Основы закаливания организма солнечной радиацией
Использование света (лучистой энергии) солнца или искусственных источников с профилактической или лечебной целью называется светолечением или — фототерапией. Лечение солнцем называется гелиотерапией.
Использование солнечных лучей как закаливающего и лечебного средства известно человечеству со времен глубокой древности;
Гиппократ за 400 лет до нашей эры применял лучистую, энергию солнца как лечебное и закаливающее организм средство.
Исключительное значение придавали солнечным лучам римляне, у которых не было, по-видимому, ни одного дома без солярия (как показывают раскопки Помпеи и Геркуланума). На крышах домов, в банях и в гладиаторских школах устраивались солнечные террасы для закаливания. Крупнейшие врачи Рима, такие, как Гален, Орибазий, Плиний (младший), широко распространяли сведения о целебном действии солнца на организм.
С угасанием древнегреческой и римской культуры значение лучистой энергии как закаливающего и лечебного средства было надолго забыто. В средние века наступает общий упадок во всех областях медицины.
Прошло много веков, прежде чем наука могла поднять свой голос в защиту забытого способа профилактики, лечения и закаливания при помощи лучистой энергии. Несмотря на ставшие известными науке физические целебные свойства солнечных лучей, гелиотерапия не имела большого успеха и развитие ее связывалось обычно с деятельностью отдельных клиницистов.
В XVIII в. великий русский ученый М. В. Ломоносов создал свою теорию теплоты. В то время, когда Ломоносов создавал ее, все явления физики объяснялись действиями «тонких жидкостей» — материй тепла, света, электричества. Жидкости эти, по мнению физиков XVIII в., были невидимы и невыделяемы.
Этой схоластике Ломоносов противопоставил свои мысли, свои научные идеи. Он представлял себе вещество состоящим из неделимых материальных частиц, которые находятся в непрестанном движении. От скорости движения зависят теплота и холод вещей. Ломоносов первый объяснил теплоту не свойствами особой «теплотворной материи», а движением частиц самой материи и заложил этим основу молекулярно-кинетической теории.
Внимательное изучение трудов Ломоносова показывает, что его теория теплоты являлась частью весьма стройного научно-философского целого, поддержанного и увенчанного великим законом сохранения энергии и материи, творцом которого являлся М. В. Ломоносов.
Закон сохранения материи, открытый М. В. Ломоносовым, имеет громадное значение не только для естествознания, но и для материалистической философии вообще. Неразрушимость и несотворимость материи, выражаемая этим законом, является одним из блестящих подтверждений правильности материалистического мировоззрения.
М. В. Ломоносову принадлежит честь открытия и разработки теории молекулярного строения вещества, закон сохранения материи и волновая теория света.
Среди величайших физиков и электриков XIX в. видное место занижай А. Г. Столетов. Работа Столетова «Актиноэлектрические исследования» доставила ему мировую известность. Столетову принадлежат также капитальные исследования в области фотоэлектрических явлений магнетизма.
Замечательным представителем русских физиков был и П. Н. Лебедев, пользовавшийся мировой известностью. Он доказал путем тончайших экспериментов, что свет давит на тела и газы. Огромный вклад в мировую науку внесли работы К. А. Тимирязева.
Тимирязев опроверг общепризнанное в XIX в. утверждение немецкого физика Дрепера, что деятельность солнечных лучей сводится единственно к раздражению, вызывающему те химические процессы, которые происходят в зеленом растении.
Он впервые доказал, что солнечный луч действует не как раздражитель, а как источник энергии. Для того, чтобы разложить углекислоту, хлорофилл нуждается в энергии. Совершить процесс разложения могут лишь те лучи спектра, которые располагают большой тепловой энергией, т. е. красные, а не желтые, как утверждал Дрепер. Растения не случайно имеют зеленый цвет, именно он способен энергично поглощать лучи красной части спектра.
К концу XIX в. было установлено бактерицидное действие ультрафиолетовых лучей солнца; появилось учение о солнечной эритеме и пигментации. Финзен (в 1893–1896 гг.) заложил основы современной актинотерапии, т. е. использования химических лучей, исходящих как от естественных источников (отфильтровка тепловых и концентрация ультрафиолетовых лучей солнца), так и от искусственных источников света (дуговые лампы).
Общепризнанно, что после Великой Октябрьской социалистической революции советские ученые внесли много нового в понимание физических и биологических свойств солнечных лучей (профессора Корчагин, Калитин, Яковенко, Шенк, Франк, академик Лазарев, инженер Бойко и др.) и особенно в важную часть гелиотерапии — дозировку лучистой энергии.
Большой вклад внесли в науку работы советских ученых Горбачева, Бруштейна и др., установивших приоритет в применении и изучении ультрафиолетовой эритемотерапии. Советские ученые положили начало глубокому изучению ультрафиолетовой эритемной реакции. И. Ф. Горбачев создал метод определения биологической дозы ультрафиолетовых лучей. Биологическую методику исследования функционального состояния гистогематического барьера кожи создал А. И. Нестеров.
Широкую известности получили также работы В. А. Корчагина, Г. М. Франка и др., установивших биологический эффект ультрафиолетовых лучей волн различной длины и впервые отметивших основное значение коротковолновых ультрафиолетовых облучений.
Проф. А. Е. Щербак со своими учениками, а в дальнейшем А. Р. Киричинский и др. создали глубокую по теоретическому обоснованию и весьма важную по практическим результатам концепцию о нервнорефлекторном механизме воздействия физических агентов.
Советские ученые С. А. Бруштейн, В. К. Хорошие и др. явились создателями физиолого-клиническаго направления в изучении механизма действия физических агентов. Большая заслуга принадлежит советским ученым и в вопросе учета изменений общей и местной реактивности под влиянием средств физической терапии.
После Великой Октябрьской социалистической революции начинается строительство соляриев, устраиваются площадки для свето-воздушного закаливания, пляжи.
В систему физического воспитания включается изучение и использование естественных сил природы, в сотнях тысяч экземпляров выпускается научно-популярная литература по этим вопросам.
О природе света
Всякое движение, всякое действие в окружающем нас пространстве представляет собой проявление энергии. В своем вечном изменении энергия принимает различные формы, которые мы называем механической, тепловой, химической, электрической энергией. Одна из форм энергии известна под названием лучистой энергии. Лучистую энергию излучает всякое раскаленное тело, в том числе и солнце. Всякое тело, которое испускает свет, т. е. светится, называется источником света. Наиболее частой причиной свечения является высокая температура. Чем выше температура, тем ярче испускаемый телом свет. При нагреве куска железа до 500° тепла оно остается темным, несветящимся телом. При его дальнейшем, нагреве свыше 600–700° кусок железа становится темнокрасным, испускающим свет. При 800—1000° железо светится уже светлокрасным светом, при температуре 1000–1200° желтым, а при температуре около 1500° кусок железа начинает излучать желтовато-белый свет. Тугоплавкие тела, разогретые до 2000–2500°, испускают уже ослепительный белый свет — поток различных световых лучей, представляющих собой электромагнитые колебания различных длин волн (частоты колебаний).
Постоянным источником лучистой энергии является солнце. Теоретические расчеты заставляют предполагать, что в центре солнца температура равна 20 000 000° при громадном давлении. Все пространство вокруг солнца заполнено потоком световой энергии. Этот поток солнечной энергии со скоростью 300 000 км/сек распространяется во все стороны от центра.
Из непрерывного потока излучаемой энергии до нашей планеты доходит лишь одна двухмиллиардная доля солнечной энергии. Часть этой энергии отражается от атмосферы земного шара и рассеивается атмосферой во все стороны, часть идет на нагревание воздуха и до земной поверхности доходит меньше половины.
При светолечении и закаливании используются различные источники: естественные — солнце (гелиотерапия) и всевозможные искусственные — ртутно-кварцевые лампы, осветительные приборы и т. д. (фототерапия).
Спектр
Световой луч, пропущенный через призму, разлагается на ряд цветных полос. Получаемые на экране при разложений луча цветные полосы Ньютон назвал спектром. Цветные полосы постепенно переходят одна в другую. Видимая часть спектра охватывает лучи с длиной волны от 760 mμ (красные) до 400 mμ (фиолетовые).
Длина волны от красного луча к фиолетовому постепенно уменьшается, а частота колебаний, наоборот, увеличивается. Вся эта группа лучей названа световыми, или видимыми.
Инфракрасные и ультрафиолетовые лучи расположены по обе стороны видимых лучей: за красными — инфракрасные, за фиолетовыми — ультрафиолетовые. Названы они невидимыми потому, что не воспринимаются сетчаткой глаза.
Инфракрасные лучи — самые длинные — от 760 mμ до 0,3 мм. Влево от инфракрасной части спектра (длиной от 0,3 мм до 3 мм) лежат радиолучи, имеющие большую длину волны. Ультрафиолетовые лучи короче — от 400 до 180 mμ. За ультрафиолетовой частью спектра расположены лучи Рентгена, гамма-лучи, а еще дальше космические.
При изучении действия лучей с различной длиной волны было экспериментально установлено, что лучи левой части спектра, т. е. инфракрасные, красные и оранжевые, обладают большим тепловым действием; лучи средней части спектра, т. е. желтые и зеленые, действуют главным образом оптически, а синие, фиолетовые и ультрафиолетовые (в правой части спектра) оказывают преимущественно химическое действие.
Обычно все виды лучистой энергии обладают способностью и к тепловому и химическому действию, одинаковому по качеству, но различному по количеству, поэтому неправильно называть красные и инфракрасные лучи тепловыми, а синие, фиолетовые в ультрафиолетовые — химическими и разделение спектра на тепловые, световые и химические лучи было бы неправильным.
В большинстве случаев лучи, падая на различные тела, поглощаются ими и превращаются в теплоту. Количество получаемой таким образом теплоты будет прямо пропорционально энергии поглощенных лучей.
У большинства тел на земной поверхности в спектре излучения максимум энергии заключается в инфракрасной части. Максимальное количество тепла дают лучи инфракрасные, красные, оранжевые, и все менее — в нисходящем порядке остальные — до фиолетовых.
Поэтому-то в практических целях лучи левой части спектра и называют тепловыми. Их химическое действие выражено слабо и практически не принимается в расчет. Лучи правой части спектра (с ярко выраженным химическим действием при очень слабом тепловом) называют химическими. И хотя мы различаем три вида лучей: световые, тепловые и химические, существует только одна лучистая энергия. Все виды ее способны в различной степени нагревать, в различной степени оказывать химическое действие и только в ограниченной своей части (в пределах от 760 до 460 mμ) оказывать раздражающее действие на сетчатку глаза и вызывать в нем сложное физиологическое ощущение света и различных цветов.
Согласно физическим законам, световые электромагнитные лучи, падая на различные тела, могут отражаться, преломляться, поглощаться, рассеиваться, люминисцировать, флюоресцировать.
Отражение и поглощение световых лучей
Существующие законы отражения, по которым падающий и отраженный лучи лежат в одной плоскости, а угол падения равен углу отражения, свойственны в одинаковой степени всем видам лучистой энергии, причем процент отражения всецело зависит от вещества отражающего тела, от его формы, материала, из которого он сделан, и от длины волны луча. Наибольшим коэффициентом отражения от гладких поверхностей обладают инфракрасные лучи — до 98 % для падающих лучей длиной 1,5 мм. Коэффициент отражения видимых лучей от воды равен 2 %. Ультрафиолетовые лучи в отношении количества отражения уступают инфракрасным лучам. В значительных размерах ультрафиолетовые лучи диффузно рассеиваются от мельчайших частиц облаков, снега, песка.
Обнаженная почва, почти совершенно поглощая световые и ультрафиолетовые лучи, отражает и излучает затем главным образом инфракрасные лучи. Водная поверхность, снежный и ледовый покровы отражают от себя световые, т. е. оптические и ультрафиолетовые, лучи.
В ряде руководств по гелиотерапии рекомендуется принимающим солнечные ванны на пляже располагаться как можно ближе к воде, с целью получения дополнительного количества ультрафиолетовой радиации солнца, отраженной от поверхности воды. Проф. Н. Н. Калягиным были проведены специальные исследования, чтобы определить, насколько значительнее отражается ультрафиолетовая радиация от поверхности воды непосредственно на берегу моря при разных метеорологических условиях и при различном состоянии моря.
Обработав 53 спектрограммы, содержащие несколько сот спектров, и отобрав из них 18 наилучших, проф. Калитин обобщил результаты своих опытов в следующей таблице.
Таким образом можно сделать вывод, что с ультрафиолетовой стороны спектр, отраженный от поверхности моря, всегда короче, чем спектр, падающий на воду солнечной радиации, и чем мутнее вода, тем происходит большее поглощение ультрафиолетовой радиации.
Исследования, сделанные Калитиным, таким образом, показали, что солнечная ультрафиолетовая радиация (биологически активная) от поверхности моря не отражается.
Количество лучистой энергии, отраженной от определенной поверхности, выраженное в процентах к падающей энергии, называется «альбедо».
Калитину принадлежат работы по определению альбедо в Ялте, Мисхоре, Феодосии, Нальчике, Тегенекли и на Эльбрусе. Наименьшие величины альбедо получились для морского песка (10–13 %) и для травяного покрова (22–23 %). Наибольшую величину отражения дали: ледники Эльбруса (68 %), пляж в. Мисхоре из мелкой гальки (32 %) и из крупной гальки (28 %), пляж в Феодосии из ракушечного песка (31–32 %), бетонированная площадка в Ялтинском туберкулезном институте (34 %).
Отраженные от земной поверхности величины радиации доходят до 30 % радиации падающей. Эти величины не постоянны и зависят от отражательной способности различных поверхностей, и атмосферных колебаний.
Значительное количество солнечной и рассеянной радиации атмосферы отражается и от кожи человека. По исследованию проф. Корчагина, кожа человека слабо отражает коротковолновую радиацию и сильно длинноволновую. От непигментированиой и пигментированной кожи отражение происходит по-разному.
Физиологическое, или лечебное и закаливающее, действие лучистой энергии выявляется только при поглощении лучей предметом или тканью и при превращении их в тепловую или химическую энергию.
Всякое тело поглощает те самые лучи, которые оно способно излучать при той же температуре.
При падении света на человека или предметы часть световых лучей отражается, а другая часть проникает вглубь вещества или тела и поглощается в нем атомами и молекулами, переходя при этом в другие виды энергии — тепловую и химическую.
Ультрафиолетовые лучи поглощаются в самых поверхностных слоях кожи, и уже на глубине 0,6 мм их трудно обнаружить. Ультрафиолетовые лучи интенсивно поглощаются белками, жирами, красными кровяными шариками. Поглощение ультрафиолетовых лучей тканями воздействует на структуру клеток и является причиной возникновения так называемых фотохимических явлений.
Наиболее глубоко (на 5–6 см) проникают в тело человека красные и примыкающие к ним инфракрасные лучи. Некоторые исследователи утверждают, что при дальнейшем увеличении длины волн инфракрасные лучи поглощаются более поверхностно.
Преобладает мнение, что ультрафиолетовая энергия почти полностью поглощается в толще эпидермиса и лишь в незначительных количествах доходит до поверхности сосочков собственно кожи и поверхностных сосудистых сплетений.
Видимые лучи проникают значительно глубже. Это видно из таблицы, в которой величина проникновения лучей выражена в процентах.
Следующая таблица наглядно показывает, как ничтожно количество ультрафиолетовых лучей, которые проникают не только через всю толщу эпидермиса, но и достигают более глубоких слоев кожи (величина проникновения лучей выражена в процентах).
Малая проницаемость тканей человеческого организма даже для длинных лучей солнца объясняется тем, что наши ткани, в том числе и кожа, (представляют собой мутную среду, состоящую из неоднородных клеток с неодинаковым коэффициентом преломления. И чем дальше углубляться, в наш организм, тем все более увеличивается эта мутность вследствие разнообразия клеток, подобных эпителию, соединительной ткани, жира, кровеносных сосудов и т. д.
В итоге вышеизложенного можно считать до известной степени вероятным, что 1) инфракрасные лучи обладают способностью проникать через ткани человеческого организма, даже при толщине их в несколько сантиметров; 2) видимые лучи проходят через слои ткани в несколько миллиметров; 3) ультрафиолетовые лучи проникают через слои ткани, измеряемые сотыми и десятыми долями миллиметра.
Незначительна также проникающая способность ультрафиолетовых лучей через ткани одежды: один слой марли задерживает более половины их (55–60 %), вчетверо сложенная марля почти совершенно поглощает ультрафиолетовые лучи (94 %). Оконное стекло толщиной 2 мм задерживает их полностью.
Фотохимические процессы
Поглощаемая клетками лучистая энергия солнца вызывает в них ряд сложных фотохимических и физико-химических процессов.
Лучи с различной длиной волны производят неодинаковое фотохимическое действие: короткие лучи значительно сильнее длинных.
Для возникновения и развития фотохимических процессов имеет значение только лучистая энергия, поглощенная телом, а лучи, отраженные или проникающие сквозь тела, химических процессов не вызывают.
Фотохимические и физикохимические процессы развиваются различно и приводят в некоторых случаях к образованию более сложных тел, (фотосинтетические процессы), а в других — к распаду вещества (фотолитические процессы). Кроме того, могут происходить процессы окисления, восстановления, изомеризации и т. д. Все, эти процессы приводят к образованию под влиянием лучистой энергии веществ, которые обладают новыми физическими, химическими и биологическими свойствами.
Фотохимическое действие солнечной радиации оказывает огромное влияние на процессы обмена веществ в организме.
Если луч падает на тело и им поглощается, то может возникнуть фотохимическая реакция. Вследствие происходящих при этом химических превращений в тканях могут происходить и морфологические изменения. В зависимости от степени и характера этих изменений действие лучистой энергии может превысить пределы физиологических норм и вызвать патологическое состояние.
Сенсибилизация
Сущность сенсибилизации состоит в том, что ряд нечувствительных к свету объектов при прибавлении к ним определенных химических веществ становится светочувствительным. Процесс сенсибилизации усиливает и ускоряет световые реакции. Сенсибилизаторами могут быть многочисленные красящие вещества, например: хлорофилл в растениях, желчь, гематопорфирин (продукт распада гематина). Гематопорфирин — один из самых сильных сенсибилизаторов: 0,2 мг его, введенные в кровь человека, вызывают чрезвычайно повышенную реакцию всего организма на свет. Повышенную реакцию на свет вызывают у животных к некоторые травянистые кормовые растения; в результате получается, например, клеверная болезнь у белых лошадей, гречишная болезнь у белых овец.
Только в последнее время стало выявляться биологическое действие света на ферменты. Благодаря лучистой энергии усиливаются окислительные процессы, но при больших дозах может наступить ослабление ферментативного процесса вплоть до полного его прекращения. Установлено, что умеренно освещенная пероксидаза производит более сильное действие, а при более интенсивном освещении ферментативное действие ослабевает. Действие света на оксидазу усиливается также по мере уменьшения длины волны.
Желтые и зеленые лучи, обладающие малой бактерицидной силой, становятся весьма бактерицидными при сенсибилизировании. Таким образом, помимо качества самой лучистой энергии, поглощаемой тканями животного и растительного организма, имеет значение и наличие в тканях сенсибилизирующих веществ.
Солнечная радиация
Прежде чем достигнуть земли, солнечная радиация при прохождении через земную атмосферу высотой 60–70 км подвергается изменениям двоякого рода: во-первых, не все излучение солнца доходит до земной поверхности, так как вследствие поглощения солнечных лучей воздухом и примесями воздуха в нижних слоях атмосферы часть излучения рассеивается атмосферой, окружающей землю; но лучи различных длин волн рассеиваются различно. Особенно сильно поглощаются и рассеиваются атмосферой короткие лучи (ультрафиолетовые, фиолетовые и синие).
Это поглощение прямо пропорционально толщине воздушного слоя, содержащего водяные пары и всевозможную пыль.
Лучи солнечной радиации достигают земной поверхности в различных процентных отношениях:
Приводимая таблица наглядно показывает, что земной атмосферой наиболее поглощаются лучи с короткой волной (58–61 %) и наименее — с длинной волной (24–30 %).
Сумма энергии всех лучей — ультрафиолетовых, оптических и инфракрасных, выраженная в тепловых единицах, оценивается на границе земной атмосферы в 1,95 кал/мин на 1 см 2 поверхности, перпендикулярной к лучу солнца.
Туман, дым, копоть задерживают в нижних слоях воздуха до 75 %.падающих на землю лучей.
Для лечения и закаливания лучистой энергией большое практическое значение имеют высокогорные местности. Благодаря чистоте и прозрачности горного воздуха, общая интенсивность солнечной радиации и относительное содержание в ней ультрафиолетовых лучей достигают максимума. Установлено, что чем выше данная местность над уровнем моря, тем больше доходит до нее ультрафиолетовых лучей.
Количество ультрафиолетовых лучей в приморских местностях меньше, чем на горных высотах, даже в одной и той же географической местности. Лечебные свойства приморских местностей непосредственно зависят не только от количества ясных солнечных дней и продолжительности солнечного сияния, но и от количества и состава солнечной радиации. Для каждой местности, расположенной у моря, большое значение имеют ее географическое положение и климатические особенности. Чем ближе приморская местность к югу, к экватору, тем больше количество солнечных дней в году и больше число солнечных часов в течение дня. Но в солнечной радиации там относительно мало ультрафиолетовых лучей, так как они поглощаются водяными парами.
Практическим пределом поглощения ультрафиолетовой радиации для местностей на уровне моря считают длину волн в 300 mμ, ввиду значительного поглощения ультрафиолетовых лучей атмосферой этих местностей.
В одной и той же местности в течение дня количественный и качественный состав радиации непрерывно изменяется. По многочисленным данным, приведенным различными авторами, максимальное количество солнечных лучей падает на землю в полдень. В это время и солнечная радиация наиболее насыщена ультрафиолетовыми лучами.
По наблюдениям Бойко, Корчагина и других, количество солнечных лучей начинает увеличиваться от восхода солнца до полудня и к заходу солнца постепенно уменьшается. Состав солнечного света можно считать почти однородным от 11 до 15 час., причем в утренние часы в солнечном свете несколько меньше ультрафиолетовых лучей; после 15 час. в нем преобладают красные и инфракрасные лучи. Воздух насыщается еще отраженными от воды и излучаемыми от нагретой поверхности земли тепловыми лучами.
Если всю сумму доходящей до нас энергии при высоком солнце считать равной 1,3 кал., а для 7 час. утра — 0,9 кал., то она распределится следующим образом:
Солнечная радиация подвергается различным изменениям и качественно и количественно не только по указанным выше причинам, но и в зависимости от времени года. Общая интенсивность солнечной радиации наиболее значительна в летние месяцы — июнь, июль, август. По данным Бойко, количество прямой солнечной радиации, распределенное по месяцам и выраженное в калориях, на севере в пределах 60° широты и на юге в пределах 45° широты с марта по июнь почти равно, а с июля по сентябрь получается разница в 1,5–2 раза в пользу юга. Та же картина, по данным Калитина, наблюдается в Якутске и Ташкенте. Несмотря на большую разницу в широтах, а следовательно и в высотах солнца, в весенние месяцы — март и апрель — количество тепла, получаемое горизонтальной поверхностью, в Якутске почти такое же, как в Ташкенте.
Диффузный, или рассеянный, свет. На каждый предмет, на каждое существо на земле, в том числе и на человека, принимающего солнечную ванну, падает троякое освещение: 1) прямой солнечный свет; 2) рассеянный дневной свет небесного свода, или так называемый диффузный свет, и 3) лучи, отраженные от окружающих предметов: от почвы, горных возвышенностей, скал, деревьев, облаков и пр.
Мы уже указывали, что при прохождении через атмосферу часть солнечной радиации поглощается атмосферой, а часть рассеивается. Рассеянная солнечная радиация состоит главным образом из ультрафиолетовых, фиолетовых, синих, голубых лучей.
При безоблачном небе рассеивание происходит от молекул воздуха и мельчайших пылинок. Красные лучи рассеиваются слабее фиолетовых.
В безоблачные дни рассеянный свет доходит до наименьшей величины. В дни, когда в небе яркобелые кучевые облака, особенно возрастает интенсивность рассеянного света. Приносимая диффузным светом лучистая энергия, выраженная в тепловых единицах на 1 см 2 горизонтальной поверхности, может в некоторые благоприятные моменты облачного дня достигать почти половины энергии прямой солнечной радиации. При яркобелых кучевых облаках диффузная радиация неба усиливается.
По данным Калитина, на долю рассеянной радиации приходится значительная часть солнечной радиации — до 32 %.
Перед восходом солнца до земной поверхности доходит почти одна рассеянная радиация. После восхода процент рассеянной радиации уменьшается за счет увеличения прямой, солнечной радиации. Но даже при большой прозрачности атмосферы на горе Эльбрус на вершине в 3200 м («Кругозор») при высоте солнца в 50° рассеянная радиация, по данным Калитина, достигала 6 %, а в Ялте при той же высоте солнца вследствие значительной запыленности воздуха доходила до 27 %. При небольшом же количестве облаков величина рассеянной радиации атмосферы значительно увеличивалась.
Различные виды лучистой энергии
Инфракрасные лучи. Инфракрасные лучи обладают максимальной энергией теплового действия.
Излучение и поглощение инфракрасных лучей в основном связаны с тепловыми вращательными и колебательными движениями атомов в молекулах, в то время как остальная часть световой радиации связана с движениями электронов. В результате поглощения инфракрасных лучей изменяется только кинетическая энергия молекул.
Инфракрасные лучи делятся на «внутренние», непосредственно прилегающие к красным лучам, и «наружные» — с более длинной волной, чем первые. Внутренние инфракрасные лучи проникают на большую глубину в тканях и отличаются большей тепловой эффективностью. Наружные инфракрасные лучи проникают на меньшую глубину и отличаются меньшей тепловой интенсивностью.
Ультрафиолетовая радиация. Исключительное значение для закаливания лучистой энергией имеют лучи с короткой волной (ультрафиолетовые).
На землю падает ничтожная доля ультрафиолетовой радиации из общего количества солнечной энергии, достигающей земной поверхности. Эта доля равна 1 %.
Принято делить ультрафиолетовую радиацию на три области:
1) ультрафиолетовые лучи «А» с длиной волны от 400 до 320 mμ;
2) ультрафиолетовые лучи «В» с длиной волны от 320 до 275 mμ;
3) ультрафиолетовые лучи «С» с длиной волны от 275 до 200 mμ.
Ближняя область ультрафиолетовой радиации — область «А» — не отличается большим биологическим действием. Этот пучок ультрафиолетовых лучей используется в технике, например для возбуждения светящихся веществ в сигнальных, декоративных и других устройствах.
Средняя область ультрафиолетовой радиации — область «Б» — характеризуется антирахитичным действием на организм, способностью образования витамина Д в подкожных клетках, — благотворным действием на рост животных, а также эритемным эффектом, т. е. способностью вызывать гиперемию и загар человеческой кожи.
Дальняя область ультрафиолетовой радиации — область «С» — содержит излучения, обладающие бактерицидным действием, способностью озонировать воздух.
Роль ультрафиолетового излучения для жизнедеятельности всякого живого организма, и особенно для человека, исключительно велика, так как ультрафиолетовая радиация является одним из наиболее активных агентов внешней среды.