Меню
ГлавнаяМакияж

Источники инфракрасного и ультрафиолетового излучения. Влияние ультрафиолета на кожу

Что такое свет?

Солнечный свет проникает в верхние слои атмосферы мощностью около одного киловатта на квадратный метр. Все жизненные процессы на нашей планете приводятся в движение благодаря этой энергии. Свет - это электромагнитное излучение, его природа основана на электромагнитных полях, которые называются фотонами. Фотоны света характеризуются различными уровнями энергии и длиной волн, выражаемой в нанометрах (нм). Самые известные длины волн - видимые. Каждая длина волны представлена определенным цветом. Например, Солнце желтого цвета, потому что наиболее мощные излучения в видимом диапазоне спектра именно желтые.

Однако существуют и другие волны за пределами видимого света. Все они называются электромагнитным спектром. Самая мощная часть спектра - это гамма-лучи, далее следуют рентгеновские лучи, ультрафиолетовый свет, и только потом видимый свет, занимающий малую долю электромагнитного спектра и располагающийся между ультрафиолетовым и инфракрасным светом. Всем известен инфракрасный свет, как тепловое излучение. Спектр включает в себя микроволны и заканчивается радиоволнами, более слабыми фотонами. Для животных наибольшее полезное значение несут ультрафиолетовый, видимый и инфракрасный свет.

Видимый свет.

Помимо обеспечения привычного для нас освещения, свет несет еще и немаловажную функцию регуляция продолжительности светового дня. Видимый спектр света находится в диапазоне от 390 до 700 нм. Именно он фиксируется глазом, а цвет зависит от длины волны. Индекс цветопередачи (CRI) показывает способность какого-либо источника света освещать объект, по сравнению с естественным солнечным светом принятым за 100 CRI. Искусственные источники света со значением CRI более 95 считаются светом полного спектра, способные освещать объекты так же, как и естественное освещение. Также важная характеристика для определения цвета излучаемого света - это цветовая температура, измеряемая в Кельвинах (К).

Чем выше показатель цветовой температуры, тем насыщеннее голубой оттенок (7000К и выше). При низких значениях цветовой температуры свет имеет желтоватый оттенок, как например у бытовых ламп накаливания (2400К).

Среднее значение температуры дневного света составляет около 5600К, оно может варьировать от минимального показателя 2000К на закате до 18000К при пасмурной погоде. Для максимального приближения условий содержания животных к естественным, необходимо размещать в вольерах лампы с максимальным индексом цветопередачи CRI и цветовой температурой около 6000К. Тропические растения необходимо обеспечивать световыми волнами в диапазоне, используемом для фотосинтеза. Во время этого процесса растения используют энергию света для производства сахаров, “натурального топлива” для всех живых организмов. Освещение в диапазоне 400-450 нм способствует росту и размножению растений.

Ультрафиолетовое излучение

Ультрафиолетовый свет или УФ-излучение занимает большую долю в электромагнитном излучении и находится на границе с видимым светом.

Ультрафиолетовое излучение разделяют на 3 группы в зависимости от длины волн:

  • . UVA- длинноволновой ультрафиолет А, диапазон от 290 до 320 нм, имеет важное значение для рептилий.
  • . UVB - средневолновой ультрафиолет B, диапазон от 290 до 320 нм, имеет наиболее существенное значение для рептилий.
  • . UVC - коротковолновой ультрафиолет C, диапазон от 180 до 290 нм, является опасным для всех живых организмов (ультрафиолетовая стерилизация).

Было доказано, что ультрафиолет А (UVA) влияет на аппетит, окрас, поведение и репродуктивную функцию животных. Рептилии и амфибии видят в диапазоне UVA (320- 400 нм), поэтому именно он влияет на то, как они воспринимают окружающий мир. Под воздействием этого излучения цвет еды или другого животного будут выглядеть иначе, чем воспринимает глаз человека. Подача сигналов при помощи частей тела (например, Anolis sp.) или изменение цвета покровов (например, Chameleon sp) распространено повсеместно среди рептилий и земноводных, и если UVA-излучение отсутствует, то эти сигналы могут восприниматься животными не корректно. Наличие ультрафиолета А играет важную роль при содержании и разведении животных.

Ультрафиолет B находится в диапазоне волн 290-320 нм. В естественных условиях рептилии синтезируют витамин D3 под воздействием солнечных лучей UVB-спектра. В свою очередь, витамин D3 необходим для усвоения животными кальция. На кожных покровах UVB вступает в реакцию с предшественником витамина D, 7-дегидрохолестеролом. Под влиянием температуры и специальных механизмов кожи, провитамин D3 превращается в витамин D3. Печень и почки преобразуют витамин D3 в его активную форму, гормон (1,25-дигидрокиси витамин D), которые регулирует кальциевый обмен.

Хищные и всеядные пресмыкающиеся получают большое количество необходимого витамина D3 из пищи. Растительная пища не содержит D3 (холекальцеферол), а содержит D2 (эргокальцеферол), который менее эффективен в метаболизме кальция. Именно по этой причине растительноядные пресмыкающиеся сильнее зависят от качества освещения, чем плотоядные.

Нехватка витамина D3 достаточно быстро приводит к нарушению обмена веществ в костных тканях животных. При подобных нарушениях метаболизма патологические изменения могут отразиться не только на костных тканях, но и на других системах органов. Внешними проявлениями нарушений могут быть отеки, вялость, отказ от пищи, неправильно развитие костей и панциря у черепах. При обнаружении подобных симптомов, необходимо обеспечить животное не только источником UVB-излучения, но и добавить в рацион корма или добавки с кальцием. Но не только молодые животные подвержены подобным нарушениям при неправильном содержании, взрослые особи и яйцекладущие самки также подвергаются серьезному риску при отсутствии UVB-излучения.

Инфракрасный свет

Природная эктотермия рептилий и земноводных (холоднокровность) подчеркивает важность инфракрасного излучения (тепла) для терморегуляции. Диапазон инфракрасного спектра находится в сегменте не видимым человеческим глазом, но отчетливо ощущаемом теплом на коже. Солнце излучает большую часть своей энергии в инфракрасной части спектра. Для рептилий, активных преимущественно в светлое время суток, лучшим источников терморегуляции являются специальные греющие лампы, излучающие большое количество инфракрасного света (+700 нм).

Интенсивность освещения

Климат Земли определяется количеством солнечной энергии, попадающей на ее поверхность. На интенсивность освещения влияют множество факторов, такие как озоновый слой, географическое положение, облака, влажность воздуха, высота расположения относительно уровня моря. Количество света, падающего на поверхность, называется освещенностью и измеряется в люменах на квадратный метр или люксах (lux). Освещенность под прямыми солнечными лучами составляет около 100 000 lux. Обычно дневная освещенность, проходя через облака, колеблется от 5 000 до 10 000 lux, ночью от Луны она составляет всего лишь 0,23 lux. Густая растительность в тропических лесах также влияет на эти значения.

Ультрафиолетовое излучение измеряется в микроваттах на квадратный сантиметр (µW/sm2). Его количество сильно отличается на разных полюсах, увеличиваясь при приближении к экватору. Количество UVB-излучения в полдень на экваторе составляет примерно 270 µW/sm2.Это значение уменьшается с заходом Солнца, и также увеличивается с рассветом. Животные в естественной среде обитания принимают солнечные ванны преимущественно с утра и на закате, остальную часть времени они проводят в своих убежищах, норах или в корне деревьев. В тропических лесах лишь малая часть прямых солнечных лучей может проникнуть сквозь густую растительность в нижние слои, достигнув поверхности земли.

Уровень ультрафиолетового излучения и света, в среде обитания рептилий и амфибий, может изменяться в зависимости от целого ряда факторов:

Среда обитания:

В зонах тропических лесов тени значительно больше, чем в пустыне. В густых лесах значение УФ-излучения имеет широкий диапазон, на верхние ярусы леса попадает значительно больше прямых солнечных лучей, чем на лесную почву. В пустынных и степных зонах практически нет естественных укрытий от прямых солнечных лучей, также эффект излучения может быть усилен за счет отражения от поверхности. В горной местности есть долины, куда солнечный свет может проникать лишь на несколько часов в сутки.

Проявляя большую активность в течение светового дня, дневные животные получают больше УФ-облучения, чем ночные виды. Но даже они не проводят весь день под прямыми солнечными лучами Солнца. Многие виды прячутся в укрытиях в самое жаркое время дня. Прием солнечных ванн ограничивается ранним утром и вечером. В различных климатических поясах дневные циклы активности у рептилий могут отличаться. Некоторые виды ночных животных выходят погреться на солнце днем с целью терморегуляции.

Широта:

Наибольшей интенсивность ультрафиолетовое излучение обладает на экваторе, где Солнце располагается на наименьшем расстоянии от поверхности Земли, и его лучи проходят минимальное расстояние сквозь атмосферу. Толщина озонового слоя в тропиках по естественным причинам тоньше, чем в средних широтах, поэтому озоном поглощается меньше УФ-излучения. Полярные широты более удалены от Солнца, и немногочисленные ультрафиолетовые лучи вынуждены проходить через богатые озоном слои с большими потерями.

Высота над уровнем моря:

Интенсивность УФ-излучения увеличивается с высотой, поскольку уменьшается толщина атмосферы, поглощающей солнечные лучи.

Погодные условия:

Облака играют серьезную роль фильтра для лучей ультрафиолета, направляющихся к поверхности Земли. В зависимости от толщины и формы они способны поглощать до 35 - 85 % энергии солнечных излучений. Но, даже покрывая полностью небо, облака не перекроют доступ лучей к поверхности Земли.

Отражение:

Некоторые поверхности, такие как песок (12%), трава (10%) или вода (5%) способны отражать ультрафиолетовое излучение, которое на них попадает. В таких местах интенсивность УФ-излучения может быть значительно выше ожидаемых результатов даже в тени.

Озон:

Озоновый слой поглощает часть ультрафиолетового излучения Солнца, которое направлялось к поверхности Земли. Толщина озонового слоя изменяется в течение года, а сам он постоянно перемещается.

На организм.

Ультрафиолетовая радиация.

Ультрафиолетовое излучение представляет собой часть солнечной радиации с длиной волны от 10 до 400 нм.

Ультрафиолетовые лучи с длинной волны от 10 до 290 нм не дости­гают земной поверхности. Свойства ультрафиолетового излучения с раз­ной длинной волны неодинаковы. Наиболее короткие волны (от 10 до 200 нм) по своему действию приближаются к ионизирующему излучению. Эта область получила название озонирующей. Энергия ультрафиолетового излучения с длинной волны от 200 до 400 нм не достаточна для возбуж­дения атомов, здесь преобладают фотохимические реакции.

Для нас наибольшее значение имеет часть спектра от 200 до 400 нм. Эту зону делят на

область С - от 200 до 280 нм

область В - от 280 до 320 нм

область А - от 320 до 400 нм

Область С называют бактерицидной. Преимущественным действием ультрафиолетового излучения в этой области является бактерицидное действие, что широко используется для обеззараживания воды, воздуха и тд. Бактерицидным действием обладают также области В и А, но в зна­чительно меньшей степени.

Область В называется эритемной, т.к. под влиянием ультрафиоле­тового излучения этой области возникает эритема. В области В также очень выражено витаминообразующее действие. Наиболее мощным ви-таминообразующим эффектом обладает область с длинной волны от 265 до 315 нм.

Область А получила название загарной. Под воздействием ультра­фиолетового излучения этой области возникает загар - образование мела­нина, что представляет собой защитную реакцию организма.

Роль УФИ очень велика. Оно повышает тонус организма, умствен­ную и физическую работоспособность, сопротивляемость к инфекциям, стимулирует деятельность желез внутренней секреции, кроветворение.

Под действием ультрафиолетового излучения образуются витамин D, гистамин, тканевые гормоны, пигменты.

Недостаток ультрафиолетового излучения отрицательно сказывается на организме и может приводить к:

1. Рахиту у детей

2. Снижению общей иммунологической реактивности

3. Снижению умственной и физической работоспособности

4. Повышению заболеваемости

5. Нарушению обмена кальция (из-за нехватки витамина D) - остеопо-роз, остеомаляция, кариес

Не следует, однако, забывать и об отрицательном действии ультра­фиолетового излучения, которому в последнее время уделяется присталь­ное внимание.

Отрицательное действие переоблучения:

1. Обострение ряда хронических заболеваний. Поэтому загорание не может быть рекомендовано при таких заболеваниях как туберкулез, ревматизм, язва желудка и двенадцатиперстной кишки, сердечно­сосудистые заболевания, все виды опухолевых процессов

2. Доказано роль ультрафиолетового излучения в развитии рака кожи, в частности меланомы

3. Возможно возникновение дефицита некоторых ароматических амино­кислот - тирозина, фенилаланина, а также витамина С и витамина РР, которые участвуют в синтезе меланина

4. Повышается количество перекисных соединений, что ведет к избыточ­ному расходу белка и железа и образованию радиомиметиков - соеди­нений, обладающих мутагенным действием.

5. Возможно возникновение фотохимического ожога в случае, когда не успевает образоваться защитный пигмент. Фотохимический ожог ха­рактеризуется повышением температуры, головной болью, недомога­нием.

6. При избыточном действии ультрафиолетового излучения может возни­кать фотоофтальмия - конъюнктивит, сопровождающийся покрасне­нием, ощущением песка в глазах, жжением, слезотечением, светобояз­нью, иногда временной потерей зрения. Фотоофтальмия возможна не только при действии прямого, но также отраженного и рассеянного света и может наблюдаться у альпинистов, горнолыжников, электро­сварщиков, в фотариях, операционных. В производственных условиях (например, у сварщиках) при повреждении роговицы интенсивным ультрафиолетовым излучением возможно развитие катаракты.

7. Фотосенсибилизация - повышенная чувствительность к действию ультрафиолетового излучения, которая проявляется в фотоаллергиче­ских реакциях типа крапивницы, дерматитов, экземы. Для возникно­вения фотосенсибилизации, как правило, необходимо наличие как эк­зогенных, так и эндогенных факторов. К эндогенным факторам отно­сятся заболевание щитовидной, поджелудочной железы, печени, энзи-мопатии, ведущие к накоплению порфиринов, жирных кислот, били­рубина. Экзогенные факторы - различные химические агенты - гудрон, асфальт, креозотовое масло, горюче-смазочные материалы, красители (акридин, креозот).

Инфракрасное излучение.

Инфракрасное излучение представляет собой часть солнечной радиа­ции в диапозоне длин волн от 670 до 3400 нм.

Инфракрасное изучение оказывает прежде всего тепловое действие. Кроме того, в настоящее время установлен целый ряд биологических эффектов.

Тепловой эффект определяется прежде всего длинной волны. Длин­новолновая часть инфракрасного излучения (более 1400 нм) задержива­ется поверхностными слоями кожи, благодаря чему происходит их разо­грев, появляется чувство жжения. Вследствие такого эффекта длинновол­новая часть излучения называется «палящими лучами». При достаточной интенсивности излучения возможна эритема и ожог.

Коротковолновая часть излучения проникает в ткани на глубину около 3 см, в результате чего может вызывать разогрев тканей, в том числе мозговых оболочек. Именно воздействием коротковолнового ин­фракрасного излучения обусловлено такое явление как солнечный удар. Кроме того, оно вызывает перегрев и помутнение хрусталика, что ведет к развитию катаракты.

Общие реакции в ответ на действие инфракрасного излучения харак­теризуются гиперемией, повышением газообмена, усилением выделитель­ной функции почек, изменением функционального состояния нервной системы.

  • Инфракрасное излучение - электромагнитное излучение, с частотой в диапазоне от 3*10^11 до 3,75*10^14 Гц.

Данный вид излучения присущ всем нагретым телам. Тело испускает инфракрасное излучение, даже если оно не светится. К примеру, в каждом доме или квартире есть батареи для отопления. Они испускают инфракрасное излучение, хотя мы его не видим. Вследствие чего в доме происходит нагревание окружающих тел.

Инфракрасные волны иногда еще называют тепловыми волнами. Инфракрасные волны не воспринимаются человеческим глазом, так как длина волны инфракрасных волн превышает длину волны красного света.

Область применения инфракрасного излучения очень широка. Часто инфракрасное излучение применяется для сушки овощей, фруктов, различных лакокрасочных покрытий и т.д. Существуют приборы, которые позволяют преобразовать невидимое инфракрасное излучение в видимое. Изготавливаются бинокли, которые видят инфракрасное излучение; с их помощью можно видеть в темноте.

Ультрафиолетовое излучение

  • Ультрафиолетовое излучение - электромагнитное излучение, с частотой в диапазоне от 8*10^14 до 3*10^16 Гц.

Длина волны колеблется от 10 до 380 мкм. Ультрафиолетовое излучение так же не видно невооруженным человеческим глазом. Чтобы обнаружить ультрафиолетовое излучение, необходимо иметь специальный экран, который будет покрыт люминесцирующим веществом. Если на такой экран попадут ультрафиолетовые лучи, то в месте контакта он начнет светиться.

У ультрафиолетовых лучей очень высока химическая активность. Если спроецировать в затемненном помещении спектр на фотобумагу, то после проявления бумага за фиолетовым концом спектра почернеет сильнее, чем в видимой области спектра.

Как уже упоминалось выше, ультрафиолетовые лучи невидимы. Но при этом они обладают разрушительным действием на кожу и сетчатку глаз. Например, высоко в горах нельзя долго находиться без одежды и темных очков, так как ультрафиолетовые лучи, направленные от Солнца, недостаточно поглощаются в атмосфере нашей планеты. Даже обычные очки могут защитить глаза от вредного ультрафиолетового излучения - стекло очень сильно поглощает ультрафиолетовые лучи.

Однако, в малых дозах ультрафиолетовые лучи даже полезны. Они оказывают влияние на центральную нервную систему, стимулируют ряд важных жизненных функций. Под их воздействием на коже появляется защитный пигмент - загар. Помимо всего прочего эти лучи убивают различные болезнетворные бактерии. С этой целью чаще всего они используются в медицине.

Энергия Солнца представляет собой электромагнитные волны, которые подразделяются на несколько частей спектра:

  • рентгеновские лучи - с самой короткой длиной волны (ниже 2 нм);
  • длина волны ультрафиолетового излучения составляет от 2 до 400 нм;
  • видимая часть света, которая улавливается глазом человека и животных (400-750 нм);
  • теплое окислительное (свыше 750 нм).

Каждая часть находит свое применение и имеет большое значение в жизни планеты и всей ее биомассы. Мы же рассмотрим, что представляют собой лучи в диапазоне от 2 до 400 нм, где они используются и какую роль играют в жизни людей.

История открытия УФ-излучения

Первые упоминания относятся еще к XIII веку в описаниях философа из Индии. Он писал о невидимом глазу фиолетовом свете, который был им обнаружен. Однако технических возможностей того времени явно недоставало, чтобы подтвердить это экспериментально и изучить подробно.

Удалось же это пять веков спустя физику из Германии Риттеру. Именно он проводил опыты над хлоридом серебра по распаду его под воздействием электромагнитного излучения. Ученый увидел, что быстрее данный процесс идет не в той области света, которая была к тому времени уже открыта и называлась инфракрасной, а в противоположной. Выяснилось, что это новая область, до сих пор не исследованная.

Таким образом, в 1842 году было открыто ультрафиолетовое излучение, свойства и применение которого в последствии подверглись тщательному разбору и изучению со стороны разных ученых. Большой вклад в это внесли такие люди, как: Александр Беккерель, Варшавер, Данциг, Македонио Меллони, Франк, Парфенов, Галанин и другие.

Общая характеристика

Что же представляет собой применение которого на сегодняшний день столь широко в различных отраслях деятельности человека? Во-первых, следует обозначить, что появляется данный света только при очень высоких температурах от 1500 до 2000 0 С. Именно в таком интервале УФ достигает пика активности по воздействию.

По физической природе это электромагнитная волна, длина которой колеблется в довольно широких пределах - от 10 (иногда от 2) до 400 нм. Весь диапазон данного излучения условно делится на две области:

  1. Ближний спектр. Доходит до Земли через атмосферу и озоновый слой от Солнца. Длина волны - 380-200 нм.
  2. Далекий (вакуумный). Активно поглощается озоном, кислородом воздуха, компонентами атмосферы. Исследовать удается только специальными вакуумными устройствами, за что и получил свое название. Длина волны - 200-2 нм.

Существует своя классификация видов, которые имеет ультрафиолетовое излучение. Свойства и применение находит каждый из них.

  1. Ближний.
  2. Дальний.
  3. Экстремальный.
  4. Средний.
  5. Вакуумный.
  6. Длинноволновой черный свет (УФ-А).
  7. Коротковолновой гермицидный (УФ-С).
  8. Средневолновой УФ-В.

Длина волны ультрафиолетового излучения у каждого вида своя, но все они находятся в общих уже обозначенных ранее пределах.

Интересным является УФ-А, или, так называемый, черный свет. Дело в том, что данный спектр имеет длину волны от 400-315 нм. Это находится на границе с видимым светом, который человеческий глаз способен улавливать. Поэтому такое излучение, проходя через определенные предметы или ткани, способно переходить в область видимого фиолетового света, и люди различают его как черный, темно-синий или темно-фиолетовый оттенок.

Спектры, которые дают источники ультрафиолетового излучения, могут быть трех типов:

  • линейчатые;
  • непрерывные;
  • молекулярные (полосные).

Первые характерны для атомов, ионов, газов. Вторая группа - для рекомбинационного, тормозного излучения. Источники третьего типа чаще всего встречаются при изучении разреженных молекулярных газов.

Источники ультрафиолетового излучения

Основные источники УФ-лучей делятся на три большие категории:

  • естественные или природные;
  • искусственные, созданные человеком;
  • лазерные.

Первая группа включает в себя единственный вид концентратора и излучателя - Солнце. Именно небесное светило дает мощнейший заряд данного типа волн, которые способны проходить через и достигать поверхности Земли. Однако не всей своей массой. Учеными выдвигается теория о том, что жизнь на Земле зародилась только тогда, когда озоновый экран стал защищать ее от избыточного проникновения вредного в больших концентрациях УФ-излучения.

Именно в этот период стали способны существовать белковые молекулы, нуклеиновые кислоты и АТФ. До сегодняшнего дня слой озона вступает в тесное взаимодействие с основной массой УФ-А, УФ-В и УФ-С, обезвреживая их, и не давая пройти через себя. Поэтому защита от ультрафиолетового излучения всей планеты - исключительно его заслуга.

От чего зависит концентрация проникающего на Землю ультрафиолета? Есть несколько основных факторов:

  • озоновые дыры;
  • высота над уровнем моря;
  • высота солнцестояния;
  • атмосферное рассеивание;
  • степень отражения лучей от земных природных поверхностей;
  • состояние облачных паров.

Диапазон ультрафиолетового излучения, проникающего на Землю от Солнца, колеблется в пределах от 200 до 400 нм.

Следующие источники - это искусственные. К ним можно отнести все те приборы, устройства, технические средства, которые были сконструированы человеком для получения нужного спектра света с заданными параметрами длины волны. Это было сделано с целью получать ультрафиолетовое излучение, применение которого может быть крайне полезным в разных областях деятельности. К искусственным источникам относятся:

  1. Эритемные лампы, обладающие способностью активизировать синтез витамина D в коже. Это предохраняет от заболеваний рахитом и лечит его.
  2. Аппараты для соляриев, в которых люди получают не только красивый естественный загар, но и лечатся от заболеваний, возникающих при недостатке открытого солнечного света (так называемая, зимняя депрессия).
  3. Лампы-аттрактанты, позволяющие бороться с насекомыми в условиях помещений безопасно для человека.
  4. Ртутно-кварцевые устройства.
  5. Эксилампа.
  6. Люминесцентные устройства.
  7. Ксеноновые лампы.
  8. Газоразрядные устройства.
  9. Высокотемпературная плазма.
  10. Синхротронное излучение в ускорителях.

Еще один тип источников - лазеры. Их работа основана на генерации различных газов - как инертных, так и нет. Источниками могут быть:

  • азот;
  • аргон;
  • неон;
  • ксенон;
  • органические сцинтилляторы;
  • кристаллы.

Совсем недавно, около 4 лет назад, был изобретен лазер, работающий на свободных электронах. Длина ультрафиолетового излучения в нем равна той, которая наблюдается в условиях вакуума. Лазерные поставщики УФ используются в биотехнологических, микробиологических исследованиях, масс-спектрометрии и так далее.

Биологическое воздействие на организмы

Действие ультрафиолетового излучения на живых существ двояко. С одной стороны, при его недостатке могут возникать заболевания. Это выяснилось только в начале прошлого столетия. Искусственное облучение специальным УФ-А в необходимых нормах способно:

  • активизировать работу иммунитета;
  • вызвать образование важных сосудорасширяющих соединений (гистамин, например);
  • укрепить кожно-мышечную систему;
  • улучшить работу легких, повысить интенсивность газообмена;
  • повлиять на скорость и качество метаболизма;
  • повысить тонус организма, активизировав выработку гормонов;
  • увеличить проницаемость стенок сосудов на коже.

Если УФ-А в достаточном количестве попадает в организм человека, то у него не возникает таких заболеваний, как зимняя депрессия или световое голодание, а также значительно снижается риск развития рахита.

Влияние ультрафиолетового излучения на организм бывает следующих типов:

  • бактерицидное;
  • противовоспалительное;
  • регенерирующее;
  • болеутоляющее.

Эти свойства во многом объясняют широкое применение УФ в медицинских учреждениях любого типа.

Однако, помимо перечисленных плюсов, есть и отрицательные стороны. Существует ряд заболеваний и недугов, которые можно приобрести, если не дополучать или, напротив, принимать в избыточном количестве рассматриваемые волны.

  1. Рак кожи. Это самое опасное воздействие ультрафиолетового излучения. Меланома способна образоваться при избыточном влиянии волн от любого источника - как природного, так и созданного людьми. Это особенно касается любителей загара в солярии. Во всем необходима мера и осторожность.
  2. Разрушительное действие на сетчатку глазных яблок. Другими словами, может развиться катаракта, птеригиум или ожег оболочки. Вредное избыточное воздействие УФ на глаза было доказано учеными уже давно и подтверждено экспериментальными данными. Поэтому при работе с такими источниками следует соблюдать На улице оградить себя можно при помощи темных очков. Однако в этом случае следует опасаться подделок, ведь если стекла не снабжены УФ-отталкивающими фильтрами, то разрушающее действие будет еще сильнее.
  3. Ожоги на коже. В летнее время их можно заработать, если долгое время неконтролируемо подвергать себя воздействию УФ. Зимой же можно получить их из-за особенности снега отражать практически полностью данные волны. Поэтому облучение происходит и со стороны Солнца, и со стороны снега.
  4. Старение. Если люди долгое время находятся под воздействием УФ, то у них начинают очень рано проявляться признаки старения кожи: вялость, морщины, дряблость. Это происходит от того, что защитные барьерные функции покровов ослабевают и нарушаются.
  5. Воздействие с последствиями во времени. Заключаются в проявлениях негативных воздействий не в молодом возрасте, а ближе к старости.

Все эти результаты являются последствиями нарушения дозировок УФ, т.е. они возникают, когда использование ультрафиолетового излучения проводится нерационально, неправильно, и без соблюдения мер безопасности.

Ультрафиолетовое излучение: применение

Основные области использования отталкиваются от свойств вещества. Это справедливо и для спектральных волновых излучений. Так, главными характеристиками УФ, на которых базируется его применение, являются:

  • химическая активность высокого уровня;
  • бактерицидное воздействие на организмы;
  • способность вызывать свечение различных веществ разными оттенками, видимыми глазом человека (люминесценция).

Это позволяет широко использовать ультрафиолетовое излучение. Применение возможно в:

  • спектрометрических анализах;
  • астрономических исследованиях;
  • медицине;
  • стерилизации;
  • обеззараживании питьевой воды;
  • фотолитографии;
  • аналитическом исследовании минералов;
  • УФ-фильтрах;
  • для ловли насекомых;
  • для избавления от бактерий и вирусов.

Каждая из перечисленных областей использует определенный тип УФ со своим спектром и длиной волны. В последнее время данный тип излучения активно используется в физических и химических исследованиях (установление электронной конфигурации атомов, кристаллической структуры молекул и различных соединений, работа с ионами, анализ физических превращений на различных космических объектах).

Есть еще одна особенность воздействия УФ на вещества. Некоторые полимерные материалы способны разлагаться под воздействием интенсивного постоянного источника данных волн. Например, такие, как:

  • полиэтилен любого давления;
  • полипропилен;
  • полиметилметакрилат или органическое стекло.

В чем выражается воздействие? Изделия из перечисленных материалов теряют окраску, трескаются, тускнеют и, в конечном итоге, разрушаются. Поэтому их принято называть чувствительными полимерами. Эту особенность деградации углеродной цепи при условиях солнечной освещенности активно используют в нанотехнологиях, рентгенолитографии, трансплантологии и прочих областях. Делается это в основном для сглаживания шероховатостей поверхности изделий.

Спектрометрия - основная область аналитической химии, которая специализируется на идентификации соединений и их состава по способности поглощать УФ-свет определенной длины волны. Получается, что спектры уникальны для каждого вещества, поэтому можно их классифицировать по результатам спектрометрии.

Также применение ультрафиолетового бактерицидного излучения осуществляется для привлечения и уничтожения насекомых. Действие основано на способности глаза насекомого улавливать невидимые человеку коротковолновые спектры. Поэтому животные летят на источник, где и подвергаются уничтожению.

Использование в соляриях - специальных установках вертикального и горизонтального типа, в которых человеческое тело подвергается воздействию УФ-А. Делается это для активизации выработки в коже меланина, придающего ей более темный цвет, гладкость. Кроме того, при этом подсушиваются воспаления и уничтожаются вредные бактерии на поверхности покровов. Особое внимание следует уделять защите глаз, чувствительных зон.

Медицинская область

Применение ультрафиолетового излучения в медицине основано также на его способностях уничтожать невидимые глазу живые организмы - бактерии и вирусы, и на особенностях, происходящих в организме во время грамотного освещения искусственным или естественным облучением.

Основные показания к лечению УФ можно обозначить в нескольких пунктах:

  1. Все виды воспалительных процессов, ран открытого типа, нагноений и открытых швов.
  2. При травмах тканей, костей.
  3. При ожогах, обморожениях и кожных заболеваниях.
  4. При респираторных недугах, туберкулезе, бронхиальной астме.
  5. При возникновении и развитии различных видов инфекционных заболеваний.
  6. При недугах, сопровождающихся сильными болевыми ощущениями, невралгии.
  7. Заболевания горла и носовой полости.
  8. Рахиты и трофическая
  9. Стоматологические заболевания.
  10. Регуляция давления кровяного русла, нормализация работы сердца.
  11. Развитие раковых опухолей.
  12. Атеросклероз, почечная недостаточность и некоторые другие состояния.

Все эти заболевания могут иметь весьма серьезные последствия для организма. Поэтому лечение и профилактика использованием УФ - это настоящее медицинское открытие, спасающее тысячи и миллионы людских жизней, сохраняющее и возвращающее им здоровье.

Еще один вариант использования УФ с медицинской и биологической точки зрения - это обеззараживание помещений, стерилизация рабочих поверхностей и инструментов. Действие основано на способности УФ угнетать развитие и репликацию молекул ДНК, что приводит к их вымиранию. Бактерии, грибки, простейшие и вирусы гибнут.

Основной проблемой при использовании такого излучения для стерилизации и обеззараживания помещения является область освещения. Ведь организмы уничтожаются только при непосредственном воздействии прямых волн. Все, что остается за пределами, продолжает свое существование.

Аналитическая работа с минералами

Способность вызывать у веществ люминесценцию позволяет применять УФ для анализа качественного состава минералов и ценных горных пород. В этом плане очень интересными бывают драгоценные, полудрагоценные и поделочные камни. Каких только оттенков они не дают при облучении их катодными волнами! Очень интересно об этом писал Малахов, знаменитый геолог. В его труде рассказывается о наблюдениях за свечением цветовой палитры, которое способны давать минералы в разных источниках облучения.

Так, например, топаз, который в видимом спектре имеет красивый насыщенный голубой цвет, при облучении высвечивается ярко-зеленым, а изумруд - красным. Жемчуг вообще не может дать какой-то определенный цвет и переливается многоцветьем. Зрелище в результате получается просто фантастическое.

Если в состав исследуемой породы входят примеси урана, то высвечивание покажет зеленый цвет. Примеси мелита дают синий, а морганита - сиреневый или бледно-фиолетовый оттенок.

Использование в фильтрах

Для использования в фильтрах также применяется ультрафиолетовое бактерицидное излучение. Типы таких структур могут быть разные:

  • твердые;
  • газообразные;
  • жидкие.

Основное применение такие устройства находят в химической отрасли, в частности, в хроматографии. С их помощью можно провести качественный анализ состава вещества и идентифицировать его по принадлежности к тому или иному классу органических соединений.

Обработка питьевой воды

Обеззараживание ультрафиолетовым излучением питьевой воды является одним из самых современных и качественных методов ее очистки от биологических примесей. Преимущества этого метода следующие:

  • надежность;
  • эффективность;
  • отсутствие посторонних продуктов в воде;
  • безопасность;
  • экономичность;
  • сохранение органолептических свойств воды.

Именно поэтому на сегодняшний день такая методика обеззараживания идет в ногу с традиционным хлорированием. Действие основано на тех же особенностях - разрушение ДНК вредоносных живых организмов в составе воды. Используют УФ с длиной волны около 260 нм.

Помимо прямого воздействия на вредителей, ультрафиолет используется также для разрушения остатков химических соединений, которые применяются для смягчения, очищения воды: таких, как, например, хлор или хлорамин.

Лампа черного света

Такие устройства снабжены специальными излучателями, способными давать волны большой длинны, близкой к видимому. Однако они все равно остаются неразличимы для человеческого глаза. Используются такие лампы в качестве устройств, читающих тайные знаки из УФ: например, в паспортах, документах, денежных купюрах и так далее. То есть, такие метки могут быть различимы только под действием определенного спектра. Таким образом построен принцип работы детекторов валюты, устройств для проверки натуральности денежных купюр.

Реставрация и определение подлинности картины

И в этой области находит применение УФ. Каждый художник использовал белила, содержащие в каждый эпохальный промежуток времени разные тяжелые металлы. Благодаря облучению возможно получение так называемых подмалевков, которые дают информацию о подлинности картины, а также о специфической технике, манере письма каждого художника.

Кроме того, лаковая пленка на поверхности изделий относится к чувствительным полимерам. Поэтому она способна стареть под воздействием света. Это позволяет определять возраст композиций и шедевров художественного мира.

Светолечение (фототерапия) - лечение светом. Инфракрасное излучение. Видимое излучение. Ультрафиолетовое излучение

Светолечение представляет собой дозированное воздействие инфракрасного, видимого и ультрафиолетового излучения на организм человека с целью лечения. Для этого применяются специальные лампы фототерапии. Данный метод лечения также часто называют фототерапией (от греческого photos - свет).

С давних времен люди обращали внимание на целительное воздействие солнечных лучей на здоровье человека. Солнечный спектр на 10% состоит из ультрафиолетовых лучей, на 40% - из лучей видимого спектра и на 50% - из инфракрасных лучей. Все эти виды электромагнитных излучений получили широкое распространение в медицине.

В медицинских учреждениях для данного вида лечения используются искусственные излучатели с нитями накаливания. Они нагреваются при помощи электрического тока.

Инфракрасное излучение: влияние на человека, лечение

Инфракрасное излучение представляет собой тепловое излучение. Его лучи способны проникать в ткани организма на большую глубину, по сравнению с другими видами световой энергии. Это приводит к прогреванию всей толщи кожи и части подкожных тканей. Структуры, которые расположены глубже, не подвержены воздействию данного вида излучения.

Основными показаниями к его применению являются: некоторые заболевания опорно-двигательного аппарата, негнойные хронические и подострые воспалительные местные процессы, происходящие, в том числе, во внутренних органах. Лечат с его помощью пациентов с заболеваниями центральной и периферической нервной системы, периферических сосудов, глаз, уха, кожи. Помогает этот метод и при остаточных явлениях после ожогов и отморожений.

Данный вид излучения способствует устранению воспалительных процессов, ускоряет заживление, повышает местную сопротивляемость и противоинфекционную защиту.

Если правила проведения процедуры нарушаются, существует опасность серьезного перегрева тканей и образования термических ожогов. Может возникнуть также перегрузка кровообращения, которая противопоказана при сердечно-сосудистых заболеваниях.



Противопоказаниями к применению являются: наличие доброкачественных или злокачественных новообразований, активные формы туберкулеза, гипертоническая болезнь III стадии, кровотечение, а также недостаточность кровообращения.

Видимое излучение

Видимое излучение представляет собой участок общего электромагнитного спектра, который состоит из 7 цветов: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий, фиолетовый. Оно может проникать в кожу на глубину до 1 см. Но основное воздействие оно оказывает через сетчатку глаза.

Восприятие человеком цветовых компонентов видимого света воздействует на его центральную нервную систему. Этот вид излучения применяется при лечении пациентов, имеющих различные заболевания нервной системы.

Как известно, например, желтый, зеленый и оранжевый цвета повышают настроение, а синий и фиолетовый действуют наоборот. Красный цвет возбуждает деятельность коры головного мозга. Синий - тормозит нервно-психическую деятельность. Очень важное значение для эмоционального состояния человека имеет белый цвет. Его нехватка приводит к депрессиям.

Ультрафиолетовое излучение

Ультрафиолетовое излучение обладает наиболее мощной энергией и активностью. Однако при этом его лучи способны проникать в ткани человека только на глубину до 1 мм.

Наибольшей чувствительностью к лучам данного типа отличаются наша кожа и слизистые оболочки. Маленькие дети имеют повышенную чувствительность к ультрафиолету.

Ультрафиолетовое облучение способствует повышению защитных сил организма, оказывает десенсибилизирующее воздействие, улучшает показатели жирового обмена. Оно также нормализует процессы свертывания крови, улучшает функции внешнего дыхания, увеличивает активность коры надпочечников. Дефицит ультрафиолета приводит к авитаминозу, понижению иммунитета, ухудшению работы нервной системы и проявлениям психической неустойчивости.

Показания к применению ультрафиолетового излучения

Показаниями к применению служат заболевания кожи, суставов, органов дыхания, женских половых органов, периферической нервной системы. Назначается для скорейшего заживления ран и с целью компенсации ультрафиолетовой недостаточности в организме. Профилактирует рахит.

Противопоказания к применению ультрафиолетового излучения

Противопоказаниями являются : острые воспалительные процессы, опухоли, кровотечения, гипертоническая болезнь III стадии, недостаточность кровообращения II-III стадии, активные формы туберкулеза и др.

Лазерное излучение.

Лазерная или квантовая терапия - это метод светолечения, который заключается в использовании пучков лазерного излучения. Лазерное излучение обладает следующими лечебными свойствами: противовоспалительное, репаративное, гипоальгезивное, иммуностимулирующее и бактерицидное.

Назначается оно при большом количестве заболеваний костно-мышечной, сердечно-сосудистой, дыхательной, пищеварительной, нервной, мочеполовой систем. Применяется также для лечения кожных заболеваний, заболеваний ЛОР-органов и диабетических ангиопатий. Противопоказания такие же, как и у других видов светового излучения.