電磁頻譜 紫外線

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簡介

“紫外線”（UV射線）是電磁頻譜的一部分，範圍從可見光譜的末端延伸到X射線區域。這些射線對人體皮膚和眼睛有害。持續照射“紫外線”會導致多種疾病。此外，“臭氧層”吸收了大量來自陽光的“紫外線”。另外，“汞燈、黑光燈和曬黑燈”是存在於大氣中的紫外線的一些來源。

關於電磁頻譜

“電磁（EM）頻譜”是所有已分類輻射的集合。“電磁輻射”來自不同的來源，是形成“電磁頻譜”的原因（Earthsky，2022）。此外，輻射可以傳播不同型別的“可見光”。這些光的主要來源如下：

無線電波

廣播電臺發射的無線電波是電磁頻譜的來源，聽眾在調諧不同電臺時，這些波進入大氣層。

紅外線

夜視鏡和現代“閉路電視攝像機”使用紅外感應光，併發出“紅外線”。它有助於使用者在夜間獲得清晰的視野。

微波

在家庭或餐廳烹飪不同食物時會產生“微波輻射”。“微波輻射”也是“電磁頻譜”的一個來源，天文學家利用它來獲取有關附近星系結構的資訊（Kupriyanov & Shafigullin，2018）。

紫外線

“紫外線輻射”是太陽釋放的另一種型別的電磁頻譜，會導致“曬傷和疾病”。

X射線

“X射線輻射”是有用的電磁頻譜，用於掃描人體影像和出於安全原因，它被用於掃描車站和機場的不同行動式物品。

圖1：不同型別的電磁頻譜

紫外線的發現

“紫外線”是“電磁輻射”家族的一部分，其中光的末端是紫色的，並且具有微小的“波長”。通常，紫外光是陽光發出的更大能量來源，人眼無法看到。“約翰·裡特”在19世紀發明了紫外線，目的是檢查是否存在可以超越可見光譜的波。它最初是一個未知的照片，在藍光的影響下，它變黑的速度更快（Ismlandmarks.wordpress，2022）。後來，人們發現膠片可以變紫，因此證實了紫外線的存在。

圖2：紫外線

“紫外線的波長和頻率”

由於所有電磁波都可以透過真空以不同的速度傳播，因此波長具有不同的頻率水平。波每秒重複的週期數，可以定義為波的頻率。此外，赫茲是測量波頻率水平的常用SI單位。奈米被用作頻率水平的單位來測量紫外線波。此外，與可見光源相比，紫外線具有更短的波長，肉眼無法看到（Sciencecompany，2022）。此外，紫外線波長範圍約為10奈米到約400奈米。它的頻率在$\mathrm{800\:THz\:to\:30\:PHz}$之間。

圖3“紫外線輻射成分”

根據波長的型別，紫外線輻射可分為三種不同的型別。所有不同型別的紫外線的長度都可能對人體皮膚有害（Sciencelearn，2022）。此外，紫外線波長越短，對人體皮膚的危害越大。分類如下：

• UVA − “波長為$\mathrm{315-400\:nm}$”

• UVB − “波長為$\mathrm{280-315\:nm}$”

• UVC − “波長為$\mathrm{100-280\:nm}$”

紫外線的應用

目前，紫外線在現代世界的應用得到了相應的體現。它用於工業和商業目的。通常，紫外線的應用包括調節水溫、淨化空氣、皮膚治療、室內園藝等。以下是目前紫外線的重要應用：

水處理

利用200奈米到310奈米範圍內的波長來消除“微生物”，作為有效的能量光譜來淨化水（Wang et al. 2018）。透過以加壓蒸汽或氣體形式透過“電弧”發射紫外線照射可以消毒水。

生物學應用

紫外線可以透過施加特定波長來破壞目標DNA從而殺死人體細胞。這種治療存在風險，過度使用這種方法會損害人體器官（Chen et al. 2020）。輻射的應用可以透過殺死DNA來幫助治癒不同的疾病，以阻止疾病在人體內的傳播。此過程完全取決於目標細胞的位置。

室內園藝

“多酚”的生產是紫外線應用的有效部分之一。紫外線輻射的應用可以增加室內種植和增加大麻的產量，從而增加不同的醫療用途。

結論

在本教程中，我們重點介紹了電磁頻譜紫外線的有效性和危害性以及不同的用例。本教程還有助於從不同的角度說明紫外線應用的實用性。由於紫外線是一種“電磁頻譜”，它是自然資源（陽光）的一個有效來源。此外，許多有益的應用已經形成，它們利用了紫外線帶來的這些驚人的特性。與清晨和傍晚相比，正午是陽光直射紫外線的最強時間。