人類使用紅外線的歷史 人類怎樣對紅外線和紫外線的利用和防范
紅外線是一種人的肉眼看不見的光線,最近二三十年來,初露頭角的紅外技術(shù),在各個領(lǐng)域里獲得了廣泛的應(yīng)用。開始應(yīng)用到生產(chǎn)上,并形成了一門嶄新的技術(shù)—紅外技術(shù)。
1800年,英國科學家海謝爾做了一個實驗,他把陽光分成彩色光帶以后,用溫度計來測量各種光的溫度,發(fā)現(xiàn)了一個奇怪的現(xiàn)象:靠近太陽光深紅色光外的不可見部分,溫度竟比紅光還高。這是一個意外的發(fā)現(xiàn)。因為以前只知道太陽光有七色,至于在七色之外的黑暗中還存在著什么物質(zhì),是不清楚的。于是,海謝爾設(shè)想在太陽的輻射中,除了可見光以外,一定還包含著一種人的肉眼看不見的輻射。后來經(jīng)過實驗證明:這種輻射還存在于其他物體發(fā)出的輻射中。當時,人們就稱它為“不可見輻射”。由于這種“不可見輻射”是在紅光的外邊發(fā)現(xiàn)的,所以,后來就稱它為紅外輻射,又叫它紅外線。
1887年,人們在實驗室中成功地產(chǎn)生了紅外線,使人們認識到:可見光、紅外線和無線電波在本質(zhì)上都是一樣的。到了20世紀,由于生產(chǎn)實踐的需要,推動了各項新技術(shù)的發(fā)展,紅外科學也從實驗室走出來,開始應(yīng)用到生產(chǎn)上,并形成了一門嶄新的技術(shù)—紅外技術(shù)。
最近二三十年來,初露頭角的紅外技術(shù),在各個領(lǐng)域里獲得了廣泛的應(yīng)用。
紅外線比紅光具有更大的熱作用,穿透能力也很強,用它來烘干東西既快又好。因此人們常常利用它來干燥飛機、輪船和汽車的油漆。過去,自然干燥常常使油漆物的表面形成一個硬殼,里面的濕氣散發(fā)不出去,形成一個氣泡,影響油漆質(zhì)量。利用紅外線干燥油漆,就沒有這個弊病了。紅外線穿透能力很強,可以利用它來染合成纖維織物。比如,紅外線高溫滲透到錦綸織物內(nèi)部以后,會使錦綸織物的結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,使得顏料很容易進到纖維內(nèi)部,把顏料固定在織物上,并把它烘干。這樣,人們就能利用紅外線把錦綸織物染成各種鮮艷的顏色。
紅外線是一種人的肉眼看不見的光線,可以利用它組成一道看不見的防線。為了做好倉庫的防護工作,可以借助于反光鏡,將紅外線巧妙地圍著倉庫繞一圈,然后投射到一只能感受紅外線照射的光電管上,讓光電管發(fā)出電流來。把反光鏡、光電管等很好地隱蔽起來,組成一道難以察覺的防線。如果有人敢于向倉庫侵犯,它就會遮斷了紅外線,紅外線一旦被遮斷光電管就停止了工作,連接在光電管身上的一個開關(guān)立刻關(guān)閉,警報電鈴就會響起來。
不久前,科技人員研制成功一種叫做熱釋電攝像機的儀器,也就是紅外電視。可以利用它來探測火源,檢查火災(zāi)隱患,對火災(zāi)進行監(jiān)視,并能及時發(fā)出警報,被人們譽為“監(jiān)視火情的哨兵”。由于紅外電視攝像機,是依靠被攝物體發(fā)出的紅外線來攝像的,被攝物體的溫度越高,發(fā)出的紅外線越強,拍攝成的圖像也就越清晰。所以,紅外電視能不受煙霧、陰云和風雨等阻隔,非常靈敏地對各種火情進行檢查,把火災(zāi)撲滅在剛剛露頭的時候。
紅外電視攝像機,再配置上火災(zāi)識別器、自動跟蹤系統(tǒng),搜索機構(gòu)和望遠鏡,便構(gòu)成了一種新型的城市火情自動監(jiān)控系統(tǒng)。它可以自動搜索和發(fā)現(xiàn)五、六公里遠處2~3平方米那么大小的火源,并能自動跟蹤和報警。這樣,就可以實現(xiàn)消防指揮調(diào)度自動化,為及時發(fā)現(xiàn)火災(zāi),消滅火災(zāi),提供了現(xiàn)代化的技術(shù)手段。
紅外電視,還在工業(yè)上用于暗室操作的監(jiān)控,無損傷,自然資源的熱勘探;在農(nóng)業(yè)上用于探測森林、牧場的火情;交通上用于透霧導航等。
紅外電視還是個“夜光眼”呢!它可以在一片漆黑的情況下,對敵人的陣地、軍事設(shè)施進行有效地偵察,即使隱蔽得十分巧妙的敵人潛伏哨,也逃不脫它的敏銳的火眼金睛;也可以用在邊防哨所上,對某一特定地區(qū)實行監(jiān)視;還可以“透”過雪層,“看”到躲在雪底下的敵人。還有一種紅外顯微鏡。一提起顯微鏡,人們往往認為這是一種用來放大微小物體的儀器。其實,它卻是一種用作測量溫度的儀器。不過,它與一般的溫度測量儀不同,可以用來測量十分微小的點上的溫度。微小的點上的溫度,雖然也可以用半導體點溫計來測量,但由于它在測量時要與物體表面直接接觸,很容易影響被測點的物理化學性質(zhì);如果用紅外顯微鏡來測量,不僅可以克服這些缺點,而且比半導體點溫計精確得多。
紅外技術(shù),雖然是初露鋒芒,但我們深信,伴隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展,它必將為我們做出許多可以預(yù)料得到乃至預(yù)料不到的奇妙的事情來。
紅外線亦稱“紅外光”。在電磁波譜中,波長介于紅光和微波間的電磁輻射。在可見光的范圍以外,波長比紅光要長,有顯著的熱效應(yīng),可以用溫差電偶、光敏電阻等儀器來測量,波長在0.77~3微米為近紅外區(qū);3~30微米為中紅外區(qū);30~1000微米為遠紅外區(qū)。紅外線容易被物體吸收,轉(zhuǎn)化為物體的內(nèi)能;在通過云霧等充滿懸浮粒子的物質(zhì)時,不易發(fā)生散射,具有較強的穿透能力,紅外線應(yīng)用很廣,可用以焙制食品、烘干油漆以及進行醫(yī)療等。物質(zhì)對紅外線的吸收光譜對研究物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)、化學分析及化學工業(yè)上的控制有重要意義。軍事上常用紅外探測器來探測目標,以及紅外通信等。
【紅外線電視】利用被攝景物本身的熱輻射或反射的紅外線來進行電影攝像和顯示的系統(tǒng)稱為紅外線電視。適于非接觸和非破壞性檢查,常應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)學、宇宙開發(fā)、軍事等方面。
紅外線可見光紅端與微波間的電磁波,其波長范圍約在7×107米~1×10米之間。1800年英國物理學家謝赫耳將溫度計放在日光光譜的紅光區(qū)域外側(cè),發(fā)現(xiàn)仍然具有很強的熱作用。于是把這種看不見的射線稱為紅外射線。一切物體都在向外輻射紅外線。物體溫度越高發(fā)射的紅外線波段越寬。紅外線產(chǎn)生的機理是原子的外層電子受到激發(fā)。紅外線的最顯著特點是其熱作用,紅外線的波長比紅光長,因此衍射現(xiàn)象比較顯著,容易穿過云霧煙塵不易被空氣中的懸浮粒子吸收。
利用紅外線的熱作用來加熱物體,如烘干油漆和谷物以及進行醫(yī)療等,利用對紅外線敏感的底片可以進行遠距離攝影和高空攝影,從衛(wèi)星上用紅外線對地面攝影可以清晰地看出地面上的物體并且不受白天和黑夜的限制。由于一切物體都在不停地向外輻射紅外線,并且不同的物體輻射的紅外線的波長和強度不同,因此應(yīng)用紅外線遙感技術(shù)可以在飛機或衛(wèi)星上勘測地熱尋找水源、氣象預(yù)報等。在現(xiàn)代戰(zhàn)爭中利用紅外夜視儀等夜視設(shè)備使對方目標歷歷在目。用紅外物理可以探測高溫物體的紅外輻射。現(xiàn)在紅外傳感器還用作反導彈的預(yù)警等。
用溫度計解決了光學問題——紅外線的發(fā)現(xiàn)
太陽是人類最熟悉不過的宇宙天體,它每天東升西落,早出晚歸,毫不吝惜地把陽光灑向大地,使萬物得以生長和繁衍。夏天,火紅的陽光使人覺得炎熱難熬,倘若到了冬季,人們又要盡量多的曬太陽,為的是借助陽光的熱抵御寒冷。自古以來人類就知道,太陽為人們帶來光明、也帶來熱,而且太陽的光和熱是永遠分不開的。但是人類在慷慨接受太陽賜予的光和熱的時候,從沒有考慮光是怎樣攜帶熱的。
陽光的顏色隨著科學的發(fā)展,到了17世紀,人們就開始對光的現(xiàn)象進行系統(tǒng)的研究。1666年,偉大的科學家牛頓在讓太陽光透過玻璃三棱鏡的實驗中發(fā)現(xiàn),白色的陽光竟然是由紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫七種顏色的單色光組成的,這就是物理學中著名的“光的色散實驗”。牛頓對光學研究的貢獻很多,他在光的直線傳播、光的折散和反射、透鏡的成像、顏色的理論等許多方面的研究成就已成為人類知識寶庫中最重要的一部分。但是牛頓本人以及與他同時代的科學家都是把注意力集中于千姿百態(tài)的各種光學現(xiàn)象上或者是在無休止的光的本性的爭論上,惟獨無人關(guān)心太陽的光。可以說在光學的發(fā)展史上,很長的一段時間太陽的光是科學的棄兒。
牧師的靈感1738年,一個叫赫休爾的孩子在英國出生了,赫休爾小時候是一個普通的孩子,長大之后也沒有成為科學家。他的職業(yè)是牧師,但卻對太陽光獨有鐘情。為此他專門買了一塊很大的玻璃三棱鏡放在自己的桌子上,不時欣賞太陽光透過它形成的七色彩帶。1800年的一天早晨,年過花甲的赫休爾看著美麗的色彩帶,忽然像小孩一樣好奇地問自己:“陽光帶有熱,可是組成太陽光的七種單色光中,哪一種帶的熱最多呢?”他的這一看似簡單的問題在當時誰也不知道,于是赫休爾便開始思考這個問題,試圖找出正確的答案。
幾天以后,赫休爾便找到了解決這一問題的方法。他想,太陽光透過三棱鏡分成七種單色光,如果知道了每種光的溫度,不就知道它們之中誰帶的熱量多嗎?接著,赫休爾在自己房中的墻上貼上一張白紙作為光屏,并讓經(jīng)過三棱鏡的七色光帶照在紙屏上。然后,赫休爾在每一條光帶的位置掛了一支溫度計。他怕自己的觀察不夠全面,又在紅光帶和紫光帶外各掛了一支溫度計。
做好這一切之后,赫休爾記錄下每支溫度計開始的讀數(shù),然后就在桌子旁的椅子上坐下來開始觀察。溫度計的水銀柱緩慢地上升,赫休爾耐心的等待。大約過了半個小時,所有溫度計的讀數(shù)不再變了。赫休爾發(fā)現(xiàn)綠光區(qū)的溫度上升了3℃,紫光區(qū)的溫度上升了2℃,紫光區(qū)外的那支溫度計的讀數(shù)幾乎沒有變化。然而令他吃驚的是,紅光區(qū)外的那支溫度計的讀數(shù)竟上升了7℃。
赫休爾雖然是牧師,但他卻有科學家的素養(yǎng)。他發(fā)現(xiàn)了這一奇特的現(xiàn)象之后,立即重復這一實驗。但多次的實驗結(jié)果都是相同的:紅光區(qū)外的那支溫度計的讀數(shù)上升最多。經(jīng)過詳細地分析之后,赫休爾認為陽光的光譜實際上比被人們看到的七種單色光更寬,在紅光帶外一定還有某種人眼看不見的光線,而且這種光線攜帶的熱量最多。后來科學界把這種看不見的光線命名為紅外線,而赫休爾也因為發(fā)現(xiàn)了它而留名科學史冊。
紅外線來自何方在赫休爾發(fā)現(xiàn)紅外線之后,由于當時人類對于諸多的自然現(xiàn)象的認識還不夠深入,并且當時科學研究的整體水平還不高,所以從事紅外線研究的科學家并不多。后來隨著物理學和其它科學學科的發(fā)展,人們清楚了紅外線和其他可見光一樣,都屬于電磁波的一部分。只不過可見光的波長范圍為0.4-0.75微米,而紅外線的波長范圍為0.76——1000微米,所以人眼看不見。
科學家后來還知道了紅外線產(chǎn)生的機理,紅外線又叫紅外輻射,任何物體只要溫度高于絕對溫度零度——-273℃,它們的分子就有熱運動,伴隨著這種分子的熱運動物體就向外輻射波長不等的紅外線。
紅外線的妙用人類發(fā)現(xiàn)紅外線的歷史很長,但直到本世紀隨著無線電電子學、材料科學的興起和發(fā)展,紅外線才變得身價百倍,以高科技的身份出現(xiàn)在我們面前。
大家都喜歡看中央電視臺由趙忠祥主持的“動物世界”欄目,其中那么多的動物夜間活動的鏡頭就是利用紅外線攝影得到的。由于任何物體都輻射紅外線,科學家就研制出一種能專門記錄紅外線信號的紅外膠卷。把這種膠卷安裝在普通的攝像機上,再借用其它裝置就能在夜間并且在遠離動物的地方進行拍攝。鱷魚是人類熟悉的一種兇殘動物,為了研究鱷魚的生活習性以及它們養(yǎng)兒育女的過程,研究人員就在適當?shù)募竟?jié)把自動紅外攝像機放置到鱷魚的巢穴附近。從拍攝到的鏡頭可以看到,當小鱷魚剛孵出時,鱷魚媽媽時而舐舐它們,時而移動它們,時而喂之以食。平時見到的那種兇殘蕩然無存,憐子之心并不遜于我們?nèi)祟悺?br />熱紅外探測系統(tǒng)是紅外線的一個重要應(yīng)用。由于任何一個輻射紅外線的物體都是與周圍其它物體不同的熱源,也就是一個物體與周圍的環(huán)境有溫度的差別,熱紅外探測系統(tǒng)就是通過探測溫度差而發(fā)現(xiàn)目標的。例如軍事上利用這種裝置發(fā)現(xiàn)藏在樹叢中的敵人和敵方正在行進的車輛、坦克等。在電影或者電視中經(jīng)常會看到這樣的戰(zhàn)斗場面,兩架飛機在空中互相追逐,突然后面的飛機射出一枚導彈,而另一架見此立即不斷地改變飛行方向,一會兒轉(zhuǎn)彎,一會兒上下翻滾,但幾秒鐘后仍被導彈擊中。為什么飛機甩不掉導彈呢?這是因為飛行著的飛機發(fā)動機的排氣管就是一個紅外輻射源,而裝有紅外探測儀的導彈會毫不困難地發(fā)現(xiàn)它。雖然飛機極力想擺脫導彈,但導彈上的電子導航系統(tǒng)又使得導彈始終咬住熱源,這樣速度低于導彈的飛機焉能不被擊中。
今天,紅外線的應(yīng)用范圍越來越廣泛,在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、軍事、食品加工及安全保衛(wèi)工作等許多方面都有極其重要的應(yīng)用。但是不要忘記紅外線的發(fā)現(xiàn)是科學上投資最少、過程最簡單的一個發(fā)現(xiàn)——僅靠一塊玻璃三棱鏡和幾支溫度計。
紅外線在電磁波譜中,波長介于紅光和微波間的電磁波。波長約為 0.75~1000微米,不能引起視覺。紅外線有顯著的熱效應(yīng),可以用溫差電偶、光敏電阻或光電管等儀器來探測。紅外線易于被物體吸收,轉(zhuǎn)化為它的內(nèi)能;在通過云霧等充滿懸浮粒子的物質(zhì)時,有較強的穿透能力。紅外線在軍事上可用于通訊及跟蹤、探測目標;在工業(yè)上可用以烘干油漆、焙制食品等,對于遠距離目標、高速運動目標都可以用紅外技術(shù)進行非接觸測溫;在醫(yī)學上可用紅外技術(shù)診斷疾病。紅外技術(shù)在近20多年來已成為一門迅速發(fā)展的新興技術(shù)。
[紅外線] 人眼所看不見的,卻能透過或透入許多物質(zhì),如薄木片、膠木、樹木、紙片、薄霧、皮革等。物質(zhì)太厚了,紅外線就不能透過,只能透入一定程度。紅外線還能與原子打交道,使得原子的運動狀態(tài)發(fā)生一些變化。紅外線具有熱效應(yīng)。它在1800年被英國天文學家赫謝耳的發(fā)現(xiàn)就是由于它有顯著的熱效應(yīng)。利用紅外線的看不見、穿透力強、熱效應(yīng),以及能與原子打交道等性質(zhì),可以為我們找到許多用途。如紅外光譜分析、烘干、紅外照相、探測、通訊等。
紅外線波紅外線的波長比我們所能看到的可見光的波長還長一些,多數(shù)熱波都是紅外線波,這就是為什么當你把手放在朋友臉頰上時,可以感覺到溫暖,卻看不到光波。
什么是紅外線1800年,科學家威廉.赫歇耳爵士發(fā)現(xiàn)陽光中的能量大約有三分之二是來自肉眼看不見的熱能,或稱為紅外線幅射能。物體在陽光下暴曬會發(fā)熱,并不是因為它們吸收了我們所看到的可見陽光,而是伴隨在可見陽光中的紅外線幅射能。所有熱源中都含有紅外線,一文學家甚至可以通過紅外線發(fā)現(xiàn)某些星球,而不是借助于可見光波。這臺激光唱機是由搖控器內(nèi)的紅外線啟動,機上的紅色指示器可以讓你知道紅外線正在運作。在這個探測器或感應(yīng)箱中,它的感應(yīng)效能是通過一個可以探測光波的電動感光器得來的。當四周光線昏暗時,感應(yīng)器就會啟動紅外線探測器;白天在不需要照明時,它就不會啟動。
紅外線感受器 infrared receptor位于蝮蛇科(Crotalidae)、蛇(蝮蛇、飯匙倩、響尾蛇)的顏面兩側(cè)、僅對紅外線敏感的特殊溫度感受器。毒蛇在黑夜里,探測由對方發(fā)出的紅外線,起著猶如雙眼視覺的作用。在眼窩下呈小孔狀,亦稱孔器。其底部有類似中耳鼓膜樣的薄膜,其后部也有空腔與外界相通,這與耳咽管很相似。在細胞質(zhì)中存在著很多線粒體,在薄膜上三叉神經(jīng)纖維密布如網(wǎng)而成末梢,外側(cè)有許旺氏細胞包圍。紅外線一旦到達此薄膜,即與熱量成比例地發(fā)生電位變化。關(guān)于紅外線的感受機制雖還不十分清楚,但敏感度非常高,能辨別0.002℃。也有不具孔器而具有紅外感受性的毒蛇(王蛇),但在這種情況下?lián)^敏感度是很差的。
紫外線的發(fā)現(xiàn)1801年的一天,有一位研究太陽光譜的科學家突然想要了解太陽光分解為七色光后有沒有其它看不見的光存在。當時他手頭正好有一瓶氯化銀溶液。人們當時已知道,氯化銀在加熱或受到光照時會分解而析出銀,析出的銀由于顆粒很小而呈黑色。這位科學家就想通過氯化銀來確定太陽光七色光以外的成份。他用一張紙片醮了少許氯化銀溶液,并把紙片放在白光經(jīng)棱鏡色散后七色光的紫光的外側(cè)。過了一會兒,他果然在紙片上觀察到醮有氯化銀部分的低片變黑了,這說明太陽光經(jīng)棱鏡色散后在紫光的外側(cè)還存在一種看不見的光線,這位科學家把這種光線稱為紫外線。這位科學家就是里特,1776年12月16日,里特誕生于德國的西里西亞。小時候因家境貧寒,沒有念過幾年書。14歲時就去一家藥店當了學徒。在學徒期間,里特貪婪地閱讀了許多書籍,懂得了不少化學和物理學知識。憑著刻苦的自學,20歲那年,他考進了耶拿大學,后來在化學和電生理學方面作出的不少貢獻。1799年,他用伽伐尼電池成功地從硫酸銅溶液中電解出銅,由此得出靜電與伽伐尼電之間是一致的結(jié)論。他還正確指出產(chǎn)生伽伐尼電流的原因是伽伐尼電池內(nèi)部發(fā)生了化學反應(yīng),從而成為正確解釋伽伐尼電流成因的第一個人。1802年,里特制作了第一個干電池,1803年研制成功蓄電池。里特在物理學方面的主要貢獻就是發(fā)現(xiàn)了紫外線。紫外線是比紫光波長更短的輻射,是太陽光譜中的一部分,人們用肉眼是看不見的。強烈的紫外光照射,對人體,生物都有害,但適量的紫外光卻可使用感到精神爽快,可以促進機體的新陳代謝,紫外光在醫(yī)學上還被用來殺菌。另外,人們根據(jù)紫外線的“光激發(fā)光”(紫外線誘發(fā)物質(zhì)發(fā)光)現(xiàn)象,還創(chuàng)造了一種新分析方法,即熒光分析,它不僅可以檢測物質(zhì)的結(jié)構(gòu),而且還可以很清楚地發(fā)現(xiàn)人眼難以發(fā)現(xiàn)的機器零件的裂縫。紫外線的發(fā)現(xiàn)給人類帶來了福音,可它的發(fā)現(xiàn)者里特卻由于家境貧寒,生活清苦,正在他充滿憧憬向科學高峰攀登時,卻被肺病奪去了生命,在死時年僅34歲。
紫外線亦稱“紫外光”。在電磁波譜中位于紫光和倫琴射線(X射線)之間的電磁輻射。波長約為(4~39)×10-6厘米,不能引起視覺(即在可見光范圍之外)。可見光能透過的物質(zhì),對于紫外線的某些波段卻會強烈的吸收。例如:玻璃對波長小于35×10-4厘米的紫外線有強烈的吸收;地球大氣中的氧和臭氧幾乎全部吸收了太陽輻射中,波長小于29×10-6厘米的紫外線;水晶(即石英)吸收波長小于2×10-5厘米的紫外線;波長小于2×10-5厘米的紫外線被空氣強烈吸收。因此觀察這一紫外線波段的光譜儀的內(nèi)部必須抽成真空,這個波段稱為真空紫外,適用于這一波段的光譜儀稱為真空紫外光譜儀。水銀燈和電弧的光中有(25~39)×10-6厘米之間的強紫外輻射,是常用的紫外線光源,紫外線通常用光電元件和感光乳膠來檢測。紫外光譜是研究原子結(jié)構(gòu)的重要手段,紫外線在工農(nóng)業(yè)方面也有重要應(yīng)用價值。在生物學和醫(yī)學上常用紫外線進行殺菌消毒,誘發(fā)突變、治療皮膚病和軟骨病等。
全球——人口密集區(qū)紫外線增加美國航空航天局最近發(fā)表一項調(diào)查報告顯示,全球人口密集區(qū)域的紫外線有增加的趨勢。近10年來,紫外線增加最多的達10%。研究人員利用地球觀測衛(wèi)星對地球臭氧層和紫外線照射量進行了長達13年的觀測、并繪制了相應(yīng)的地圖。此外,設(shè)在加拿大、新西蘭及美國的8個地面觀測站,提供的觀測數(shù)據(jù)對上述觀測結(jié)果進行了補充。據(jù)此,研究人員對由于臭氧層的減少而導致紫外線照射量增加在地球緯度上分布狀況進行了分析。結(jié)果發(fā)現(xiàn),無論南半球還是北半球,人口密集區(qū)域的紫外線照射量都有顯著增加。包括南美的阿根廷和智利在內(nèi)的南緯55度附近的區(qū)域。10年間紫外線照射量增加有9.9%。英國、德國、俄羅斯等北緯55度附近的區(qū)域增加有6.8%;日本和美國等位于北緯30度到45度的區(qū)域增加有4%。
吸收紫外線的“能手”——臭氧大氣圈——地球的氣體外殼,人類和一切生物都生活在這外殼內(nèi)。在大氣圈中有一層是吸收紫外線的能手,那就是臭氧層。這層物質(zhì)雖然含量極少,但它對地球上的生命具有極重要的意義。若太陽輻射出來的紫外線全部暢通無阻地到達地面,那么地球上現(xiàn)存的生物恐怕早就蕩然無存了。因此,臭氧層如同難以透過的遮板,保護環(huán)境,免遭導致動物死亡的太陽紫外線照射。臭氧分子是由三個氧原子構(gòu)成的,化學性質(zhì)非常活潑,有一種特殊的臭味,故由此得名。它位于大氣圈的平流層中,濃度最大的地方是臭氧層,位于二十到三十公里的高空。正是這層吸收了大部分紫外線,起到保護地球生物的作用。臭氧易與氮氧化物反應(yīng),從而使臭氧量減少。氮氧化物來源有超音速飛機排出的,氮肥廣泛使用進入平流層的;還有廣泛應(yīng)用致冷劑的氟里昂,是臭氧最兇殘的“殺手”。這些“殺手”使臭氧層的臭氧正在不斷地減小。過量持久的紫外線照射會引起農(nóng)作物大幅度減產(chǎn),損害人體健康,引起皮膚癌等等。我們應(yīng)該及早采取措施,保護臭氧層!
紫外線在作祟原來,是洛杉磯特殊的地理位置、特殊的氣候條件和強烈的陽光照射等因素造成了這種煙霧。如果缺少了其中的任何一環(huán),煙霧就不可能發(fā)生。科學家發(fā)現(xiàn),在洛杉磯出現(xiàn)的煙霧是光化學煙霧,這種煙霧是排入大氣的氮氧化物和碳氫化物受陽光中紫外線作用而產(chǎn)生的一種具有刺激性的淺藍色煙霧,其中包含臭氧、過氧酰基硝酸酯和醛類等多種復雜化合物,它們都是光化學反應(yīng)生成的二次污染物。在特定的地理條件下,當遇到逆溫或不利擴散的氣象條件時,煙霧便會積聚不散,造成大氣污染事件,使人眼和呼吸道受到刺激或誘發(fā)各種呼吸道炎癥,危及人體健康。
預(yù)報紫外線輻射:隨著科學的發(fā)展和人們的需要,天氣預(yù)報又增加了新內(nèi)容:UV指數(shù),即紫外線輻射指數(shù)。美國國家氣象局在每天的天氣預(yù)報節(jié)目中,除了溫度、濕度、氣壓、風力等項目外,還對美國58個城市的紫外線輻射同時做出預(yù)報。
最能忍受紫外線照射的植物太陽光里有一種紫外線,幾乎對所有生物都有影響。特別是微生物,受到一定劑量的紫外線照射,十幾分鐘就會被殺死。所以醫(yī)院和某些工廠,常用紫外線進行滅菌。高等植物也不例外。根據(jù)科學家的研究,如果用相當于火星表面的紫外線強度作為標準,來照射各種植物,番茄、豌豆等只要3-4小時就死去;黑麥、小麥、玉米等照射60-100小時,能殺死葉片;而南歐黑松照射635小時,仍舊活著。這是對紫外線忍受能力最強的植物。科學家估計,象南歐黑松這樣的植物,能夠在火星上生活一個季節(jié)。這一事實證明,在地球以外的行星如火星上,有生物的存在是可能的。紫外線波長在可見光紫端到X射線間的電磁輻射,其波長范圍400~500納米之間,不能引起人們的視覺。1801年德國物理學家里特發(fā)現(xiàn)在日光光譜的紫端外側(cè)一段能夠使含有溴化銀的照相底片感光,因而發(fā)現(xiàn)了紫外線的存在。自然界的主要紫外線光源是太陽。太陽光透過大氣層時波長短于290×109米的紫外線為大氣層中的臭氧吸收掉。人工的紫外線光源有多種氣體的電弧(如低壓汞弧、高壓汞弧),紫外線有化學作用能使照相底片感光,熒光作用強,日光燈、各種熒光燈和農(nóng)業(yè)上用來誘殺害蟲的黑光燈都是用紫外線激發(fā)熒光物質(zhì)發(fā)光的。紫外線還有生理作用,能殺菌、消毒、治療皮膚病和軟骨病等。紫外線的粒子性較強,能使各種金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)。紫外線亦稱“紫外光”。在電磁波譜中位于紫光和倫琴射線(X射線)之間的電磁輻射。波長約為(4~39)×10-6厘米,不能引起視覺(即在可見光范圍之外)。可見光能透過的物質(zhì),對于紫外線的某些波段卻會強烈的吸收。例如:玻璃對波長小于35×10-4厘米的紫外線有強烈的吸收;地球大氣中的氧和臭氧幾乎全部吸收了太陽輻射中,波長小于29×10-6厘米的紫外線;水晶(即石英)吸收波長小于2×10-5厘米的紫外線;波長小于2×10-5厘米的紫外線被空氣強烈吸收。因此觀察這一紫外線波段的光譜儀的內(nèi)部必須抽成真空,這個波段稱為真空紫外,適用于這一波段的光譜儀稱為真空紫外光譜儀。水銀燈和電弧的光中有(25~39)×10-6厘米之間的強紫外輻射,是常用的紫外線光源,紫外線通常用光電元件和感光乳膠來檢測。紫外光譜是研究原子結(jié)構(gòu)的重要手段,紫外線在工農(nóng)業(yè)方面也有重要應(yīng)用價值。在生物學和醫(yī)學上常用紫外線進行殺菌消毒,誘發(fā)突變、治療皮膚病和軟骨病等。
[紫外線] 在電磁波譜中位于紫光和X射線之間的電磁輻射。也叫紫外光。波長約為0.04~0.39微米,不能引起視覺。紫外線最突出的特性是在它的照射下,許多物質(zhì)會發(fā)生熒光,照明的日光燈就是利用紫外線的熒光作用制成的。紫外線具有化學作用,能使照片底片感光。紫外線還具有生理作用,在醫(yī)療保健方面用途較大。紫外線還可以透過表皮,使人體內(nèi)部組織細胞發(fā)生化學變化。長時間暴露于紫外線下的皮膚會變色,血管會擴張,血液中的鈣質(zhì)和磷質(zhì)增多,紅血球和血色素亦會增加。另外還特別適宜治療佝僂病、小兒虛弱癥、肺以外的結(jié)核病以及某些傳染性皮膚病等。太陽光中(透過大氣層后被空氣吸收了大部分紫外線)含紫外線雖然不多,但對人體是很有益的。長期在城市居住、在室內(nèi)工作的人,常因缺乏紫外線而體質(zhì)漸弱,膚色蒼白,尤其在礦井或地下工作人員,應(yīng)常用太陽燈或水銀燈照射。另外,紫外線還有使油漆干燥,對食物、飲水、衣服、用具等消毒殺菌的作用。
抗紫外線織物問世近年來,大氣污染造成的臭氧空洞使越來越多的紫外線輻射到地表,皮膚癌患者因此急劇上升。您能容忍自己健康的肌膚橫遭荼毒嗎?一項來自寧夏的科技發(fā)明給人類帶來了福音:抗紫外線并釋放遠紅外線纖維織物在寧夏研制成功,并于日前通過技術(shù)鑒定,制成的環(huán)保功能服裝也已初步形成生產(chǎn)力。經(jīng)國家計量科學院測試,這類服裝紫外線屏蔽率達98.3%,遠紅外線發(fā)射率達90%以上。衛(wèi)生防疫部門檢測認定為“無毒、無味、無刺激、無任何副作用”產(chǎn)品。把抗紫外線并釋放遠紅外線織物應(yīng)用到制衣中,不但解決了抗紫外線輻射的技術(shù)要素,還具有了保健功能,使人類著裝憑添新概念,成為服裝系列中的奇葩。
X射線與紫外線波外線與X射線(也稱X光)的波長都很短,它們可以穿透固體物,例如人體組織。短時間受到這類光線照射,對身體無傷害,例如:醫(yī)師可以通過X光片來了解人的身體狀況,不過,如果過度暴露在這些光線下,將對人體產(chǎn)生極大的危害。曬傷的原因長時間直接暴露在烈日下,就等到于過度暴露于紫外線的照射,將會導致曬傷。長年累月暴露在陽光下的人,有可能因紫外線的過度
光學技術(shù)裝備發(fā)展的歷史有哪些
大陸各地研制的高低技術(shù)光學軍用儀器可說數(shù)以干計,當中不乏精品。只是當時的政治動亂,加上發(fā)展項目太多、資金不足、戰(zhàn)略政策及方針未能有效配合,使中國軍用光學設(shè)備在1960年中期放慢發(fā)展腳步,但仍偶有佳作,光是1970年裝備陸軍的主動紅外線觀察瞄準鏡就有10多種,不過這類裝備當時已開始被第一代微光夜視...
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一類灶都有什么
二、電磁爐灶 電磁爐灶是利用電磁感應(yīng)原理來加熱的一種灶具。它不像傳統(tǒng)明火灶那樣燃燒燃料,而是使用電能,通過電磁場作用在鍋具上產(chǎn)生熱量。電磁爐灶具有高效、環(huán)保、易控制的優(yōu)點,適用于家庭和商業(yè)廚房。三、紅外線灶 紅外線灶采用紅外線技術(shù),通過燃燒產(chǎn)生紅外線輻射,再將被輻射物體加熱。這類灶加熱...
美黑歷史溯源
20世紀初,美黑成為一種流行的治病方法,人們相信它能促進健康。約翰·哈維·凱洛格發(fā)明了室內(nèi)美黑裝置——“美黑床”,人們躺在其上接受紫外線照射,以達到變黑的目的。凱洛格早期的美黑床使用紅外線,只有長期使用,少量紫外線照射才會引起膚色變化。隨著改進,他的裝置釋放出大量紫外線,自1876年起,貝特...
紅外線感應(yīng)器的發(fā)展過程
作為一種代替人的感官的工具,感應(yīng)器的歷史比近代科學的出現(xiàn)還要古老。天平作為測重的工具在古埃及就開始使用了,一直沿用到現(xiàn)代。利用液體膨脹特性的溫度測量在十六世紀就已經(jīng)出現(xiàn)。以電學的基本原理為基礎(chǔ)的感應(yīng)器是在近代電磁學發(fā)展的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的,但是隨著真空管和半導體等有源元件的可靠性的提高,這種...
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時至今日,無線遙控器已經(jīng)在生活中得到了越來越多的應(yīng)用,給人們帶來了極大的便利。隨著科技的進步無線遙控器也擴展到了許多種類,簡單來說常見的有2種,一種是家電常用的紅外遙控模式(IR Remote Control),另一種是防盜報警設(shè)備、門窗遙控、汽車遙控等等常用的無線電遙控模式(RF Remote Control)。 [編輯本段]歷史 到底...
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蘋果有沒有紅外線遙控功能
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人類根據(jù)哪個生物,發(fā)明了新式飛機
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