Инфрачервено и ултравиолетово лъчение. Свойства на ултравиолетовото лъчение и неговото въздействие върху човешкото тяло

Трудно е да се надцени влиянието на слънчевата светлина върху човек - под нейното действие в организма се стартират най-важните физиологични и биохимични процеси. Слънчевият спектър е разделен на инфрачервена и видима част, както и на най-биологично активната ултравиолетова част, която оказва голямо влияние върху всички живи организми на нашата планета. Ултравиолетовото лъчение е късовълнова част от слънчевия спектър, която е незабележима за човешкото око, която има електромагнитен характер и фотохимична активност.

Благодарение на своите свойства, ултравиолетовият лъч се използва успешно в различни области. човешки живот. UV лъчението е получило широко приложение в медицината, тъй като е в състояние да промени химическата структура на клетките и тъканите, оказвайки различен ефект върху хората.

UV диапазон на дължина на вълната

Основният източник на UV радиация е слънцето. Делът на ултравиолетовите лъчи в общия поток слънчева светлинанепостоянен. Зависи от:

• време на деня;
• време на годината;
• слънчева активност;
• географска ширина;
• състоянието на атмосферата.

Въпреки факта, че небесното тяло е далеч от нас и неговата активност не винаги е еднаква, достатъчно количество ултравиолетови лъчи достигат до земната повърхност. Но това е само малката му дълговълнова част. Късите вълни се поглъщат от атмосферата на разстояние около 50 км от повърхността на нашата планета.

Ултравиолетовият диапазон на спектъра, който достига до земната повърхност, условно се разделя по дължина на вълната на:

• далечни (400 - 315 nm) - UV - A лъчи;
• среда (315 - 280 nm) - UV - B лъчи;
• близо (280 - 100 nm) - UV - C лъчи.

Ефектът на всеки UV диапазон върху човешкото тяло е различен: колкото по-къса е дължината на вълната, толкова по-дълбоко прониква през кожата. Този закон определя положителното или Отрицателно влияниеултравиолетово лъчение върху човешкото тяло.

Ултравиолетовото лъчение от близък обхват се отразява най-неблагоприятно на здравето и крие риск от сериозни заболявания.

UV-C лъчите трябва да бъдат разпръснати в озоновия слой, но поради лоша екология те достигат до повърхността на земята. Ултравиолетовите лъчи от диапазон А и В са по-малко опасни, при стриктно дозиране, радиацията от далечния и средния обхват има благоприятен ефект върху човешкото тяло.

Изкуствени източници на ултравиолетова радиация

Най-значимите източници на UV вълни, засягащи човешкото тяло, са:

• бактерицидни лампи - източници на UV - C вълни, използвани за дезинфекция на вода, въздух или други предмети външна среда;
• дъга за промишлено заваряване - източници на всички вълни от слънчевия спектър;
• еритема флуоресцентни лампи- източници на UV-вълни от обхвата А и В, използвани за терапевтични цели и в солариуми;
• Индустриалните лампи са мощни източници на ултравиолетови вълни, използвани в производствени процесиза фиксиране на бои, мастила или втвърдяване на полимери.

Характеристиките на всяка UV лампа са силата на нейното излъчване, обхватът на вълновия спектър, видът на стъклото, експлоатационният живот. От тези параметри зависи как лампата ще бъде полезна или вредна за хората.

Преди облъчване с ултравиолетови вълни от изкуствени източници за лечение или профилактика на заболявания, трябва да се консултирате със специалист за избор на необходимата и достатъчна еритемна доза, която е индивидуална за всеки човек, като се вземе предвид неговият тип кожа, възраст, съществуващи заболявания.

Трябва да се разбере, че ултравиолетовото е електромагнитно лъчение, което има не само положително влияниевърху човешкото тяло.

Бактерицидна ултравиолетова лампа, използвана за тен, ще донесе значителна вреда, а не полза за тялото. Само професионалист, който е добре запознат с всички нюанси на такива устройства, трябва да използва изкуствени източници на UV лъчение.

Положителният ефект на UV лъчението върху човешкото тяло

Ултравиолетовото лъчение се използва широко в областта на съвременната медицина. И това не е изненадващо, т.к UV лъчите произвеждат аналгетичен, успокояващ, антирахитичен и антиспастичен ефект. Под тяхно влияние възниква:

• образуването на витамин D, необходим за усвояването на калция, развитието и укрепването на костната тъкан;
• намалена възбудимост на нервните окончания;
• повишен метаболизъм, тъй като предизвиква активиране на ензими;
• вазодилатация и подобряване на кръвообращението;
• стимулиране на производството на ендорфини - "хормони на щастието";
• увеличаване на скоростта на регенеративните процеси.

Благоприятното въздействие на ултравиолетовите вълни върху човешкия организъм се изразява и в промяна в неговата имунобиологична реактивност – способността на организма да проявява защитни функции срещу патогени на различни заболявания. Строго дозирано ултравиолетово облъчване стимулира производството на антитела, като по този начин повишава устойчивостта на човешкото тяло към инфекции.

Излагането на UV лъчи върху кожата причинява реакция - еритема (зачервяване). Има разширение на кръвоносните съдове, изразено с хиперемия и подуване. Образуваните в кожата продукти на гниене (хистамин и витамин D) навлизат в кръвния поток, което причинява общи променив тялото при излагане на UV лъчение.

Степента на развитие на еритема зависи от:

• Стойности на UV дозата;
• обхват ултравиолетови лъчи;
• индивидуална чувствителност.

При прекомерно излагане на ултравиолетови лъчи засегнатата област на кожата е много болезнена и подута, възниква изгаряне с появата на мехур и по-нататъшно сближаване на епитела.

Но изгарянията на кожата далеч не са най-много сериозни последиципродължително излагане на ултравиолетово лъчение. Неразумното използване на UV лъчи причинява патологични промени в организма.

Отрицателното въздействие на UV радиацията върху хората

Въпреки важната си роля в медицината, Рисковете за здравето от UV лъчението надвишават ползите.. Повечето хора не са в състояние да контролират точно терапевтичната доза ултравиолетово лъчение и своевременно прибягват до защитни методи, поради което често се случва предозирането му, което причинява следните явления:

• появяват се главоболие;
• телесната температура се повишава;
• умора, апатия;
• увреждане на паметта;
• сърцебиене;
• загуба на апетит и гадене.

Прекомерният тен уврежда кожата, очите и имунната (отбранителна) система. Усещаните и видими ефекти от прекомерното излагане на UV (изгаряния на кожата и лигавиците на очите, дерматит и алергични реакции) изчезват в рамките на няколко дни. Ултравиолетовото лъчение се натрупва за дълъг период от време и причинява много сериозни заболявания.

Ефектът на ултравиолетовото лъчение върху кожата

Красив равномерен тен е мечтата на всеки човек, особено на нежния пол. Но трябва да се разбере, че клетките на кожата потъмняват под въздействието на оцветения пигмент, освободен в тях - меланин, за да се предпази от по-нататъшно излагане на ултравиолетово лъчение. Така тен е защитна реакция на кожата ни срещу увреждане на нейните клетки от ултравиолетовите лъчи. Но не предпазва кожата от по-сериозните ефекти на UV лъчението:

1. Фоточувствителност - повишена чувствителност към ултравиолетова светлина. Дори малка доза от него причинява силно парене, сърбеж и слънчево изгаряне на кожата. Често това е свързано с употребата на лекарства или употребата на козметични продуктиили определени храни.
2. Фотостареене. UV-A лъчите проникват в по-дълбоките слоеве на кожата, увреждайки структурата съединителната тъкан, което води до разрушаване на колагена, загуба на еластичност, до ранни бръчки.
3. Меланом - рак на кожата. Заболяването се развива след често и продължително излагане на слънце. Под въздействието на прекомерна доза ултравиолетово лъчение, появата на злокачествени образуваниявърху кожата или дегенерацията на стари бенки в раков тумор.
4. Базалноклетъчният и плоскоклетъчен карцином е немеланомен рак на кожата, който не е фатален, но изисква хирургично отстраняване на засегнатите области. Забелязва се, че заболяването се среща много по-често при хора, които работят дълго време под открито слънце.

Всеки дерматит или сенсибилизация на кожата под въздействието на ултравиолетовите лъчи са провокиращи фактори за развитието на рак на кожата.

Ефектът на UV вълните върху очите

Ултравиолетовите лъчи, в зависимост от дълбочината на проникване, също могат да повлияят неблагоприятно на състоянието на човешкото око:

1. Фотофталмия и електрофталмия. Изразява се в зачервяване и подуване на лигавицата на очите, сълзене, фотофобия. Възниква при неспазване на правилата за безопасност при работа с заваръчно оборудванеили при хора, които са на ярка слънчева светлина в заснежен район (снежна слепота).
2. Растеж на конюнктивата на окото (птеригиум).
3. Катаракта (замъгляване на очната леща) е заболяване, което се среща в различна степен при по-голямата част от хората в напреднала възраст. Развитието му е свързано с излагане на ултравиолетово лъчение върху окото, което се натрупва през целия живот.

Излишните ултравиолетови лъчи могат да доведат до различни форми на рак на очите и клепачите.

Ефектът на ултравиолетовото лъчение върху имунната система

Ако дозираното използване на UV лъчение помага за повишаване на защитните сили на организма, тогава прекомерното излагане на ултравиолетова радиация депресира имунна система . Това е доказано в научно изследванеАмерикански учени за херпесния вирус. Ултравиолетовото лъчение променя активността на клетките, отговорни за имунитета в организма, те не могат да възпрепятстват възпроизвеждането на вируси или бактерии, ракови клетки.

Основни предпазни мерки за безопасност и защита срещу излагане на ултравиолетово лъчение

Да избегна негативни последицивъздействието на UV лъчите върху кожата, очите и здравето, всеки човек се нуждае от защита от ултравиолетова радиация. Когато сте принудени да останете дълго време на слънце или на работно място, изложено на високи дози ултравиолетови лъчи, е наложително да разберете дали UV индексът е нормален. В предприятията за това се използва устройство, наречено радиометър.

При изчисляване на индекса за метеорологични станциивзема предвид:

• дължина на вълната на ултравиолетовия диапазон;
• концентрация на озоновия слой;
• слънчева активност и други показатели.

UV индексът е индикатор за потенциалния риск за човешкото тяло в резултат на излагане на доза ултравиолетово лъчение. Стойността на индекса се оценява по скала от 1 до 11+. Нормата на UV индекса се счита за не повече от 2 единици.

Високите стойности на индекса (6-11+) увеличават риска от неблагоприятни ефекти върху очите и кожата на човека, така че трябва да се вземат предпазни мерки.

1. Използвайте Слънчеви очила(специални маски за заварчици).
2. На открито слънце определено трябва да носите шапка (с много висок индекс - широкопола шапка).
3. Носете дрехи, които покриват ръцете и краката ви.
4. На непокрити участъци от тялото носете слънцезащитен крем със SPF най-малко 30.
5. Избягвайте да сте на открито, не защитени от слънчева светлина, място от обяд до 16 часа.

производителност прости правилабезопасността ще намали вредността на UV лъчението за човека и ще избегне появата на заболявания, свързани с неблагоприятното въздействие на ултравиолетовото лъчение върху тялото му.

Кой не трябва да бъде изложен на ултравиолетова светлина?

Следните категории хора трябва да бъдат внимателни при излагане на ултравиолетово лъчение:

• с много светла и чувствителна кожа и албиноси;
• деца и тийнейджъри;
• тези, които имат много рождени белези или невуси;
• страдащи от системни или гинекологични заболявания;
• тези, които са имали рак на кожата сред близки роднини;
• вземане на някои дългосрочно лекарства(необходима е консултация с лекар).

UV радиацията е противопоказана за такива хора дори в малки дози, степента на защита от слънчева светлина трябва да бъде максимална.

Влиянието на ултравиолетовото лъчение върху човешкото тяло и неговото здраве не може да се нарече еднозначно положително или отрицателно. Има твърде много фактори, които трябва да се вземат предвид, когато засяга човек различни условияоколната среда и радиация от различни източници. Основното нещо, което трябва да запомните, е правилото: всяко излагане на хора на ултравиолетова светлина трябва да бъде сведено до минимум преди консултация със специалисти стриктно дозирано според препоръките на лекаря след преглед и преглед.

Светлинатова е колекция от електромагнитни вълни с различни дължини. Обхватът на дължината на вълната на видимата светлина е от 0,4 до 0,75 микрона. До него са разположени зони на невидима светлина - ултравиолетовиили UV радиация(от 0,4 до 0,1 µm) и инфрачервениили IR лъчение(от 0,75 до 750 µm).

Видимата светлина ни носи по-голямата част от информацията от външния свят. В допълнение към визуалното възприятие, светлината може да бъде открита чрез нейния топлинен ефект, чрез електрическото си действие или от химическата реакция, която причинява. Възприемането на светлината от ретината на окото е един пример за нейното фотохимично действие. При визуалното възприятие определена дължина на вълната на светлината се придружава от специфичен цвят. Така радиацията с дължина на вълната 0,48-0,5 микрона ще бъде синя; 0,56-0,59 - жълто; 0,62-0,75 червено. Естествено Бяла светлина, е набор от вълни с различни дължини, разпространяващи се едновременно. Не може да бъде разпадат на компонентии ги прецедете с помощта на спектрални инструменти ( призми,решетки,филтри).

Както всяка вълна, светлината носи със себе си енергия, която зависи от дължината на вълната (или честотата) на излъчването.

Ултравиолетовото лъчение, като по-къса дължина на вълната, се характеризира с по-висока енергия и по-силно взаимодействие с материята, което обяснява широкото му използване в практиката. Например, ултравиолетовото лъчение може да инициира или засили много химични реакции. Влиянието на ултравиолетовото лъчение върху биологичните обекти е значително, например неговото бактерицидно действие.

Трябва да се помни, че ултравиолетовото лъчение се абсорбира много силно от повечето вещества, което не позволява използването на конвенционална стъклена оптика при работа с нея. Използват се до 0,18 микрона, кварц, литиев флуорид, до 0,12 микрона - флуорит; за още по-къси дължини на вълната трябва да се използва отразяваща оптика.

Още по-широко използвана в техниката е дълговълновата част от спектъра – инфрачервеното лъчение. Забележете тук устройства за нощно виждане, инфрачервена спектроскопия, термична обработка на материали, лазерна технология, измерване на температурата на обекти от разстояние.

топлинно излъчване- електромагнитно излъчване, излъчвано от вещество и възникващо поради вътрешната му енергия. Топлинното излъчване има непрекъснат спектър, чиято позиция на максимума зависи от температурата на веществото. С увеличаването му общата енергия на излъчената топлинна радиация се увеличава, а максимумът се премества в областта на малки дължини на вълната.

Приложение: термовизионни системи. Термичното изображение е получаването на видимо изображение на тела чрез тяхното топлинно (инфрачервено) излъчване, било вътрешно или отразено; използва се за определяне на формата и местоположението на обектите на тъмно или в оптически непрозрачна среда. Тези системи се използват за диагностика в медицината, навигация, геоложки проучвания, дефектоскопия и др. Приемниците на оптични лъчения са устройства, при които инфрачервеното лъчение от обект се преобразува във видимо лъчение, като фотоклетки, фотоумножители, фоторезистори и др.

Ориз. 12.2. Фотоумножител:

1 - фото катод; 2 - екран; 3-10 - катоди; A - анод;

Интересно свойство на инфрачервените лъчи беше открито наскоро от полски учени: директното облъчване на стоманени продукти със светлината на инфрачервените лампи инхибира процесите на корозия не само при нормални условия на съхранение, но и с повишаване на влажността и съдържанието на серен диоксид.

Съществува и метод за определяне на експозицията на фоторезистори на базата на диасъединения и азиди по време на фотолитография. За да се подобри възпроизводимостта и да се увеличи добивът на подходящи устройства, полупроводников епитаксиален материал с нанесен върху него фоторезист се облъчва с ултравиолетова или видима светлина, като експозицията се определя от времето на изчезване на абсорбционната лента на фоторезистентния филм в област от 2000-2500 см до минус първа степен. Тук те се облъчват с късовълнова светлина, а промяната в свойствата се записва чрез поглъщане в инфрачервената област - 2000 cm до минус първа степен съответстват на дължина на вълната от 3,07 μm.

Светлинното излъчване може да предаде енергията си на тялото не само чрез нагряване или възбуждане на атомите му, но и под формата на механично налягане. лек натискТя се проявява във факта, че върху осветената повърхност на тялото действа разпределена сила в посока на разпространение на светлината, която е пропорционална на плътността на светлинната енергия и зависи от оптичните свойства на повърхността. Светлинният натиск върху напълно отразяваща огледална повърхност е два пъти по-голям от този на напълно абсорбираща, при равни други условия.

Това явление може да се обясни както от вълновата, така и от корпускулярна гледна точка върху природата на светлината. В първия случай това е резултат от взаимодействието на електрическия ток, индуциран в тялото от електрическото поле на светлинната вълна с нейното магнитно поле според закона на Ампер. Във втория случай това е резултат от предаването на фотонния импулс към поглъщаща или отразяваща стена.

Налягането на светлината е малко. И така, ярка слънчева светлина притиска 1 кв.м. черна повърхност със сила само 0,4mg. Въпреки това, лекотата на управление на светлинния поток, ефектът "оксеонтакт" и "селективността" на светлинното налягане по отношение на тела с различни поглъщащи и отразяващи свойства правят възможно успешното използване на това явление в изобретението (например фотонна ракета ).

Светлинното налягане се използва и в микроскопите за компенсиране на малки промени в масата или силата. Измервателното фотоелектрично устройство определя каква стойност на светлинния поток и следователно светлинното налягане е било необходимо, за да се компенсира промяната в масата на пробата и да се възстанови равновесието на системата.

Прилагане на лек натиск:

Метод за изпомпване на газове или пари от съд към съд чрез създаване на спад на налягането върху преграда с отвор, разделящ двата съда, за да се увеличи ефективността на изпомпване, светлинен лъч, излъчван например от лазер, се фокусира върху дупката в преградата;

2. Метод съгласно претенция 1, характеризиращ се с това, че за да се извърши селективно изпомпване на газове или пари и по-специално за разделяне на изотопни смеси от газове или пари, ширината на спектъра на излъчване се избира по-малка от честотното разделяне на центрове на абсорбционните линии на съседни компоненти, докато честотата на емитера е зададена в центъра на абсорбционната линия на изпомпвания компонент.

С откриването на инфрачервеното лъчение, известният немски физик Йохан Вилхелм Ритер има желание да изследва обратната страна на това явление.

След известно време той успява да разбере, че в другия край има значителна химическа активност.

Този спектър стана известен като ултравиолетови лъчи. Какво представлява и какъв ефект има върху живите земни организми, нека се опитаме да разберем по-нататък.

И двете излъчвания във всеки случай са електромагнитни вълни. Както инфрачервените, така и ултравиолетовите, те ограничават спектъра на светлината, възприемана от човешкото око от двете страни.

Основната разлика между тези две явления е дължината на вълната. Ултравиолетовото има доста широк диапазон на дължина на вълната - от 10 до 380 микрона и се намира между видимата светлина и рентгеновите лъчи.

Разлики между инфрачервени и ултравиолетови

IR лъчението има основното свойство - да излъчва топлина, докато ултравиолетовото има химическа активност, която има осезаем ефект върху човешкото тяло.

Как ултравиолетовото лъчение влияе на хората?

Поради факта, че UV се разделят на разликата в дължината на вълната, те биологично влияят върху човешкото тяло по различни начини, така че учените разграничават три части от ултравиолетовия диапазон: UV-A, UV-B, UV-C: близо, среден и далечна ултравиолетова.

Атмосферата, която обгръща нашата планета, действа като защитен щит, който я предпазва от ултравиолетовия поток на Слънцето. Далечната радиация се задържа и абсорбира почти напълно от кислород, водна пара, въглероден диоксид. Така незначително лъчение навлиза на повърхността под формата на близка и средна радиация.

Най-опасно е лъчението с къса дължина на вълната. Ако късовълновата радиация попадне върху живи тъкани, това провокира моментален разрушителен ефект. Но поради факта, че нашата планета има озонов щит, ние сме в безопасност от въздействието на такива лъчи.

ВАЖНО!Въпреки естествената защита, ние използваме някои изобретения в ежедневието, които са източници на тази конкретна гама от лъчи. Това е заварчиции ултравиолетови лампикоито, за съжаление, не могат да бъдат изоставени.

Биологично, ултравиолетовите лъчи засягат човешката кожа като леко зачервяване, слънчево изгаряне, което е доста лека реакция. Но си струва да се обмисли индивидуална особеносткожа, която може да реагира специфично на UV радиация.

Излагането на UV лъчи също се отразява неблагоприятно на очите. Мнозина са наясно, че ултравиолетовите лъчи засягат човешкото тяло по един или друг начин, но не всеки знае подробностите, така че ще се опитаме да разберем тази тема по-подробно.

UV мутагенеза или как UV влияе върху човешката кожа

Избягвайте напълно излагането на слънчева светлина кожно покритиене можете, това ще доведе до много неприятни последици.

Но също така е противопоказано да стигате до крайности и да се опитвате да придобиете привлекателен нюанс на тялото, изтощавайки се под безмилостните лъчи на слънцето. Какво може да се случи в случай на неконтролиран престой под палещото слънце?

Ако се установи зачервяване на кожата, това не е знак, че след известно време то ще премине и ще остане приятен шоколадов загар. Кожата е по-тъмна поради факта, че тялото произвежда оцветяващ пигмент меланин, който се бори срещу неблагоприятните ефекти на UV лъчите върху тялото ни.

Освен това зачервяването на кожата не остава дълго, но може да загуби еластичност завинаги. Епителните клетки също могат да започнат да растат, визуално отразени под формата на лунички и старчески петна, които също ще останат за дълго време или дори завинаги.

Прониквайки дълбоко в тъканите, ултравиолетовата светлина може да доведе до ултравиолетова мутагенеза, което е увреждане на клетките на генно ниво. Най-опасният може да бъде меланомът, при метастази на който може да настъпи смърт.

Как да се предпазите от ултравиолетовите лъчи?

Възможно ли е да се предпази кожата от негативното въздействие на ултравиолетовото лъчение? Да, ако, докато сте на плажа, спазвате само няколко правила:

1. Необходимо е да бъдете под жаркото слънце за кратко време и в строго определени часове, когато придобитият лек тен действа като фотозащита на кожата.
2. Не забравяйте да използвате слънцезащитен крем. Преди да купите този вид продукт, не забравяйте да проверите дали може да ви предпази от UV-A и UV-B.
3. Струва си да включите в диетата храни, които съдържат максимално количество витамини С и Е, както и богати на антиоксиданти.

Ако не сте на плажа, а сте принудени да сте на открито, трябва да изберете специални дрехи, които могат да предпазят кожата ви от UV лъчи.

Електрофталмия - отрицателното въздействие на UV радиацията върху очите

Електрофталмията е явление, което възниква в резултат на негативното въздействие на ултравиолетовото лъчение върху структурата на окото. UV вълните от средните диапазони в този случай са много вредни за човешкото зрение.

Електрофталмия

Тези събития най-често се случват, когато:

• Човек наблюдава слънцето, неговото местоположение, без да предпазва очите със специални устройства;
• Ярко слънце на открито (плаж);
• Човекът е в заснежен район, в планината;
• В стаята, където се намира човекът, се поставят кварцови лампи.

Електрофталмията може да доведе до изгаряния на роговицата, основните симптоми на които са:

• Сълзене на очите;
• Значителна болка;
• Страх от ярка светлина;
• Зачервяване на протеина;
• Оток на епитела на роговицата и клепачите.

Що се отнася до статистиката, дълбоките слоеве на роговицата нямат време да бъдат повредени, следователно, когато епителът заздравее, зрението се възстановява напълно.

Как да окажем първа помощ при електрофталмия?

Ако човек се сблъска с горните симптоми, това е не само естетически неприятно, но може да причини и невъобразимо страдание.

Първата помощ е доста проста:

• Първо изплакнете очите с чиста вода;
• След това нанесете овлажняващи капки;
• Сложете очила;

За да се отървете от болката в очите, достатъчно е да направите компрес от мокри пакетчета черен чай или да настържете сурови картофи. Ако тези методи не помогнат, трябва незабавно да потърсите помощ от специалист.

За да избегнете подобни ситуации, достатъчно е да закупите социални слънчеви очила. Маркировката UV-400 показва, че този аксесоар е в състояние да предпази очите от всички UV лъчения.

Как се използва UV лъчението в медицинската практика?

В медицината съществува понятието "ултравиолетово гладуване", което може да възникне в случай на продължително избягване на слънчева светлина. В този случай могат да възникнат неприятни патологии, които лесно могат да бъдат избегнати с помощта на изкуствени източници на ултравиолетово лъчение.

Малкото им въздействие е в състояние да компенсира липсата на зимен дефицит на витамин D.

В допълнение, такава терапия е приложима при проблеми със ставите, кожни заболявания и алергични реакции.

С UV лъчение можете:

• Увеличете хемоглобина, но по-ниски нива на захар;
• Нормализиране на работата на щитовидната жлеза;
• Подобряване и премахване на дихателни проблеми и ендокринна система;
• С помощта на инсталации с ултравиолетово лъчение се дезинфекцират стаи и хирургически инструменти;
• UV лъчите имат бактерицидни свойства, което е особено полезно за пациенти с гнойни рани.

ВАЖНО!Винаги, използвайки такова излъчване на практика, си струва да се запознаете не само с положителните, но и с отрицателните аспекти на тяхното въздействие. Строго е забранено използването на изкуствено, както и естествено UV лъчение за лечение на онкология, кървене, хипертония 1 и 2 стадий и активна туберкулоза.

Инфрачервено лъчение - е разнообразие електромагнитно излъчване, който заема диапазона от 0,77 до 340 микрона в спектъра на електромагнитните вълни. В този случай диапазонът от 0,77 до 15 микрона се счита за късовълнов, от 15 до 100 микрона - за средни вълни и от 100 до 340 - за дълги вълни.

Късовълновата част на спектъра е в съседство с видимата светлина, а дълговълновата част се слива с областта на ултракъсите радиовълни. Следователно инфрачервеното лъчение притежава както свойствата на видимата светлина (разпространява се по права линия, отразява се, пречупва се като видима светлина), така и свойствата на радиовълните (може да преминава през някои материали, които са непрозрачни за видимото лъчение).

Инфрачервените излъчватели с повърхностна температура от 700 C до 2500 C имат дължина на вълната 1,55-2,55 микрона и се наричат ​​"светлини" - те са по-близки по дължина на вълната до видимата светлина, излъчвателите с по-ниска повърхностна температура имат по-голяма дължина на вълната и се наричат ​​" тъмно".

Какъв е източникът на инфрачервеното лъчение?

Най-общо казано, всяко тяло, загрято до определена температура, излъчва Термална енергияв инфрачервения обхват на спектъра на електромагнитните вълни и може да пренася тази енергия чрез излъчване на топлина към други тела. Преносът на енергия става от тяло с по-висока температура към тяло с по-ниска температура, докато различните тела имат различна излъчваща и поглъщаща способност, която зависи от естеството на двете тела, от състоянието на повърхността им и т.н.

Приложение



Инфрачервените лъчи се използват за медицински цели, ако радиацията не е твърде силна. Те имат положителен ефект върху човешкото тяло. Инфрачервените лъчи имат способността да увеличат локалния кръвен поток в тялото, да увеличат метаболизма и да разширяват кръвоносните съдове.

• Дистанционно

Инфрачервените диоди и фотодиодите намират широко приложение в дистанционни управления, системи за автоматизация, системи за сигурност и др. Те не отвличат вниманието на човек поради своята невидимост.

• При боядисване

Инфрачервените излъчватели се използват в индустрията за сушене боядисани повърхности. Методът на инфрачервено сушене има значителни предимства пред традиционния метод на конвекция. На първо място, това е, разбира се, икономически ефект. Скоростта и енергията, изразходвани при инфрачервено сушене, са по-малки от тези с традиционните методи.

• Стерилизация на храната

С помощта на инфрачервено лъчение хранителните продукти се стерилизират с цел дезинфекция.

• Антикорозионно средство

Прилагат се инфрачервени лъчи с цел предотвратяване на корозия на покритите с лак повърхности.

• хранително-вкусовата промишленост

Характеристика на използването на инфрачервеното лъчение в хранително-вкусовата промишленост е възможността за проникване на електромагнитна вълна в такива капилярно-порьозни продукти като зърно, зърнени храни, брашно и др. на дълбочина до 7 мм. Тази стойност зависи от естеството на повърхността, структурата, свойствата на материала и честотната характеристика на излъчването. Електромагнитна вълна с определен честотен диапазон има не само термичен, но и биологичен ефект върху продукта, помага за ускоряване на биохимичните трансформации в биологични полимери (нишесте, протеин, липиди). Конвейерните сушилни транспортьори могат успешно да се използват при полагане на зърно в зърнохранилища и в брашнената индустрия.


Ултравиолетова радиация (от ултра... и виолетов), ултравиолетови лъчи, UV лъчение, електромагнитно лъчение, невидимо за окото, заемащо спектралната област между видимата и рентгенови лъчив рамките на дължини на вълната l 400—10 nmЦяла площ Ултравиолетова радиацияусловно разделени на близки (400-200 nm) и далечни или вакуумни (200-10 nm); Фамилното име идва от факта, че Ултравиолетова радиациятази област се абсорбира силно от въздуха и нейното изследване се извършва с помощта на вакуумни спектрални инструменти.

Положителни ефекти

През ХХ век за първи път е показано как UV лъчението има благоприятен ефект върху хората. Физиологичният ефект на UV лъчите е изследван от местни и чуждестранни изследователи в средата на миналия век (Г. Варшавер. Г. Франк, Н. Данциг, Н. Галанин, Н. Каплун, А. Парфенов, Е. Беликова. В. . Dugger. J. Hassesser, H. Ronge, E. Biekford и др.) |1-3|. Убедително е доказано в стотици експерименти, че радиацията в UV областта на спектъра (290-400 nm) повишава тонуса на симпатико-адреналиновата система, активира защитните механизми, повишава нивото на неспецифичен имунитет, а също така повишава секрецията. на редица хормони. Под въздействието на UV лъчение (UVR) се образуват хистамин и подобни вещества, които имат съдоразширяващ ефект, повишават пропускливостта на кожните съдове. Промени във въглехидратния и протеиновия метаболизъм в организма. Действието на оптичната радиация променя белодробната вентилация - честотата и ритъма на дишането; увеличава газообмена, консумацията на кислород, активира дейността на ендокринната система. Особено значима е ролята на UV лъчението за образуването на витамин D в организма, който укрепва опорно-двигателния апарат и има антирахитно действие. Особено трябва да се отбележи, че дългосрочният дефицит на UVR може да има неблагоприятни ефекти върху човешкото тяло, наричано "леко гладуване". Най-честата проява на това заболяване е нарушение на минералния метаболизъм, понижен имунитет, умора и др.

Действие върху кожата

Действието на ултравиолетовото лъчение върху кожата, превишаващо естествената защитна способност на кожата (тен) води до изгаряния.

Продължителното излагане на ултравиолетово лъчение допринася за развитието на меланом, различни видове рак на кожата, ускорява стареенето и появата на бръчки.

При контролирано излагане на кожата на ултравиолетови лъчи, един от основните положителни фактори е образуването на витамин D върху кожата, при условие че върху нея се запази естественият мастен филм. Маслото от себум по повърхността на кожата се излага на ултравиолетова светлина и след това се резорбира в кожата. Но ако измиете себума преди да излезете на слънчева светлина, витамин D не може да се образува. Ако вземете вана веднага след излагане на слънце и отмиете мазнините, тогава витамин D може да няма време да се абсорбира в кожата.

Действие върху ретината

Ултравиолетовото лъчение е незабележимо за човешкото око, но при интензивно излагане причинява типично радиационно увреждане (изгаряне на ретината). И така, на 1 август 2008 г. десетки руснаци повредиха ретината по време на слънчево затъмнение, въпреки многобройните предупреждения за опасностите от гледането му без предпазни очи. Оплакват се от рязко намаляване на зрението и петно ​​пред очите им.

Въпреки това, ултравиолетовите лъчи са изключително необходими за човешкото око, както свидетелстват повечето офталмолози. Слънчевата светлина има релаксиращ ефект върху мускулите около очите, стимулира ириса и нервите на очите и повишава кръвообращението. Редовно укрепвайки нервите на ретината със слънчеви бани, ще се отървете от болезнените усещания в очите, които се появяват при интензивна слънчева светлина.


Източници:

Енергията на Слънцето е електромагнитни вълни, които са разделени на няколко части от спектъра:

• рентгенови лъчи - с най-къса дължина на вълната (под 2 nm);
• дължината на вълната на ултравиолетовото лъчение е от 2 до 400 nm;
• видимата част от светлината, която се улавя от окото на хората и животните (400-750 nm);
• топло окисляване (над 750 nm).

Всяка част намира своето приложение и има голямо значениев живота на планетата и цялата й биомаса. Ще разгледаме какви са лъчите в диапазона от 2 до 400 nm, къде се използват и каква роля играят в живота на хората.

История на откриването на UV лъчение

Първите споменавания датират от 13 век в описанията на философ от Индия. Той пише за невидимата виолетова светлина, която е открил. Техническите възможности от онова време обаче очевидно не бяха достатъчни, за да потвърдят това експериментално и да го проучат подробно.

Това беше възможно пет века по-късно, физикът от Германия, Ритер. Именно той провежда експерименти върху сребърния хлорид върху разпадането му под въздействието на електромагнитно лъчение. Ученият видя, че този процес е по-бърз не в този регион на света, който вече е бил открит по това време и се нарича инфрачервен, а в противоположния. Оказа се, че това е нова област, все още непроучена.

Така през 1842 г. е открито ултравиолетовото лъчение, чиито свойства и приложение впоследствие са подложени на задълбочен анализ и изследване от различни учени. Голям принос за това имат хора като: Александър Бекерел, Варшава, Данциг, Македонио Мелони, Франк, Парфенов, Галанин и др.

основни характеристики

Каква е ползата, която днес е толкова широко разпространена в различни индустриичовешки дейности? Първо, трябва да се отбележи, че тази светлина се появява само при много високи температури от 1500 до 2000 0 C. Именно в този интервал UV достига своята пикова активност по отношение на експозицията.

По своята физическа природа това електромагнитна вълна, чиято дължина варира в доста широк диапазон - от 10 (понякога от 2) до 400 nm. Целият обхват на това излъчване е условно разделен на две области:

1. близък спектър. Той достига до Земята през атмосферата и озоновия слой от Слънцето. Дължина на вълната - 380-200 nm.
2. Далеч (вакуум). Той се абсорбира активно от озона, кислорода на въздуха, атмосферните компоненти. Възможно е да се учат само специални вакуумни устройстваза което получи името си. Дължина на вълната - 200-2 nm.

Има класификация на видовете, които имат ултравиолетово лъчение. Свойства и приложение намира всеки от тях.

1. Близо до.
2. По-нататък.
3. Екстремни.
4. Средно аритметично.
5. Вакуум.
6. Черна светлина с дълга вълна (UV-A).
7. Късовълнов бактерициден (UV-C).
8. Средна вълна UV-B.

Всеки вид има своя собствена дължина на вълната на ултравиолетовото лъчение, но всички те са в общите граници, вече посочени по-рано.

Интересна е UV-A, или така наречената черна светлина. Факт е, че този спектър има дължина на вълната от 400-315 nm. Това е на границата с видимата светлина, която човешкото око е в състояние да улови. Следователно такова излъчване, преминаващо през определени обекти или тъкани, е способно да се премести в областта на видимата виолетова светлина и хората я различават като черна, тъмно синя или тъмно лилава.

Спектрите, произведени от източници на ултравиолетово лъчение, могат да бъдат три вида:

• управляван;
• непрекъснато;
• молекулярна (лентова).

Първите са характерни за атоми, йони, газове. Втората група е за рекомбинация, спирачно излъчване. Източници от третия тип най-често се срещат при изследването на разредени молекулни газове.

Източници на ултравиолетово лъчение

Основните източници на UV лъчи попадат в три широки категории:

• естествено или естествено;
• изкуствени, създадени от човека;
• лазер.

Първата група включва единствения тип концентратор и излъчвател - Слънцето. Именно небесното тяло дава най-мощния заряд от този вид вълни, които могат да преминат и да достигнат повърхността на Земята. Въпреки това, не в неговата цялост. Учените излагат теорията, че животът на Земята е възникнал едва когато озоновият екран започна да я предпазва от прекомерно проникване на вредни UV лъчения във високи концентрации.

Именно през този период започват да съществуват протеинови молекули, нуклеинова киселинаи АТФ. До днес озоновият слой влиза в тясно взаимодействие с по-голямата част от UV-A, UV-B и UV-C, като ги неутрализира и предотвратява преминаването им. Следователно защитата от ултравиолетовото лъчение на цялата планета е изключително негова заслуга.

Какво определя концентрацията на ултравиолетовото лъчение, проникващо в Земята? Има няколко основни фактора:

• озонови дупки;
• височина над морското равнище;
• височина на слънцестоене;
• атмосферна дисперсия;
• степента на отразяване на лъчите от естествените повърхности на земята;
• състояние на облачна пара.

Обхватът на ултравиолетовото лъчение, проникващо в Земята от Слънцето, варира от 200 до 400 nm.

Следните източници са изкуствени. Те включват всички онези устройства, устройства, технически средства, които са проектирани от човека за получаване на желания спектър на светлината с дадени параметри на дължината на вълната. Това беше направено с цел получаване на ултравиолетово лъчение, чието използване може да бъде изключително полезно в различни области на дейност. Изкуствените източници включват:

1. Лампи за еритема, които имат способността да активират синтеза на витамин D в кожата. Това предотвратява и лекува рахит.
2. Устройства за солариуми, в които хората получават не само красив естествен тен, но се лекуват и от заболявания, възникващи при липса на открита слънчева светлина (т.нар. зимна депресия).
3. Привлекателни лампи, които ви позволяват да се борите с насекоми на закрито безопасно за хората.
4. Живак-кварцови устройства.
5. Excilamp.
6. Светещи устройства.
7. Ксенонови лампи.
8. газоразрядни устройства.
9. Високотемпературна плазма.
10. Синхротронно лъчение в ускорителите.

Друг вид източник са лазерите. Тяхната работа се основава на генерирането на различни газове – както инертни, така и не. Източниците могат да бъдат:

• азот;
• аргон;
• неон;
• ксенон;
• органични сцинтилатори;
• кристали.

Съвсем наскоро, преди около 4 години, беше изобретен лазер със свободни електрони. Дължината на ултравиолетовото лъчение в него е равна на тази, наблюдавана във вакуумни условия. Доставчиците на UV лазери се използват в биотехнологиите, микробиологичните изследвания, мас спектрометрията и така нататък.

Биологични ефекти върху организмите

Ефектът на ултравиолетовото лъчение върху живите същества е двоен. От една страна, при неговия дефицит могат да възникнат заболявания. Това стана ясно едва в началото на миналия век. Изкуственото облъчване със специални UV-A в необходимите норми е в състояние да:

• активиране на имунната система;
• предизвикват образуването на важни вазодилатиращи съединения (например хистамин);
• укрепване на опорно-двигателния апарат;
• подобряване на белодробната функция, увеличаване на интензивността на газообмена;
• влияят върху скоростта и качеството на метаболизма;
• повишаване на тонуса на тялото чрез активиране на производството на хормони;
• повишаване на пропускливостта на стените на кръвоносните съдове върху кожата.

Ако UV-A попадне в човешкото тяло в достатъчни количества, тогава той не развива заболявания като зимна депресия или лек глад, а рискът от развитие на рахит също е значително намален.

Ефектът на ултравиолетовото лъчение върху тялото е от следните видове:

• бактерициден;
• противовъзпалително;
• регенериращо;
• болкоуспокояващо.

Тези свойства до голяма степен обясняват широкото използване на UV в лечебни заведениявсеки тип.

Въпреки това, в допълнение към горните предимства, има и отрицателни аспекти. Има редица заболявания и неразположения, които могат да бъдат придобити, ако не получавате достатъчно или, напротив, приемате разглежданите вълни в излишък.

1. Рак на кожата. Това е най-опасното излагане на ултравиолетово лъчение. Меланомът може да се образува при прекомерно влияние на вълни от всякакъв източник - както естествен, така и създаден от човека. Това важи особено за любителите на тен в солариума. Във всичко са необходими мярка и предпазливост.
2. Разрушителен ефект върху ретината на очните ябълки. С други думи, може да се развие катаракта, птеригиум или изгаряне на обвивката. Вредното прекомерно въздействие на UV лъчите върху очите е доказано от учени от дълго време и потвърдено от експериментални данни. Ето защо, когато работите с такива източници, трябва да наблюдавате.На улицата можете да се предпазите с помощта на тъмни очила. В този случай обаче трябва да внимавате с фалшификати, защото ако очилата не са оборудвани с UV-отблъскващи филтри, тогава разрушителният ефект ще бъде още по-силен.
3. Изгаряния по кожата. През лятото могат да се спечелят, ако се излагате дълго време неконтролируемо на UV лъчи. През зимата можете да ги получите поради особеността на снега да отразява почти напълно тези вълни. Следователно облъчването се случва както от страната на Слънцето, така и от страната на снега.
4. Стареене. Ако хората са изложени дълго време на UV, тогава те започват да показват признаци на стареене на кожата много рано: летаргия, бръчки, увисване. Това се дължи на факта, че защитните бариерни функции на обвивката са отслабени и нарушени.
5. Въздействие с последствия във времето. Съдържа се в прояви отрицателни въздействияне в млада възраст, а по-близо до старостта.

Всички тези резултати са следствие от неправилно дозиране на UV, т.е. възникват, когато използването на ултравиолетово лъчение се извършва нерационално, неправилно и без спазване на мерките за безопасност.

Ултравиолетово лъчение: приложение

Основните области на употреба се основават на свойствата на веществото. Това важи и за спектралното вълново излъчване. И така, основните характеристики на UV, на които се основава приложението му, са:

• високо ниво на химическа активност;
• бактерициден ефект върху организмите;
• способност за индуциране на светлина различни веществаразлични нюанси, видими за окоточовешки (луминесценция).

Това позволява широко използване на ултравиолетово лъчение. Приложението е възможно в:

• спектрометрични анализи;
• астрономически изследвания;
• лекарство;
• стерилизация;
• дезинфекция пия вода;
• фотолитография;
• аналитично изследване на минерали;
• UV филтри;
• за улавяне на насекоми;
• за да се отървете от бактерии и вируси.

Всяка от тези зони използва специфичен тип UV със собствен спектър и дължина на вълната. Напоследък този вид радиация се използва активно във физико-химични изследвания (определяне на електронната конфигурация на атомите, кристалната структура на молекулите и различни съединения, работа с йони, анализ на физически трансформации на различни космически обекти).

Има и друга особеност на въздействието на UV лъчите върху веществата. Някои полимерни материали са способни да се разлагат под въздействието на интензивен постоянен източник на тези вълни. Например, като:

• полиетилен с всякакво налягане;
• полипропилен;
• полиметилметакрилат или органично стъкло.

Какво е въздействието? Продуктите, направени от тези материали, губят цвят, напукват се, избледняват и в крайна сметка се срутват. Следователно те се наричат ​​чувствителни полимери. Тази характеристика на разграждането на въглеродната верига при условия на слънчево осветление се използва активно в нанотехнологиите, рентгеновата литография, трансплантологията и други области. Това се прави главно за изглаждане на грапавостта на повърхността на продуктите.

Спектрометрията е основна област на аналитичната химия, която е специализирана в идентифицирането на съединения и техния състав чрез способността им да абсорбират UV светлина със специфична дължина на вълната. Оказва се, че спектрите са уникални за всяко вещество, така че могат да бъдат класифицирани според резултатите от спектрометрията.

Също така, използването на ултравиолетово бактерицидно лъчение се извършва за привличане и унищожаване на насекоми. Действието се основава на способността на окото на насекомото да улавя късовълнови спектри, невидими за хората. Следователно животните летят към източника, където биват унищожени.

Използване в солариуми - специални инсталации от вертикални и хоризонтален тип, в който човешкото тялоизложени на UV-A. Това се прави, за да се активира производството на меланин в кожата, давайки й повече тъмен цвят, гладкост. Освен това възпалението се изсушава и вредните бактерии по повърхността на обвивката се унищожават. Специално вниманиетрябва да се дава за защита на очите, чувствителните зони.

медицинска област

Използването на ултравиолетовото лъчение в медицината се основава и на способността му да унищожава живи организми, невидими за окото - бактерии и вируси, и на особеностите, които се появяват в тялото при компетентно осветление с изкуствена или естествена радиация.

Основните индикации за UV лечение могат да бъдат обобщени в няколко точки:

1. Всички видове възпалителни процеси, рани отворен тип, нагнояване и отворени шевове.
2. С наранявания на тъкани, кости.
3. При изгаряния, измръзване и кожни заболявания.
4. С респираторни заболявания, туберкулоза, бронхиална астма.
5. С появата и развитието на различни видове инфекциозни заболявания.
6. За заболявания, придружени от тежки болезнени усещания, невралгия.
7. Болести на гърлото и носната кухина.
8. Рахит и трофични
9. Зъбни заболявания.
10. Регулиране на кръвното налягане, нормализиране на сърцето.
11. Развитието на ракови тумори.
12. Атеросклероза, бъбречна недостатъчност и някои други състояния.

Всички тези заболявания могат да имат много сериозни последици за тялото. Следователно лечението и профилактиката с помощта на UV е истинско медицинско откритие, което спасява хиляди и милиони човешки животи, запазвайки и възстановявайки тяхното здраве.

Друг вариант за използване на UV с медицински и биологична точкавизията е дезинфекция на помещения, стерилизация на работни повърхности и инструменти. Действието се основава на способността на UV да инхибира развитието и репликацията на ДНК молекули, което води до тяхното изчезване. Убиват се бактерии, гъбички, протозои и вируси.

Основният проблем при използването на такова излъчване за стерилизация и дезинфекция на помещение е зоната на осветяване. В крайна сметка организмите се унищожават само при прякото въздействие на директни вълни. Всичко, което остава навън, продължава да съществува.

Аналитична работа с минерали

Способността да се индуцира луминесценция в веществата прави възможно използването на UV за анализиране на качествения състав на минерали и ценни минерали. скали. В това отношение скъпоценните, полускъпоценните и декоративните камъни са много интересни. Какви нюанси не дават при облъчване с катодни вълни! За това много интересно пише известният геолог Малахов. Работата му разказва за наблюдения на блясъка на цветовата палитра, на която минералите могат да предадат различни източнициоблъчване.

Така например топазът, който има красив наситен син цвят във видимия спектър, свети ярко зелено при облъчване, а смарагдът - червено. Перлите изобщо не могат да дадат определен цвят и блестят с много цветове. Полученият спектакъл е просто фантастичен.

Ако съставът на изследваната скала включва уранови примеси, тогава осветлението ще се покаже зелен цвят. Мелитните примеси дават син, а морганитът - люляк или бледо лилав оттенък.

Използвайте във филтри

За използване във филтри се използва и ултравиолетово бактерицидно лъчение. Видовете такива структури могат да бъдат различни:

• твърд;
• газообразен;
• течност.

Такива устройства се използват главно в химическата промишленост, по-специално в хроматографията. С тяхна помощ е възможно да се извърши качествен анализ на състава на веществото и да се идентифицира по принадлежност към определен клас органични съединения.

Пречистване на питейна вода

Дезинфекцията чрез ултравиолетово лъчение на питейната вода е една от най-модерните и качествени методипречистването му от биологични примеси. Предимствата на този метод са:

• надеждност;
• ефективност;
• липсата на чужди продукти във водата;
• сигурност;
• рентабилност;
• запазване на органолептичните свойства на водата.

Ето защо днес този метод на дезинфекция върви в крак с традиционното хлориране. Действието се основава на същите характеристики – разрушаването на ДНК на вредни живи организми в състава на водата. Използвайте UV с дължина на вълната около 260 nm.

В допълнение към директното действие върху вредителите, ултравиолетовата светлина се използва и за унищожаване на остатъци. химични съединения, които се използват за омекотяване, пречистване на вода: като например хлор или хлорамин.

лампа с черна светлина

Такива устройства са оборудвани със специални излъчватели, способни да произвеждат вълни с голяма дължина, близки до видими. Въпреки това, те все още остават неразличими за човешкото око. Такива лампи се използват като устройства, които четат тайни знаци от UV: например в паспорти, документи, банкноти и т.н. Тоест такива белези могат да бъдат разграничени само под влияние на определен спектър. По този начин се изгражда принципът на работа на детектори за валута, устройства за проверка на естествеността на банкнотите.

Възстановяване и определяне на автентичността на картината

И в тази област намира приложение UV. Всеки художник е използвал бяло, съдържащо различни тежки метали във всеки епохален период от време. Благодарение на облъчването е възможно да се получат така наречените подрисунки, които дават информация за автентичността на картината, както и за специфичната техника, начин на рисуване на всеки художник.

В допълнение, лаковият филм върху повърхността на продуктите принадлежи към чувствителни полимери. Следователно, той е способен да старее под въздействието на светлината. Това ви позволява да определите възрастта на композициите и шедьоврите на света на изкуството.