過量的紫外線對人體是有害的。
上世紀末,大洋彼岸,人們夏天開車總喜歡開着窗戶,享受自然風。結果他們皮膚癌的發病率一直居高不下,而且發病部位大多集中在上身左半邊,以左臂居多。後來一些組織倡導美國人開車時關上車窗使用空調,皮膚癌的發病率果然就降下來了。這個事情證明,玻璃可以降低紫外線對皮膚的傷害。但傳來傳去,這個“降低”就成了“避免”了。
辦公桌靠窗的朋友們可能會發現,明明關着窗戶,為防控疫情哪都沒去,光上班,自己還是被曬黑了。這說明玻璃并不能為我們完全隔絕紫外線的傷害,一部分紫外線——UVA,是可以穿透玻璃的。
長波紫外線UVA是什麼?
紫外線的波長在200至400納米之間,我們習慣根據波長把紫外線分成ABC三種,其中波長較短的UVB和UVC在到達地面之前就已經被臭氧層吸收得差不多了,對咱影響不大,還能幫你補鈣呢。對這兩種紫外線來說,臭氧層就跟個水泥殼子差不多。
能到達地面的紫外線幾乎隻有波長350到400納米的UVA,它是紫外線中波長最長的一類,也是讓我們曬黑曬傷的罪魁禍首。
▲UVA與UVB對皮膚不同的穿透性。
咱們的皮膚細胞核裡面存儲着細胞分裂的指令——DNA。這條脆弱的分子鍊很容易被紫外線等輻射破壞掉,一旦它出了毛病,細胞再一分裂就指不定分裂出個什麼東西了。
還好咱們皮膚裡有黑色素細胞,它會分泌黑色素,并将這些黑色素轉移到“角質生成細胞”中。于是咱的皮膚就黑了。皮膚中的黑色素受到紫外線照射後,會把紫外線的能量轉化成熱量,從而阻止了細胞核遺傳物質的受損。瞧,被曬黑了其實是身體的一種自我保護。
▲北京能把黑人曬黑喽,神奇不?
玻璃為什麼隻能擋住一部分紫外線?
金屬完全不透光,主要因為金屬内部有大量的自由電子,這些自由電子會把光攜帶的能量“吃”進自己體内讓自己獲得更高的能級。而玻璃雖是固體,它内部卻沒有自由電子,所有電子都規規矩矩在“繞核軌道”上呆着呢,沒有什麼東西能半道“搶走”光的能量。所以光波也好,光子也罷,大部分都可以從玻璃分子之間或原子内部“巨大”的空間中直接穿過去。
▲二氧化矽分子。
但注意,光有“波粒二象性”。波長越短,能量越大的紫外線,其表現出的“粒子性”就越強;波長越長,能量越小的紫外線,其表現出的“波動性”就越強。所以波長短、呈粒子性的紫外線在玻璃内部有更高的幾率“撞上”電子,被劫走能量,也就是被玻璃阻擋住了;波長長、呈波動态的UVA則更有機會“繞過”障礙物,穿過玻璃。普通家用門窗玻璃無法徹底阻擋UVA,原因就在這裡(不同種類玻璃性能不同,最低的能阻攔10%UVA,最高的能阻攔90%)。
▲玻璃透光率與光波長的關系曲線。
所以不管在玻璃陽光房還是辦公室,隻要被曬的時間足夠長(2到4小時),太陽依然可以曬傷你。
結語。
光的穿透性真挺有意思,不同波長的光可以被不同的物質阻擋——
對微波和可見光來說,金屬是不透明的;
對遠紅外線來說,二氧化碳是不透明的;
對短波紫外線來說,臭氧層是不透明的;
對長波紫外線UVA來說,有機玻璃(樹脂)是不透明的。
不過對X射線來說,好像沒有多少東西是不透明的。
夏天了,皮膚敏感,容易曬傷的朋友們還是應該保護一下自己,防曬産品該抹點兒還是抹點兒吧。
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