Состав солнечных лучей

Мы привыкли к тому, что солнце несет опасность организму: ухудшающееся зрение, преждевременное старение кожи и угроза образования злокачественных меланом,
в простонародье – рак кожи. Мы боимся лишний раз попасть под прямые солнечные лучи.
Старательно прячась от него, мы забыли, что солнце – наш друг, который приносит гораздо больше пользы, нежели вреда.

Когда солнечный свет стал опасным для человека?

Никто не говорил о вреде пребывания на солнце, пока люди не стали злоупотреблять им в погоне за модой. Моду на загар в 60-е годы прошлого столетия ввела Коко Шанель: благодаря ей люди заполоняли городские пляжи, а состоятельные горожане отправлялись на Ривьеру, в стремлении соответствовать модным тенденциям того времени. Позже появились солярии: они помогали поддерживать золотистый оттенок кожи на протяжении целого года.

Солярии, в которых люди добровольно облучались под ультрафиолетовым светом, – не единственное последствие моды на загар, введенной Шанель: приемные дерматологических кабинетов пополнялись новыми пациентами с одними и теми же жалобами, рос процент больных с диагнозом «рак кожи», несвоевременное лечение которого приводит к неминуемой смерти. Но не все столь ужасно: только в 10% случаев болезнь сопровождается образованием метастазов – распространением опухолевых клеток в организме.

Тенденция 1960-х, приведшая к неприятным открытиям, повлияла на отношение людей к солнцу в 2000-х. В жару мы оставляем открытыми меньше участков тела, да и те тщательно обрабатываем всевозможными солнцезащитными средствами. Иной раз наносим по два-три слоя, чтобы наверняка. Стараемся не оставаться под солнцем, ищем тенек – любыми способами стараемся огородить себя от опасности. Загар перестал быть неотъемлемой составляющей внешнего вида: кажется, что «аристократическая» бледность куда полезнее и безопаснее золотистого оттенка кожи.

А как прокомментируют наши действия международные министерства здравоохранения?

Медики Великобритании в один голос заявляют: солнечные ванны в умеренных дозах пойдут на пользу организму. Данные слова подтвердят и в Австралии, а исследования, проведенные в Дании, обнародовали следующие интересные факты: офисные работники, которые не подвергаются солнечному облучению, больше рискуют заработать кожное онкологическое заболевание, по сравнению с теми, кто работает на свежем воздухе и буквально «купается в солнечном свете».

Влияние солнца на организм человека

Многочисленные клинические исследования, доказывают, что вреден не столько избыток солнечного света, сколько его недостаток. На протяжении двух десятилетий шведские ученые наблюдали за изменениями в организме и общим состоянием здоровья 30 тысяч женщин в возрасте от 25 до 64 лет. Результаты оказались неожиданными и поразительными одновременно: пренебрегающие солнечными ваннами пациентки были подвержены риску внезапной смерти в два раза больше по сравнению с теми, кто не избегал прямых солнечных лучей.

Интересно и следующее наблюдение. Исламская революция 1979-го года в Иране привела и к революции в одежде – мужчины и женщины старались максимально закрыть свое тело, а последние с головы до ног укутывались в одеяния, которые оставляли открытым лишь лицо. С тех пор в стране вырос процент заболеваемости рассеянным склерозом, предполагаемая причина – острый дефицит солнца, которого жители данной страны сами себя лишили.

В странах, расположенных в северной климатической зоне, люди чаще болеют в зимние месяцы, когда световой день сокращается, а солнце изредка появляется на небе; в таких странах люди больше подвержены депрессивным состояниям, к которым приводит частое отсутствие солнца.

Первым, кто доказал необходимость солнца человеческому организму, был Курт Хульчинский, педиатр еврейского происхождения, живший в Берлине. Прописанные им ультрафиолетовые терапии помогли четырем маленьким мальчикам избавиться от тяжелейшего рахита и восполнили недостаток кальция в организме: он являлся причиной нарушений костной системы и сильного искривления позвоночника у детей. Хульчинский сажал малышей перед ртутно-кварцевой лампой, надев на них очки сварщиков. Первый сеанс облучения длился 2 минуты, длительность последнего достигала 20 минут. Спустя четыре месяца ультрафиолетовой терапии, сопровождающейся приемом кальция в таблетках, педиатр отметил: дети стали бодрыми, от прежней вялости не осталось следа. В здоровых и крепких детях невозможно было узнать прежних слабых, безжизненных ребят.

Открытие, совершенное позже, окончательно заявило миру о пользе солнца для здоровья человека. Проникая в организм через глаза и кожу, солнечный свет активизирует выработку в нем витамина D. Недостаток этого витамина ведет к вымыванию кальция из костей и их последующей деформации. Подобное на себе испытали берлинские дети 1920-х годов, лишенные солнечного света и страдающие от серьезных проблем с костной системой и здоровьем в целом.

Витамин D необходим не только для здорового роста костей. Он – важное звено в работе иммунитета, мускульной системе. Его дефицит приводит к таким хроническим болезням, как рассеянный склероз, диабет, и становится причиной нарушений в работе сердца и рака кишечника. Мышечная слабость – тревожный сигнал, оповещающий о недостатке витамина D.

Солнечные ванны vs. БАДы

Солнечные ванны – не единственный способ восполнить недостаток витамина D в организме: об этом позаботились производители биологически активных добавок (БАД), которые представлены на рынке в широком диапазоне цен и составов. Мировые ученые и врачи расходятся во мнениях, когда речь заходит об эффективности БАДов. Если одни рекомендуют принимать препараты для профилактики, уверяя, что вреда от этого пациенту не будет, вторые прямо заявляют о полном отсутствии благотворного эффекта, который добавки должны оказывать на организм.

Стоит ли тратить денежные средства на покупку БАДов, когда можно просто принимать ежедневные солнечные ванны: утром по дороге на работу, в обеденный перерыв или на выходных – во время летнего пикника на свежем воздухе или велосипедной прогулки?

Забота о собственном здоровье не требует длительных прогулок: чтобы насытиться витамином D, достаточно постоять под солнечными лучами 5-15 минут. Двух процедур такой продолжительности в неделю будет достаточно для того, чтобы через месяц заметить положительный результат. Бодрость в течение всего дня, хорошее самочувствие по утрам, посвежевший цвет лица и естественный румянец – изменения будут происходить в организме и во внешнем виде.

Наслаждайтесь солнцем с умом

В солнечных ваннах важен грамотный подход. Нельзя сидеть целый год в офисе с искусственным освещением, надеясь восполнить потребность организма в витамине D за двухнедельный отдых. Это повышает риск возникновения рака кожи. Гораздо разумнее принимать солнечные ванны в течение года, чтобы во время летних каникул кожа, внезапно подверженная прямым солнечным лучам, не испытывала стресс. Учеными была выдвинута гипотеза, согласно которой привыкшая к воздействию солнечного света кожа легче справляется с генетическими повреждениями, возникающими от воздействия ультрафиолетовых лучей. Однако научного доказательства она еще не получила.

Наряду с нерегулярными солнечными ваннами, солярии не вызывают одобрения среди дерматологов. Свет, излучаемый УФА-лампами, не оказывает благотворного воздействия на организм, выполняя единственную функцию: поддержание ровного золотистого оттенка кожи. По этой причине в Австралии, Бразилии и частично в США солярии запрещены, а в Англии и в некоторых странах Европы ими разрешено пользоваться только при достижении 18 лет.

Грамотный подход – обязательное условие для тех, кто не хочет лишать свой организм такого важного витамина D и одновременно не желает обзавестись злокачественными новообразованиями на коже. Вместо того, чтобы полностью отказаться от солнца и пытаться найти ему замену в малоэффективных БАД, стоит задуматься об оптимальном режиме приема солнечных ванн, в чем поможет квалифицированный дерматолог.

Космическое излучение

Космические лучи — это излучение, появляющееся в результате взрывов сверхновых звезд, а также в результате термоядерных реакций на Солнце. Разная природа происхождения лучей влияет на их основные характеристики.

Космическая радиация и ее влияние на живые организмы

Прямая космическая радиация губительна для человека, к счастью, наша планета надежно защищена от нее атмосферой.

При взаимодействии со слоями атмосферы космическая радиация обладает способностью изменять свои энергетические характеристики. Как следствие, высокоэнергетическое излучение из космоса «ослабевает» и образует вторичное излучение.

Какими бы ни были источники космических лучей, какую мощность они не имели — угроза для человека, находящегося на поверхности Земли, есть минимальной. Ощутимый вред космическая радиация может нанести только космонавтам, ведь они не защищены от прямого космического излучения атмосферой.

Солнечная радиация и ее воздействие на человека

Солнце — это звезда, в недрах которой постоянно проходят различные термоядерные реакции, сопровождающиеся сильными энергетическими выбросами. Основными видами солнечной радиации являются инфракрасное излучение и ультрафиолетовые лучи.

В результате инфракрасного излучения Солнца однозначно проявляется тепловой эффект. Он способствует расширению сосудов, стимуляции работы сердечно-сосудистой системы, активизирует кожное дыхание. В результате усиливается выработка эндорфинов (гормонов счастья), обладающих успокаивающим и противовоспалительным эффектом. Тепло также влияет на обменные процессы, активизируя метаболизм.

Солнечное излучение инфракрасного спектра стимулирует работу мозга и отвечает за психическое здоровье человека. Вместе с тем, именно этот вид солнечной энергии влияет на биологические ритмы организма: фазы активной деятельности и сна.

Без инфракрасного излучения многие жизненно важные процессы оказались бы под угрозой, что способствовало бы развитию различных заболеваний, в том числе бессонницы и депрессии.

Ультрафиолетовое излучение — достаточно полезно для организма, ведь способствует усилению иммунитета человека. Кроме того, оно необходимо для выработки порфирита — аналога растительного хлорофилла в нашей коже. Вместе с тем избыток ультрафиолетовых лучей может привести к ожогам, поэтому очень важно знать, как правильно защищаться от этого в период максимальной солнечной активности.

Чтобы избежать вредного воздействия ультрафиолета, необходимо ограничивать время пребывания на солнце в полдень, больше быть в тени, одевать защитную одежду (шляпы, прикрывающие глаза, лицо и шею), носить солнцезащитные очки с боковыми панелями, обеспечивающими защиту от всех типов ультрафиолетового излучения, а также использовать средства с фактором защиты (SPF) 30+. При этом следует помнить, что тень и защитная одежда обеспечивают значительно лучшую защиту, чем нанесение солнцезащитных средств.

Врачи также советуют не пользоваться оборудованием для искусственного загара — регулярное посещение солярия в возрасте до 35 лет приводит к развитию меланомы. Детям до 18 лет посещение солярия — противопоказано.

Исследуем белый солнечный луч, идущий к нам через мировое пространство от Солнца. Простейший прибор для такого исследования или анализа света представляет стеклянная трехгранная призма.

Положим призму в темной комнате на стол. Свет же на призму заставим падать сквозь отверстие в окне, имеющее форму узкой горизонтальной щели, причем острое ребро призмы расположим параллельно этой щели.

Если бы мы призму убрали, то луч света нарисовал бы на противоположной стене изображение щели в виде узкой светлой черточки. Если же призма будет находиться на пути светового луча, то на стену ляжет широкая разноцветная полоса света. В этой полосе вы найдете все цвета радуги: красный, за ним оранжевый, потом желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый…

Что же произошло с белым лучом при его прохождении через призму?

Известно, что при переходе из одной среды в другую, например из воздуха в воду или из воздуха в стекло, луч света преломляется. Преломление света постоянно приходится наблюдать в обычной жизни: ложечка, опущенная в чай, или палка, опущенная в воду, кажутся переломленными.

То же самое получилось и с белым солнечным лучом, когда он из воздуха вошел в одну грань призмы и вышел из другой.

Но почему же перестал он быть самим собой — белым лучом?

Очень просто. Белый луч сложен, составлен из целого ряда других, цветных лучей. А стеклянная призма преломляет лучи разного цвета неодинаково: одни больше, другие меньше. Вот почему они расположились на стене веером, один за другим: с левого края красный, с правого — фиолетовый, а остальные между ними.

Полученная нами при разложении белого луча цветная полоса носит название солнечного спектра.

Теперь поставим перед собой другой вопрос: что такое цвет?

Почему одни предметы мы воспринимаем, как красные, другие — как зеленые, третьи — как желтые?

Известно, что свет распространяется волнами. Длины этих волн чрезвычайно малы: в среднем они равны одной двадцатитысячной доле сантиметра.

Световые волны разной длины наш глаз воспринимает как цвета. Самые длинные волны видимого спектра дают в нашем глазу ощущение красного цвета, самые короткие — фиолетового.

Однако, помимо видимых лучей, существуют и невидимые световые лучи.

Если световая волна короче или длиннее определенного размера, то наш глаз не воспринимает ее.

Так вот, за красным и фиолетовым краями видимого спектра расположились на стене и невидимые его части.

За красным краем — еще более длинные волны, так называемые инфракрасная часть спектра; за фиолетовым краем — еще более короткие волны, так называемая ультрафиолетовая часть спектра.

Особенно замечательными свойствами обладают ультрафиолетовые лучи, которые в настоящее время широко используются в науке и технике.

Именно невидимые ультрафиолетовые лучи вызывают загар на нашей коже, когда мы подвергаем ее действию солнечных лучей. В невидимом свете ультрафиолетовых лучей погибают все бактерии, вызывающие болезни человека, животных и растений, а также те бесчисленные виды микроорганизмов, которые портят продукты, источают ткани, бумагу, дерево и другие материалы.

Спектральный состав солнечной радиации определяется температурой излучающей поверхности Солнца (фотосферы), которая равна 6000 градусов. Но в зависимости от массы атмосферы, проходимой солнечным лучом, и от ее состояния спектральный состав радиации, доходящей до земной поверхности, сильно меняется. Вот почему при разных высотах Солнца над горизонтом, а также при подъеме на высоту ее спектральный состав различен.

На рис. 7 показано, как меняется спектральный состав солнечного-луча для различных высот Солнца над горизонтом.

На этом рисунке спектр условно разбит на три части: ультрафиолетовую, видимую глазом, и инфракрасную, а также показано соотношение этих спектральных участков для трех высот Солнца над горизонтом: 90, 30 и 5 градусов. При положении Солнца над головой на долю ультрафиолетовой радиации приходится 4 процента, на видимые лучи — 46 и на инфракрасные — 50 процентов. При уменьшении высоты Солнца до 30 градусов ультрафиолетовые составляют 3 процента, видимые 44, а инфракрасные 53 процента. При положении Солнца у самого горизонта ультрафиолетовых лучей уже нет совсем, а весь поток состоит из видимых — 28 процентов и инфракрасных — 72 процента. Все ультрафиолетовые лучи при такой высоте Солнца уже полностью потеряны в атмосфере.

Хотя на долю ультрафиолетовой области спектра приходится у земной поверхности только около 1 процента энергии солнечного излучения, но эта область, имеющая большое биологическое значение, подвергалась особенно тщательному изучению. Было выяснено, что в основном ультрафиолетовую часть спектра ограничивает поглощение ее газом озоном, находящимся в стратосфере, а также рассеивание ее в атмосфере. Следовательно, длина ультрафиолетовой части спектра зависит от высоты Солнца над горизонтом и состояния атмосферы. Чем ниже высота Солнца, тем более длинный путь проходит солнечный луч в атмосфере. Значит, особенно сильного укорачивания длины спектра с ультрафиолетовой стороны надо ожидать при малых высотах Солнца. Это подтверждается наблюдением.

Для того чтобы показать, как зависит длина ультрафиолетового конца спектра от высоты места над уровнем моря, на рис. 8 приведены схематически, в виде черных полос, ультрафиолетовые концы спектра Солнца при различных его высотах для Воронежа и для Ароза (в Швейцарии, высота 2 километра). На рисунке видно, насколько спектры для Ароза длиннее, особенно при малых высотах Солнца, чем для Воронежа, что обусловлено большей высотой Ароза над уровнем моря.

С изменением высоты Солнца меняется не только длина ультрафиолетовой части спектра, но и ее интенсивность, что можно видеть из табл. 3.

Что касается состава солнечного луча на различных высотах над уровнем моря, то количество наблюдений по этому интересному вопросу совсем ничтожно, особенно для более или менее значительных высот свободной атмосферы. Исходя из радиационных свойств атмосферы, мы должны ожидать, что различные участки спектра будут по-разному реагировать на изменение высоты. Теоретические расчеты и наблюдения показывают, что особенно большие изменения с высотой испытывает коротковолновая ультрафиолетовая радиация. Соотношение между основными спектральными составными частями солнечной радиации до вступления лучей Солнца в атмосферу и при достижении ими земной поверхности дано в табл. 4.

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

.