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日照的時間越來越長，天氣也越來越熱了，不少城市早早“官宣”入夏。在物理生眼中，太陽源源不斷地向地球投擲大量光子。波長范圍380nm~750nm的光子可以被我們的眼睛捕捉到，這部分被稱為可見光；還有很大波長范圍的光屬于不可見光，雖然我們的眼睛看不見，但身體的其他部分會感受到它們的存在：陽光照在皮膚上暖洋洋的，是紅外線的熱效應；曬太陽皮膚顏色會變深，是紫外線的作用，過量的紫外線還會讓皮膚受傷。

根據生物效應的不同，紫外線按照波長范圍又大致分為長波UVA、中波UVB和短波UVC。波長越長，穿透能力越強。

長波UVA（320nm~400nm）是陽光中最常見的紫外線，一年四季，陰晴早晚都存在。UVA穿透力很強，可以穿透玻璃，甚至數米的水，皮膚接觸的紫外線中95%都是UVA，它能夠穿透皮膚的表層，深入真皮層，引起皮膚的光老化，導致皺紋和黑色素沉著。

中波UVB（280nm~320nm），日光中大部分UVB都被臭氧層吸收，只有很少一部分到達地球表面，它的強度隨季節和時間變化很大，夏天和午后最強。UVB穿透力中等，一部分會被玻璃吸收，主要作用于皮膚的表層，會引起皮膚紅腫和疼痛，是曬傷的主要原因。不過適量的UVB照射可以促進皮膚合成維生素D，對骨骼健康有益。

短波UVC（200nm~280nm），日光中含有的UVC在到達地面之前就幾乎被臭氧層吸收了。它的穿透能力很弱，無法穿透大部分的透明玻璃及塑料。UVC可用于殺菌，紫外線殺菌燈發出的就是UVC短波紫外線。

總結一下就是，長波UVA負責曬黑、老化，中波UVB主打曬傷，適量倒可以補鈣，短波UVC殺菌，安全情況下皮膚接觸不到。

物理考生對此很熟悉，波長越短，頻率越高，能量越大。

光量子是也。

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光量子是愛因斯坦在1905年提出的概念，用來解釋光電效應現象。

1887年，赫茲在研究電磁波的實驗中偶然發現，當紫外線照射到電磁波接收器間隙的負電極上時，負電極更容易產生電火花。這一現象就是后來人稱的“光電效應”，可惜赫茲沒有進一步去追究現象背后的原因。

之后人們又發現了光電效應更多的規律，簡單總結起來就是：對于特定的金屬，光能否從它的表面打出電子（也叫光電子，光打出的電子）只和光的頻率有關，與光的強度無關，光必須大于某個頻率（截止頻率）才能打出電子，紫光能打出電子，而紅光不能；當光的頻率大于截止頻率，打出電子的多少與光的強度有關，光強越大，打出的電子越多。

根據經典波動理論，光的能量由光的強度決定，而光強由電磁波的振幅決定，與頻率無光，這無法解釋光電效應。

愛因斯坦提出的光量子說可以很好地解釋。假設光是由一份一份的能量子組成的，一個光子的能量，是光的頻率，光子的能量與頻率有關。電子從金屬表面逃逸出來需要克服金屬的束縛做功，做功的最小值稱為逸出功W，逸出功的大小由金屬材料決定。只有光子的能量大于逸出功，才有可能打出電子，電子的動能Ek與入射光子能量和W滿足光電效應方程：

借用愛因斯坦光量子理論，物理生腦海中浮現了一版皮膚版光電效應。

來自太陽的紫外線光子，對皮膚中的電子實施劫獄行動。一部分電子吸收光子能量，成功越獄，獲得自由。獲得短暫自由的電子引起了一些混亂，DNA鏈受損、斷裂，皮膚老化，甚至癌變，皮膚這道屏障岌岌可危。

好在人類在地球上經百萬年演化出來的皮膚也不是吃素的，位于表皮基底層的黑色素細胞在UVA的作用下產生黑色素，黑色素充當保安攔住大部分紫外線，阻止紫外線透入真皮，保護DNA不被破壞。還有一些細胞充分利用UVB幫助自己合成維生素D3，促進鈣質吸收，強健骨骼。

更何況，聰明的人還發明了穿衣，衣物的纖維可以反射吸收紫外線，減少皮膚表面接收的紫外線量，相當給皮膚疊個甲。

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幫皮膚疊個甲，就是防曬的底層邏輯。

除了衣物和遮陽傘的遮擋，現代人還發明了防曬霜。日用品貨架前面，防曬霜防曬以外的功能宣傳得五花八門，防水、透氣、美白、保濕、除皺……就像現在的考題，題干越來越長，冗余信息越來越多，不知道是考物理還是考語文。物理生只要抓住防曬的關鍵點，五花八門的干擾信息都可以跳過不看。

UVB光頻率更高，光子能量更高，破壞力強，防曬首當其沖要阻斷過量UVB。SPF值代表阻擋UVB光的戰斗力，越大代表越強。

UVA頻率較低，光子能量較低，破壞性較小，主要是促進表皮基底的黑色素細胞產生黑色素。如果嫌棄變黑，防曬霜中阻擋UVA的成分就起作用了，標簽上的PA值就代表這一能力。實際上，黑色素細胞產生的黑色素沉著隨著時間推移會慢慢移動到表皮，最后老化脫落，所以夏天曬黑的皮膚，捂一個冬天還會白回來的。

希望以上防曬密碼（SPF，PA）的解讀能幫助大家選購防曬霜，最好還能順便復習一下光電效應。

愿諸君如破曉的光子，攜智慧之光奔赴考場，穿透謎題；每一道筆觸都是能量的躍遷，每一次思考都與正確答案共振。知識的光電效應在答卷上閃耀，光電子帶著自信的動能奔向目標！