利用“火花放電”驗證紫外線之主要特性

趙　軍

本文介紹利用火花放電產(chǎn)生的紫外線進(jìn)行實驗，驗證紫外線具有熒光效應(yīng)、化學(xué)作用、消毒滅菌作用。眾所周知，紫外線是波長約為5 nm～370 nm的一種射線。一切高溫物體如太陽、弧光燈發(fā)出的光中都含有紫外線。利用氣體放電、火花放電也可以產(chǎn)生較強(qiáng)紫外線。紫外線的主要特性是化學(xué)作用強(qiáng)，有很強(qiáng)的熒光效應(yīng)和殺菌消毒作用。那么，如何用實驗的方法加以驗證呢？經(jīng)過研究發(fā)現(xiàn)，利用電子感應(yīng)圈電極之間的火花放電產(chǎn)生的紫外線，進(jìn)行實驗可很好地證明上述問題。筆者現(xiàn)將實驗方法介紹如下。

1 實驗用品

電子高壓感應(yīng)圈1臺、潔凈干燥的可樂瓶2個、3號單孔膠塞1個、鑷子1把、玻璃棒1根（30 cm）、裝有豆芽汁糖培養(yǎng)基的試管2支、帶菌蘋果1個、蒸餾水50 ml、碘化鉀試紙、紗布、透明膠帶等。

2 實驗過程

2.1 驗證紫外線的熒光效應(yīng)準(zhǔn)備一張面值為100元（或50元）的人民幣，調(diào)整電子高壓感應(yīng)圈兩放針間的距離為4 cm～10 cm。閉合其電源開關(guān)，使兩放針產(chǎn)生火花放電，將人民幣湊近電火花（不要太近，要保持20 cm左右的距離）可見，人民幣某處呈現(xiàn)出100（或50）的熒光數(shù)字。由此說明紫外線具有熒光效應(yīng)。

2.2 驗證紫外線的化學(xué)作用將可樂瓶置于電子高壓感應(yīng)圈上，兩放電針正對將可樂瓶側(cè)壁刺透，使兩放電針尖之間保持4 cm～5 cm的距離（如圖1所示）。閉合電子高壓感應(yīng)圈電源開關(guān)，兩放電針開始放電，放電1分鐘～2分鐘，放電儀器附近的人可聞到空氣中有臭味，斷開電源開關(guān)，停止放電。打開可樂瓶蓋，用鑷子夾取一條潤濕的碘化鉀淀粉試紙，并將其伸入瓶內(nèi)，片刻可發(fā)現(xiàn)試紙變藍(lán)，說明瓶內(nèi)有臭氧生成。即在放電過程產(chǎn)生的紫外線作用下空氣中的氧氣形成了臭氧：3Ｏ2 +ｈν =2Ｏ3 。上述反應(yīng)的發(fā)生有力地證明了紫外線的化學(xué)作用強(qiáng)。

2.3 驗證紫外線的殺菌消毒作用利用火花放電產(chǎn)生的紫外線消毒滅菌非常方便、快捷，只需短短的三兩分鐘便可達(dá)到很好的滅菌效果。為了證實紫外線的殺菌消毒作用可進(jìn)行如下實驗。

取內(nèi)壁干燥的可樂瓶1只，用高壓感應(yīng)圈的兩個放電針分別相對刺穿兩個小孔，然后固定在高壓感應(yīng)圈上。在3號單孔膠塞上插入一根玻璃棒，在玻璃棒的下端纏繞上干燥的紗布，將帶菌蘋果上的菌體抹到玻璃棒上的紗布團(tuán)上，使其沾滿菌體，將上述膠塞緊緊塞在可樂瓶瓶口上（如圖2所示）。打開高壓感應(yīng)圈的電源開關(guān)，放電3分鐘進(jìn)行滅菌。通過在豆芽汁糖培養(yǎng)基接種菌體，并在溫室中培養(yǎng)進(jìn)行對比實驗發(fā)現(xiàn)，經(jīng)過火花放電滅菌的菌體經(jīng)過培養(yǎng)15天后，仍沒有菌落形成，而未經(jīng)滅菌的菌體經(jīng)過3天培養(yǎng)后，菌體有所生長，經(jīng)過8天培養(yǎng)后菌體長滿培養(yǎng)基。由此說明紫外線有較強(qiáng)的殺菌消毒作用。