信息来源于NASA Science,New Scientist,Zeba Academy。
紫外线紫外线是一种电磁辐射,而电磁辐射来自太阳,以不同波长和频率的波或粒子形式传播。这种广泛的波长范围被称为电磁 (EM) 波谱。该波谱通常按波长减小、能量和频率增加的顺序分为七个区域,分别是:无线电波、微波、红外线(IR)、可见光、紫外线、X 射线和伽马射线。
紫外线 (UV) 光位于可见光和X射线之间的电磁波谱范围内,波长约为380纳米(1.5×10 5英寸)至10纳米(4×10 7英寸)。紫外线通常分为三个子波段:
UVA,即近紫外线 (315–400nm)
UVB,即中紫外线 (280–315nm)
UVC,即远紫外线 (180–280nm)
在10纳米至180纳米之间的辐射有时被称为真空紫外线或极紫外线。这些波长被空气阻挡,只能在真空中传播,因此我们人类几乎无法接触到。
人类目前为止已经发现了许多利用紫外线的人工光源,比如日光浴床、黑光灯、固化灯、杀菌灯、汞蒸气灯、高强度放电灯、荧光灯和白炽灯等等。紫外线还会被运用于工业、医疗和研究应用,可以说是用途广泛。
人类是看不见紫外线的,但这并不意味着它不会对我们造成影响。大部分紫外线被地球大气层吸收。所以我们一直在强调臭氧层的重要性,没有它,更多的紫外线会到达地球表面,造成的可不止是温室效应,导致全球气候变暖,也会直接对人产生各种危害。
紫外线的危害紫外线辐射具有足够的能量来破坏化学键。由于能量较高,紫外线光子可以引起电离,即电子脱离原子的过程。由此产生的空位会影响原子的化学性质,导致它们形成或破坏原本不会形成的化学键。
听起来很化学,但我们人类的身体就是充满了活组织,紫外线能直接对人类,特别是对皮肤和眼睛造成影响。尽管人类接触到的大多数自然紫外线来自太阳,且只有约10%的阳光是紫外线,但紫外线却是严重致癌物报告。
通常晒太阳会变黑就是暴露在紫外线后产生的反应。本质上,晒黑是人体的自然防御机制,因为黑色素可以吸收紫外线并将热量散发出去。人体皮肤感受到紫外线的伤害后,就会将黑色素传到皮肤细胞,以此来保护皮肤受到更多伤害,因此人类才会被晒黑。
但黑色素并不是万能,有时候人体的DNA会因紫外线发生变异,它们倒是不会死亡,但会继续增殖成为癌症。紫外线会对DNA和DNA修复过程造成随机损伤,从而使细胞获得避免死亡的能力。
于是就可能导致皮肤癌,这是非常常见的癌症,反复经历晒伤的人患上皮肤癌的风险要高得多。根据皮肤癌基金会的数据,晒伤次数达到五次或以上的人患上最致命的皮肤癌——黑色素瘤的风险会增加一倍。
正常人类看不见紫外线许多动物都可以看见紫外线,从渺小的昆虫到几米长的大白鲨都有。许多传粉昆虫就是通过花瓣上的紫外线来识别花朵的;麋鹿会在雪地里通过地衣反射的紫外线来寻找食物;看起来全黑的鸟类,实际上身上羽毛的颜色很艳丽;鲨鱼虽然是色盲,但也会通过紫外线去寻找猎物;就连我们身边的猫咪,有时候它们房间里的一个位置很久,实际上就可能是在看透过窗户的紫外线。
人类的视网膜只能看到波长低至约300纳米的紫外线 (UV) 光谱,这是由于我们眼睛内的晶状体在工作。晶状体虽然让我们能看到的颜色变得很有限,但却能过滤到紫外线,从而避免紫外线对眼睛造成的破坏。我们的晶状体甚至还能避免光谱范围过宽导致的模糊效果。
天生没有晶状体的人,或摘除晶状体但未更换的人,有时能看到紫白色光。印象派画家克劳德·莫奈就是一个例子,他在晚年患上了严重的白内障,最终摘除了左眼的晶状体。他后来的作品以蓝色为主,人们通常认为这是他看到紫外线的结果。
正常色觉的波长范围约为380纳米(紫色)至750纳米(红色)。大多数人无法轻易看到波长短于380纳米的光线,当然是因为眼睛的晶状体会吸收这些光线。如果晶状体缺失或人类患上白内障,那低于紫色范围的光线不会被阻挡,并且可以检测到波长低至310纳米左右的光线。
因此白内障也被视为长寿的象征,因为只有长时间为人类抵御紫外线的晶状体才会变白,这是由于它们的可溶性蛋白减少,不溶性蛋白增加,才会变成浑浊的白色;另外,如果晶状体出现问题,就没有办法有效来聚焦光线,人类就会远视,需要矫正镜片来聚焦近距离的光线。这些都是上来年纪的人才会出现的症状。
虽然能看见的颜色少了,但可以我们知道:实际上人类进化出的晶状体对抵御紫外线的有效尝试,是演化的一个方向,并不是说我们比别的动物弱。甚至进化出紫外线的我们的眼睛要比别的动物都耐用。