师:今天我们来学习紫外线的应用与防护。小明回想初二时学过紫外线有杀菌和验钞的作用,于是他买了个紫外线杀菌灯,可收货一看却是个蚊蝇诱灭器。包装箱上写着紫外线杀菌灯,但说明书上写的是蚊蝇诱灭器。小明就疑惑了,紫外线难道还能吸引蚊蝇?我们先来了解一下紫外线的分类。
紫外线是在可见光之外,波长从400纳米到10纳米的电磁辐射的总称。按照波长,可划分为:UVA,400 - 315纳米的长波紫外线;UVB,315 - 280纳米的中波紫外线;UVC,280 - 200纳米的短波紫外线;UVD,200 - 100纳米的真空紫外线。那么杀菌灯和蚊蝇诱灭器使用的紫外线是同一个波段吗?
我们通过大自然来了解一下阳光中的紫外线。阳光中的紫外线在穿透大气层时,UVC紫外线会被臭氧层吸收,只有UVB和UVA能到达地球表面。下面我们利用表格对比一下UVA紫外线和UVC紫外线。首先第一项穿透大气层,很明显UVA能穿透,而UVC不能穿透。到达皮肤的深层作用,UVA紫外线能做到,UVC紫外线则不行。在能否穿透塑料方面,UVA紫外线能够穿透玻璃和塑料,UVC紫外线不能穿透。
此外,UVA紫外线能被昆虫的复眼接收,昆虫复眼最佳接收波长是365纳米;而细菌会接收到UVC紫外线,细菌中的DNA、核酸、RNA吸收UVC后会导致细菌死亡,最佳杀菌波长是254纳米到257纳米。人体也会受到UVA和UVC的影响,UVA紫外线会使皮肤变黑、老化,UVC紫外线则会灼伤皮肤,严重的会致癌。
我们来分析一下小明遇到的蚊蝇诱灭器和杀菌灯,它们该用同波段还是不同波段呢?聪明的同学通过刚才的分析很容易得出答案,蚊蝇诱灭器应该用的是UVA波段,而杀菌灯使用的是UVC波段。下面来个小测试,蚊蝇诱灭器发出的蓝紫色光,是我们刚说的UVA紫外线吗?同学们,有答案了吗?答案是不是,因为紫外线是在可见光谱之外的电磁辐射,波长在400纳米到10纳米之间,所以看得见的不是紫外线。那么蚊蝇诱灭器发出的UVA紫外线能否使钞票紫外线荧光防伪标志发光显现呢?下面我们来做实验。
实验器材有UVA蚊蝇诱灭器、钞票和隐形画。下面看看实验现象。左手边是能发出UVA波段紫外线的蚊蝇诱灭器,右边是用来观察人民币上能否发出紫外线荧光标志的钞票,后面还加了个隐形画。在可见光状态下,我们观察到人民币除了肉眼可见的100数字外,隐形画上面只有黑、白两种颜色。下面我们来看实验现象,为方便同学观察,待会关掉台灯。同时,UVA紫外线容易引起皮肤老化,所以在蚊蝇诱灭器UVA灯与老师之间加个挡光盒子,然后接通蚊蝇诱灭器的电源开关。
通过实验现象表明,蚊蝇诱灭器发出的UVA紫外线可以使钞票以及隐形画的荧光标志发光,验证了蚊蝇诱灭器的UVA紫外线能使人民币的紫外线荧光防伪标志发光。那么蚊蝇诱灭器与杀菌灯的紫外线波段不同,使用场景是否也不一样呢?请同学们比较两种灯闭合开关后的实验情景,再次提醒,没有专人指导,禁止私自模仿。先看蚊蝇诱灭器UVA波段,闭合开关,仔细观察蚊蝇诱灭器发光工作。
接下来观察紫外线消毒灯的使用情景。老师接通电源闭合开关,同学们仔细观察。咦,听到警报声,但紫外线消毒灯的灯管没发光,是有故障了吗?我们继续看,原来紫外线消毒灯没坏。那么紫外线消毒灯和蚊蝇诱灭灯的使用场合是否不一样?我们先来回顾一个知识点,同等情况下,UVC紫外线和UVA紫外线哪种会灼伤人体?通过前面学习,同学们应该马上知道是UVC紫外线,所以使用紫外线消毒灯要注意使用场合。
2月份,有多名深圳市民因使用紫外线消毒灯不当被灼伤。所以使用紫外线消毒灯消毒时,人员必须离开,不能在有人的场合下使用,违规使用会灼伤眼睛和皮肤。既然紫外线消毒灯可能灼伤皮肤,那怎么防护呢?原来厂家制作紫外线消毒灯时,会设置蜂鸣器提醒以及延时功能,目的就是提醒市民使用时,消毒灯工作人必须离开。如果是带臭氧消毒功能的,工作完成后还必须开窗通风。所以UVC波段的紫外线消毒灯闭合开关后,先响警报,延后亮灯,这是提醒使用者离开的巧妙设计。但小明发现家里的消毒碗柜也是使用UVC波段,为什么消毒碗柜消毒时人不用离开呢?请同学们观察视频,回答两个问题:一、消毒碗柜的UVC杀菌灯在什么情况下才会工作?二、什么情况下会熄灭UVC灯而响警报?下面请同学们观看视频。这是UVC的杀菌灯,接通电源闭合开关。柜门开的时候响警报,柜门关闭,灯亮,警报停。我们再打开柜门看看,柜门打开,灯立刻熄灭,警报声响起。关闭柜门,灯再次发光,警报声停止。
