射这种光的东西。UV是紫外线的常用缩写,主要用于技术场合。

紫外线在频率、波长和能量上都超越了可见光紫光。其波长约在10纳米(nm)约400纳米之间。频率和波长是密切相关的。显示这种关系的公式是:ν=c/λ 。说某物的波长短,等于说它的频率高。

紫外线辐射

紫外线是一种电离辐射。它可以损害或杀死细胞。任何波长短于450nm的电磁辐射(光)都可能造成麻烦。因此,生活在紫外线较多的地方的人类适应了,皮肤变黑了。色素会吸收紫外线,所以它不会透过皮肤杀死或伤害内部的细胞。紫外线对皮肤的伤害被称为"晒伤"。

紫光和紫外光的区别在于波长、频率和量子能量。紫外光和X射线的区别也是波长、频率和量子能量。在电磁波谱中,紫外光超越了紫光,X射线超越了紫外光,伽马射线超越了X射线。

波长从约400纳米到约10纳米的电磁波通常被称为紫外线。其特征光子能量约为3至124电子伏特。

尽管地球的空气对广泛的紫外线是透明的,但一些紫外线阳光在高空被臭氧层吸收。最近,由于人类的影响--主要是工业化学品和航空旅行--造成的高空臭氧的破坏,大大增加了到达地球表面的紫外线的数量。这反过来又增加了人类患皮肤癌的风险,除非臭氧层得到更好的保护,否则这种风险只会随着时间的推移而增加。

波长小于200纳米的紫外线、X射线和伽马射线,都被统称为电离辐射,因为任何这种光量子的能量都高得足以将电子原子中"踢"出来。这就是为什么这类辐射对生命有危险的原因。紫外光可细分为三个主要波段。UV-C的波长最短,是危险的电离辐射。氮气和氧气会吸收太阳辐射中的UV-C。UV-B的波长中等,对生物的危险性较小。地球的臭氧层吸收了大部分的紫外线。来自太阳的UV-A则完全穿过大气层。它的波长几乎和可见光一样长,许多动物能看到它,但人类看不到。

普通玻璃如果波长小于200纳米,就不会让辐射通过,所以它能起到屏蔽更危险范围的紫外线的作用,但一些特殊种类的玻璃并不能很好地屏蔽,包括很多汽车玻璃。

紫外线辐射的一个用途是晒黑。使用日光浴设备会导致皮肤癌,因为紫外线会穿过皮肤,对细胞造成破坏,导致晒伤。

由于紫外线的破坏力,可以用来杀死病菌。阳光是一种强大的消毒剂。

人们需要一些紫外线来将胆固醇转化为维生素D。

室内日光浴床Zoom
室内日光浴床

紫外线灯

紫外线灯是一种主要发出紫外线的灯。这些杀菌灯通常用于杀死微生物(病菌)。它们的威力很大,所以当它们被打开时,在它们周围工作的人可能需要戴上防护眼镜,并遮住皮肤以避免受伤。

在图中的实验室里,当工人走后,紫外线灯就会被打开,这样台面上的任何东西都会被杀死。除了紫外线,这些灯产生的光占了大部分,还有一点紫光和蓝光。这样可以让人们知道紫外线灯何时开启。

紫外线灯Zoom
紫外线灯

问题和答案

问:什么是紫外线?
答:紫外线是电磁波谱中人类看不到的部分,因为它的波长短,频率高。它在频率、波长和能量方面都超过了可见紫光,波长从10纳米到400纳米不等。

问:紫外线代表什么?
答:UV是紫外线的意思,主要用于技术场合。

问:有什么动物能看到紫外线吗?
答:有,一些昆虫、爬行动物、鳄鱼、蝾螈和小鸟可以看到反射这种光的东西。

问:频率和波长的关系如何?
答:频率和波长是密切相关的;方程式ν=c/λ显示了这种关系。说一个东西的波长短,就等于说它的频率高。

问:紫外线的波长属于什么范围?
答:紫外线的波长范围从10纳米到400纳米。

问:紫外线对人类来说是可见的吗?
答:不是,人类无法看到如此短的波长或高频率的光,所以紫外线对我们来说是不可见的。

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