紫外线光源及其光子能量
10.6ev真空紫外光源的研制及测试
７ 群 ８ ＃
９ 抖
ｌ ７ ｌ ４
ｌ ８
２＃ ４ ２＃ ３
２＃ ８
３ ８ ３ ７
４ ｌ
由上 表 可见 排 气 系统 真 空 度 越 高 ，真 空 紫 外 无 极 气 体 放 电灯 的 电离 气 体 的 能 力 就 越 强 ，１— ０ ４ ａ 态 下 灯 管 电 离 能 力 可 达 到 真 空 度 为 １— ｐ状 ０
４ ％左右 。还 有 其抗 潮 解 能 力及 加 工 特 性 优 于 氟 ０ 化 锂 。在选 用氟 化 镁单 晶体材 料 的 时候 需 要 考虑 晶体 内部质 量 、切 片方 向、材 料 厚度 等 方 面 的 因 素 。 一 般 来 说 应选 用 内部 缺 陷 少 ， 垂 直 光 轴 切 割 、膨 胀 系 数与 灯 的玻 管膨 胀 系 数接 近 的单 晶体 材 料 。 厚度 不易 过厚 或过 薄 ，过 厚透 紫 外 线 能力 下 降 ，过 薄则机 械 加工 强 度 较 小 ，易 破碎 。为 了 加 强透 紫外 的能力 还可 以在 氟化 镁 窗 口蒸镀 多层 干涉 投射 膜 增加 透过 能力 。
气 作 为 工 作 气 体 可 以利 用 吸 气 剂 来 净 化 工 作 气 体 ，消 除 杂 质 气 体 ，制 作 的 光 源 ， 具 有 光 谱 纯 净 、光 强稳 定 ，使 『 寿 命 长 的特 点 。还 有 相 对 于 ｆ ｊ
图１ Ｏ６ ｖ ｌ．ｅ 真空紫外光源 外形 图
３ 关键材料 的选 用
原 子 的 自吸 收 损 失 ，避 免 混入 更 易激 发 的杂 质 气 体 ，因此 采 用 了 高频 无 电极放 电模式 ，避 免 了 电 极 溅 射 带来 的 释放 杂 质气 体 的 问题 。激 发频 率 为 １０ ０ ＭＨｚ 右 ，在 该 频 率 下灯 内气 体 能 形 成 环 行 左 放 电，该 状态 下 电子运 动 路径 加长 ，与 气体 粒 子 碰 撞概 率 加 大 ，容 易产 生 电离 。产 生 的共 振 辐 射 由窗 口透射 出去 ，窗 口材 料 通 常采 用 可透 紫 外 的
紫外线照射杀菌
UVGI的应用
房间上方UVGI装置是一种有效的环境控制 措施，可以杀灭由人类产生的或者传染源 不明确的空气传播的病原体，例如结核分 支杆菌。
设计良好、安装正确并维护适当的房间上 方UVGI系统可以加强对医务人员的保护， 同时也保证了房间下方空间的安全性。
影响房间上方UVGI系统效力的因素
UVGI辐照 ➢ 微生物对UVGI辐照的敏感度（微生物对紫 外线的存活度与它的敏感度有直接的关系 ，每一个物种各不相同） ➢ 微生物接受UVGI的辐照量（或者微生物的 数量）
/ 8 x 3,600 sec = + 0,2 µW/cm2
备注 ➢ UVGI通过影响核酸（DNA）的分子结构直接或间接地破坏
活性细胞 ➢ 光生物反应发生时，UVGI的光子（254nm）碰撞一个细胞
，并对细胞或基因产生破坏，这样导致细胞死亡或无法成功 复制。
影响房间上方UVGI系统效力的因素
▪ 通风
➢ 较高的ACH可以清除大量的微生物 ➢ 但是会缩短微生物在辐照区域的停留时
注量率 = 影响房间上方辐照区域的颗的平 均UV注量率（常用单位：µW/cm2）
剂量与辐照强调的关系
辐照强度 = 剂量/暴露时间 剂量常用单位：mJ/cm2 暴露时间（也称为允许的暴露时间）
常用单位：小时 辐照强度常用单位：µW/cm2 单位应该一致 举例：
➢ 阈限值 TLV（剂量） = 6 mJ/cm2 = 6,000 µJ/cm2 ➢ 暴露时间 = 8 小时 = 8 x 3,600 秒 ➢ 辐照强度= 剂量(D)/暴露时间(T) = 6,000 µJ/cm2
➢ 定期（每月）用布蘸着酒精清洁灯具和装置表 面（反光罩），在用柔软的棉布擦干
➢ 如果比较脏，一个月清洁两次或更多次（如果 灰尘较多，使用酒精清洗之前先用纸巾擦拭）
紫外线的性质和应用
紫外线的性质和应用紫外线亦称“紫外光”，“紫外辐射”,其波长范围40-390nm,在电磁波谱中位于紫光和伦琴射线射线之间,与其它波长的电磁波一样,具有其共性,都遵守电磁运动的基本规律。
紫外线不能引起视觉（即在可见光范围之外）。
可见光能透过的物质,对于紫外线的某些波段却会强烈的吸收地球大气中的氧和臭氧几乎全部吸收了太阳辐射中波长小于290nm的紫外线水银灯和电弧的光中有250-390nm之间的强紫外辐射,是常用的紫外线光源。
紫外线通常用光电元件和感光乳胶来检测紫外光谱是研究原子结构的重要手段紫外线在工农业生产、生物学和医学以及人们日常生活等各方面都有重要应用价值。
1紫外线的性质1.1波动性：紫外线和可见光一样是一种包含着各种波长、相位、振幅的光，具有光的干涉、衍射、色散等现象，属于“非相于性光”。
紫外线也沿直线传播，遵守光的反射定律、折射定律和透镜成像原理。
1.2量子性：紫外线是由许多光量子组成的，每个光量子都具有一定的能量，不同波长的光量子的能量不同。
紫外线的光量子能量比可见光的光量子能量大。
2紫外线的应用2.1荧光效应：由于紫外线光量子具有较大的能量，所以当紫外线照射到很多物质上时使分子受激而发射荧光。
这些物质辐射荧光的现象就称为紫外线的荧光效应。
紫外线的荧光效应是一种光致发光。
当紫外线照射到某些物质时，这些物质有选择地吸收后，发射出不同波长和不同强度的可见光来。
当紫外线停止照射后，荧光也随之消失。
实际上，当紫外线照射到荧光物质上时．会发生3种情况：一部分紫外线被反射，一部分被荧光物质吸收，另一部分透射出去。
其中，只有被荧光物质吸收的这部分紫外线才对发光起作用：当荧光物质吸收了紫外线后，内部的分子会发生能量状态的变化，在不同能级间跃迁，发射出荧光：2.1.1荧光探伤，在机械制造工业中，以前对零件的探伤常采用超声波X光等方法，但都不如用荧光法简便。
荧光探伤就是把被检测的零件在荧光物质的溶液中浸泡一定时间，取出后用毛刷把零件表面的荧光物质刷掉。
紫外线对健康危害
一、紫外线- 由来1800年英国物理学家赫谢耳在三棱镜光谱的红光端外发现了不可见的热射线——红外线。
德国物理学家里特（Ritte）对这一发现极感兴趣，他坚信物理学事物具有两极对称性，认为既然可见光谱红端之外有不可见的辐射，那么在可见光谱的紫端之外也一定可以发现不可见的辐射。
终于在1801年的一天，当时他手头正好有一瓶氯化银溶液。
人们当时已知道，氯化银在加热或受到光照时会分解而析出银，析出的银由于颗粒很小而呈黑色。
里特（Ritte）就想通过氯化银来确定太阳光七色光以外的成份，他用一张纸片蘸了少许氯化银溶液，并把纸片放在白光经棱镜色散后七色光的紫光的外侧。
过了一会儿，他果然在纸片上观察到蘸有氯化银部分的纸片变黑了，这说明纸片的这一部分受到了一种看不见的射线照射。
里特把紫光外附近的不可见光叫做“去氧射线”以强调是化学反应。
不久之后，这个名词被简化为“化学光”，并且成为当时广为人知的名词。
直到1802年，化学光最终更名为“紫外线”。
二、紫外线- 波段划分人类对自然环境破坏的日益加重，使人们对太阳逐渐恐惧起来。
有此人类为防止太阳光线对肌肤造成伤害所进行的研究也成为永恒课题。
紫外线是位于日光高能区的不可见光线。
依据紫外线自身波长的不同，主要将紫外线分为三个区域。
即短波紫外线、中波紫外线和长波紫外线。
短波（UVC）简称UVC。
是波长280－100nm的紫外光线。
短波紫外线在经过地球表面同温层时被臭氧层吸收。
不能达到地球表面，对人体产生重要作用。
因此，对短波紫外线应引起足够的重视。
中波（UVB）简称UVB。
是波长315－280nm的紫外线。
中波紫外线对人体皮肤有一定的生理作用。
此类紫外线的极大部分被皮肤表皮所吸收，不能再渗入皮肤内部。
但由于其阶能较高，对皮肤可产生强烈的光损伤，被照射部位真皮血管扩张，皮肤可出现红肿、水泡等症状。
长久照射皮肤会出现红斑、炎症、皮肤老化，严重者可引起皮肤癌。
中波紫外线又被称作紫外线的晒伤（红）段，是应重点预防的紫外线波段。
紫外光在污水处理上的应用
UV在水处理中的应用[1] 光氧化或光触媒并用在水处理中的应用与技术背景在水处理中，大量使用氯元素化合物对环境已成一大公害，水环境的富营养化现象产生的很多问题也需要尽快解决。
随着水处理用高出力紫外线光源的技术突破，为解决或减轻种种环境难题带来了强有力的技术手段。
紫外线（简称UV）波长100~380nm，根据光子能E=h/λ式（h常数，λ光波长），波长越短光子能越高。
280nm以下的短波长紫外线能量大，具有杀菌作用，能氧化分解分子的结合。
波长200nm以下的短波长紫外线能分解O2分子，生成的O*与O2结合产生臭氧O3。
臭氧O3具有强的氧化作用。
称为UV/O3并用光氧化法的技术要比UV或O3的单独使用处理效果好得多，两者的并用具有相乘效果。
高纯度石英玻璃制低气压UV放电管发出253.7nm及184.9nm波长的紫外线，正好满足了UV/O3并用的需要。
利用UV与O3两者相乘的氧化能力及紫外线的杀菌作用，可得到高度净化了的用水或环境水。
光氧化法或光氧化/光触媒并用法发挥其无副作用的独特的威力，在环境保护中将起越来越重要的作用。
[2] 光氧化或并用光氧化法水处理的特点○污染浓度越低处理效果越高。
○利用清洁的光源能源，不产生二次污染。
○上下水处理都能利用，适应性广。
○对所有菌种有效，不产生抗药性，残臭氧持续作用长。
○UV、O3 、光触媒三者的组合的协同作用，产生远远大于单独相加的处理效果。
污水处理(杀菌消毒)Chevremont等以废水中的细菌和化学指标来评估UV-A或UV-C LED及两者结合对城市污水的处理效果。
实验监测了城市污水中排泄物生物指标的残存率和肌酸酐和苯酚的氧化率，结果表明，与单独使用一种UV-LED相比，结合使用UV-A和UV-C两种LED能够更有效地减少废水中微生物的含量，且可以氧化37%的肌酸酐和苯酚，该结果堪比使用诸如TiO2等光催化剂的效果。
这种方法能够有效再生利用城市废水，对于很多水资源匮乏的国家而言具有重要的意义。
光电效应实验的常见问题解答
光电效应实验的常见问题解答光电效应是物理学中的一个重要实验现象，也是量子力学的基础之一。
在光电效应实验中，光的电磁波特性与光子粒子性之间的相互作用会引发电子的运动，从而产生电流。
然而，这个实验也常常引发了一些困惑和疑问。
以下是对光电效应实验中常见问题的解答，希望能够帮助读者更好地理解和掌握这一实验。
问题一：“为什么光电效应实验中使用的金属板表面需要光滑？”解答：光电效应实验的关键在于光子与金属表面的相互作用。
光子在照射到金属表面时会将一部分能量转移到金属上的自由电子上，从而使得电子获得足够的能量逃逸出金属。
如果金属表面不光滑，表面的粗糙度会导致光子无法有效地穿过金属表面，从而减弱了光电效应的产生。
因此，为了获得可靠的实验结果，金属板表面需要保持光滑。
问题二：“为什么在光电效应实验中使用紫外线而不是可见光？”解答：在光电效应实验中，紫外线较可见光具有更高的频率和能量。
根据光电效应的基本原理，只有当光子的能量大于金属表面的逸出功（工作函数）时，电子才能获得足够的能量逃逸出金属。
由于紫外线的能量较大，相对于可见光，它的光子能量更容易超过金属表面的逸出功，从而更容易产生光电效应。
因此，在光电效应实验中通常使用紫外线作为照射光源。
问题三：“是否所有金属都可以产生光电效应？”解答：不是所有金属都能产生光电效应。
光电效应的产生需要金属具备一定的特性，包括光电子释放出的电子必须是金属的自由电子，并且金属具有足够低的逸出功。
根据金属的性质，不同的金属具有不同的逸出功。
一般来说，碱金属（如钠、钾）的逸出功较低，因此容易产生光电效应；而过渡金属（如铁、铜）的逸出功较高，因此需要更高能量的光子才能产生光电效应。
总之，并非所有金属都能产生光电效应，而是需要满足特定的条件。
问题四：“为什么光电效应实验中，当逐渐增加光强时，电流也逐渐增大，但增速逐渐减小？”解答：根据光电效应的基本原理，光子的能量越大，对电子的作用力越强，电子获得足够的能量逃逸出金属的概率也越大。
uv的光子能量
uv的光子能量
（实用版）
目录
1.UV 光子的概念和来源
2.UV 光子的能量特点
3.UV 光子的应用领域
4.UV 光子的环境保护问题
正文
1.UV 光子的概念和来源
UV 光子，即紫外光子，是电磁波谱中波长在 100 纳米到 400 纳米之间的光子。
它们来自于太阳光、人工紫外光源等。
紫外光具有较高的能量，可以杀死微生物，也可以促使维生素 D 的合成。
2.UV 光子的能量特点
UV 光子的能量较高，具有杀菌消毒、荧光激发、光化学反应等特性。
由于其能量高，UV 光子在照射物体时，可以使物体分子或原子处于激发态，从而引发光化学反应。
3.UV 光子的应用领域
UV 光子在许多领域都有广泛的应用，例如医疗、环保、化学、生物学等。
在医疗领域，UV 光子可以用于消毒医疗器械，防止交叉感染。
在环保领域，UV 光子可以用于污水处理，杀灭水中的细菌和病毒。
在化学领域，UV 光子可以用于光化学反应，制备新物质。
在生物学领域，UV 光子可以用于荧光显微镜，帮助科学家观察细胞和生物分子。
4.UV 光子的环境保护问题
虽然 UV 光子在许多领域都有重要应用，但是过量的 UV 光子会对环
境和人类健康造成危害。
例如，过量的 UV 光子会导致臭氧层破坏，增加紫外线辐射，从而增加皮肤癌的风险。
广州市第六中学人教版高中物理选修3-第4章填空题专项测试卷(含答案解析)
一、填空题1．(1)研究光电效应的电路如图所示．用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K)，钠极板发射出的光电子被阳极A 吸收，在电路中形成光电流．下列光电流I 与A 、K 之间的电压U AK 的关系图象中，正确的是________．(2)钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出，这就是光电子．光电子从金属表面逸出的过程中，其动量的大小__________ (选填“增大”、“减小”或“不变”)，原因是___________．C 减小光电子受到金属表面层中力的阻碍作用【解析】 解析：C 减小 光电子受到金属表面层中力的阻碍作用【解析】（1）频率相同的光照射金属，根据光电效应方程知，光电子的最大初动能相等，根据 12mv m 2＝eU c ，知遏止电压相等，光越强，饱和电流越大．故C 正确，ABD 错误．故选C ． （2）钠金属中的电子吸收光子的能量，从金属表面逸出的过程中，由于要克服金属束缚做功，速度减小，则动量减小．【点睛】解决本题的关键知道光电效应方程，知道光电子的最大初动能与遏止电压的关系以及知道光强影响单位时间内发出光电子的数目.2．美国物理学家密立根利用光电管对光电效应现象进行研究，得到金属的遏止电压U c 与入射光频率ν的关系如图，由此可计算出普朗克常量h 。
电子电量用e 表示，由图象中的数据可知，这种金属的截止频率为____，计算出普朗克常量表达式为h =______。
解析：1ν 131U e νν-[1][2]根据E km =hv -W 0=eU c解得 0C hv hv U e e=- 可知，当U c =0时，对应的频率为截止频率，所以截止频率为1v ，图线的斜率h k e=，可得 131U e h v v =- 3．阴极射线是从阴极射线管的阴极发出的粒子流,这些粒子是_____．若加在阴极射线管内两个电极的电压为U,电子离开阴极表面时的速度为零,则电子到达阳极时的速度v=_____．电子解析：电子 2eU m由阴极射线管射出的为高速电子流；电子在阳极的作用下高速向阳极运动． 由动能定理2102qU m =-v 解得：2qU v m=【点睛】本题考查带电粒子在电场中的加速问题，电场中加速根据动能定理求解获得的速度. 4．一个电子绕氦核运动形成类氢氦离子，其能级图如图所示。
什么是紫外线
一、什么是紫外线？中文名称：紫外线英文名称：ULTRAVIOLET RAY OR "UVR定义：来自太阳辐射的一部分，它由紫外光谱区的三个不同波段组成，从短波的紫外线C到长波的紫外线A。
二、紫外线的历史紫外线是电磁波谱中波长从10nm到400nm辐射的总称，不能引起人们的视觉。
1801年德国物理学家里特发现在日光光谱的紫端外侧一段能够使含有溴化银的照相底片感光，因而发现了紫外线的存在。
早在1878年人类就发现了太阳光中的紫外线具有杀菌消毒作用。
1901年和1906年人类先后发明了水银光弧这一人造紫外光源和传递紫外光性能较好的石英材质灯管，法国马赛一家自来水厂很快在1910年首次使用紫外线消毒工艺。
人类对紫外线消毒技术在城市污水处理中的应用则始于20世纪60年代中叶，并于70年代到80年代初对紫外线消毒在城市污水处理中的应用进行了大量早期的研究，这主要是由于当时人们已认识到被广泛使用的加氯消毒工艺中的余氯对受纳水体中的鱼类等生物有毒，而且发现并确认了氯消毒等化学消毒方法会产生如三卤甲烷(THMs)等致癌、致基因畸变的副产物。
这些发现促使人类寻求一种更好的消毒方法。
加拿大安大略省水资源委员会于1965年和1969年对紫外线消毒技术应用于城市污水处理以及对受纳水体的影响进行了研究和评估。
其他加拿大研究人员对紫外线消毒的效果、技术可行性、影响效果的水质因素、对受纳水体中鱼类的影响、消毒副产物以及与加氯消毒技术经济比较进行了大量先驱性的研究工作。
这些研究结果表明，紫外线污水消毒技术可行，可达到和加氯相同甚至更好的消毒效果。
对受纳水体中生物无毒副作用，不产生消毒副产物。
以上研究为推动紫外线消毒在城市污水处理中的应用奠定了基础。
1982年加拿大某公司发明了世界上第一套明渠式安装的紫外线消毒系统2000，并引进了模块化紫外线消毒系统概念，即紫外线系统可由若干独立的紫外灯模块组成，且水流靠重力流动，不需要泵、管道以及阀门。
高中物理-紫外线
紫外线什么是紫外线紫外线指的是电磁波谱中波长从10nm～400nm辐射的总称，不能引起人们的视觉。
1801年德国物理学家里特发现在日光光谱的紫端外侧一段能够使含有溴化银的照相底片感光，因而发现了紫外线的存在。
紫外线可以用来灭菌，过多的紫外线进入体内会对人体造成皮肤癌。
紫外线不属于可见光，紫外线是用肉眼看不到的。
请同学们借助这篇对红外线的详细介绍的文章，来理解紫外线。
红外线与电磁波谱我们都知道，儿童属于人类，老人也属于人类。
红外线与电磁波的关系，就是老人与人类的关系，即紫外线属于电磁波大家庭。
如果按照年龄划分，人类大致可以划分为婴儿、儿童、少年、青年、中年、老年。
电磁波大家庭的划分，称之为电磁波谱其划分也是依赖类似年龄的物理量，频率。
按照频率的划分，电磁波谱大家庭成员如下图所示：频率由高到低，电磁波谱可划分为：无线电波、微波、红外线、可见光、紫外线、X射线及γ射线。
从图中可以看出，紫外线是比可见光频率大的电磁波。
紫外线的频率由上面电磁波谱图像可知，紫外线的频率偏大。
可见光包括七彩光，颜色有：红橙黄绿蓝靛紫，这也是按照频率有小到大排列的。
对比可见光，在电磁波谱中紫外线是比紫光还要靠右的光，即紫外线的频率比可见光中的紫光更大。
当然了对比来看红外线的频率比紫外线更低啦。
紫外线的波长我们在学机械振动机械波的时候提到了波长、频率与波速的关系式：v=λf，即波速等于波长乘以频率。
所有电磁波的传播速度都是光速c，因此有c=λf，所以波长与频率时成反比例的。
上面我们知道了紫光的频率相对大，因此其波长小。
不难得到这样的结论：红外线的波长是要大于紫外线的。
紫外线的两大效应（1）红外线的杀毒效应日常生活中的典型应用就是：杀菌紫光灯（2）红外线的光学特性日常生活中的典型应用就是：验钞机紫外线的产生机理红外线是由原子外层电子激发跃迁产生的。
紫外线的折射率说紫外线的折射率其实是不科学的，因为只有介质才有折射率，才能说折射率。
可见光光子能量范围ev
可见光光子能量范围ev
可见光光子能量范围Ev是指可由人眼感知的光谱上可以看到的
特定能量范围。
它分为紫外线，可见光和红外线三个部分，分别从高
到低的能量是由紫外线、可见光和红外线组成。
可见光光子能量范围（Ev）从380纳米（紫外线）至780纳米（红外线）。
紫外线是一种能量和频率较高的电磁波，其能量高于可见光，在380 - 200纳米之间，它是人眼看不到的，在紫外线特定波段的能量范围上升时，我们的生活中的物体会逐渐发出微弱的蓝色荧光现象。
可见光是人类眼睛可以直接观察到的光，其频率介于380纳米至780纳米之间，人眼可以感知到红、橙、黄、绿、蓝、靛及紫色，它也叫“光谱”、“色谱”。
当可见光光子能量范围介于780纳米至1毫米之间，它就是红外线，人眼看不到，但是如果有适当的装置，人们也可以它感知到它，
一些红外线可以被安全警报器探测，现在它也可以用于图像采集等应用。
总的来说，可见光光子能量范围Ev显示三色，紫外线、可见光
和红外线，它们分别位于380纳米至780纳米，780纳米至1毫米之间，各色具有不同的特性和应用。
这也是人们感知这三种不同颜色的可能性，并利用它们来实现安全性，人体健康保护等功能的原因。
uv的光子能量
uv的光子能量光是一种电磁波，它在空间中传播，具有波动性和粒子性。
光的波长决定了它的颜色，而光的能量则与它的频率有关。
在电磁波谱中，紫外线（UV）位于可见光的高能端，具有较短的波长和较高的频率。
本文将探讨UV的光子能量以及它对生物和环境的影响。
UV光的波长范围通常被分为三个区域：紫外A波（UVA），紫外B波（UVB）和紫外C波（UVC）。
UVA波长范围为320-400纳米，UVB波长范围为280-320纳米，而UVC波长范围为100-280纳米。
由于地球大气层的吸收作用，只有UVA和UVB能够到达地球表面。
UV的光子能量与其频率成正比，根据普朗克公式E = hf，其中E 为光子能量，h为普朗克常数（6.62607015 × 10^-34 J·s），f为光的频率。
由此可见，UV的光子能量比可见光的光子能量更高，因为它的频率更高。
UV的光子能量对生物体有着重要的影响。
在人类身体中，皮肤是最容易受到UV辐射的部位。
UVB辐射可以引起皮肤晒伤和皮肤癌，而UVA辐射则可以导致皮肤衰老和皮肤癌。
当UV光线照射到皮肤上时，光子能量会被皮肤吸收，导致DNA损伤和细胞变异。
此外，UV 辐射还会破坏皮肤中的胶原蛋白和弹性纤维，导致皮肤松弛和皱纹的形成。
除了对人类的影响，UV的光子能量还对环境产生影响。
UV辐射可以杀灭细菌和病毒，因此被广泛应用于水处理和空气消毒。
此外，UV辐射还可以促进植物的生长和开花。
植物中的色素分子可以吸收UV光线，将其能量转化为化学能，用于光合作用和生长发育。
然而，UV的光子能量也有一些负面影响。
在大气层中，臭氧层起着过滤UV辐射的作用。
然而，由于人类活动导致的臭氧层破坏，UV辐射的强度逐渐增加。
过多的UV辐射会导致植物叶片烧伤和光合作用受损，对生态系统造成不利影响。
此外，UV辐射还会对海洋生态系统产生影响，破坏浮游植物和珊瑚的光合作用。
为了保护自己免受UV辐射的伤害，人们可以采取一些预防措施。
光子能量的单位
光子能量的单位光子能量的单位是电子伏特（eV）。
光子是光的基本粒子，具有能量和动量。
在物理学中，光的能量可以通过光子的能量来描述。
本文将从不同角度探讨光子能量的单位电子伏特。
我们来了解一下电子伏特的定义。
电子伏特是能量的单位，符号为eV，它等于电子在电势差为1伏特时所获得的能量。
1eV等于1.6×10^-19焦耳。
在物理学中，电子伏特通常用来描述粒子的能量。
光子是一种没有质量的粒子，它具有能量和动量。
根据量子力学理论，光的能量可以通过光子的能量来描述。
光子的能量与其频率成正比，即E = hν，其中E表示光子的能量，h为普朗克常数，ν为光子的频率。
在光学中，常用的描述光子能量的单位是电子伏特。
例如，紫外线光子的能量约为4eV至10eV，可用于紫外线照射材料表面以进行杀菌消毒。
可见光光子的能量约为1.65eV至3.1eV，不同波长的可见光光子能量不同，对人眼具有不同的感知。
红外线光子的能量约为0.05eV至1.7eV，可用于热成像和红外线通信等领域。
除了光学外，光子能量的单位电子伏特在其他领域也有广泛应用。
在半导体物理学中，电子伏特常用于描述能带间距和能级分布。
在核物理学中，电子伏特常用于描述核反应的能量变化。
在粒子物理学中，电子伏特常用于描述粒子的能量和质量。
光子能量的单位电子伏特在科学研究和工程应用中具有重要意义。
通过电子伏特，我们可以更好地理解和描述光与物质的相互作用过程。
同时，在能源转换和传输领域，电子伏特也被广泛应用。
太阳能电池板就是利用光子的能量转换成电能的典型例子。
光子能量的单位电子伏特在物理学和工程技术中有着重要的应用。
它是描述光子能量的常用单位，可以帮助我们更好地理解光与物质的相互作用过程，并在能源转换和传输领域发挥重要作用。
通过深入研究和应用电子伏特，我们可以更好地利用光的能量，推动科学技术的发展。
紫外线
紫外线辐射消毒1.简介紫外线是一种肉眼看不见的光波，存在于光谱紫射线端的外侧，故称紫外线。
紫外线系来自太阳辐射电磁波之一。
是物质运行的一种特殊形式，是一粒粒不连接的粒子流。
每一粒波长253.7nm的紫外线光子具有4.9eV的能量。
1.1紫外光可划分为三个波段：⑴短波简称 UVC。
是波长 280~100nm 的紫外线。
UVC 对生物危害最大，但被臭氧层全部吸收。
⑵中波简称 UVB。
是波长 315～280nm 的紫外线。
中波紫外线对人体皮肤有一定的生理作用。
此类紫外线的极大部分被皮肤表皮所吸收，不能再渗入皮肤内部。
但由于其阶能较高，对皮肤可产生强烈的光损伤，被照射部位真皮血管扩张，皮肤可出现红肿、水泡等症状，长久照射皮肤会出现红斑、炎症、皮肤老化，严重者可引起皮肤癌。
中波紫外线又被称作紫外线的晒伤（红）段，是应重点预防的紫外线波段。
⑶长波简称 UVA。
是波长 400～315nm 的紫外线。
长波紫外线对衣物和人体皮肤的穿透性远比中波紫外线要强，可达到真皮深处，并可对表皮部位的黑色素起作用，从而引起皮肤黑色素沉着，使皮肤变黑，起到了防御紫外线，保护皮肤的作用。
因而长波紫外线也被称做“晒黑段”。
长波紫外线虽不会引起皮肤急性炎症，但对皮肤的作用缓慢，可长期积累，是导致皮肤老化和严重损害的原因之一。
UVA 可再细分为 UVA－2（320～340nm）与 UVA－1（340～400nm）。
UVA－1 穿透力最强，可达真皮层使皮肤晒黑，对皮肤的伤害性最大，但也是对它最容易忽视的，特别在非夏季时 UVA－1 强度虽然较弱，但仍然存在，会因为长时间累积的量，造成皮肤伤害。
特别是皮肤老化松弛、皱纹、失去弹性、黑色素沉淀；UVA－2 则与 UVB 同样可到达皮肤表皮，它会引起皮肤晒伤、变红发痛、日光性角化症（老人斑）、失去透明感。
由此可见，防止紫外线照射给人体造成的皮肤伤害，主要是防止紫外线 UVB 的照射；而防止 UVA，则是为了避免皮肤晒黑。
紫外线的性质和应用
紫外线的性质和应用紫外线亦称“紫外光”，“紫外辐射”,其波长范围40-390nm,在电磁波谱中位于紫光和伦琴射线射线之间,与其它波长的电磁波一样,具有其共性,都遵守电磁运动的基本规律。
紫外线不能引起视觉（即在可见光范围之外）。
可见光能透过的物质,对于紫外线的某些波段却会强烈的吸收地球大气中的氧和臭氧几乎全部吸收了太阳辐射中波长小于290nm的紫外线水银灯和电弧的光中有250-390nm之间的强紫外辐射,是常用的紫外线光源。
紫外线通常用光电元件和感光乳胶来检测紫外光谱是研究原子结构的重要手段紫外线在工农业生产、生物学和医学以及人们日常生活等各方面都有重要应用价值。
1紫外线的性质1.1波动性：紫外线和可见光一样是一种包含着各种波长、相位、振幅的光，具有光的干涉、衍射、色散等现象，属于“非相于性光”。
紫外线也沿直线传播，遵守光的反射定律、折射定律和透镜成像原理。
1.2量子性：紫外线是由许多光量子组成的，每个光量子都具有一定的能量，不同波长的光量子的能量不同。
紫外线的光量子能量比可见光的光量子能量大。
2紫外线的应用2.1荧光效应：由于紫外线光量子具有较大的能量，所以当紫外线照射到很多物质上时使分子受激而发射荧光。
这些物质辐射荧光的现象就称为紫外线的荧光效应。
紫外线的荧光效应是一种光致发光。
当紫外线照射到某些物质时，这些物质有选择地吸收后，发射出不同波长和不同强度的可见光来。
当紫外线停止照射后，荧光也随之消失。
实际上，当紫外线照射到荧光物质上时．会发生3种情况：一部分紫外线被反射，一部分被荧光物质吸收，另一部分透射出去。
其中，只有被荧光物质吸收的这部分紫外线才对发光起作用：当荧光物质吸收了紫外线后，内部的分子会发生能量状态的变化，在不同能级间跃迁，发射出荧光：2.1.1荧光探伤，在机械制造工业中，以前对零件的探伤常采用超声波X光等方法，但都不如用荧光法简便。
荧光探伤就是把被检测的零件在荧光物质的溶液中浸泡一定时间，取出后用毛刷把零件表面的荧光物质刷掉。
pid光离子原理(一)
pid光离子原理(一)PID光离子原理什么是PID光离子？PID，即Photoionization Detector（光电离检测器），是一种常用于气体检测的传感器。
它是通过使用紫外线光源将气体样品中的分子或原子光电离产生离子，并通过测量电离产生的电流来检测气体的存在。
工作原理1.光源产生紫外线：在PID中，通过使用氙灯或氘灯等紫外线光源，产生较高能量的紫外线辐射。
这些紫外线可以穿透气体样品。
2.样品分子光电离：当紫外线辐射穿过气体样品时，样品中存在的分子或原子将吸收光的能量，其中原子或分子中的电子被激发到更高的能级。
–分子离子化：对于有机化合物等分子，它们通过吸收紫外线能量，其中包括光子能量和电子能级激发能量，形成正离子和电子。
–原子离子化：对于单原子气体，紫外线能直接将电子从原子轨道中移除，形成正离子和自由电子。
3.电子流测量：在光电离过程中，产生的离子和电子将被加速器收集极板间的电场吸引，并形成一个电流。
这个电流与离子化产生的离子和电子的数量成正比。
4.电流转换：检测器测量并转换电流信号，然后输出与被检测气体浓度成正比的电压或电流信号。
PID应用领域•环境监测：PID可用于监测空气中的有害气体或挥发性有机化合物（VOCs）。
•工业安全：PID可用于检测工业过程中可能产生的有毒或易燃气体。
•医疗健康：PID可用于检测医院手术室或实验室中的气体泄漏，以确保人员的安全。
•污水处理：PID可用于监测和控制污水处理过程中产生的气体。
PID的优势和局限性优势：1.灵敏度高：PID对于大部分挥发性有机化合物（VOCs）十分灵敏，可以检测到极低浓度。
2.响应快速：光离子化过程迅速，导致PID具有快速响应时间。
3.宽量程：PID可以覆盖较宽的浓度范围，从几零至上百万ppm。
4.非选择性：相对来说，PID的非选择性较好，可以同时检测多种气体。
局限性：1.只适用于特定气体：PID对于非挥发性气体和气体中的某些成分无法检测。
紫外光电子能谱( UPS )
四,实例与图谱分析
谱带形状与轨道的键合性质
I:非键或弱键轨道电子电离 跃迁 II,III:成键或反键轨道电 子电离跃迁; IV:非常强的成键或反键轨 道电子电离跃迁; V:振动谱叠加在离子的连 续谱上; VI:组合谱带;
例一,苯在 上的UPS谱 例一,苯在Ni(111)上的 上的 谱
紫外光电子谱图的形状取 决于电离后离子的状态. 决于电离后离子的状态.
3. 检测器
产生的光电流:10-3～10-9; 电子倍增器作为检测器; 单通道电子倍增器;多通道电子倍增器;
4. 真空系统
光源,样品室,电子能量分析器,检测器都必须在高真 空条件下工作; 真空度:1.33×10-6 Pa .
三,紫外光电子能谱的应用
由于光源能量较低,线宽较窄(约为0.01eV), 由于光源能量较低,线宽较窄(约为 只能使原子的外层价电子,价带电子电离, 只能使原子的外层价电子,价带电子电离,并 可分辨出分子的振动能级,因此被广泛地用来 可分辨出分子的振动能级 因此被广泛地用来 研究气体样品的价电子和精细结构以及固体样 品表面的原子,电子结构. 品表面的原子,电子结构.
β-SiC单晶的UPS谱(Vb= -27 V)
6H-SiC单晶的UPS谱(Vb= -27 V)
离子束合成的β-SiC样品的UPS谱(Vb= -27 V)
Thank you!
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紫外光电子能谱( 紫外光电子能谱( UPS )
--Ultraviolet Photoelectron Spectroscopy
目 录
一,紫外光电子能谱的基本原理 一,紫外光电子能谱的基本原理 二,电子能谱分析仪 三,紫外光电子能谱的应用 四,实例与图谱分析
一,紫外光电子能谱的基本原理
紫外光光谱 光子能量范围ev 氢原子光谱
紫外光光谱是一种用来研究物质分子和原子的电子激发态的光谱学方法。
它通过测量物质在紫外光段的吸收、散射、发射和拉曼光谱等方式，来探测物质的电子能级结构和电子激发态的能量和寿命等。
紫外光光谱技术广泛应用于化学、物理、生物、医学、环境等领域，具有非常重要的科学和应用价值。
1. 紫外光光谱的基本原理紫外光光谱是一种研究物质电子能级结构的方法。
当物质受到紫外光照射时，部分物质的电子可能会被激发到更高的能级。
而不同物质的电子能级结构是不同的，因此不同物质在紫外光段的吸收、散射、发射和拉曼光谱等也会有所不同。
紫外光光谱可以通过测量物质在紫外光段的光吸收谱，来确定物质的能级结构和激发态的能量和寿命。
2. 光子能量范围与紫外光光谱紫外光的光子能量范围大约在3eV到10eV之间，对应的波长范围大约在400nm到100nm之间。
这个光子能量范围恰好可以用来激发原子和分子的电子跃迁，因此紫外光光谱在研究原子和分子的电子能级结构方面非常有效。
3. 氢原子光谱氢原子是最简单的原子之一，其电子能级结构非常清晰。
氢原子的紫外光光谱是研究电子能级结构的经典案例。
根据量子力学的理论，氢原子的电子能级可以用以下公式来描述：Eₙ = -Rₙ/n²其中，Eₙ为第n个能级的能量，Rₙ为里德堡常数，n为正整数，代表不同的能级。
根据该公式，可以计算出氢原子从一个激发态跃迁到另一个低能级态时所吸收或发射的光子能量，从而得到氢原子在紫外光段的光谱特性。
4. 紫外光光谱的应用紫外光光谱在化学、物理、生物、医学、环境等领域有着广泛的应用。
在化学领域，紫外光光谱可以用来研究化合物的结构和性质；在生物领域，紫外光光谱可以用来研究蛋白质和核酸的结构和功能；在医学领域，紫外光光谱可以用来研究药物的吸收和代谢过程；在环境领域，紫外光光谱可以用来检测水体和大气中的污染物。
总结紫外光光谱是一种研究电子能级结构的重要方法，具有广泛的科学和应用价值。
通过测量物质在紫外光段的吸收、散射、发射和拉曼光谱等，可以揭示物质的电子能级结构和激发态的能量和寿命。
紫外线光源在表面改性处理中的应用
紫外线光源在表面改性处理中的应用一般工业或高科技领域使用的一些材料具有非常高的性能，对环境也非常的有好处，但这些材料的接着性、印涂性等一般都非常差。
本公司提供的短波长紫外线（UV）表面清洗、表面改性技术，用清洁的高能紫外线光源，对上述材料进行处理后可得到极其清洁的表面和强力的表面接着性。
改性的基本的反应就是UV引起的氧化反应。
UV照射固体表面后，表面的污染物被氧化，而后被分解成CO2和H2O等易挥发性物质，最终挥发消失。
并且表面形成有利表面接着的如OH，COO，CO，COOH等亲水性原子团，被改性的表面接着性得到飞跃性地提高。
UV光源技术的进步保证了UV/O3表面改性技术充分发挥其突出的优越性。
UV/O3表面改性技术因能处理得到极高的清洁度与表面接着性，在固体表面处理中越来越得到广泛的应用。
特点○大气中处理，简单、方便、环保，无二次污染，无需加热、药液等处理。
○清洁度极高，单分子层以下，从来处理方法难以想象的接着性可以得到。
○国内独有超高出力短波长紫外线光源，仅需短时间（秒单位）照射，发挥强大的处理能力，从研究用进入量产用。
○对绝大多数塑料成型品照射有效，适用性广。
○可避免大量消耗药液、热能等，运行成本低。
表面改性的效果表列出了对一些工程塑料表面处理的效果。
例如，对工程塑料PBT（聚对苯二甲酸丁二醇酯）表面照射，结果显示，经照射后表面C-H结合减少，-COO-增加，C=O产生，表明表面得到改质。
这样，具有多极性的富有氧的原子团的增多材料表面的亲水性得到提高。
表面处理后对提高材料表面的接着性非常有效。
紫外线光源在表面清洗处理中的应用近年，由于大功率超高出力低气压UV放电管开发的进展，以及随着微电子等产品的超微细化，在微电子、超精密器件等产品的制造过程中，由短波长紫外线及其产生的臭氧对其产品的表面进行超精密清洗或改善其表面的接着性、附着性的干式光表面处理技术的实用化进展得很快。
现在，需要提高成品率的半导体器件、液晶表示元件、光学制品等制造中，紫外线UV和O3臭氧并用的干式光表面处理技术已成不可缺少的技术手段。
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紫外线光源及其光子能量
高压水银放电管发出的具有代表性的紫外线是365nm，光子能量328 KJ/mol；而低压水银放电管发出的具有代表性的紫外线是253.7nm及184.9nm，光子能量分别为472 KJ/mol和647 KJ/mol。
要分解分子的结合，就要使用发出比分子的结合能强的光源。
表1列出了主要的化学分子的结合能。
由表可知，比365nm线的能量高的分子结合很多，但大多数比184.9nm线的能量低。
所以，低压放电管要比高压放电管以及其他放电灯更适合水中需要分解有机物的水处理领域。
表1化学分子的结合能。