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光世界中的殺手
  • 科展類別 : 全國中小學科展
  • 屆  次 : 第42屆--民國91年
  • 科  別 : 電子電機及資訊科
  • 得獎情形 :
  • 學校名稱 : 國立大甲高級工業職業學校
  • 指導老師 : 馬傳旺、賴文中
  • 作  者 : 吳瑞賢、馬聿安、陳建宇
  • 關 鍵 字 : 紫外線、照度、感測器
  • 備  註 :
摘要或動機

一、 據世界氣象組織(WMO )的監測結果發現,全球臭氧層破洞也就是臭氧洞,有持續擴大的趨勢。所謂「臭氧洞」並不是真的天空破了洞。臭氧是具殺傷力的太陽紫外線的強烈吸收體,因此是地球上生物的保護神之一。當天上的臭氧的量大量減少時,可以穿透臭氧層而到達地面的紫外線自然增多了,而對生物生存的威脅自然就增大了。這種保護效果減弱的情形,就像臭氧層破了一個洞一樣,故名。下圖是1979
年十月在南半球上空的臭氧總量(單位為 DU,Dobson unit,為將大氣各層所含的臭氧,換算成攝氏零度、一大氣壓下的厚度,以0.001cm 計算,例如1DU
相當於0.01 毫米),由圖上看,此時臭氧量最少的地方是在南極洲上空,最小值為220 DU。

圖片解說

臭氧洞變大的現象也使得地球表面所接收的紫外線(UV-B )量增加了;現在我們將大概的述說紫外線。自1801
年紫外線被發現以來,經過近二百年的研究、發展、實驗,現在對紫外線之運用已極為普遍。一般可見光之波長大部分分布在400?730nm 之間,在730nm 以上波長者是為紅外射線,在400nm
以下波長者為紫外射線紫外線是一種肉眼看不見的光波,存在於光譜紫外線端的外側,故稱之為紫外線。紫外線是一種肉眼看不見的光波,存在於光譜紫外線端的外側,故稱之為紫外線。它是一種光波,依據不同的波長範圍,被劃分為A、B、C三種波段,其中的C波段紫外線波長在240?260nm
之間,為最有效之殺菌波段,波段中之波長最強點是253.7nm。紫外線主要作用於微生物的核酸、脫氧核醣核酸(DNA)、核醣核酸(RNA)等,導致其被破壞,對蛋白質及其他生命物質亦產生一定之作用力。太陽光是最大的紫外線幅射源,但是經由電離層、臭氧層等之隔離後,剩下能到達地面的,主要是A、B波段,能殺菌的C波段則非常微量也因為如此,當太陽很大時,紫外線指數也變得很大,我們的皮膚也因此受到傷害,人類皮膚對紫外線的反應,在急性反應方面:一、造成皮膚發紅、疼痛。二、造成曬黑反應,這種曬黑反應雖有利於日後對曬傷的預防,但對注重美白的淑女們而言卻是惱人的問題一件。三、增加表皮的厚度,此反應對日後曬傷亦有保護作用。在慢性反應方面:一、老化,長期曝曬在紫外線中,會導致皮膚早些老化。二、癌前期及癌症變化。以上皮膚對陽光的反應中,以曬傷及慢性反應是我們需要盡量避免。另外紫外線曝曬過量亦會造成眼睛白內障及免疫系統之病變。如何可以立即檢知紫外線的存在,以及其曝曬量,作為我們防曬的警覺與準備,驅使我們製作一個紫外線感測器,用來測量紫外線照射量在何時何地最強,其分布情形,並能顯示其指數大小?這是我們將探討的部份。二、
使用相機拍照時,不論數位或是傳統型的常常要考慮光線、曝光量是否充足,以往大部分都是使用者依靠經驗來判斷,但不一定是很準確的,所以我們必須依靠測光儀器來輔助測量,以此曝光量來選擇適合的光圈與快門組合,以協助攝影人員對特殊效果的配合,再由經驗來判斷或調整,這樣也可以達到一個比較好的拍照品質,減少錯誤嚐試的機會。三、
健康是一切的根本,但是近年來我們發現學童的近視不斷的加深,除了是學童時常看電視或是打電動等不當習慣以外,我們發現光線不足與燈具的照度閃爍波動的問題也是使學童近視加深的原因之一,驅使我們去探討不同照明燈源,包含日光燈、檯燈、白幟燈、CRT
螢幕、LCD 螢幕等,其照度變化情形,比較其差異,提供我們選購燈源的重要參考依據,以照顧學童視力健康。



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