Question

（2010全国初中物理知识竞赛题）黑光诱虫灯是应用物理学原理治理害虫的一种专用设备，其结构和工作电路与普通的日光灯的基本相同，区别只是黑光诱虫灯灯管的材料和其内壁上所涂的荧光粉不同。有的黑光诱虫灯的灯管外侧加一层高压电网杀灭害虫，如图1所示，有的是直接利用自然水源(如养鱼池等)杀灭害虫。黑光诱虫灯在正常工作时，会发出波长为365nm的“光”，尽管这种“光”，人眼看不见，一些害虫却看得见。具有趋光特性的害虫见到这种“光”后即纷纷飞来，为进一步杀灭害虫创造条件。
1.为什么人眼看不见黑光诱虫灯发出的“光”?它发出的是红外线还是紫外线?[人的视觉频率范围： (0.43~0.75) ×10¹⁵Hz]
2.尽管人眼看不见黑光诱虫灯发出的“光”，但技术人员仍然不允许我们用肉眼近距离地直接观察正在正常工作的黑光诱虫灯灯管。这是为什么?

3.通常一盏H-40型40W的黑光诱虫灯可以用来诱杀害虫的果园范围约35亩。小胖家承包有400亩果园，在果园里安装的这种黑光诱虫灯每年工作约150天，每天工作约10小时，电价按每度电0.5元计算，则每年需要为这些黑光诱虫灯交多少元电费?
4.请解释上述两种黑光诱虫灯是如何杀灭害虫的。

Answer 1

1. 黑光诱虫灯发出的“光”的波长为l=365nm=3.65×10^-7m，

黑光诱虫灯发出的“光”的频率：f=c/l=Hz=0.82×10¹⁵Hz.

由于0.82×10¹⁵Hz>0.75×10¹⁵Hz，即黑光诱虫灯发出的“光”不在人的视觉范围内，所以人眼看不见黑光诱虫灯发出的“光”。

由于黑光诱虫灯发出的“光”的频率比可见光中频率最高的紫光还高，所以黑光诱虫灯发出的“光”是紫外线。

2.尽管黑光诱虫灯发出的紫外线不能引起人的视觉，但由于紫外线能灼伤眼睛的视网膜，损伤人的视力，所以不允许用肉眼近距离直接观察正在正常工作的黑光诱虫灯灯管。

3. 由于400÷35=11.4，所以至少需要在果园中安装12盏这种型号的黑光诱虫灯。

12盏黑光诱虫灯的总功率：P=12×40W=480W=0.48kW。

每年工作时间：t=150×10h=1500h，

每年消耗电能：W=Pt=0.48×1500 kWh=720 kWh，

每年需要交电费：720×0.5元=360元。

4. （1）害虫被黑光诱虫灯发出的紫外线诱惑，在飞向灯管的过程中接触高压电网被灭杀。

（2）黑光诱虫灯经水面成像，害虫飞向水中黑光诱虫灯的像落入水中被灭杀。

【名师点评】此题以治理害虫的黑光诱虫灯切入，考查波速、频率与波长的关系，电能计算，“光”的频率等，综合性强、