浅谈紫外线的应用

浅谈紫外的应用
UV是英文Ultraviolet Rays的缩写,即紫外光线.紫外线(UV)是肉眼看不见的,是可见紫色光以外的一段电磁辐射,波长在10~400nm的范围.通常按其性质的不同又细为几下几段: 1) 真空紫外线（Vacuum UV），波长为10--200 nm ；
2) 短波紫外线（UV-C），波长为200--290 nm ；3) 中波紫外线（UV-B），波长为290--320 nm； 4) 长波紫外线（UV-A），波长为320--400 nm ；5) 可见光（Visible light），波长为400--760 nm；
紫外在学科上的应用
紫外在学科上的应用主要体现在紫外可见光谱上，下面介绍下紫外可见光谱的应用：
一、定性分析
无机元素定性：AES，化学分析法等
有机化合物的定性：近代四谱（UV－Vis，IR，MS，NMR）
1、未知物的鉴定（对比法）
方法：标准物的光谱图或标准光谱图：吸收光谱曲线特征：吸收峰数目、位置、强度等。

局限性：（1）简单，特征性不强；（2）很多生色团峰不受分子中其它非吸收团影响；（3）结构分析只是辅助手段；（4）有机化合物多数官能团在紫外可见区无吸收或微弱，主要应用于不饱和有机物尤其共轭体系；更多应用于定量分析。

2、物质纯度的检验：通过绘制样品的紫外吸收光谱图判断是否含有杂质。

如无水乙醇中少量苯的检验。

二、有机化合物结构推测
1、推测有机化合物中可能存在的官能团
吸收带特征可能存在的官能团
200~400 nm无吸收饱和的脂肪烃或含一个双键的烯烃
210~250 nm有强K带吸收260~300 nm有强K带吸收可见光区有强K带吸收含两个双键的烯烃
含3~5个双键的烯烃长链共轭或稠环化合物
250~300 nm有宽的中强B带吸收有苯环，为芳香族化合物270~350 nm有弱R带吸收羰基或硝基等发色团2、判别同分异构体
例如：乙酰乙酸乙酯存在酮式与烯醇式互变异构体
C
CH 3O CH 2C 2OC H 5O 2CH 3C CH OH C O OC H 5
有R 吸收带，无K 吸收带 有R 吸收带，K 吸收带
3、判别順反异构体
一般顺式异构体λmax 比反式异构体的小，可用紫外可见吸收光谱法区别。

如肉
桂酸：反式肉桂酸λmax=295 nm 顺式肉桂酸λmax=280 nm
三、定量分析--依据朗伯比尔定律
1.单组分化合物分析 通常采用 A-C 标准曲线法定量测定。

2.混合物中多组分的测定
原理：吸光度加合性原理
b a A A A 111λλλ+= b a A A A 222λλλ+= b b a a b
c bc A 111λλλεε+= b b a a bc bc A 2
22λλλεε+= 3.双波长分光光度法 适用于浑浊试样或背景吸收较大的试样，用来消除背景吸收和光散射。

双波长分光光度法选择波长的原则：
在λ1和λ2处，干扰组分X 的吸光度相同； 在λ1和λ2处，待测组分Y 的吸光度差值要足够大。

λ2 b
A a
λ1 λ
Y X A A A 111
λλλ+=Y X A A A 222λλλ+=X X A A 12λλ=()Y Y Y Y Y bc A A A A A 1
21212λλλλλλεε-=-=-=∆
四、物理化学常数的测定
1. 摩尔比法：
M + n R MR n
摩尔比法适用于M 和R 均不干扰 MR 吸光度的测定，配合物的离解度小，配合比高的配合物组成和稳定常数的测定。

紫外在生活中的应用
A
λ2 X
Y
X+Y
λ
λ1 n A
A ′ c R /c M
()''A A A -=α[][][]n
n R M MR K =稳
1，UV灭菌，这种方式效果好，没有第二次污染的情况，超强UV可以瞬间杀死水中的病毒，不像用化学试剂灭菌方式那样残留。

主要用于医院、公共场所、幼儿园、敬老院等空间的消毒，这种方式慢慢在进入家庭日常生活，水处理等。

2，UV的固化，UV胶水、UV油墨等在UV光照下，瞬间从液体变为固体，以达到固着、上色等效果。

如手机上就很多应用，如：LCD的封口，听筒上音圈与音膜的粘接，手机外壳的喷涂等，光驱里激光头，电脑LCD硬盘磁头，还有最新的光通讯器件，UV打印机等。

3，UV的检测，再防伪上，人们将特殊的图案用UV荧光物质成形，一般光照的情况下，是没有任何图像呈现，但在UV的照射下，就可以看到这种荧光的图案。

主要应用于纸币，护照，火车票，医药包装，瓶盖等等。

4，UV背景光，有些物质再UV光下比可见光下更加清晰，这个特性就可以去检测一些不通常情况下不容易发现的物质，比如工厂净化间内的灰尘检测，产品表面清洁度检查，公安侦查提取指纹等等。

5，UV医疗，UV光不一定照到人体就是有害的，有些波段的UV再临床上还可以去除因患者的病毒，如白癜风，在涂完药物后，接受一些uv的照射，可以生成黑色素，达到治疗的效果。

6，UV光催化，化学反应在不同的条件下会有不同的结果，人类发现了这个现象后，就想方设法的去让化学反应向人们想要的方向发展。

这样科学家就会利用uv这个条件研究反应的方向，找到好的方向，解决人类面临的问题。

如生物医药，UV保鲜技术，像日本的家电商推出的LED保鲜就是采用UV LED发出的uv对蔬菜进行处理保鲜。

紫外在军事上的应用
紫外线的军用几乎都是建立在紫外线的大气传输特性上的在自然界中，太阳是最强烈的紫外辐射源。

太阳辐射的紫外线在通过大气层时呈现出以下特点：(1)高空大气层中的氧气强烈吸收波长小于200 nm的紫外线．故该波段的紫外线只可能在外太空中存在(2)对流层上部平流层中的臭氧层对300～ 200 nm范围的紫外线有强烈的吸收作用，因而太阳中的这一渡段紫外辐射在近地大气中几乎不存在，常被称为“日盲区”。

(3)太阳辐射中的近紫外成分(400～300 nm)能较多的透过地球大气层，因此该渡段被称为大气的“紫外窗口”。

由于紫外辐射在大气层中传播时强烈的散射作用，所以近地大气中紫外辐射是均匀散布的（4)紫外探测技术的军事应用就是利用了上述特点中的后两个：在主动式应用方面．紫外通讯系统是工作于“日盲区”波段的。

由于是“日盲区”，所以在信号传输过程中几乎不存在大气背景噪声干扰的问题。

在被动式紫外探测系统方面，来袭的敌机或导弹尾焰中的紫外辐射会在工作于“日盲”波段的紫外监视系统上形成“亮点”；而在近紫外波段，近地面的军事目标(如直升机等)改变了大气散射的紫外光分布，因而会在均匀的此外辐射背景上形成一个“暗点利用上述的。

亮点和“暗点”就有可能完成告警或跟踪制导等任务。

目前，紫外线在军事应用方面的研究
大致有以下几个方面：
(1)紫外线制导
尽管红外制导是目前导弹的主流制导方式，但随着红外对抗技术的日趋成熟，红外制导导弹的功效到了严重地威畸。

为了反红外对抗技术，制导技术正在向双色制导方面发展．这其中也包括红外紫外双色制导方式在受到敌方红外干扰时，仍可使用紫外探测器探测目标的紫外辐射，并把导弹导引至目标进行攻击。

据报道，美国及北约盟军的陆海军在1989年装备使用的尾刺(Stinger Pest)对空导弹中就采用了这种红外一紫外双色制导技术。

(2)紫外线告警
为对付导弹的威畸，导弹入侵报警器是必要的装备。

目前的导弹入侵报警方式主要有依赖雷达工作的主动式报警和包括红外、激光和紫外线告警为主的被动式报警。

紫外告警器是通过探测导弹尾焰中的紫外线辐射来发现目标的表l列出了低空时使用不同燃料的导弹的尾焰辐射特征。

可以看出，任何尾焰中都含有NUV和MuV，为紫外导弹告警提供了可能。

国外已研制成功了多种紫外线报警器。

美国洛拉尔公司在1988年就为美国海军的C一1305直升机和P一3S运输机研制成功了世界上第一台紫外报警器AAR一47 AAR一47在海湾战争中投入实战后叉改进为AAR一47A 和AAR一47B。

美国西屋公司在美国海军的资助下也研制出PMAWS 2000紫外报警器，主要装备在各种战斗机、坦克和装甲车上。

1993年7月至1994年末，海军对PMAWS一2000进行了实验。

(3)紫外线通讯
紫外通讯是一种具有极大发展潜力的新型通讯方式。

它具备了许多其他常规通讯方式所没有的优点，如低窃听率、高抗干扰性、低位辨率、全天候工作等，所以受到对通讯保密性、机动性要求高的部门的广泛重视。

美国在紫外通讯系统的研制方面有重大投资。

在美国．20世纪90年代初即研制出低功率
紫外通讯系统。

目前已有紫外通讯系统的成品出现，并已成功地将此技术应用于空间飞行器与卫星间的秘密通讯及海军战舰间、战舰与舰载机联络等方面。

(4)紫外线干扰
红外一紫外双色制导导弹的出现，必然导致红外一紫外双色干扰技术的发展．紫外干扰的关键是研究出具有足够强紫外辐射的火药，装添以制成具有紫外干扰能力的干扰弹。

结论：随着科学技术的进步，紫外将会发挥它更大的作用。