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    紫外線|紫外線的應用有哪些?

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    什么是紫外線

    紫外線指的是電磁波譜中波長從 10nm~400nm 輻射的總稱,不能引起人們的視覺。1801 年德國物理學家里特發現在日光光譜的紫端外側一段能夠使含有溴化銀的照相底片感光,因而發現了紫外線的存在。紫外線可以用來滅菌,過多的紫外線進入體內會對人體造成皮膚癌。

    紫外線不屬于可見光,紫外線是用肉眼看不到的。請同學們借助這篇對紅外線的詳細介紹的文章,來理解紫外線。

    紫外線示意圖

    紅外線與電磁波譜

    我們都知道,兒童屬于人類,老人也屬于人類。紅外線與電磁波的關系,就是老人與人類的關系,即紫外線屬于電磁波大家庭。

    如果按照年齡劃分,人類大致可以劃分為嬰兒、兒童、少年、青年、中年、老年。

    電磁波大家庭的劃分,稱之為電磁波譜(這是王尚老師定義的,雖不科學不過便于大家理解),其劃分也是依賴類似年齡的物理量,頻率。

    按照頻率的劃分,電磁波譜大家庭成員如下圖所示:

    電磁波譜

    wuli.in頻率由高到低,電磁波譜可劃分為:無線電波、微波、紅外線、可見光、紫外線、X射線及γ射線。

    從圖中可以看出,紫外線是比可見光頻率大的電磁波。

    紫外線的頻率

    由上面電磁波譜圖像可知,紫外線的頻率偏大。

    可見光包括七彩光,顏色有:紅橙黃綠藍靛紫,這也是按照頻率有小到大排列的。

    對比可見光,在電磁波譜中紫外線是比紫光還要靠右的光,即紫外線的頻率比可見光中的紫光更大。

    當然了對比來看紅外線的頻率比紫外線更低啦。

    紫外線的波長

    我們在學機械振動機械波的時候提到了波長、頻率與波速的關系式:v=λf,即波速等于波長乘以頻率。

    王尚老師輔導書物理自診斷每道題都有視頻講解,哪道題不會掃題旁二維碼即可看視頻,學習更高效,考試分數更高,歡迎添加微信teacherws咨詢。所有電磁波的傳播速度都是光速c,因此有c=λf,所以波長與頻率時成反比例的。上面我們知道了紫光的頻率相對大,因此其波長小。

    不難得到這樣的結論:紅外線的波長是要大于紫外線的。

    紫外線的兩大效應

    這里,我們從高考物理應試的角度來分析常考到的紅外線兩大效應,這是常考點王尚老師請同學們記牢固。紫外線的兩大效應分別是:

    (1)紅外線的殺毒效應

    日常生活中的典型應用就是:殺菌紫光燈

    紫外線應用-驗鈔機

    (2)紅外線的光學特性

    日常生活中的典型應用就是:驗鈔機

    紫外線的產生機理

    紅外線是由原子外層電子激發躍遷產生的。

    紫外線的折射率

    說紫外線的折射率其實是不科學的,因為只有介質才有折射率,才能說折射率。比如,我們高中物理有實驗是測量玻璃磚的折射率

    不同頻率的光,對應著不同的顏色,這些光通過相同的介質,偏折程度是不同的。紫外線的折射效果比較強。

    光的色散的本質就是不同光對玻璃的折射程度不同。

    光的色散

    紫外線光子能量

    根據公式ε=hf,其中h為普朗克常量。

    由公式可知,光子的能量與頻率成正比例,頻率大的光子能量更大。

    對比來看,紅外線光子的能量小,而紫外線的能量大。

    紫外線與光電效應

    紅外線與光電效應

    我們先來復習光電效應公式為:hf=W+Ek;

    上述公式的理解是:單色光照射金屬板,只要光子的能量足夠大,可以激發出金屬中的電子來。

    王尚老師輔導書物理自診斷每道題都有視頻講解,哪道題不會掃題旁二維碼即可看視頻,學習更高效,考試分數更高,歡迎添加微信teacherws咨詢。在能量上滿足,光子的能量,等于逸出功與電子最大初動能之和。通過公式可以看出,頻率越大的光子,能量越大,越容易激發出金屬表面的電子來。

    因此,紅光難以發生光電效應,而紫光由于頻率大,能量大,更容易發生光電效應。

    這部分內容比較難也特別不容易記牢,同學們要好好利用物理自診斷的典型題與王尚老師視頻來強化理解和記憶。

    紫外線與波粒二象性

    紅外線更容易顯示出波動性,而紫外線更容易顯示出粒子性。

    在電磁波譜中,頻率越小,波動性就越明顯,而頻率越大,粒子性就明顯。這一點請看文章波粒二象性

    紫外線與紅外線的特點對比

    紅外線的波長更長,折射能力弱,頻率小,光子能量小,不容易發生光電效應,波動性強而粒子性差。

    紫外線的波長更短,折射能力強,頻率大,光子能量大,更容易發生光電效應,波動性差而粒子性強。

    參考文獻

    波的干涉與衍射http://www.q6113.com/zongjie/x34/481799.html

    光的折射http://www.q6113.com/zongjie/x34/481806.html

    光電管http://www.q6113.com/zongjie/x35/481801.html

    托馬斯楊雙縫干涉http://www.q6113.com/zongjie/x34/481805.html

    德布羅意波http://www.q6113.com/zongjie/x35/481800.html

    作者:王尚,蘇陽。校正:齊思源。版權歸屬高中物理網(www.q6113.com),嚴禁轉載。

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