Видимое излучение вред и польза и вред
Синий свет – его источники, насколько он вреден и как защитить от него глаза?
В этой статье мы хотим разобрать все аспекты, что касаются синего света и постараемся ответить на все интересующие вопросы.
Что такое свет?
Для того что бы разобраться, что такое синий свет, давайте для начала разберемся с базовым термином – свет.
Все видели, как луч света пробивается в темную комнату, если для не вооруженного глаза свет и выглядит однородной статичной структурой, то это далеко не так.
Свет — это электромагнитное излучение, которое имеет волновую природу, проще говоря свет распространяется в виде периодических колебаний или иначе говоря волн, эти волны, как и волны на море имеют амплитуду, то есть частоту с которой они совершают свои колебания.
По своей структуре свет состоит из фотонов. Фотоны — это такие крошечные сгустки энергии, но Фотон — это не простая частица, это маленький отрезок электромагнитной волны.
Не пугайтесь, мы не будем здесь углубляется в квантовую физику. Всё что нам нужно знать, это то, что свет распространяется волнами, они отличаются друг от друга энергией и длиной. Чем длиннее волна, тем меньше ее энергия.
Длинна волны света измеряется в нанометрах (нм) – то есть один нанометр равен 10-9метра, это очень, очень маленькие расстояния, к слову, имеется ввиду самый обычный всем знакомый метр, если хотите портной.
Волны света имеют разную длину и человеческий глаз способен воспринимать только волны определенной длинны, такой диапазон принято называть видимым спектром или видимым излучением. Считается что глаз может воспринять электромагнитное излучение длинной от 380 до 760 нм.
На рисунке ниже схематично представлена световая волна с разделением на видимый и не видимый спектр волны света.
Чем длиннее волна света, тем больше в ней инфракрасного излучения, чем короче становится волна тем более усиливается ультрафиолетовое излучение.
Меньшими значениями длины волны называют ультрафиолетовым. Справа от видимого диапазона начинается область инфракрасного излучения. Но если взять весь электромагнитный спектр волн, то есть весь предел в котором могут производить колебания электромагнитные волны, то мы увидим, что видимое их излучение, а именно то, что мы называем светом, это довольно маленький промежуток.
И как мы видим отклонение в левую сторону даёт нам УФ излучение, рентгеновские лучи, гамма- излучение, что безусловно является очень вредным для наших глаз, но это не значит, что инфракрасное излучение или микроволновое полезно для глаз, оно также вредно и опасно для органов зрения, к примеру, на любых приборах, использующих инфракрасный лазер стоит предупреждение об опасности, вот несколько примеров таких сообщений:
Чем опасно ультрафиолетовое излучение?
И так, мы выяснили, если отталкиваться от таблицы, то красный свет — это правая зона видимого спектра и далее в право, а синий свет — это то что находиться с левой стороны схемы, то есть это самый левый край и далее, всё это относиться к синему свету иначе называемым ультрафиолетовым излучением.
Давайте же разберемся в чём таится опасность синего света, и ультрафиолетового излучения.
В разных стандартах и источниках цифры могут немного варьироваться, к примеру, не безызвестный стандарт ISO по солнечному излучению делит УФ излучение на такие группы:
Наименование
Длина волны
Аббревиатура
Ближний
400—300 нм
NUV
Ультрафиолет А, длинноволновой диапазон
400—315 нм
UVA
Средний
300—200 нм
MUV
Ультрафиолет B, средневолновой
315—280 нм
UVB
Дальний
200—122 нм
FUV
Ультрафиолет С, коротковолновой
280—100 нм
UVC
Экстремальный
121—10 нм
EUV, XUV
Считается что человек в природной среде обычно имеет контакт с УФ излучением в пределах от 200 до 400 нм.
Главное правило ультрафиолета
Чем короче длина волны, тем опаснее ультрафиолетовое излучение.
Поскольку всё что ниже 200 «фильтруется» озоновым слоем планеты и как правило не доходит до её поверхности.
УФ излучение от 200 до 315 нм частично фильтруется озоновым слоем, но всё же небольшая часть его доходит до поверхности планеты, и как раз за счёт этого типа излучения летом мы имеем загар на коже, но этот тип лучей вреден для глаз, поскольку слишком интенсивное воздействие данного вида УФ лучей на глаза вызывает фотокератит, который может привести к временной потере зрения (сильную степень фотокератита часто называют «снежной слепотой»), а также другие осложнения, связанные с нарушением нормального состояния роговицы и века.
Риск фотокератита возрастает в высокогорье, а также на снегу, если не защищать глаза от ультрафиолетового излучения. Отметим, что воздействие ультрафиолетового излучения УФ-В диапазона ограничивается поверхностью глаза, внутрь глаза эти ультрафиолетовые лучи практически не проникают.
УФ излучение диапазона от 315 до 390 нм, находиться рядом с видимым спектром, само по себе менее опасно. Однако эти лучи, способны проникать глубоко внутрь глаза и оказывать повреждающее действие на хрусталик и сетчатку.
Воздействие УФ излучения этого диапазона на глаза в течение длительного времени приводит к увеличению риска ряда опасных заболеваний глаз, включая катаракту и дегенерацию макулы, которая считается основной причиной слепоты в старческом возрасте.
В последние годы специалисты большое внимание уделяют синим лучам видимого спектра (около 400 нм), которые непосредственно примыкают к длинноволновой части УФ-диапазона, полагая, что длительное воздействие этих лучей видимого спектра на глаза также небезопасно, поскольку они глубоко проникают внутрь глаза и воздействуют на сетчатку. При кратковременном, сильном воздействии УФ излучения (если смотреть на сварку, бактерицидную лампу, наблюдать солнечное затмение без защитных фильтров или не защищать глаза в высокогорье) возможно поражение глаз называемое фотокератит.
Фотокератит:
Это ожог, в результате которого происходит повреждение роговицы глаза (роговица – это прозрачная и слегка выпуклая передняя часть глаза).
Но не стоит думать, что, если вы избегаете сильных УФ излучений, вы в безопасности, дело в том, что эффект от воздействия ультрафиолета кумулятивен, то есть он накапливается в организме. Ультрафиолетовое излучение – ионизирующее, оно приводит к образованию свободных радикалов, которые повреждают «нормальные» молекулы, в том числе ДНК, РНК и молекулы белков. Повреждения в клетках и тканях накапливаются с возрастом, что приводит к ухудшению зрения, развитию катаракты и повреждений сетчатки.
Важный момент
Пока человек не достигает среднего возраста, синий свет не поглощается такими естественными физиологическими фильтрами, как слезная пленка, роговица, хрусталик и стекловидное тело глаза. Наивысшая проницаемость коротковолнового видимого синего света обнаруживается в молодом возрасте и медленно сдвигается в более длинноволновый видимый диапазон по мере увеличения срока жизни человека. Глаза 10-летнего ребенка способны поглощать в 10 раз больше синего света, чем глаза 95-летнего старика.
Искусственные источники УФ излучения вредны не только для глаз
На протяжении нескольких десятков лет ученые внимательно изучали влияние синего света на организм человека и установили, что его продолжительное воздействие сказывается не только на состоянии здоровья глаз, но и на циркадных ритмах, а также провоцирует целый ряд серьезных заболеваний.
Многие исследования последних лет находили связь между работой в ночную смену при воздействии искусственного света и появлением или обострением у испытуемых сердечно-сосудистых заболеваний, сахарного диабета, ожирения, а также рака предстательной и молочной желез. Ученые связывают их возникновение с подавлением синим светом секреции мелатонина, который влияет на циркадные ритмы человека.
Циркадные ритмы (от лат. circa – около, кругом и лат. dies – день) – это циклические колебания интенсивности различных биологических процессов, связанные со сменой дня и ночи, или так называемые внутренние часы организма.
В течение длительной эволюции человек, как все живое на Земле, приспособился к ежедневной смене темного и светлого времени суток.
Одним из наиболее эффективных внешних сигналов, поддерживающих 24-часовой цикл жизнедеятельности человека, является свет. Наши зрительные рецепторы посылают сигнал, поступающий в шишковидную железу; он обусловливает синтез и выделение в кровоток нейрогормона мелатонина, вызывающего сон. Когда темнеет, выработка мелатонина увеличивается, и человеку хочется спать. Яркое освещение тормозит синтез мелатонина, желание заснуть исчезает. Сильнее всего выработка мелатонина подавляется излучением с длиной волны 450–480 нм, т. е. синим светом.
С точки зрения эволюции время использования человечеством электрического освещения пренебрежимо мало, и наш организм в сегодняшних условиях реагирует так же, как и у наших далеких предков.
Это означает, что синий свет нам жизненно необходим для правильного функционирования организма, однако широкое внедрение и продолжительное использование источников искусственного освещения с высоким спектральным содержанием синего света, а также применение разнообразных электронных устройств, не только наносит вред нашим глазам, но и сбивает наши внутренние часы. По данным исследований, достаточно 30-минутного нахождения в помещении, освещаемом люминесцентной лампой с холодным синим светом, чтобы нарушить продуцирование мелатонина у здоровых взрослых людей. В результате у них возрастает настороженность, ослабляется внимание, в то время как воздействие ламп с излучением желтого света оказывает малое влияние на синтез мелатонина.
Какие бывают источники синего света
Все источники ультрафиолета можно разделить на природные и искусственные. К основному источнику УФ излучения в природе относиться солнце, если кратко, то чем более солнечная территория, тем больше УФ излучения получит ваш организм, а также органы зрения. С искусственными источниками УФ, тут ситуация более интересная, поскольку таких источников в повседневной жизни у нас гораздо больше.
Осветительные лампы
УФ излучение производят не все лампы, к примеру обычная осветительная лампа накаливания, которая в простонародье называется лампочка Ильича, которые производит свет за счёт нагревания вольфрамовой нити, относиться к источнику инфракрасного излучения, поскольку в её спектре излучения инфракрасная область занимает почти 75 %.
Типы осветительных ламп, которые являются источником УФ излучения:
- светодиодные лампы;
- ртутные лампы;
- люминесцентные;
- бактерицидные лампы;
- фотосинтетические.
Надо сказать, что все лампы из этого списка является источниками искусственного УФ излучения, независимо от того в каком типе конструкции выполнена сама лампа, в виде компактной лампочки или большой длинной конструкции, важен сам тип лампы.
Несомненно, что все эти искусственные источники УФ излучения наносят вред органам зрения, поэтому старайтесь избегать их длительного воздействия и старайтесь ограничивать их применение в бытовых условиях.
Источники УФ излучения в бытовых приборах:
- мониторы;
- смартфоны;
- ноутбуки;
- мобильные игровые приставки;
- телевизоры;
- 3Д шлемы и 3Д очки;
- Цифровые камеры и фотоаппараты.
Важно понимать, что это далеко не полный список, поскольку постоянно выходят новые устройства, которые в своей конструкции используют экраны изображение на которых формируется за счёт подсветки люминесцентными лампами или светодиодами ещё называемой LED подсветкой, все эти устройства являются источником вредного УФ излучения.
Существует ли защита от синего света?
Интересная особенность, практически каждая женщина и девушка знает, что находиться под прямыми солнечными лучами довольно опасно, и как правило на пляже они себе и своему ребенку наносят различные крема и средства, которые предотвращают или сильно ослабляют количество попадаемого на кожу ультрафиолета, поскольку в результате такого интенсивного УФ излучения можно получить довольно серьёзные осложнения вплоть до раковых заболеваний кожи. Но почему-то мало кто задумывается над тем, что не только наша кожа нуждается в защите от УФ, но и такой нежный орган как глаза, они как мы выяснили в этом материале также сильно подвержены негативному влиянию УФ лучей.
К счастью в настоящее время офтальмология не стоит на месте и совершила большой прорыв в области защиты зрения от ультрафиолета, в наше время разработаны линзы и очки, которые помогут полностью защитить глаза вас и ваших детей от негативного ультрафиолетового излучения как природного, так и искусственного происхождения. На рынке нашей страны уже представлен целый ряд очковых линз с оптическими покрытиями, которые помогают уменьшить влияние синего света на глаза.
Если в нашей полосе не так много солнечного света и наши дедушки, и бабушки очень часто сохранили хорошее зрение до глубокой старости, в наше время невозможно быть в стороне от огромного количества гаджетов, которые с каждым годом всё больше окружают нашу жизнь, а это в свою очередь самым негативным образом сказывается на здоровье глаз, поэтому позаботьтесь о здоровье глаз заранее, ведь как известно легче предотвратить болезнь чем её лечить.
Защититься от опасного ультрафиолета можно довольно легко достаточно использовать для этого очки или контактные линзы, но к сожалению далеко не все очки и линзы, смогут защитить ваши глаза от УФ излучения. Гарантированной защитой от УФ обладают только линзы со специальным покрытием.
Инфракрасное излучение является естественным природным видом излучения. Каждый человек ежедневно подвергается его действию. Огромная часть энергии Солнца поступает на нашу планету именно в виде ИК-лучей. Однако в современном мире существует множество приборов, в которых задействовано инфракрасное излучение. На организм человека оно может воздействовать различным образом. Во многом это зависит от типа и целей использования этих самых приборов.
Что это такое
Инфракрасное излучение, или ИК-лучи, – это вид электромагнитного излучения, занимающий спектральную область от красного видимого света (для которого характерна длина волны 0,74 мкм) до коротковолнового радиоизлучения (с длиной волны 1-2 мм). Это довольно обширная область спектра, поэтому ее дополнительно подразделяют на три области:
- ближний (0,74 – 2,5 мкм);
- средний (2,5 – 50 мкм);
- дальний (50-2000 мкм).
История открытия
В 1800 году ученый из Англии В. Гершель сделал наблюдение, что в невидимой части солнечного спектра (за пределами красного света) повышается температура термометра. Впоследствии была доказана подчиненность инфракрасного излучения законам оптики и сделан вывод о его родстве с видимым светом.
Благодаря трудам советского физика А. А. Глаголевой-Аркадьевой, в 1923 году получившей радиоволны с λ=80 мкм (ИК-диапазон), было экспериментально доказано существование непрерывного перехода от видимого излучения к ИК-излучению и радиоволновому. Таким образом, был сделан вывод об их общей электромагнитной природе.
Практически все в природе способно испускать длины волн, соответствующих инфракрасному спектру, а значит, является источником инфракрасного излучения. Тело человека не является исключением. Все мы знаем, что все вокруг состоит из атомов и ионов, даже человек. А эти возбужденные частицы способны испускать линейчатые ИК-спектры. Переходить в возбужденное состояние они могут под действием различных факторов, например электрических разрядов или при нагревании. Так, в спектре излучения пламени газовой плиты имеется полоса с λ=2,7 мкм от молекул воды и с λ=4,2 мкм от углекислого газа.
ИК-волны в быту, науке и промышленности
Используя дома и на работе те или иные приборы, мы редко задаемся вопросом о влиянии инфракрасного излучения на организм человека. Между тем довольно популярными сегодня являются ИК-обогреватели. Принципиальным их отличаем от масляных радиаторов и конвекторов является способность нагревать не сам воздух непосредственно, а все объекты, находящиеся в помещении. То есть сначала нагреваются мебель, полы и стены, а затем они отдают свое тепло в атмосферу. При этом оказывает действие инфракрасное излучение и на организмы – человека и его питомцев.
Также широко применяются ИК-лучи при передаче данных и дистанционном управлении. Во многих мобильных телефонах имеются ИК-порты, предназначенные для обмена файлами между ними. А все пульты от кондиционеров, музыкальных центров, телевизоров, некоторых управляемых детских игрушек также используют электромагнитные лучи в инфракрасном диапазоне.
Использование ИК-лучей в армии и космонавтике
Наиболее важное значение инфракрасные лучи имеют для авиакосмической и военной отраслей. На базе фотокатодов, имеющих чувствительность к ИК-излучению (до 1,3 мкм), создаются приборы ночного видения (различные бинокли, прицелы и т. д.). Они позволяют при одновременном облучении объектов инфракрасным излучением произвести прицеливание или осуществлять наблюдение в абсолютной темноте.
Благодаря созданным высокочувствительным приемникам инфракрасных лучей стало возможным производство самонаводящихся ракет. Датчики в их головной части реагируют на ИК-излучение цели, температура которой, как правило, выше окружающей среды, и направляют ракету в цель. На том же принципе основано обнаружение с помощью теплопеленгаторов нагретых частей кораблей, самолетов, танков.
ИК-локаторы и дальномеры могут обнаруживать в полной темноте различные объекты и соизмерять расстояние до них. Особые приборы – оптические квантовые генераторы, которые излучают в инфракрасной области, применяются для космической и дальней наземной связи.
Инфракрасное излучение в научной деятельности
Одним из самых распространенных является изучение спектров испускания и поглощения в ИК-области. Применяется оно при изучении особенностей электронных оболочек атомов, для определения структур всевозможных молекул, а кроме того, и в качественном и количественном анализе смесей различных веществ.
Из-за различий коэффициентов рассеяния, пропускания и отражения тел в видимых и ИК-лучах фотографии, сделанные в различных условиях, несколько отличаются. На снимках, выполненных в инфракрасном диапазоне, зачастую видно больше деталей. Такие снимки широко распространены в астрономии.
Изучение влияния ИК-лучей на организм
Первые научные данные о влиянии инфракрасного излучения на организм человека датированы 1960 годами. Автором исследований является японский врач Тадаши Ишикава. В ходе своих экспериментов ему удалось установить, что ИК-лучи имеют свойство проникать глубоко внутрь тела человека. При этом происходят процессы терморегуляции, сходные с реакцией на нахождение в сауне. Однако потоотделение начинается при более низкой температуре окружающего воздуха (она составляет порядка 50 °С), а прогревание внутренних органов происходит гораздо глубже.
В ходе такого прогревания происходит усиление кровообращения, расширяются сосуды органов дыхания, подкожной клетчатки и кожи. Вместе с тем длительное воздействие инфракрасного излучения на человека способно вызвать тепловой удар, а сильное ИК-излучение приводит к появлению ожогов различной степени.
Защита от ИК-излучения
Существует небольшой перечень мероприятий, направленных на уменьшение опасности воздействия инфракрасного излучения на организм человека:
- Понижение интенсивности излучения. Достигается оно посредством выбора соответствующего технологического оборудования, своевременной заменой устаревшего, а также его рациональной компоновкой.
- Удаление рабочих от источника излучения. Если позволяет технологическая линия, следует предпочесть дистанционное управление ею.
- Установка защитных экранов на источник или рабочее место. Такие ограждения могут быть устроены двумя способами, позволяющими снизить влияние инфракрасного излучения на организм человека. В первом случае они должны отражать электромагнитные волны, а во втором – задерживать их и преобразовывать энергию излучения в тепловую с последующим ее отведением. В связи с тем, что защитные экраны не должны лишать специалистов возможности вести мониторинг происходящих на производстве процессов, они могут изготавливаться прозрачными или полупрозрачными. Для этого в качестве материалов выбирают силикатные или кварцевые стекла, а также металлические сетки и цепи.
- Теплоизоляция или охлаждение горячих поверхностей. Главной целью тепловой изоляции является снижение риска получения рабочими различных ожогов.
- Средства индивидуальной защиты (разнообразная спецодежда, очки со встроенными светофильтрами, щитки).
- Профилактические мероприятия. Если в ходе вышеперечисленных действий уровень воздействия ИК-излучения на организм остается достаточно высоким, то следует подобрать соответствующий режим труда и отдыха.
Польза для организма человека
Инфракрасное излучение, воздействующее на тело человека, приводит к улучшению циркуляции крови вследствие расширения сосудов, лучшему насыщению органов и тканей кислородом. Кроме того, повышение температуры тела оказывает болеутоляющий эффект за счет воздействия лучей на нервные окончания в кожных покровах.
Было подмечено, что хирургические операции, проведенные под действием ИК-излучения, имеют ряд преимуществ:
- несколько легче переносятся боли после операций;
- быстрее идет регенерация клеток;
- влияние инфракрасного излучения на человека позволяет избежать охлаждения внутренних органов в случае выполнения операции на открытых полостях, что понижает риск развития шока.
У больных с ожогами инфракрасное излучение создает возможность удаления некрозов, а также выполнения аутопластики на более раннем этапе. Кроме того, снижается срок лихорадки, в меньшей степени выражены анемия и гипопротеинемия, снижается частота осложнений.
Доказано, что ИК-излучение способно ослабить действие некоторых ядохимикатов, путем повышения неспецифического иммунитета. Многие из нас знают о лечении ринита и некоторых других проявления простуды синими ИК-лампами.
Вред для человека
Стоит отметить, что вред от инфракрасного излучения для организма человека тоже может быть весьма существенным. Наиболее очевидные и распространенные случаи – ожоги кожи и дерматиты. Происходить они могут либо при слишком длительном воздействии слабых волн инфракрасного спектра, либо в ходе интенсивного облучения. Если говорить о медицинских процедурах, то редко, но все же случаются тепловые удары, астении и обострения болей при неправильном лечении.
Одной из современных проблем являются ожоги глаз. Наиболее опасны для них ИК-лучи с длинами волн в пределах 0,76-1,5 мкм. Под их влиянием происходит нагревание хрусталика и водянистой влаги, что может приводить к различным нарушениям. Одним из самых распространенных последствий является светобоязнь. Об этом стоит помнить детям, играющим с лазерными указками, и сварщикам, пренебрегающим средствами индивидуальной защиты.
ИК-лучи в медицине
Лечение с помощью инфракрасного излучения бывает местным и общим. В первом случае осуществляется локальное действие на определенный участок тела, а во втором действию лучей подвергается весь организм. Курс лечения зависит от заболевания и может составлять от 5 до 20 сеансов по 15-30 минут. При проведении процедур обязательным условием является использование защитных средств. Для сохранения здоровья глаз используются особые картонные накладки или очки.
После первой же процедуры на поверхности кожи появляются покраснения с нечеткими границами, проходящие примерно через час.
Действие ИК-излучателей
В условиях доступности многих медицинских приборов люди приобретают их для индивидуального пользования. Однако необходимо помнить, что такие устройства должны соответствовать особым требованиям и использоваться с соблюдением правил безопасности. Но главное – важно понимать, что, как и любой медицинский прибор, излучатели инфракрасных волн нельзя использовать при ряде заболеваний.
| Длина волны, мкм | Полезное действие |
| 9,5 мкм | Иммунокоррегирующее действие при иммунодефицитных состояниях, вызванных голоданием, отравлением четыреххлористым углеродом, применением иммунодепрессантов. Приводит к восстановлению нормальных показателей клеточного звена иммунитета. |
| 16.25 мкм | Антиоксидантное действие. Осуществляется за счет образования свободных радикалов из супероксидов и гидроперекисей, и их рекомбинации. |
| 8,2 и 6,4 мкм | Антибактериальное действие и нормализация микрофлоры кишечника за счет влияния на процесс синтеза гормонов простагландинов, приводящая к иммуномоделирующему эффекту. |
| 22,5 мкм | Приводит к переводу многих нерастворимых соединений, таких как тромбы и атеросклеротические бляшки, в растворимое состояние, позволяющее выводить их из организма. |
Поэтому подбирать курс терапии должен квалифицированный специалист, опытный врач. В зависимости от длины испускаемых инфракрасных волн, приборы могут быть использованы для разных целей.