【材制·视角】紫外线的前世今生

初原载于 爱学习的 青春材制 2021-04-16

未经授权禁止转载

一、紫外线的发现

　　在1800年英国科学家赫歇尔证实了红外线的存在后，紫外线的探索一直是人们心中的执念与方向。终于在次年，也就是1801年，德国科学家里特发现在日光光谱的紫端外侧一段能够使含有溴化银的照相底片感光，进而发现了紫外线的存在。

　　其详细过程是，里特首先将一张纸放在溴化银溶液中浸泡，然后把它放在J棱镜可见光谱的紫光区域邻近。他发现，紫光外部地方的纸片强烈地变黑，这说明纸片的这一部分受到了一种看不见的射线照射。他将紫光外附近的不可见光叫做“去氧射线”，这就是后来的紫外线。  

　　自此，人类开始不断发展紫外线的用途，如杀菌消毒，钞票鉴别等，为世界造福。

 ultraviolet ray

二、紫外线的实质

　　紫外线实质上是一种电磁波，是电磁波谱中波长为400nm—10nm辐射的总称。其可以分为UVA（紫外线A，波长400nm～320nm，低频长波）、UVB（波长320nm～280nm，中频中波）、UVC（波长280nm～100nm，高频短波）、EUV（100nm～10nm，超高频）4种。其中UVA致癌作用最强，是导致我们皮肤变黑或晒伤的“罪魁祸首”。

 Why can't we see ultraviolet light? 

三、我们为什么看不见紫外线？

　　人类的肉眼为什么看不到紫外线？回答这个问题首先需要我们了解人体眼睛感光的原理——人类拥有三种不同的视锥细胞，分别用于感受红、绿、蓝光，视锥细胞受到激活后传递信息给大脑，进而识别出不同颜色。那么问题来了，肉眼看不到紫外线是因为它不能激活视锥细胞吗？答案是否定的。视锥细胞实际上能够感知到310nm以上的波长（包括紫外线），但我们之所以看不到紫外线是因为光线在进入视网膜之前，首先要经过角膜和晶状体，他们对短波有强烈的吸收作用，这使得人类可见波长被限制在380nm左右，对380nm—780nm的光最为敏感，所以看不到紫外线。

四、为什么晒太阳会变黑？

　　当我们的皮肤长时间暴露在阳光或紫外线下，细胞会启动自己的保护功能，分泌出黑色素来吸收紫外线，这些黑色素分子在细胞核表面聚集形成保护膜，防止紫外线破坏DNA链。

　　而黑色素在吸收紫外线的同时，还会吸收其他可见光，在视觉上，黑色素越多的皮肤，肤色就越暗。

五、紫外线的杀菌原理是什么？

　　紫外线通过对细菌、病毒等微生物的照射，以破坏其机体内的DNA的结构，使其立即死亡或丧失繁殖能力。 

　　不同波段的紫外线杀菌能力不同，只有短波紫外线才能对细菌有杀灭能力，其中在250nm—270nm范围内杀菌能力最强，所以现今最常用的是UVB与UVC。

六、关于防晒

　　有些小伙伴们担心普通衣服可以阻挡防紫外线吗？是否只有“防晒衣”才能起到防晒的作用。其实，布料都是可以遮阳的，也有一定的防晒效果，只是因为织物密度或者材质不同，而有不同的等级。纯棉T恤的防晒也能够达到92%，聚酯纤维面料的防晒效果更好，一些荧光绿颜色的聚酯纤维T恤防晒性能能够达到95%，由此可见，并不是说添加了防晒助剂的才能够防晒。

　　此外，相信有不少同学直到烈日当空，火云如烧才开始自己的“防晒大业”。其实在一般情况下,夏天空气的湿度总是比冬天高,对紫外线的反射就更强,冬天天气干燥,反射紫外线能力相对较弱；而且冬天（北半球）时,太阳距地球最近,所以反而冬天紫外线比夏天的更强。综上所述，只在夏日部署的短频快防晒战略并不能起到理想的效果，防晒需要人有恒，坚持万事都能成，大家学会了么？

资料来源：

1. 《百度百科—紫外线》

2. 《知乎—紫外线是如何被发现的》作者：王娟

3. 图片来源于网络

撰  稿  人：　科技协会科创部   　　  李嘉宇 杨育斌 窦 筝 马浩然

责任编辑：　 科技协会主席团成员     于世龙

执行编辑：　 融媒体微网平台　         李孟虓

总  编  辑：　　　　　　　　　 　     李晓萌

投稿请发送至：fmmsat@163.com