紫外線穿透力....
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2007-06-20 1:00 am
✔ 最佳答案
紫外線，波長比可見光短的電磁波，波長在1到380奈米之間，在光譜上位於紫色光外側。具有熒光效應，能使熒光物質發光。能透過空氣，但不易透過玻璃，不能透過窗簾,衣物,具有殺菌的能力。對眼睛和皮膚有一定的傷害。 俗稱紫外光。 
2007-06-20 1:13 am
看不見的光－－紫外線
2003 年 TOMS 衛星以紫外線波段觀測到南極上空的臭氧層破洞。
紫外線和可見光一樣都是「電磁波」中的一部分，一般簡寫成 UV（ultraviolet）。肉眼可見的可見光只是電磁波中的一小部分，卻占了太陽輻射能量中的主要部分，而紫外線波段的能量還不到可見光的十分之一。
可見光的波長依照七彩顏色「紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫」由長而短，在紫光之外，波長小於 400 奈米（一奈米 = 10−9 米）的就是紫外線了。在紫外線之外還有Ｘ射線，以及波長更短、能量更高的伽瑪射線。雖然波長越短的電磁波光子的個別能量越高，光子的數量卻少得多，因此總和的分量就無足輕重了。
而在紅光之外比紅光波長更長的，就是紅外線，在紅外線之外還有微波、無線電波等電磁波。在紅外線這一側的電磁波，因為在生活中應用很廣，所以我們會覺得很熟悉，像加熱食物用的微波爐、收音機的 AM 與 FM 頻道、無線電視的 UHF 與 VHF 頻道、現在人手一機的行動電話等，都使用到這些電磁波。
紫外線的波長範圍大約是從 400 奈米到 200 奈米，其中再分成 UV-A、UV-B 和 UV-C 三個部分。紫外線的波段分界在不同組織或學域裡略有不同，物理學上習慣把 320 ~ 400 奈米範圍的稱為 UV-A，280 ~ 320 奈米的稱為 UV-B，200 ~ 280 奈米的部分稱為 UV-C。光子的能量和光波頻率成正比（和波長成反比），因此紫外線的波長越短表示能量越高，殺傷力也越大。
在這三種紫外線中，UV-A 的能量最弱，殺傷力也最弱。它不會讓細胞立刻死亡，也不太會讓皮膚發紅，而是刺激細胞產生黑色素來阻擋紫外線，所以曬多了只會使皮膚變黑。
以前有一段時間國外上班族流行到健身中心進行「紫外線烤黑」，理由是上班族天天窩在辦公室內，沒有機會外出接觸陽光，只有常常到戶外打高爾夫球或到海灘度假的富商名流，才有機會把皮膚曬黑，皮膚黑就變成了有錢有閒的象徵。於是健身中心就推出像科幻電影中的「冬眠艙」一樣的「紫外線烤箱」，用 UV-A 燈把皮膚烤成像是到海灘度假回來一樣，讓這些沒錢沒閒去度假的上班族們，也可以滿足一下虛榮心。
一般我們遇到強光時瞳孔會縮小以減少進光量，可是肉眼看不到紫外線，瞳孔不會有反應，而且很多人會忘記戴眼罩，水晶體內的蛋白質長時間受到紫外線的照射，會被破壞成像半熟雞蛋一樣的白濁狀，這就是所謂的「白內障」了。其實比較容易引起水晶體內蛋白質變質造成白內障的是 UV-B，可是大家都會注意防範 UV-B，反而常常忽略了 UV-A 所能造成的傷害。UV-A 殺傷力雖然弱，而且也能促進人體所需維生素的合成，但是大量照射還是有害健康的。
UV-B 的能量比 UV-A 強，因此殺傷力比較大，照射後很容易使皮膚發紅甚至脫皮。一般防曬乳液所防範的主要就是 UV-B，氣象局的紫外線指數預報也是針對這一個波段。以往的防曬乳液主要是為了防止曬傷，所以只添加了隔離 UV-B 的成分，其防曬效果以 SPF（sun protection factor）指數來標示。SPF值 20 的乳液表示可以減弱 UV-B 至原先的 1/20，也可以說成是抹了之後可以在太陽下曬 20 倍的時間，才會受到同等的曬傷。
一般家庭每到了換季的時候，就會把棉被衣物拿到太陽下曬過後再收藏起來，目的就是利用陽光中的紫外線殺菌。在 A、B 及 C 三個波段中，殺菌力最強的是 UV-C，但是 UV-C 會被大氣層吸收，不容易到達地表。到達地面最多的 UV-A 能量則太弱，而到達地面的 UV-B 雖然數量不如 UV-A，但是總和之後，UV-B 才是最主要的細菌殺手。
平常陽光中的 UV-B 會被大氣中的臭氧吸收掉，因此到達地面時威力已經大減。但是近幾十年來，因為大量使用冷氣和冰箱等溫度調節設施，這些家電所用的冷媒漏到大氣中會破壞臭氧，造成了南極上空大片的臭氧層破洞，於是 UV-B 便可長驅直入抵達地球表面。
雖然因為南極地區人煙稀少，所以還沒有釀成大禍，但是如果繼續使用氟氯碳化物使臭氧層破洞加大，總有一天會擴及人煙密集的地方，那時再要挽救可能就來不及了。因此 1985 年各國簽訂了維也納公約，致力於減少氟氯碳化物的生產與洩放，希望能阻止臭氧層破洞的擴大。
UV-C 的能量高、殺傷力大，一般常見於生物實驗室或餐廳廚房用的紫外線殺菌箱中。殺菌用的 UV-C 燈管外觀很有趣，因為它不像一般的日光燈管壁是白色的，而是無色透明的。這是因為日光燈管發出的本來就是 UV-C，必須在管壁塗一層螢光物質才能把 UV-C 轉換成可見光，如果管壁不塗螢光塗料，發出來的就是可以殺菌的 UV-C 了。
這樣說起來，UV-C 燈管比一般日光燈管省工又省料，價錢應該比較便宜，可是實際的價錢卻比一般的日光燈管貴了幾十倍。其關鍵並不在技術或材料成本，而是因為 UV-C 燈管不像日光燈管一樣大量生產，所以才會比較貴。
紫外線殺菌燈通常是用低壓水銀氣體放電方式，產生波長 253.7 奈米的 UV-C 來殺菌。而一般家庭、教室或辦公室廣泛使用的日光燈，裡面充填的就是水銀和輔助啟動用的氬、氪等氣體。那我們不是每天都生活在強烈的UV－C照射之下嗎？可是我們並沒有被 UV-C 殺傷啊？而且 UV-C 不是應該肉眼看不到嗎？但是我們卻看到日光燈發出白光！
其實就是日光燈管內壁那一層「螢光物質」，加上燈管的玻璃發揮了吸收與阻隔作用。管壁上的螢光物質會吸收水銀蒸氣發出的 UV-C，然後轉換成可見光。一般日光燈管通常會塗上負責把 UV-C 轉換成藍、紅及綠三原色的三種材質以組成白光，只要調整三者的比例就可以產生所需要的顏色（例如感覺比較溫暖的黃色）。
水銀蒸氣發出的 UV-C 大部分被螢光塗料轉換成可見光，穿過螢光塗料層的殘餘 UV-C，還要穿透日光燈管的玻璃管壁才出得來。但是玻璃對可見光和鄰近的 UV-A、近紅外線是透明的，對於 UV-C 就幾乎是完全不透明了。因此這些 UV-C 會被玻璃燈管吸收，到最後能夠穿透管壁的殘存 UV-C 已經不足以對人體產生傷害了。
市面上有很多冷氣機或空氣濾清器標榜有所謂的「殺菌光」，所謂的「殺菌光」，就是裡面加裝了 UV-C 燈管殺菌罷了。冷氣由於不斷抽氣過濾，所以濾網、冷凝管及大型冷氣的水盤常常吸附很多灰塵，如果沒有定期清洗，就容易滋生細菌。
1976 年在美國賓州有一場退伍軍人聚會，會後有很多人死於肺部感染疾病，後來查出是因為會場的冷氣久未清理而細菌叢生，因此被稱為「退伍軍人症」。如果在冷氣機的內部裝設 UV-C 燈管來殺菌，就可以減少排出的細菌。不過，殺菌光只能算是治標，經常清理冷氣機的濾網和水盤才是正途。
本來陽光中也有很多 UV-C，但是這些 UV-C 在空中就被地球大氣吸收了，能夠穿透大氣到達地面的 UV-C 並不是很多，因此生物才能夠大白天在戶外活動。如果地球沒有大氣層，我們不是出門要背著防紫外線的厚重甲殼，就是得跟吸血鬼一樣變成夜行性動物。
由於紫外線的能量比可見光高，因此能產生「螢光」現象，像日光燈就是其中一種應用。當能量較高的紫外線遇到物質時，可能會被原子或分子中的電子吸收，吸收了光子的電子會跳到比較高的能階。但是高能量能階上的電子並不穩定，隨時會自己「找臺階下」。有些電子不會直接跳回原來的狀態，而是先到其他中間能階串串門子再回來，這時它的能量會分批釋放出來，每階段放出的光子能量都比原來的小，如果其中一段的能量剛好落在可見光範圍內，我們就會看見這個物質發出了神祕的「螢光」。
日光燈就是利用螢光物質把水銀蒸氣發出的 253.7 奈米的 UV-C 轉換成可見光，不同的螢光物質轉換成的可見光波長（顏色）並不一樣，因此混合不同螢光物質可以調出所需的顏色。像現在的省電燈泡或日光燈管除了白色之外，也有比較柔和的黃色，就是混合幾種螢光物質調出來的。其實省電燈泡並不是燈泡。一般的燈泡是利用電流通過鎢絲發熱來發光，大部分的電能都用在發熱上，所以很耗電又不太亮。省電燈泡其實是偽裝成燈泡形狀的日光燈，所以比傳統燈泡省電。
螢光物質在生活中到處可見，其中跟我們最貼身相關的就是洗衣粉中的螢光劑。許多洗衣粉的廣告都標榜：「比白還要白。」所謂的「純白」最多就是把入射光百分之百反射，但是入射光就那麼多，最白也就是 100％ 反射而已，那要如何「比白還要白」（反射光比入射光還多）呢？其中的訣竅就在「螢光劑」了！
陽光雖然以可見光為主，但並不是只有可見光而已，它還有紫外線、紅外線，還有很弱的微波、無線電波、Ｘ光、γ 射線等其他波段的電磁波。在這些看不見的光波之中，紫外線的能量比可見光高一點，如果用螢光劑把紫外線（主要是 UV-A 波段）吸收之後部分轉換成可見光，就可以讓反射的可見光超過入射的可見光，於是就「比白還要白」了。
因此，只要在洗衣粉或衣服材質中添加一些螢光劑，我們看到的衣服亮度可能是「100％ 可見光反射 + 10％ 由紫外線轉換成的可見光 = 110％ 的反射光」，於是衣服就會看起來非常明亮潔白了。
如果衣服洗後非常地潔白，媽媽們可不要太得意，因為那表示洗衣粉或衣料中可能添加了螢光劑。在陽光下，用含有螢光劑的洗衣粉洗過的衣服看起來只是比較白一點而已，可是如果站到會發出 UV-A 的「黑燈管」前面，你就會發現自己變成一隻人工螢火蟲了。
2003 年 TOMS 衛星以紫外線波段觀測到南極上空的臭氧層破洞。
紫外線和可見光一樣都是「電磁波」中的一部分，一般簡寫成 UV（ultraviolet）。肉眼可見的可見光只是電磁波中的一小部分，卻占了太陽輻射能量中的主要部分，而紫外線波段的能量還不到可見光的十分之一。
可見光的波長依照七彩顏色「紅、橙、黃、綠、藍、靛、紫」由長而短，在紫光之外，波長小於 400 奈米（一奈米 = 10−9 米）的就是紫外線了。在紫外線之外還有Ｘ射線，以及波長更短、能量更高的伽瑪射線。雖然波長越短的電磁波光子的個別能量越高，光子的數量卻少得多，因此總和的分量就無足輕重了。
而在紅光之外比紅光波長更長的，就是紅外線，在紅外線之外還有微波、無線電波等電磁波。在紅外線這一側的電磁波，因為在生活中應用很廣，所以我們會覺得很熟悉，像加熱食物用的微波爐、收音機的 AM 與 FM 頻道、無線電視的 UHF 與 VHF 頻道、現在人手一機的行動電話等，都使用到這些電磁波。
紫外線的波長範圍大約是從 400 奈米到 200 奈米，其中再分成 UV-A、UV-B 和 UV-C 三個部分。紫外線的波段分界在不同組織或學域裡略有不同，物理學上習慣把 320 ~ 400 奈米範圍的稱為 UV-A，280 ~ 320 奈米的稱為 UV-B，200 ~ 280 奈米的部分稱為 UV-C。光子的能量和光波頻率成正比（和波長成反比），因此紫外線的波長越短表示能量越高，殺傷力也越大。
在這三種紫外線中，UV-A 的能量最弱，殺傷力也最弱。它不會讓細胞立刻死亡，也不太會讓皮膚發紅，而是刺激細胞產生黑色素來阻擋紫外線，所以曬多了只會使皮膚變黑。
以前有一段時間國外上班族流行到健身中心進行「紫外線烤黑」，理由是上班族天天窩在辦公室內，沒有機會外出接觸陽光，只有常常到戶外打高爾夫球或到海灘度假的富商名流，才有機會把皮膚曬黑，皮膚黑就變成了有錢有閒的象徵。於是健身中心就推出像科幻電影中的「冬眠艙」一樣的「紫外線烤箱」，用 UV-A 燈把皮膚烤成像是到海灘度假回來一樣，讓這些沒錢沒閒去度假的上班族們，也可以滿足一下虛榮心。
一般我們遇到強光時瞳孔會縮小以減少進光量，可是肉眼看不到紫外線，瞳孔不會有反應，而且很多人會忘記戴眼罩，水晶體內的蛋白質長時間受到紫外線的照射，會被破壞成像半熟雞蛋一樣的白濁狀，這就是所謂的「白內障」了。其實比較容易引起水晶體內蛋白質變質造成白內障的是 UV-B，可是大家都會注意防範 UV-B，反而常常忽略了 UV-A 所能造成的傷害。UV-A 殺傷力雖然弱，而且也能促進人體所需維生素的合成，但是大量照射還是有害健康的。
UV-B 的能量比 UV-A 強，因此殺傷力比較大，照射後很容易使皮膚發紅甚至脫皮。一般防曬乳液所防範的主要就是 UV-B，氣象局的紫外線指數預報也是針對這一個波段。以往的防曬乳液主要是為了防止曬傷，所以只添加了隔離 UV-B 的成分，其防曬效果以 SPF（sun protection factor）指數來標示。SPF值 20 的乳液表示可以減弱 UV-B 至原先的 1/20，也可以說成是抹了之後可以在太陽下曬 20 倍的時間，才會受到同等的曬傷。
一般家庭每到了換季的時候，就會把棉被衣物拿到太陽下曬過後再收藏起來，目的就是利用陽光中的紫外線殺菌。在 A、B 及 C 三個波段中，殺菌力最強的是 UV-C，但是 UV-C 會被大氣層吸收，不容易到達地表。到達地面最多的 UV-A 能量則太弱，而到達地面的 UV-B 雖然數量不如 UV-A，但是總和之後，UV-B 才是最主要的細菌殺手。
平常陽光中的 UV-B 會被大氣中的臭氧吸收掉，因此到達地面時威力已經大減。但是近幾十年來，因為大量使用冷氣和冰箱等溫度調節設施，這些家電所用的冷媒漏到大氣中會破壞臭氧，造成了南極上空大片的臭氧層破洞，於是 UV-B 便可長驅直入抵達地球表面。
雖然因為南極地區人煙稀少，所以還沒有釀成大禍，但是如果繼續使用氟氯碳化物使臭氧層破洞加大，總有一天會擴及人煙密集的地方，那時再要挽救可能就來不及了。因此 1985 年各國簽訂了維也納公約，致力於減少氟氯碳化物的生產與洩放，希望能阻止臭氧層破洞的擴大。
UV-C 的能量高、殺傷力大，一般常見於生物實驗室或餐廳廚房用的紫外線殺菌箱中。殺菌用的 UV-C 燈管外觀很有趣，因為它不像一般的日光燈管壁是白色的，而是無色透明的。這是因為日光燈管發出的本來就是 UV-C，必須在管壁塗一層螢光物質才能把 UV-C 轉換成可見光，如果管壁不塗螢光塗料，發出來的就是可以殺菌的 UV-C 了。
這樣說起來，UV-C 燈管比一般日光燈管省工又省料，價錢應該比較便宜，可是實際的價錢卻比一般的日光燈管貴了幾十倍。其關鍵並不在技術或材料成本，而是因為 UV-C 燈管不像日光燈管一樣大量生產，所以才會比較貴。
紫外線殺菌燈通常是用低壓水銀氣體放電方式，產生波長 253.7 奈米的 UV-C 來殺菌。而一般家庭、教室或辦公室廣泛使用的日光燈，裡面充填的就是水銀和輔助啟動用的氬、氪等氣體。那我們不是每天都生活在強烈的UV－C照射之下嗎？可是我們並沒有被 UV-C 殺傷啊？而且 UV-C 不是應該肉眼看不到嗎？但是我們卻看到日光燈發出白光！
其實就是日光燈管內壁那一層「螢光物質」，加上燈管的玻璃發揮了吸收與阻隔作用。管壁上的螢光物質會吸收水銀蒸氣發出的 UV-C，然後轉換成可見光。一般日光燈管通常會塗上負責把 UV-C 轉換成藍、紅及綠三原色的三種材質以組成白光，只要調整三者的比例就可以產生所需要的顏色（例如感覺比較溫暖的黃色）。
水銀蒸氣發出的 UV-C 大部分被螢光塗料轉換成可見光，穿過螢光塗料層的殘餘 UV-C，還要穿透日光燈管的玻璃管壁才出得來。但是玻璃對可見光和鄰近的 UV-A、近紅外線是透明的，對於 UV-C 就幾乎是完全不透明了。因此這些 UV-C 會被玻璃燈管吸收，到最後能夠穿透管壁的殘存 UV-C 已經不足以對人體產生傷害了。
市面上有很多冷氣機或空氣濾清器標榜有所謂的「殺菌光」，所謂的「殺菌光」，就是裡面加裝了 UV-C 燈管殺菌罷了。冷氣由於不斷抽氣過濾，所以濾網、冷凝管及大型冷氣的水盤常常吸附很多灰塵，如果沒有定期清洗，就容易滋生細菌。
1976 年在美國賓州有一場退伍軍人聚會，會後有很多人死於肺部感染疾病，後來查出是因為會場的冷氣久未清理而細菌叢生，因此被稱為「退伍軍人症」。如果在冷氣機的內部裝設 UV-C 燈管來殺菌，就可以減少排出的細菌。不過，殺菌光只能算是治標，經常清理冷氣機的濾網和水盤才是正途。
本來陽光中也有很多 UV-C，但是這些 UV-C 在空中就被地球大氣吸收了，能夠穿透大氣到達地面的 UV-C 並不是很多，因此生物才能夠大白天在戶外活動。如果地球沒有大氣層，我們不是出門要背著防紫外線的厚重甲殼，就是得跟吸血鬼一樣變成夜行性動物。
由於紫外線的能量比可見光高，因此能產生「螢光」現象，像日光燈就是其中一種應用。當能量較高的紫外線遇到物質時，可能會被原子或分子中的電子吸收，吸收了光子的電子會跳到比較高的能階。但是高能量能階上的電子並不穩定，隨時會自己「找臺階下」。有些電子不會直接跳回原來的狀態，而是先到其他中間能階串串門子再回來，這時它的能量會分批釋放出來，每階段放出的光子能量都比原來的小，如果其中一段的能量剛好落在可見光範圍內，我們就會看見這個物質發出了神祕的「螢光」。
日光燈就是利用螢光物質把水銀蒸氣發出的 253.7 奈米的 UV-C 轉換成可見光，不同的螢光物質轉換成的可見光波長（顏色）並不一樣，因此混合不同螢光物質可以調出所需的顏色。像現在的省電燈泡或日光燈管除了白色之外，也有比較柔和的黃色，就是混合幾種螢光物質調出來的。其實省電燈泡並不是燈泡。一般的燈泡是利用電流通過鎢絲發熱來發光，大部分的電能都用在發熱上，所以很耗電又不太亮。省電燈泡其實是偽裝成燈泡形狀的日光燈，所以比傳統燈泡省電。
螢光物質在生活中到處可見，其中跟我們最貼身相關的就是洗衣粉中的螢光劑。許多洗衣粉的廣告都標榜：「比白還要白。」所謂的「純白」最多就是把入射光百分之百反射，但是入射光就那麼多，最白也就是 100％ 反射而已，那要如何「比白還要白」（反射光比入射光還多）呢？其中的訣竅就在「螢光劑」了！
陽光雖然以可見光為主，但並不是只有可見光而已，它還有紫外線、紅外線，還有很弱的微波、無線電波、Ｘ光、γ 射線等其他波段的電磁波。在這些看不見的光波之中，紫外線的能量比可見光高一點，如果用螢光劑把紫外線（主要是 UV-A 波段）吸收之後部分轉換成可見光，就可以讓反射的可見光超過入射的可見光，於是就「比白還要白」了。
因此，只要在洗衣粉或衣服材質中添加一些螢光劑，我們看到的衣服亮度可能是「100％ 可見光反射 + 10％ 由紫外線轉換成的可見光 = 110％ 的反射光」，於是衣服就會看起來非常明亮潔白了。
如果衣服洗後非常地潔白，媽媽們可不要太得意，因為那表示洗衣粉或衣料中可能添加了螢光劑。在陽光下，用含有螢光劑的洗衣粉洗過的衣服看起來只是比較白一點而已，可是如果站到會發出 UV-A 的「黑燈管」前面，你就會發現自己變成一隻人工螢火蟲了。
收錄日期: 2021-04-20 11:44:03
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