认识“紫外线”

中国气象科学研究院气象数值预报研究中心沈元芳研究员介绍：紫外线(ultraviolet radiation,UV)指波长在可见光紫外端到X射线之间的电磁辐射,波长在100～400nm(纳米)之间。它透过大气层到达地球表面,真正到达地面的大部分是紫外线A(UV-A)以及小部分的紫外线B(UV-B),何谓紫外线A与紫外线B呢？它是根据波长来分的：波长在315～400nm之间的称之为UV-A,波长在280～315nm之间的称之为UV-B、波长在100～280nm之间的称之为UV-C。当太阳光穿过大气层,几乎所有的UV-C和约90%的UV-B都被臭氧、水蒸气、氧气以及二氧化碳所吸收。因此,紫外线对人类的主要危害来自UV-A和小部分UV-B的综合作用。沈元芳研究员认为,虽然只有10%的UV-B透过大气层到达地表,但是对人类的危害是很大的,它可以引起皮肤癌、白内障以及免疫系统功能的降低。紫外线辐射水平受太阳高度、纬度、云量、海拔高度、臭氧、地面植被状况等一些因素的影响。但大体而言,我国紫外线辐射的分布：西部高,东部低;高原高,平原低,在北纬30度附近的青藏高原最高,四川盆地最低。同时也随季节、纬度变化,表现为：夏季最高,春、秋季次之,冬季最低;低纬度高,高纬度低,但东部地区的纬度差别较小。在我们日常生活中,经常可以见到电视台、气象台、报纸等发布的一些紫外线指数(UVI)。紫外线指数是衡量某地中午前后到达地表的紫外线辐射对人体皮肤可能损害程度的指数。它是紫外线强弱的预报。出门之前,我们如何根据发布的紫外线指数判断天气呢？根据2002年新制定的紫外线指数标准,紫外线强度划分为弱、中等、强、很强和极强5个等级。紫外线指数在2以下的情况下,人们可以安全地呆在户外;指数在3至6之间(包括3和6),人们外出时就该采取些保护措施,如中午时分尽量找遮阴处;指数在8至11甚至11以上,如果您还在户外,请赶紧找个蔽阴处躲起来,防晒服、防晒霜、遮阳帽和太阳镜,一样都不能少。(张翠霞摘自《科技日报》)     

古文物为什么怕拍照

禁止对古文物拍照的主要原因是拍照时闪光灯对文物会造成损坏。我国古建筑大多是木质的,容易损坏,上面的彩漆也容易褪色、脱落,拍照时,闪光灯的反复照射对其破坏很大,因此,一般都禁止拍照。普通的可见光波长在400～700纳米之间,低于400纳米的紫外线能量很大,容易被物体吸收,从而使物     

太阳风暴及其影响

去年以来,各种新闻媒体多次报导太阳风暴事件。今年4月,又发生了一次剧烈的太阳风暴,导致无线电通讯受阻。到底什么是太阳风暴？它对地球有哪些影响？本文将简要介绍这些问题。太阳风暴实际上是指太阳活动引起的太阳光辐射和粒子发射增强的现象,俗称太阳风暴。它不是科技术语,它与科学术语“太阳风”(solar wind)是两回事。太阳风是指太阳最外层大气永不停止向外膨胀的稳定现象,太阳风暴则是太阳活动引起的偶发事件。因此,要理解太阳风暴,就得从太阳活动讲起。肉眼看到的太阳似乎完美无缺,洁净无瑕,但实际情况并非如此。借助各种专门的太阳望远镜进行观察,就可发现太阳表面常在一些局部区域出现某种特殊现象,或者说发生一些事件,即所谓太阳活动现象。例如在太阳的低层大气(光球层)中出现成群的太阳黑子和光斑,在高层大气(色球和日冕)中出现日珥和谱斑,有时发生太阳耀斑和日冕物质抛射等现象。黑子是日面上的暗黑斑块,它们的本质是太阳表面的局部强磁场区(磁场强度为几千高斯),且具有复杂的磁场极性分布。但黑子区的温度比周围低,显得暗黑。光斑是光球层的高温区,谱斑是色球层中的高温区。日珥是突出于太阳表面的火焰。耀斑则是太阳大气中大规模的能量释放现象,就是太阳爆发,是最剧烈的太阳活动现象。日冕物质抛射也是另一种形式的剧烈太阳活动。黑子、光斑、谱斑和日珥等活动的空间尺度一般为几万至十几万公里,寿命为几天至十几天。日冕物质抛射涉及的空间尺度更大,但持续时间较短。太阳耀斑区的大小约为几千至几万公里,持续时间只有几分钟至几十分钟。耀斑发生时,从耀斑区发射出很强的光辐射(主要为X射线和紫外波段),以及高能粒子流(主要为质子和电子)和低能等离子体。一次耀斑释放的总能量可达到10³²至10³³尔格。太阳耀斑是各种太阳活动现象中对地球影响最大的现象。观测表明,上述各种太阳活动现象倾向于发生在以黑子为中心的局部区域中(称为太阳活动区)。因此一般来说,当太阳上的黑子群和黑子数目较多时,其他各种活动现象也增多。换句话说,可以用黑子群和黑子多寡来代表太阳活动的平均水平。通常用所谓黑子相对数来代表每天的太阳活动水平。黑子相对数定义为R=10g+f,其中g和f分别代表当天日面上的黑子群和黑子数目。人们通过长期观测发现,黑子相对数R的年平均值具有11年左右的周期性变化。年平均值极小的年份表示该年日面上很少出现黑子,因而其他各种活动现象也不多,这样的年份称为太阳活动极小年。反之,R的年均值极大的年份,意味着该年日面上太阳黑子和其他活动现象频繁和剧烈,称为太阳活动极大年。相邻两次极小年之间的时间间隔(11年左右),称为一个太阳活动周。国际上统一规定从1755年极小年起算的太阳活动周为第一周。目前我们正处在从1996年开始的太阳活动第23周。它的极大年在2000年附近,因此从去年至今,日面上经常出现很多大黑子,太阳风暴也经常发生。宏观上稳定的太阳为何会出现太阳活动现象,一直是太阳物理学家的重点研究课题。目前认为太阳活动系起源于太阳内部的原有弱磁场(许多天体,包括恒星和行星都有磁场)与太阳自转相互作用的结果。太阳自转很特殊,即赤道区的自转较快(约27天转一周),两极区较慢(约34天转一周),称为较差自转。理论研究表明,正是这种较差自转能够把太阳内部的微弱磁场拉伸放大,形成管状的强磁场,称为磁流管。因磁流管具有磁浮力,会逐渐向太阳表面升浮。当这些磁流管升浮到太阳表面时,与太阳表面碰撞,并拱出表面,在那里形成局部强磁场区,就是太阳黑子。而光斑、谱斑、日珥、耀斑和日冕物质抛射等其他活动现象,则是黑子区的强磁场与太阳等离子体相互作用的结果。太阳活动具有11年左右的周期,也可以用太阳发电机理论予以解析。地球实际上是浸泡在太阳光辐射和粒子流(太阳风)当中,因此地球附近空间环境的主要特征在很大程度上是由太阳光辐射的能谱(辐射强度随波长的变化)和粒子流的能谱(粒子流量随粒子能量的变化)确定的。太阳稳定的光辐射和粒子流确定了地球附近空间环境的定常状态。例如,在太阳X射线和紫外线的作用下,地球大气中形成了电离层和臭氧层,而太阳风则把地磁场压缩成彗星的形状(称地磁层),并在其中形成了内、外辐射带,它们是被地磁场捕获的太阳粒子的集中区。在此基础上,太阳活动产生的光辐射(主要是X射线和紫外线等短波辐射)和粒子流发射增强,就构成了对定常状态的扰动,产生了各种异常现象,也称为地球物理效应。太阳活动对地球的影响,最严重的就是太阳上发生耀斑时产生的一系列地球物理效应。最先是耀斑产生的X射线和紫外线(特别是其中波长为1～10埃的X射线)于8分多钟后到达地球,使地球电离层中最低层(D层)的电子密度突然增大,从而使无线电通讯中依靠更高电离层(E和F层)反射的短波(波长约10～50米)在其通过D层时受到严重吸收,造成通讯信号减弱,甚至中断。这一现象也称为电离层突然骚扰^*。耀斑发射的高能粒子流(其主要成分为质子)一般于耀斑发生后几小时至十几小时到达地球附近。这些粒子的能量很大,将对人造卫星和宇宙飞船等航天器造成损害,甚至殃及宇航员生命。1991年3月,太阳的几次大耀斑发射的高能粒子流,曾损坏了日本广播卫星的电池板,造成供电不足,使其3个频道中的一个不能工作。欧洲海事通讯卫星MARECS-A也因表面带电引起局部弧光放电,损坏了太阳能电池板,使其功率下降而退出服务。1990年11月初的太阳耀斑发射的高能粒子流也曾使我国的“风云一号”气象卫星受到轰击,造成计算机程序混乱,无法控制卫星姿态,导致卫星在空间翻转。高能粒子流伤害宇航员的事故尚未发生,然而地面实验室的模拟表明,太阳耀斑发射的高能粒子流将会对进行太空行走的宇航员造成伤害,即使对在航天器中的宇航员,也会造成相当严重的危害。因此,应当尽量避免在太阳活动强烈时期进行航天(特别是载人航天)活动。为了避免危险,载人航天器一般都在内辐射带高度以下(低于800公里)飞行。这样可以在一定程度上受到辐射带的保护。甚至在高纬和极区附近飞行的高空飞机,由于那里没有辐射带的保护(地球辐射带的纬度范围只有±70°),也会受到耀斑发射的高能粒子的轰击,危及乘客的安全。英国皇家航空公司就曾制订过避免太阳高能粒子损害的飞行规章。太阳耀斑发射的更大量的低能粒子为同等数量的电子和质子所构成的等离子体。它们通常在耀斑发生后1～3天到达地球,冲击地球磁层和电离层,引起磁暴和电离层暴。大量低能粒子通过地球两极地区进入电离层(主要是下层)后产生电离层暴,它对无线电通讯造成的损害比上述电离层突然骚扰要严重得多,一般会持续好几天。这些粒子撞击地球极区高空大气的原子和分子,使它们受到激发而发光,出现壮丽的极光现象。另一方面,大量低能粒子在地磁场中运动还会产生强大的感应电流,它在引起磁暴的同时,还会严重损坏高纬地区的供电设备和输油管道,甚至电话线路。例如,1989年3月一系列太阳耀斑发射的等离子体引起的磁暴期间,加拿大魁北克地区的电力系统遭到严重破坏,电力供应中断9小时,影响到600万居民的生活。磁暴期间,由于地磁场的正常状态遭到破坏,因此还会影响到利用地磁场进行作业的其他领域,如物理探矿、导航和航测等部门,甚至使信鸽迷路。除了耀斑以外,其他一些太阳活动现象,如特大的黑子群、日珥爆发和日冕物质抛射等,也会有X射线和紫外线增强,以及粒子流发射。一般来说它们的强度不及耀斑,但是它们的累积效应也会对地球产生影响。太阳活动产生的短波(X射线和紫外线)增强和粒子流一般只能到达地球的高空大气,主要对电离层,至多对平流层(位于12～50公里高度,臭氧也在这一层)产生影响。它们不能直接达到天气现象所在的对流层。然而,从上一世纪的统计研究却发现,太阳黑子相对数和太阳耀斑的发生与地球上一些地区的气象和水文参数之间存在相关性。这些参数包括平均气温、气压、雷暴频数、季风频数、旱涝程度,以及大河流的水位和港口冰冻期等。最明显的即许多地区的年平均气温与黑子相对数年平均值同步变化。研究也显示太阳耀斑发生之后的第3～4天,一些地区的雷暴频数明显增加。这些现象表明,太阳活动与天气现象之间密切相关,但其物理机制目前尚不很清楚。太阳活动引起的短波辐射增强和粒子流增强还会使地球大气受到加热。这将使低层大气向高层运动,相当于大气整体向外膨胀,导致高空大气密度增大,从而使在高空运行的人造卫星受到更大的阻力,造成卫星轨道衰变,寿命缩短。有人认为,这种低层大气向高层运动也可能造成大气环流变化,从而影响到天气现象。此外,太阳耀斑等引起的地球大气膨胀还会改变大气角动量,从而影响地球自转。1959年7月和1972年8月发生的两次大耀斑,均造成地球自转突然变慢。有些研究表明,一些地区的地震发生率似乎与太阳活动有关,有可能是太阳活动引起的地磁场扰动和地球自转的微小变化激发了地震的发生。至于有些研究表明某些疾病、农产品产量、人的情绪、甚至交通事故等与太阳活动的联系,有一部分可能是太阳活动产生的紫外线增强、地磁场变化或天气变化等因素间接造成的,这些方面还存在较大争议。除了极少数特大耀斑发射的非常高能的相对论性粒子(能量超过500兆电子伏特的粒子),可以突破地磁场的束缚到达地面(这种现象称为地面太阳宇宙线事件)外,一般耀斑和其他太阳活动产生的粒子均被地磁场捕获在高空地带,不会到达地面。各种太阳活动产生的光辐射增强主要限于波长在1500埃的远紫外和X射线波段。而且波长愈短,增强愈剧烈。但在波长大于1500埃的紫外线、可见光和红外波段,辐射强度并无明显变化。探空火箭和人造卫星上搭载的仪器测量结果表明,太阳活动期间,波长在100～1000埃的太阳辐射强度,会比平时增强10倍左右;10～100埃之间的辐射强度,会比平时增大100倍左右;而波长短于10埃的X射线强度,可以超过平时的1000倍以上。不过值得庆幸的是地球大气对紫外线和X射线有屏蔽作用。对于波长为3000埃的紫外线,地球大气的透过率只有0.011,即只能透过约1%。对于波长比2800埃更短的紫外线和X射线,地球大气的透过率几乎为零。因此,上述太阳活动引起的紫外线和X射线增强,虽然高达几十至上千倍,但是只能在高空测量中看到。对于在地面日常生活中的人们来说,这种辐射增强是难以觉察的。因此可以估计,太阳活动期间在地面的太阳紫外辐射增强最多只有百分之几,绝不会超过10%。同时,即使是在太阳活动峰年,仅仅是太阳活动比较频繁,并非时时刻刻都有太阳活动。因此因太阳活动峰年而改变人的生活方式是没有必要的。太阳活动虽然强烈,但它发射的能量与整个太阳辐射能相比,则是微不足道的。例如,太阳大耀斑的发射能量(包括它的光辐射和粒子发射)估计为4×10³²尔格。假定其持续时间为1小时,则可算出其平均发射功率为每秒10²⁹尔格。这与太阳的总辐射功率每秒3.845×10³³尔格相比,是可以忽略的。更何况太阳也并非每时每刻都有耀斑。因此,存在太阳活动丝毫无损于把太阳视作一颗稳定的恒星。大功率的稳定辐射叠加上小功率的周期性的太阳活动,这就是现阶段太阳的主要特征。 ---------------------第38页* 林元章研究员是天文学名词审定委员会副主任。---------------------第39页* 天文学名词审定委员会已将“电离层突然骚扰”定名为“电离层突扰”。     

李白酒后泄密被炒鱿鱼

天宝元年(742年)八月,李白接到唐玄宗征召其进京的命令,以为可以从此仕途通达,不再灰头土脸地生活在蓬蒿之间,于是"仰天大笑出门去",从山东兖州启程奔赴长安。到达长安后的他在金銮殿受到了玄宗的隆重接见。虽然玄宗并没有给李白安排什么官职,只是让他待诏翰林,但是,这个临时、候补的身份,却让李白有了接近玄宗、接近杨贵妃     

金星云层中有能让生命演化的区域

金星异常的温度和压力,使得它对于任何类似地球的生命生物来说,都如同炼狱.但是,天体生物学家最近发现,在金星的云层中,可能存在一个能进行光合作用的区域.这表明,金星云层中存在一个让生命演化的场所. 金星周围原本是一层厚厚的硫酸云,其实无法维持生命生存,但硫酸云也拥有一些优势——它们会散射或吸收大部分照射到金星上的有害紫外线,这与地球上臭氧层的保护作用类似.目前认为,只有一种紫外线(UV-A)能够穿透硫酸云,且该类型的紫外线也被硫酸云层消耗掉了80％～90％.     

访特里亚斯特国际理论物理中心

1979年,中国科学院组织了以黄昆同志为首的我国第一个固体物理代表团,到意大利访问了设在特里亚斯特(Trieste)的国际理论物理中心。这个“中心”是1964年开始建立的,行政关系隶属于联合国国际原子能机构(IAEA)和教科文组织(UNESCO)。它的宗旨是促进国际之间,特别是发展中国家的学术交流和科研及专业人才的培养。“中心”的主任是巴基斯坦的理论物理学家A.萨拉姆(A.Salam)教授,1979年诺贝尔物理奖金获得者。现任学术委员会主席的是理论固态物理学家s.隆德奎斯特     

A1N薄膜的发光性能

本文简要介绍了A1N的性质并总结A1N薄膜作为发光材料的研究现状，以及探讨A1N薄膜的不同掺杂元素的发光机理，最后就A1N薄膜作为优异的半导体发光材料的应用前景做了展望。半导体光致发光是电子吸引光子的能量跃迁至高能级，再由高能级返回到低能级时发光的过程称为光致发光过程，光源可为紫外线、红外线、可见光、X射线等。     

选对太阳镜必注意这个标志

健康新概念首先,太阳镜上一定要有防紫外线标志。一些太阳镜的镜片或包装上有“100%防紫外线”“、UV400”“、防紫外线”等标识。如果配戴了不能阻挡紫外线的劣质太阳镜,进入眼睛的紫外线比不戴太阳镜时更多,则更容易导致眼睛损害。其次,镜片的颜色选择应以周围环境的颜色不失真,物体的边缘清晰,能有效识别不同颜色信号灯为原则。镜片的颜色以灰色、茶色、绿色较好,因为这些颜色的镜片对红外线、紫外线吸收较好。另外,镜片的颜色越深遮光效果越强,但并不说明防紫外线的能力就越强,太阳镜防紫外线的功能还和镜片的材料、工艺等因素有关。镜…     

健康生活十个最佳时间

1晒太阳的最佳时间 上午8-10时和下午4-7时，是晒太阳养生的最佳时间。此时，日光以有益的紫外线A光束为主，可使人体产生维生素D，从而增强人体免疫系统的抗痨和防止骨质疏松的能力，并减少动脉硬化的发病率。     

美科学家研发高强精度X射线

美国能源部斯坦福直线加速器中心(以下简称SLAC)国家加速器实验室的科学家们借助于一个细长条钻石,将直线加速器连贯光源(以下简称LCLS)改造成一个精确度更高的工具,可用于探索纳米世界。经过这种改进,激光脉冲能够聚焦成非常狭窄的X射线波长,实现更高的强度,让此前不可能进行的一些实验成为可能。在一个被称之为"自注入"的过程中,钻石将激光束过滤成单一的X射线波长后进行放大。这种升级相当于     

北极臭氧空洞已经形成

罕见低温天气产生的＂美丽＂云团,剥去了北极大气层里具有保护作用的大部分臭氧层,可能北极第一个臭氧洞已经形成。据专家说,臭氧浓度较低的地区可能向南最远已经延伸到纽约上空,他们发出警告说,皮肤癌风险或将提升。同温层里的臭氧层像一条巨大的毯子,笼罩在距离地面大约20公里的上空,阻止太阳释放的大部分高频紫外线到达地面,大大降低患晒斑和皮肤癌风险。但是这项研究的负责人、德国不来梅港阿尔弗雷德极地和海洋研究所物理学家马库斯·雷克斯表示,北极高空持续结冰的天气,可能已经使臭氧浓度比标准浓度降低了近一半,而且这种趋势还会继续下去。     

主流数码相机关注度十最

随着新技术、新科技成果产品进入寻常百姓家,数码产品,如数码相机(DC)、数码摄像机(DV)、MP3、手提电脑(NB)、随身听(MD、CD)、PDA等,也不再是高高在上的贵族产品,价格也愈发的接近平民化。最受大众欢迎的入门级数码相机———佳能A702002年,佳能有一款入门级的经典数码相机A40深得市场好评。而今,这类入门级产品已经从过去的200万像素升级到了300万像素,例如A70。佳能A70仍旧保持了A40低价、易用、拍摄图像较好的特点,外型也更为流线和轻盈。A70在微距和对焦速度方面也较A40有所改善,手动功能更为丰富。最受女性用户青睐的数码相…     

亚洲人比欧洲人更易出黑斑

调查表明,在紫外线的照射下,黑色素以6倍的速度生成,而亚洲地区的紫外线的照射量是欧洲地区的2.5倍。同时,亚洲人皮肤的黑色素细胞中产生的黑色素颗粒更大。最新上市的来自法国     

如何挑选汽车防爆隔热膜

选择购买汽车防爆隔热膜时,几个性能指标是不应忽视的。一是膜的透光率。在20%至90%之间,前档膜透光率一股应在60%以上。二是隔热性能。防爆膜的隔热率一般在50%以上,考虑到北京地区冬季气温低、夏季气温高,春秋风沙大的气候因素,窗膜隔热性能要高。9901蓝天卫士(侧挡、后挡)+3535自然风光(前挡)具有综合的透光率和隔热率,是性价比最高的组合。三是防爆性能。优质防爆膜是由特殊的聚脂膜作基材,由七层材质组成,玻璃破裂后可被膜粘牢不会飞溅伤人,并且其抗冲击性能符合我国有关检测标准。四是紫外线阻隔率。高质量的膜这个指标一般不低于98%,…     

实验表明吃魔芋能预防老年痴呆

正近日,日本北海道大学客座教授五十岚靖之和特任副教授汤山耕平等人组成的研究团队通过小鼠实验发现,源自魔芋的神经酰胺能减少β-淀粉样蛋白(Aβ)积累。Aβ在脑内的过度积累被认为是阿尔茨海默病(AD)的发病原因之一。最近的研究显示,Aβ在阿尔茨海默病发病前15年就开始积累,为预防阿尔茨海默病,研究人员一直在寻求开发能抑制Aβ积     

警惕紫外线的危害

人们知道,紫外线直接照射皮肤,除有杀菌作用外,还具有调整和改善神经、内分泌、消化、循环、呼吸、血液、免疫系统以及促进维生素D生成的功能.但是,近年来人们逐渐认识到,过量的紫外线引起光化学反应,可使人体机能发生一系列变化,尤其是对人体的皮肤、眼睛以及免疫系统等造成危害.近年来,在美国、加拿大、澳大利亚等国及我国一些城市,已开始发布紫外线指数预报,以提醒公众采取相应的防护措施.     

国际伦理学研究的新进展——第25届实践伦理与职业伦理学会(APPE)国际会议述评

<正>2016年2月18-21日,由国际实践伦理与职业伦理学会(Association for Practical and Professional Ethics,简称APPE)举办的第25届国际实践伦理与职业伦理年会在美国弗吉尼亚州雷斯顿(Reston)市举行。包括APPE执行主席德尼·艾略特(Deni Elliott)、执行董事会主席莎拉·K.A.法泰格尔(Sarah K.A.Pfatteicher)、新墨西哥大学医学伦理研究中心主任安妮·R.辛普森(Anne R.Simpson)、商业伦     

非定域实在论的实验检验及其意义

格罗巴切(S.Gr blacher)、泽林格尔(A.Zeilinger)及其同事新近完成的一个实验[自然周刊,446,871-875(2007)]检验了莱格特(A.Leggett)于2003年提出的一个只基于实在论而同定域性关系松弛的新的不等式,他们断言一类重要的非定域实在论已被排除。本文概述格罗巴切实验的背景、主要内容和结论,指出该实验在物理学上和哲学上具有重大意义。     

印度国宝暗藏生殖崇拜

古印度波罗王朝(公元750-1150年)与朱罗王朝(公元846-1279年)——相当于中国的唐朝——它们曾经是古印度佛教密宗和印度教诸神造像的两大中心。特别是出土于比哈尔邦巴特那附近那烂陀寺的18件铜像,更把中国唐朝高僧玄奘联系在一起。1300多年前,唐僧玄奘从古都长安出发,历尽千难万险到达印度,在那烂陀寺留学达5年之久。1197-1203年间,那烂陀寺毁于兵     

爱因斯坦对于波-粒二象性的探索

波粒二象性是量子问题最有代表性的特点之一,“可是,对于这一‘悖谬’的认识和探索,虽然有几个令人注意的意外,历史学家却几乎很少探索”。关于爱因斯坦对波-粒二象性的探索,就更是如此了。对于这一问题,罗森费尔德(L.Rosenfeld)、施托沃尔(R.H.Stuewer)、派斯(A.Pais)、雅马(M.Jammer)、麦金农(E.M.Mackinnon)、施塔克尔(J.Stachel)、赫尔曼(A.Hermann)、麦拉(J.Mehra)等人在他们的各种著述中都有所述及,并提供不少资料。然