可见光和紫外光相似而又不那么相似。它们都是电磁谱的一部分。人类可以通过我们的眼睛来检测可见光谱。作为人类,我们不能看到紫外光。
当我们比较这两者时,我们主要关注可见光和紫外光对太阳镜和晒伤的影响。
当我们超越太阳镜和晒伤的问题时,可见光和紫外光之间的真正区别是什么?它们中的哪一个更好?让我们深入研究一下这个话题。
可见光与紫外光:并排比较
可见光波长 | 紫外光波长 | 常见用途 | |
---|---|---|---|
波长 | 380 – 700nm | 100 – 400 nm | 摄影、光纤通信、照明 |
紫外线-a | 不适用 | 320 – 400 nm | 癌症治疗 |
紫外线-b | n/a | 290 – 320 nm | 晒黑床 |
紫外线-c | n/a | 100 – 290 nm | 医疗设备消毒 |
可见光与紫外光:有何区别?
要理解可见光与紫外光之间的区别,我们需要对整个电磁谱进行了解。电磁谱是影响我们日常生活的事物。
也许你不知道,但你正在阅读本文的设备与电磁谱直接相关!让我们深入探讨一下!
电磁谱:是什么?
电磁谱是我们用来识别不同电磁辐射波长的方法。它有七个不同的波长区间或类别:γ射线、x射线、紫外线、可见光、近红外线、红外线和无线电波。
电磁辐射可以用无质量粒子流来描述。
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在上面的图像中,γ射线(图像的最右侧)具有最短的波长和最高的频率(赫兹)。无线电波的频率最慢(赫兹),能量最低(图像的最左侧)。
可见光和紫外光是两个不同范围的波长。
可见光
我们可以用眼睛看到的电磁谱部分被称为“可见光”。其波长介于380到700纳米之间。不同的颜色具有不同的波长。
可见光-颜色 | 波长 |
---|---|
紫罗兰 | 380 – 440 |
蓝色 | 440 – 485 |
青色 | 485 – 510 |
绿色 | 510 – 565 |
黄色 | 565 – 590 |
橙色 | 590 – 625 |
红色 | 625 – 740 |
电磁辐射的一个容易被认出的源头就是太阳本身!尽管太阳在电磁谱的波长之间辐射能量,但我们主要在可见光谱中注意到它。
可见光是人眼能感知到的电磁辐射。
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我们被可见光包围着!上图展示了可见光光谱中不同颜色的光及其相应的波长。
通过棱镜看见的可见光谱
在1660年代,艾萨克·牛顿爵士发现太阳的“白光”是上图中列出的所有颜色的组合。如果我们拿一个棱镜并将光聚焦通过它,我们会看到:
- 当可见光经过一个透明的三角形棱镜时,光会分离成不同的颜色;当可见光从空气中穿过透明的三角形棱镜时,速度会发生变化。
- 空气和棱镜的折射率不同(光穿过空气和光进入棱镜的速度)。
- 空气与棱镜之间的折射率的变化导致光线进入棱镜时发生“弯曲”。光线从棱镜出射时也会发生弯曲。较长的波长(如红色)折射较少,较短的波长(如紫色)折射较多。
紫外线
人眼无法检测到紫外线,但(有趣的事实!)鸟类、鱼类、某些爬行动物以及你最喜欢的狗和猫可以看到它!
约翰·威廉·里特于1801年发现了紫外线。里特用一个三角玻璃棱镜将阳光分裂,并将银氯化物照相纸暴露在阳光下。然后,他测量了纸张的每个部分由于光照暗化的程度。
在照相纸上,与可见光的紫色部分相邻的区域暗化程度最大。于是,“紫外线诞生了。”
紫外线的波长比可见光更短。
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紫外线分为uv-a、uv-b和uv-c三个不同的类别。在上图中,电磁光谱的紫外线部分位于100-400 nm之间。
紫外线类别 | 波长 | 应用 |
---|---|---|
uv-a | 315-400 nm | 医疗治疗 |
uv-b | 280-315 nm | 日晒床 |
uv-c | 100-280 nm | 医疗设备清洁 |
uv-a
紫外线光谱中最长的波长是uv-a。uv-a会导致与紫外线曝光相关的皮肤问题,如晒斑和皱纹。
较长的波长使得uv-a能够穿透我们的外层皮肤(表皮)并到达皮肤的下一层(真皮)。uv-a能够穿透云层和汽车挡风玻璃。在多云的日子,uv-a也会给真皮晒伤。
uv-a常被用于指甲凝胶干燥和乳胶漆固化。
uv-b
uv-b不甘示弱,也会导致晒伤。虽然uv-a的波长更长,但uv-b的波长约为280-315 nm。
波长太短无法穿透表皮。从uv-b引起的晒伤仅局限于皮肤的最顶层。uv-b射线与皮肤癌相关。它们的强度因季节和时间而异。
暴露在uv-b下可以使身体产生维生素d,有助于肌肉和骨骼健康。维生素d在太平洋西北地区是相当常见的,在冬季天空阴暗、太阳从11月到6月都被遮蔽的时候,人们通常会大量摄取维生素d。
紫外线-c
波长越短,频率越高。紫外线-c具有最短的紫外线波长和最高级别的有害紫外线辐射。对于我们这些凡人来说,好消息是臭氧层吸收了uv-c并且不穿透大气层。
紫外线-c光的波长范围为100-280纳米。
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紫外线-c常用于人工设备,如激光、汞灯(旧款)、晒黑床、焊接火炬和杀菌紫外线应用。与任何工业使用场景一样,当您靠近紫外线-c设备时应采取极端谨慎。
紫外线-c杀菌
当紫外线波长小于290纳米时,紫外线-c光可以杀死表面、空气和水中的微生物 – 紫外线-c光的特性可以通过改变和修改病原体细胞的dna来损害病原体细胞。
紫外线-c可用于对我们在公共场所呼吸的空气进行紫外线杀菌照射(uvgi)。在空气管道或天花板上安装一个装置来消灭空气中的病原体(如covid-19)。该装置已经进行了改装,以防止人类暴露在紫外线下。
可见光与紫外线:10个必知事实
- 可见光和紫外线是电磁波谱的两个部分。
- 紫外线在1801年被约翰·里特发现。
- 在1660年代,艾萨克·牛顿爵士发现阳光(白光)由七种不同的颜色组成。这些颜色是基于波长的。可以使用三角形的玻璃棱镜分离这些波长。
- 可见光可被人眼观察,而紫外线不能被人眼辨别。
- 紫外线的波长比可见光短。
- 紫外线-a的波长范围为315 – 400纳米。较长的波长使紫外线辐射可以穿透皮肤的外层(表皮)并深入皮肤的表皮层(皮肤的下一层)。
- 紫外线-b会在皮肤的最外层(表皮)上晒伤。大多数皮肤癌与紫外线-b的暴露有关。
- 紫外线-c用于消毒医疗设备和清洁封闭空间内的空气(购物中心、医生办公室等)。
- 可见光有七种不同的颜色。每种颜色(紫色、蓝色、青色、绿色、黄色、橙色和红色)与电磁波谱上的特定波长范围相关。当阳光穿过透明的三角形棱镜时,可见光会分离成可见的颜色。
- 太阳镜不一定能保护您免受紫外线-b和紫外线-a的伤害。请检查标签!
可见光与紫外线:哪个更好?应该使用哪个?
可见光是我们日常生活的一部分,是不可避免的(除非您是鼹鼠)。对可见光最常见的暴露是通过阳光。
阳光包含可见光和紫外线。紫外线对我们的皮肤和眼睛有害,是皮肤癌的主要原因。使用防晒霜和正确的太阳镜将对视力和皮肤健康产生很大的帮助。
商业产品(焊接设备、激光器等)需要特殊的培训和设备来保护用户免受有害的紫外线辐射。
国家癌症研究所(nci)指出,通过太阳、日光浴床或日光灯的紫外线辐射会增加患皮肤癌的几率。国际癌症研究机构(iarc)认为晒黑灯和日光浴床对人类有致癌性。