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自從1802年,物理學家理特(Ritte)發現紫外線至今已有近200年的歷史了,但是人類制造第一只紫外線燈管還是20世紀30年代的事,而真正能付諸實用的新型紫外線光源更是在60年代后才出現的,可見紫外線技術發展比較晚。近十年來,隨著新型紫外線光源的出現,紫外線技術得到了迅速的發展。目前正深入到國民經濟的許多部門,發揮著重要的作用。
一、紫外線的基本性質
紫外線一般是指波長在400~180納米之間的電磁輻射線。它有以下幾個特點:
1、波動性:紫外線和可見光一樣是一種包含著各種波長、相位、振幅的光,具有光的干涉、衍射、色散等現象,屬于“非相于性光”。紫外線也延直線傳播,遵守光的反射定律、折射定律和透鏡成像原理。
2、量子性:紫外線是由許多光量子組成的,每個光量子都具有一定的能量,不同波長的光量子的能量不同。紫外線的光量子能量比可見光的光量子能量大。
二、紫外線技術的應用
(一)熒光效應:由于紫外線光量子具有較大的能量,所以當紫外線照射到很多物質上時使分子受激而發射熒光。這些物質輻射熒光的現象就稱為紫外線的熒光效應。紫外線的熒光效應是一種光致發光。當紫外線照射到某些物質時,這些物質有選擇的吸收后,發射出不同波長和不同強度的可見光來。當紫外線停止照射后,熒光也隨之消失。實際上,當紫外線照射到熒光物質上時,會發生3種情況:一部分紫外線被反射,一部分被熒光物質吸收,另一部分透射出去。其中,只有被熒光物質吸收的這部分紫外線才對發光起作用:當熒光物質吸收了紫外線后,內部的分子會發生能量狀態的變化,在不同能級間躍遷,發射出熒光:
物質表面發射的熒光能反映該物質的特性,憑此可對該物質進行定性和定量分析。
1、熒光探傷,在機械制造工業中,以前對零部件的探傷常采用超聲波X光等方法,但都不如用熒光法簡便。熒光探傷就是把被檢測的零件在熒光物質的溶液中浸泡一定時間,取出后用毛刷把零件表面的熒光物質刷掉。由于浸入零件裂縫中的熒光物質不可能被刷掉,經過這樣處理的零件放入暗室里,用不透明玻殼的紫外線高壓汞燈照射零件表面,殘存在裂縫內部的熒光物質將發射出熒光來,這樣就可以找出有傷痕的零件。
2、光舞臺特技:舞臺特技的做法是用熒光粉涂畫成相應的圖形,然后用相應的紫外線光源照射其畫面,在黑暗的舞臺上呈現出各種夜景,如星辰、月亮、燈光、城市夜景和碼頭燈光等等。使觀眾有身臨其境的感覺,舞臺效果逼真。
3、其他應用:在刑事偵查上用熒光分析血清蛋白和血漿酶,可以查出人種、性別、年齡等重要線索,尸體內殘存的一些毒品、藥品用熒光分析可查出品種和含量,根據傷口也可查出所用兇器;另外,借助熒光分析可以辨別文件、紙幣、證件、郵票歷史文物和書畫的真偽。
(二)光電效應:當紫外線照射到金屬的表面時,金屬內部的自由電子會逸出金屬表面,這種紫外線的光致電子發射構成了紫外線光電效應的一部分。紫外線的光電效應是光能轉化為電能的一種方式。光電效應分為外光電效應、內光電效應和光生伏特效應。紫外線照射能產生光電效應的材料除了金屬、半導體外,還有某些氣體和一些化學物質,人與動植物被照射后也能產生光電效應。
人體的光電效應在人體內產生許多活性因子。因為生物體內每一個細胞都是一個微電池,在細胞內外有一定的電勢差。當紫外線照射細胞后,產生光電效應,使細胞變為活性因子。這些活性因子是治療某些疾病的重要因素。而動植物的光電效應,更直接影響到動植物的生長過程。氣體的光電效應主要應用是制造“空氣罐頭”。所謂“空氣罐頭”就是氣體的負離子。當短波紫外線照射到空氣中的某些氣體分子或原子時,使氣體分子或原子中的電子逸出,逸出后的電子附著在其他氣體分子上,使氣體分子變為負離子。負離子能使人健康長壽,還能醫治一些疾病。被稱為“空氣維生素”。
G13燈頭 | 燈管示意圖 |
燈管接線圖 |
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