电磁频谱 紫外线

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简介

“紫外线”（UV射线）是电磁频谱的一部分，范围从可见光谱的末端延伸到X射线区域。这些射线对人体皮肤和眼睛有害。持续照射“紫外线”会导致多种疾病。此外，“臭氧层”吸收了大量来自阳光的“紫外线”。另外，“汞灯、黑光灯和晒黑灯”是存在于大气中的紫外线的一些来源。

关于电磁频谱

“电磁（EM）频谱”是所有已分类辐射的集合。“电磁辐射”来自不同的来源，是形成“电磁频谱”的原因（Earthsky，2022）。此外，辐射可以传播不同类型的“可见光”。这些光的主要来源如下：

无线电波

广播电台发射的无线电波是电磁频谱的来源，听众在调谐不同电台时，这些波进入大气层。

红外线

夜视镜和现代“闭路电视摄像机”使用红外感应光，并发出“红外线”。它有助于用户在夜间获得清晰的视野。

微波

在家庭或餐厅烹饪不同食物时会产生“微波辐射”。“微波辐射”也是“电磁频谱”的一个来源，天文学家利用它来获取有关附近星系结构的信息（Kupriyanov & Shafigullin，2018）。

紫外线

“紫外线辐射”是太阳释放的另一种类型的电磁频谱，会导致“晒伤和疾病”。

X射线

“X射线辐射”是有用的电磁频谱，用于扫描人体图像和出于安全原因，它被用于扫描车站和机场的不同便携式物品。

图1：不同类型的电磁频谱

紫外线的发现

“紫外线”是“电磁辐射”家族的一部分，其中光的末端是紫色的，并且具有微小的“波长”。通常，紫外光是阳光发出的更大能量来源，人眼无法看到。“约翰·里特”在19世纪发明了紫外线，目的是检查是否存在可以超越可见光谱的波。它最初是一个未知的照片，在蓝光的影响下，它变黑的速度更快（Ismlandmarks.wordpress，2022）。后来，人们发现胶片可以变紫，因此证实了紫外线的存在。

图2：紫外线

“紫外线的波长和频率”

由于所有电磁波都可以通过真空以不同的速度传播，因此波长具有不同的频率水平。波每秒重复的周期数，可以定义为波的频率。此外，赫兹是测量波频率水平的常用SI单位。纳米被用作频率水平的单位来测量紫外线波。此外，与可见光源相比，紫外线具有更短的波长，肉眼无法看到（Sciencecompany，2022）。此外，紫外线波长范围约为10纳米到约400纳米。它的频率在$\mathrm{800\:THz\:to\:30\:PHz}$之间。

图3“紫外线辐射成分”

根据波长的类型，紫外线辐射可分为三种不同的类型。所有不同类型的紫外线的长度都可能对人体皮肤有害（Sciencelearn，2022）。此外，紫外线波长越短，对人体皮肤的危害越大。分类如下：

• UVA − “波长为$\mathrm{315-400\:nm}$”

• UVB − “波长为$\mathrm{280-315\:nm}$”

• UVC − “波长为$\mathrm{100-280\:nm}$”

紫外线的应用

目前，紫外线在现代世界的应用得到了相应的体现。它用于工业和商业目的。通常，紫外线的应用包括调节水温、净化空气、皮肤治疗、室内园艺等。以下是目前紫外线的重要应用：

水处理

利用200纳米到310纳米范围内的波长来消除“微生物”，作为有效的能量光谱来净化水（Wang et al. 2018）。通过以加压蒸汽或气体形式通过“电弧”发射紫外线照射可以消毒水。

生物学应用

紫外线可以通过施加特定波长来破坏目标DNA从而杀死人体细胞。这种治疗存在风险，过度使用这种方法会损害人体器官（Chen et al. 2020）。辐射的应用可以通过杀死DNA来帮助治愈不同的疾病，以阻止疾病在人体内的传播。此过程完全取决于目标细胞的位置。

室内园艺

“多酚”的生产是紫外线应用的有效部分之一。紫外线辐射的应用可以增加室内种植和增加大麻的产量，从而增加不同的医疗用途。

结论

在本教程中，我们重点介绍了电磁频谱紫外线的有效性和危害性以及不同的用例。本教程还有助于从不同的角度说明紫外线应用的实用性。由于紫外线是一种“电磁频谱”，它是自然资源（阳光）的一个有效来源。此外，许多有益的应用已经形成，它们利用了紫外线带来的这些惊人的特性。与清晨和傍晚相比，正午是阳光直射紫外线的最强时间。