紫外线的性质和应用

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1、紫外线的性质和应用紫外线亦称“紫外光”，“紫外辐射”,其波长范围40-390nm,在电磁波谱中位于紫光和伦琴射线射线之间,与其它波长的电磁波一样,具有其共性,都遵守电磁运动的基本规律。紫外线不能引起视觉（即在可见光范围之外）。可见光能透过的物质,对于紫外线的某些波段却会强烈的吸收地球大气中的氧和臭氧几乎全部吸收了太阳辐射中波长小于290nm的紫外线水银灯和电弧的光中有250-390nm之间的强紫外辐射,是常用的紫外线光源。紫外线通常用光电元件和感光乳胶来检测紫外光谱是研究原子结构的重要手段紫外线在工农业生产、生物学和医学以及人

2、们日常生活等各方面都有重要应用价值。1紫外线的性质1.1波动性：紫外线和可见光一样是一种包含着各种波长、相位、振幅的光，具有光的干涉、衍射、色散等现象，属于“非相于性光”。紫外线也沿直线传播，遵守光的反射定律、折射定律和透镜成像原理。1.2量子性：紫外线是由许多光量子组成的，每个光量子都具有一定的能量，不同波长的光量子的能量不同。紫外线的光量子能量比可见光的光量子能量大。2紫外线的应用2.1荧光效应：由于紫外线光量子具有较大的能量，所以当紫外线照射到很多物质上时使分子受激而发射荧光。这些物质辐射荧光的现象就称为紫外线的荧光效应

3、。紫外线的荧光效应是一种光致发光。当紫外线照射到某些物质时，这些物质有选择地吸收后，发射出不同波长和不同强度的可见光来。当紫外线停止照射后，荧光也随之消失。实际上，当紫外线照射到荧光物质上时．会发生3种情况：一部分紫外线被反射，一部分被荧光物质吸收，另一部分透射出去。其中，只有被荧光物质吸收的这部分紫外线才对发光起作用：当荧光物质吸收了紫外线后，内部的分子会发生能量状态的变化，在不同能级间跃迁，发射出荧光：2.1.1荧光探伤，在机械制造工业中，以前对零件的探伤常采用超声波X光等方法，但都不如用荧光法简便。荧光探伤就是把被检测的

4、零件在荧光物质的溶液中浸泡一定时间，取出后用毛刷把零件表面的荧光物质刷掉。由于浸入零件裂缝中的荧光物质不可能被刷掉，经过这样处理的零件放入暗室里，用不透明玻壳的紫外线高压汞灯照射零件表面，残存在裂缝内部的荧光物质将发射出荧光来，这样就可以找出有伤痕的零件。2.1.2光舞台特技：舞台特技的做法是用荧光粉涂画成相应的图形，然后用相应的紫外线光源照射其画面，在黑暗的舞台上呈现出各种夜景，如星辰、月亮、灯光、城市夜景和码头灯光等等。使观众有身临其境的感觉，舞台效果逼真。2.1.3其他应用：在刑事侦察上用荧光分析血清蛋白和血浆酶，可以查

5、出人种、性别、年龄等重要线索，尸体内残存的一些毒品、药品用荧光分析可查出品种和含量，根据伤口也可查出所用凶器；另外，借助荧光分析可以辨别文件、纸币、证件、邮票历史文物和书画的真伪。2.2光电效应：当紫外线照射到金属的表面时，金属内部的自由电子会逸出金属表面，这种紫外线的光致电子发射构成了紫外线光电效应的一部分。紫外线的光电效应是光能转换为电能的一种方式。光电效应分为外光电效应、内光电效应和光生伏特效应。紫外线照射能产生光电效应的材料除了金属、半导体外，还有某些气体和一些化学物质，人与动植物被照射后也能产生光电效应。人体的光电效

6、应在人体内产生许多活性因子。因为生物体内每一个细胞都是一个微电池，在细胞内外有一定的电势差。当紫外线照射细胞后，产生光电效应，使细胞变为活性因子。这些活性因子是治疗某些疾病的重要因素。而动植物的光电效应，更直接影响到动植物的生长过程。气体的光电效应的主要应用是制造“空气罐头”。所谓“空气罐头”就是气体的负离子。当短波紫外线照射到空气中的某些气体分子或原子时，使气体分子或原子中的电子逸出，逸出后的电子附着在其他气体分子上，使气体分子变为负离子。负离子能使人健康长寿，还能医治一些疾病。被称为“空气维生素”。2.3光化学效应：紫外线

7、照射某些物质时，能产生光化学反应。波长在200—400纳米的紫外线所具有的能量(3～6eV)正是许多物质(化学键能也在3～6eV的范围内)吸收后产生光化学反应所需的能量。尤其是短波紫外线的光子能量较大，对光化学反应特别有效，能直接引起一些物质的化合和分解。2.3.1印刷制版和晒版。目前新工艺采用重氮盐感光性树脂制成PS版，能弥补重铬酸盐感光版的许多不足。重氮盐PS版感光过程其实质是一个紫外线光化学效应过程：当重氮基团受到紫外线照射后，感光剂迅速分解并放出氮气。分子的其他部分进行结构重排而生成易溶于碱水的羧酸衍生物。根据曝光后版

8、面溶解性的不同，就很容易地把紫外线照射的非图像部分经过显影而除掉。版面上仅留下有图像的部分，构成印刷版材。2.3.2处理公害。发霉的花生、大豆、玉米及其加工制品含有大量的致癌物质——黄曲霉菌，对人体有害。而紫外线对黄曲霉素破坏力很强，尤其是波长为365纳米的紫外线使黄曲霉素产