臭氧是如何吸收紫外线的,臭氧与阳光中的紫外线的关系是怎么样的

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臭氧在一万米以上,接近两万米的地方,阻挡了大量的紫外线,尤其是危害性最大的短波紫外线。否则地球上的生物估计就翘翘了。

原理就是光谱吸收。简单点说,就是电磁波和分子,原子和电子发生了能量转移,好像共振一样。不同的分子都会吸收特定的光谱,譬如二氧化碳会吸收某些波长的红外线,而臭氧正好吸收了紫外线。

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臭氧吸收紫外线原理

1、臭氧会吸收紫外线。臭氧可以吸收紫外线,就是由于分子结构使其可以与某种特定能量的紫外线发生共振。臭氧,化学式O3,式量47.998,氧气的一种同素异形体。有鱼腥气味的淡蓝色气体。

2、臭氧有强氧化性,是比氧气更强的氧化剂,可在较低温度下发生氧化反应,如能将银氧化成过氧化银,将硫化铅氧化成硫酸铅、跟碘化钾反应生成碘。

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臭氧与阳光中的紫外线的关系是怎么样的图片

臭氧是氧气的一种异构体,是大气中的微量气体之一,在大气中的含量仅占亿分之一,如果把所有这些臭氧集中在地球表面上,也只能形成3毫米厚的一层气体,总重量约为30亿吨,臭氧在地表空气中是微乎其微的,但在海拔10~60千米中聚集了一个臭氧层,且主要聚集在平流层中距地面20~25千米的高空。臭氧层对保护地球上的生命以及调节地球的气候都具有极为重要的作用。

在平流层中,在太阳光照射下,氧气分离成氧原子。氧原子与氧气结合生成臭氧。臭氧又吸收紫外线,变成氧气和氧原子,这样循环往复,不断地产生大量的臭氧。

在大气层的上层,氧分子不断受到太阳光紫外线的辐射。当氧分子吸收了波长短于242纳米的光子时就会分解成两个氧原子,因而在海拔400千米或更高的地方,99%的氧处于原子状态;在高度低于400千米的地方,氧气的数量远多于氧原子;而在130千米左右的地方,氧气和氧原子的浓度相当。当氧原子跟氧分子碰撞,并有一个双原子物质如氮气或氧气吸收过剩的能量时,就产生臭氧。形成臭氧的这个过程在大约海拔30千米的平流层处达到了最高点。大气中所有的臭氧几乎都集中在对流层与同温层底部这两层中。臭氧的绝大部分都集中在地面上空20~25千米的空中,其最高浓度约10克/吨,即使在这里,10万个气体分子中也只有1个分子的臭氧。同温层中的臭氧有时可以下降到对流层中来,但对流层中的臭氧却不能上升到同温层中去。

同时,强烈的太阳光不断地加热平流层,使其温度保持在-80℃~-40℃,使平流层始终像一层臭氧薄膜,盖在我们头顶,使空气在对流中生成云彩和雪雨等沉降物,保护着我们的身体免遭紫外线的伤害。

大量科学实验证明,动植物需要一定量的紫外线照射,如果照射不够,可能引起某些疾病,如缺乏维生素D。紫外线的适当照射,能够杀死某些病菌,起到防病的作用。然而,过量紫外线的照射,则会对人类健康产生不利影响。

臭氧层可以吸收太阳紫外线中对生物有害的部分。同时,由于紫外线是平流层的热能来源,臭氧分子是平流层大气的重要组成部分,所以臭氧层在平流层的垂直分布对平流层的温度结构和大气运动起着决定性作用,发挥着调节气候的重要功能。

臭氧层对于地球的重要性,有两种使用较广的比喻足以说明:一是臭氧层是地球的“保护伞”,二是臭氧层是地球的“天然屏障”。现在,我们的“保护伞”和“天然屏障”已遭受到了人类的大肆破坏,产生了臭氧层空洞。

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臭氧能挡住多少紫外线

臭氧吸收紫外光,也就是利用紫外光进行化学反应。

在平流层中,一部分氧气分子可以吸收小于240μm波长的太阳光中的紫外线,并分解形成氧 原子。这些氧原子与氧分子相结合生成臭氧,生成的臭氧可以吸收太阳光而被分解掉,也可与氧原子相结合,再度变成氧分子。其过程可用下面的化学反应方程式来表示:

O2+Hυ → 2O�

O2+O+M+O3 → M�

O3+hυ → J〔10〕O2+O�

O3+O → 2O2

M为反应第三体,它们是氮气和氧气分子,其作用是与生成的臭氧相碰撞,接受过剩的能量 以使臭氧稳定。臭氧的浓度取决于上述纯氧反应理论生成反应和消除反应的平衡状态,它可 以大体上重现出臭氧浓度的高度分布。但是从定量角度看,这一理论得出的平流层臭氧浓度 是实际臭氧浓度的2倍左右。�

纯氧理论出现的问题,主要是没有考虑到大气中的微量成份的催化作用,通过链式反应消除 臭氧。其链式反应方程式如下:

X+O3→XO+O2�

XO+O→X+O2

合计 O+O2→2O2�

其中X为H,OH,NO,Cl。

如果考虑了上述大气中微量成分消除臭氧的反应,再考虑大气运动效果,则大体上可以再现实际的臭氧高度分布。

在平流层中,臭氧的生成和消亡处于动态平衡,正常情况下维持一定的浓度。

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