预计阅读时间：14分钟

在上一次的文章《土鸡蛋的那些事儿》里，我们提到了太阳光谱。

现实生活中，我们肉眼可见的太阳光，是由多种颜色的光组合而成，当阳光通过某些物质，例如水雾时，就可能出现光的折射，而形成彩虹。

当然，太阳发出的光线其实远不止可见光这么一部分，科学上将太阳光主要分为可见光与不可见光，如下图。

紫外线的那些事儿

当太阳光通过大气层时，在平流层的臭氧层会吸收太阳光中的波长306.3nm（纳米）以下的紫外线，主要是一部分中波紫外线UVB和全部的短波紫外线UVC。

只有长波紫外线UVA和少量的中波紫外线UVB能够辐射到地面。

波长越短，对细胞的损伤越严重。

像常见的紫外线灭菌灯，其发光谱线主要有254nm和185nm两种，254nm紫外线通过破坏微生物的DNA来杀灭细菌，而185nm紫外线则可将空气中的O2变成O3(臭氧)，以其强氧化性杀灭细菌。

长波紫外线对生物细胞的伤害要比中波紫外线轻微得多。所以臭氧层对于地球生命的保护功不可没。

天空为什么是蓝色的？

天空为什么是蓝色的？这是个有趣的问题。

当年阿姆斯特朗站在月球上时，天空一片漆黑，和我们日常看到的天空迥然不同。

那这一切的原因是什么呢？

这便要提到瑞利散射了。

湖光秋月两相和，潭面无风镜未磨。

遥望洞庭山水翠，白银盘里一青螺。

——刘禹锡

提到湖，我们便会联想到雾气腾腾的山水天地间。

朦朦胧胧的雾气，是水汽凝结成的细微水滴，悬浮于空中而致。

而在地表大气圈中，有着无数比水滴更微小的各种气体分子，例如氧气、氮气、二氧化碳等。

当阳光从太空中穿入大气圈时，每一束阳光都会穿透层层的各种气体分子。

由于每种气体分子的直径远小于入射光波长（常见气体分子直径一般小于0.5nm），因而入射光在各方向上的散射光强度是不一样的。强度与入射光的波长四次方成反比，这种现象称为瑞利散射。

因为蓝光的波长相对较短， 因此其散射光的强度更大，所以下午的天空更多地呈现出蓝色。

红橙黄绿青蓝紫，紫光的波长小于蓝光，那为什么天空不是紫色的呢？

这就涉及到太阳光本身的因素了。

我们概念中的紫色，主要是指紫罗兰花所代表的颜色。而这种颜色的波段主要为 380-410nm，而太阳光本身所含的紫色光线明显少于蓝色，所以天空呈现出我们日常所见的天蓝色。

维生素D的起源

谈到阳光，不得不提一种与阳光相关的营养素：维生素D。

维生素D被广为流传的作用，是它可以促进钙吸收与利用。当然，这只是很简略的说法。

随着第一次工业革命的发展，18世纪中后期的欧洲，以煤炭为主要燃料的工业区大气污染日益严重。

大众所熟知的“雾霾”，早在百年之前就曾在欧洲很多国家发生过。作家狄更斯有一本书《雾都孤儿》，讲述的便是以雾都伦敦为背景的故事。

在工业革命席卷欧洲的同时，一种被后世称为“佝偻病”的疾病也逐渐流行。

早在1820年，波兰医生Jedrzej Sniadecki观察到，生活在华沙城市里的孩子中，佝偻病的患病率明显高于农村孩子[1]。

他认为疾病可能与城市建筑过密挡住了阳光有关，于是把患病孩子带到乡村接受光照，并成功地治疗了患病孩子。

但他的研究结果并未受到重视，当时科学界普遍认为，阳光照射皮肤治疗骨骼疾病是不可思议的。

多年之后，通过流行病学的调查研究，英国医学会发现佝偻病在不列颠群岛农村地区很少见，相反在工业化城镇非常常见。尤其是空气污染严重城市。

在重污染的城市中，儿童佝偻病的患病率高达90%。

这些证据都指向了——阳光。

多年之后，医生Huldschinsky通过紫外线灯照射佝偻病患者，并成功治愈。

而与此同时，食物中的维生素D也逐渐被揭示。

美国科学家Elmer McCollum和Marguerite Davis在鱼肝油里发现了一种物质，起名叫“维生素A”。

之后，英国医生EdwardMellanby发现，喂了鱼肝油的狗不会得佝偻病，于是得出结论维生素A或其协同因子可以预防佝偻病。

1921年Elmer McCollum破坏掉鱼肝油中维生素A，做同样的实验，但结果相同，说明佝偻病的治愈与维生素A无关。

此时已经有了维生素A、B、C，所以他将之命名为维生素D。

维生素D的探索历史

最初人们并没有意识到，维生素D不同于其他维生素。一般的维生素需要通过饮食摄入，而维生素D则可通过皮肤暴露于紫外线光自身合成。

直到1925年，人们才认识到，7-脱氢胆固醇 经过光照后，会产生一种脂溶性维生素（现称维生素D3）。

此后，德国哥廷根大学Adolf Windaus（阿道夫·温道斯）因对甾醇与维生素的关系的研究成果获得1928年诺贝尔化学奖，但当时维生素D的结构并不清楚。

1929年，伦敦的英国国家医学研究所通过X射线衍射，证明类固醇分子是扁平的。

1931年，艾斯丘（F. A. Askew）的英国小组紧随其后，确定了维生素D2的化学组成（又称麦角骨化醇），它是由麦角固醇衍生而来的。

5年后，温道斯合成了7－脱氢胆甾醇分子，并通过辐照将其转化为维生素D3，现称为胆骨化醇。

至此，维生素D的发现历史逐渐近于尾声。

维生素D有哪些作用呢？

除了我们日常生活中所了解到的，与钙的吸收相关的作用，还有哪些呢？

文章有些长了……所以留在下次吧……

参考文献：

1、宁志伟, 王鸥, 邢小平. 维生素D的研究历史[J]. 中华骨质疏松和骨矿盐疾病杂志, 2018.