紫外线发现于1801年德国物理学家里特发现了一种看不见的光线,它在可见光谱紫端的外侧一段,能使含有氯化银的照相底片感光;使涂有铂氰化钦的物质发出绿光;使呈酸性的硫酸奎宁溶液发出蓝光;能使许多物质发出荧光。上述现象表明,在紫光的光谱区域外,还有一种看不见的光线存在。后来,人们把这种用肉眼看不见的光线称为紫外线。
自然界的主要紫外线光源是太阳,太阳光透过大气层时波长短于290nm米的紫外线为大气层中的臭氧吸收掉。人工的紫外线光源有多种气体的电弧(如低压汞弧、高压汞弧),紫外线有化学作用能使照相底片感光,荧光作用强,日光灯、各种荧光灯和农业上用来诱杀害虫的黑光灯都是用紫外线激发荧光物质发光的。紫外线还可以防伪,紫外线还有生理作用,能杀菌、消毒、治疗皮肤病和软骨病等。紫外线的粒子性较强,能使各种金属产生光电效应。
紫外线传感器只对185~260nm狭窄范围内的紫外线进行响应,而对其它频谱范围的光线不敏感,利用它可以对火焰中的紫外线进行检测。它是一个封闭且能透过紫外线的玻璃管,管内充满了一种特殊的气体。玻璃管内部有一对由金属引线引出的电极——阳极和光电阴极,其中光电阴极由只对紫外线敏感的金属材料制成,在紫外线照射下发射光电子。
韩国GENICOM公司生产的GUVB-T11GD-L型号的紫外线传感器具有高灵敏度和良好的日盲,300nm波段处峰值响应,TO-46金属外壳封装,大面积的感光芯片。通常被应用于UV指数监控、UVB灯监控以及医疗行业等。
紫外线传感器的工作原理是基于金属的光电发射效应和电子繁流理论。在传感器的阳极和光电阴极之间加上电压后,就在两极之间建立了电场。当紫外线穿过玻璃射到光电阴极上时,就会产生光电发射效应,光电子从光电阴极表面发射出去,它们在电场的作用下以极高的速度碰撞它周围的气体分子,使其电离为正离子和电子。电离后的电子被加速并以极大的能量继续电离其它气体分子,较终射向阳极;而气体分子电离后产生的正离子,在电场的作用下也被加速,撞向光电阴极,结果导致更多电子的产生。这一过程循环往复,在阳极和光电阴极之间就会迅速形成很大的电流并产生放电。这种现象称为电子繁流。开始产生放电时的电压称为“起始放电电压VL”。
紫外线的九大应用领域:
1)在家电产品中,有波长为2537入的灭菌灯;有波长为5500入~4000几的灭蝇灯和伪钞鉴别器。
2)电脑爱好者使用EPROM擦除器,就是在2 cm~3 cm的一定距离内,用紫外线照射EPROM的窗口一段时间,即可擦除芯片中原有的存储内容。使芯片得以反复使用。
3)我们熟悉的夜光表、夜光钟表面也是通过在指针和表盘上面涂上一些容易被紫外光激发的材料而设计制作的。人们使用多的日光灯,是通过高压气体放电、汞氢蒸汽发射的紫外线激发管壁上的涂料发出荧光的。紫外光则被管壁挡住而不能透出。
4)由于紫外线能使许多物质激发荧光,故在工农业方面可利用其分析油类中矿物油的成分、食物、饮料及石油的品质等。在电镀表校验中,有高灵敏的紫外线光电探头。
5)科学家还利用紫外线来检查金属表面的裂痕、缝隙和制造分辨率较高的显微镜。
6)在军事上,紫外线的应用主要是灯火管制,如在门窗、栏杆、机器操纵柄、仪表表面或电键上涂上磷光涂料,使灯光管理时仍能辨认这些目标,而远处却看不见这些光,交通部门、广告行业及娱乐场所等也常用紫外线激发物质发光的原理来制作路标警示牌、广告屏幕及五颜六色的荧光招牌等。
7)紫外线能引起分子或原子的电离,使物体产生化学反应。紫外线的生物效应主要是光化作用。细菌受紫外线照射而死亡的主要原因就在于其蛋白分子的结构受到光化作用后遭到了破坏。所以,医院、细菌肥料厂和冷藏库常用紫外线进行消毒杀菌。
8)在采矿上,有一种探矿灯,利用该灯的紫外线激发所探察的矿石,根据所发荧光的颜色来区别矿石的性质。部分宝石的鉴别就是根据这一原理而进行的。
9)紫外线对人体的作用主要是治疗疾病。因为它可以促进骨骼的钙化,因此具有抗拘楼的作用。紫外线还有镇痛、脱敏、消炎、消肿及提高人体免疫能力的功能,故适度照射是很有益的。
紫外线的获取及注意事项自然界中含有大量紫外线,如太阳、弧光灯等光源发出的光都含有紫外光。人们获取紫外线的方法是利用高、低压汞弧灯及特种高压火花在真空中放电等手段。 世界上的任何事情无不具有两面性,紫外线也不例外。在应用中应注意三点:
1、要避免过量照射,一旦照射过量,会使被照射部位出现水泡或皮下出血,以致增加患者的痛苦。其次,紫外线可引起电光性眼炎并给治疗带来困难。再次,高原地区较平原地区的紫外线更为强烈,因此,在高原地区室外工作的人员应注意对紫外线的防护,以防眼睛和皮肤灼伤。
2、治疗时掌握使用剂量,需要提醒的是,对病人进行紫外线治疗时一定要注意使用剂量,掌握恰当的度数。
3、从事紫外线科学研究和经常接触紫外线的人,一定要做好自我防护,以免自己的身体受到损害。
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