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生的紫外線進行實驗，驗證紫外線具有熒光效應、化學作用、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、弧光燈發出的光中都含有紫外線。利用氣體放電、火花放電也可以產生較強紫外線。紫外線的主要特性是化學作用強，有很強的熒光效應和殺菌消毒作用。那么，如何用實驗的方法加以驗證呢？經過研究發現，利用電子感應圈電極之間的火花放電產生的紫外線，進行實驗可很好地證明上述問題。筆者現將實驗方法介紹如下。

1 實驗用品

電子高壓感應圈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準備一張面值為100元（或50元）的人民幣，調整電子高壓感應圈兩放針間的距離為4 cm～10 cm。閉合其電源開關，使兩放針產生火花放電，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，人民幣某處呈現出100（或50）的熒光數字。由此說明紫外線具有熒光效應。

2.2 驗證紫外線的化學作用將可樂瓶置于電子高壓感應圈上，兩放電針正對將可樂瓶側壁刺透，使兩放電針尖之間保持4 cm～5 cm的距離（如圖1所示）。閉合電子高壓感應圈電源開關，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，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，片刻可發現試紙變藍，說明瓶內有臭氧生成。即在放電過程產生的紫外線作用下空氣中的氧氣形成了臭氧：3Ｏ2 +ｈν =2Ｏ3 。上述反應的發生有力地證明了紫外線的化學作用強。

2.3 驗證紫外線的殺菌消毒作用利用火花放電產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到很好的滅菌效果。為了證實紫外線的殺菌消毒作用可進行如下實驗。

取內壁干燥的可樂瓶1只，用高壓感應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）。打開高壓感應圈的電源開關，放電3分鐘進行滅菌。通過在豆芽汁糖培養基接種菌體，并在溫室中培養進行對比實驗發現，經過火花放電滅菌的菌體經過培養15天后，仍沒有菌落形成，而未經滅菌的菌體經過3天培養后，菌體有所生長，經過8天培養后菌體長滿培養基。由此說明紫外線有較強的殺菌消毒作用。