趙 軍
本文介紹利用火花放電產(chǎn)生的紫外線進(jìn)行實(shí)驗(yàn),驗(yàn)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(shí)驗(yàn)的方法加以驗(yàn)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(shí)驗(yàn)可很好地證明上述問題。筆者現(xiàn)將實(shí)驗(yàn)方法介紹如下。
1 實(shí)驗(yàn)用品
電子高壓感應(yīng)圈1臺、潔凈干燥的可樂瓶2個(gè)、3號單孔膠塞1個(gè)、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(gè)、蒸餾水50 ml、碘化鉀試紙、紗布、透明膠帶等。
2 實(shí)驗(yàn)過程
2.1 驗(yàn)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(yàn)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(yàn)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(shí)紫外線的殺菌消毒作用可進(jìn)行如下實(shí)驗(yàn)。
取內(nèi)壁干燥的可樂瓶1只,用高壓感應(yīng)圈的兩個(gè)放電針分別相對刺穿兩個(gè)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(shí)驗(yàn)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。