什么是紫外线？

什么是紫外线？

晒黑是身体抵御紫外线的天然屏障。（©Stock.Xchng.） 紫外线是一种电磁辐射，它使黑光海报发光，并负责夏季晒黑和晒伤。然而，过多的紫外线辐射会对活体组织造成损害。

电磁辐射来自太阳，以不同波长和频率的波或粒子传播。这种宽范围的波长被称为电磁（EM）光谱。根据波长的减小、能量和频率的增加，光谱一般分为七个区域。常见的名称有无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线和伽马射线。

紫外线处于可见光和X射线之间的电磁光谱范围内。其频率约为每秒8×1014至3×1016个周期，或赫兹（Hz），波长约为380纳米（1.5×10-5英寸）至约10纳米（4×10-7英寸）。根据美国海军的“紫外线辐射指南”，紫外线通常分为三个子波段：

UVA，或近紫外线（315–400纳米）UVB，或中紫外线（280–315纳米）UVC，或远紫外线（180–280纳米）

指南继续陈述，“波长从10纳米到180纳米的辐射有时被称为真空或极端紫外线。”波长被空气阻挡，只在真空中传播。

电离

紫外线辐射有足够的能量破坏化学键。由于紫外光子具有更高的能量，它们可以引起电离，即电子从原子中脱离的过程。由此产生的空位会影响原子的化学性质，并导致它们形成或破坏原本不会形成的化学键。这可能对化学处理有用，也可能对材料和活体组织造成损害。这种损害可能是有益的，例如，在消毒表面，但它也可能是有害的，特别是对皮肤和眼睛，这是最不利的影响，高能量的UVB和UVC辐射。

紫外线效应

大多数人遇到的自然紫外线来自太阳。然而，根据国家毒理学计划（NTP），只有大约10%的阳光是紫外线，只有大约三分之一的阳光穿透大气到达地面。在到达赤道的太阳紫外线能量中，95%是UVA，5%是UVB。由于上层大气中的臭氧、分子氧和水蒸气完全吸收最短的紫外线，太阳辐射产生的可测量的紫外线没有到达地球表面。尽管如此，“广谱紫外线辐射（UVA和UVB）对生物危害最大，”根据NTP的“第13次致癌物质报告”，

晒伤

晒黑是对暴露于有害UVB射线的反应。本质上，晒黑是身体自然防御机制的结果。它由一种叫做黑色素的色素组成，这种色素是由皮肤中叫做黑色素细胞的细胞产生的。黑色素吸收紫外线，并将其作为热量消散。当身体感觉到太阳的伤害时，它会将黑色素送入周围的细胞，并试图保护它们免受更多的伤害。这种色素会导致皮肤变黑。

“黑色素是一种天然防晒霜，”塔夫茨大学医学院皮肤学助理教授Gary Chuang在2013年的一次采访中告诉Live Science。然而，持续暴露在紫外线辐射下会压倒身体的防御能力。当这种情况发生时，会发生毒性反应，导致晒伤。紫外线会破坏人体细胞中的DNA。身体感觉到了这种破坏，并用血液淹没了这个区域，以帮助愈合过程。疼痛的炎症也会发生。通常在过度沉溺于阳光下的半天内，晒伤时特有的红色龙虾的样子就开始为人所知，并让人感觉到。

有时，被阳光照射突变的DNA细胞会变成问题细胞，这些细胞不会死亡，但会继续作为癌症增殖。”紫外线会造成“DNA和DNA修复过程使细胞获得避免死亡的能力，”庄说，“结果是皮肤癌，美国最常见的癌症形式。”。反复晒伤的人风险要高得多。根据皮肤癌基金会的数据，皮肤癌中最致命的一种叫做黑色素瘤的风险，对于一个遭受过5次或更多晒伤的人来说是双倍的。

其他紫外线源

许多人工源已经被设计用来产生紫外线辐射。根据健康物理学会的说法，“人工光源包括制革棚、黑光灯、固化灯、杀菌灯、汞蒸气灯、卤素灯、高强度放电灯、荧光灯和白炽灯，以及一些类型的激光器。

产生紫外线最常见的方式之一是通过汽化的水银或其他气体来传递电流。这种灯通常用于制革室和表面消毒。这种灯也用于使荧光颜料和染料发光的黑光灯中。发光二极管（LED）、激光器和弧光灯也可用作各种波长的紫外线源，用于工业、医疗和研究应用。

荧光“KDSP”许多物质，包括矿物、植物、真菌和微生物，以及有机和无机化学物，都能吸收紫外线。吸收使材料中的电子跃迁到更高的能级。然后，这些电子可以通过一系列较小的步骤返回到较低的能级，以可见光的形式发射一部分吸收的能量。在油漆或染料中用作颜料的材料，在阳光下表现出这种荧光，因为它们吸收不可见的紫外线，并在可见波长下重新发射。因此，它们通常用于标志、安全背心和其他应用，其中高能见度是重要的。

荧光也可用于定位和识别某些矿物和有机材料。根据Thermo Fisher Scientific，Life Technologies的研究，“荧光探针使研究人员能够检测复杂生物分子组合的特定成分，如活细胞，具有极高的灵敏度和选择性。”

在用于照明的荧光管中，内布拉斯加州大学称：“当电流通过汞蒸气时，产生的蓝光和波长为254纳米的紫外线一起产生。”这种紫外线辐射是看不见的，但比发出的可见光含有更多的能量。紫外线产生的能量被荧光灯内部的荧光涂层吸收，并以可见光的形式重新发出，“类似的没有相同荧光涂层的管子发出紫外线，可以用来消毒表面，由于紫外线辐射的电离作用可以杀死大多数细菌，

黑光管通常使用汞蒸气产生长波紫外线，这会导致某些染料和色素发出荧光。玻璃管上涂有深紫色滤光材料，以阻挡大部分可见光，使荧光辉光显得更加明显。这种过滤不需要消毒等应用。

紫外天文学

除了太阳外，还有许多天体的紫外辐射源。据美国宇航局（NASA）称，非常大的年轻恒星发出的大部分光线都是紫外线。由于地球大气层阻挡了大部分的紫外线辐射，特别是在较短的波长下，观测是使用高空气球和轨道望远镜进行的，轨道望远镜配备了专门的成像传感器和滤光片，用于在电磁光谱的紫外区域进行观测，密苏里州立大学天文学教授，大多数观测都是使用电荷耦合器件（CCD）进行的，这种探测器被设计成对短波光子敏感。这些观测可以确定最热恒星的表面温度