Воздействие излучения на человека

Воздействие на человека наиболее биологически активного ультрафиолетового излучения зависит от величины квантов излучения, облученности и времени действия. Известно благотворное действие на человека ультрафиолетового солнечного излучения. Кванты ультрафиолетового излучения, поглощенные белковыми коллоидами протоплазмы клеток кожи, расщепляют молекулы белка. Это сопровождается образованием новых биологически активных веществ (витамин D, гистамин и др.). Распространяясь по организму диффузией или по путям циркуляции жидкостей, эти вещества обусловливают общефизиологические сдвиги терапевтического и тонизирующего характера. В результате фотохимических процессов в коже возникает ультрафиолетовая эритема и пигментация. В отличие от тепловой эритемы, возникающей сразу после нагревания, ультрафиолетовая эритема (покраснение кожи) появляется спустя несколько часов после облучения (от 2 до 6 ч). Минимальное количество облучения, при котором впервые возникает эритема, называют пороговой дозой (биодоза). При недостатке естественного ультрафиолетового излучения зимой в средней полосе и особенно в северных районах используют искусственные источники УФ излучения для облучения людей.

Инфракрасное излучение, имея небольшую энергию квантов, оказывает

Рис.1.2. Оптическая схема глаза

в основном тепловое действие на человека. Благодаря хорошей проникающей способности инфракрасное излучение способно нагревать глубинные слои тканей.

Энергия квантов видимого излучения меньше, чем энергия квантов ультрафиолетового, поэтому многие полезные фотохимические реакции не могут происходить под действием видимого излучения. Это ограничивает применение видимого излучения для терапевтических целей.

Видимое излучение, воспринимаемое глазом человека, вызывает зрительное ощущение. Световое действие излучения изучено только применительно к органам зрения человека.

Если рассматривать глаз как оптическую систему, то нетрудно заметить сходство его с устройством фотоаппарата.

Поток излучения, отраженный от наблюдаемого объекта и падающий на поверхность глаза, проходит через прозрачную роговую оболочку 1, которая расположена перед зрачком. Она имеет высокий показатель преломления и малый радиус кривизны. После преломления в роговой оболочке излучение происходит через зрачок 2 и попадает в хрусталик 3. Хрусталик состоит из прозрачного эластичного вещества и имеет средний показатель преломления 1,4. Оптическая сила его может изменяться. После преломления излучения на внутренней сетчатой оболочке 4 глаза создается изображение предмета, от которого отражено излучение. Возможность изменения оптической силы хрусталика позволяет получать четкое изображение предметов, расположенных на различном расстоянии от глаза. Приспособляемость глаза к четкому различию разноудаленных предметов (фокусировка оптической системы глаза) называют аккомодацией. Сложноестроение сетчатой оболочки глаза, несмотря на сильное уменьшение изображения, позволяет получить его достаточно четким.

В сетчатой оболочке глаза содержится два вида светочувствительных элементов – колбочки и палочки. Первые активны при дневном зрении и обеспечивают различие деталей изображения и восприятие цвета, вторые активны при ночном зрении и обеспечивают только ощущение света и темноты. Светочувствительное вещество, содержащееся в палочках, называют зрительным пурпуром или родопсином. При поглощении света молекулы родопсина диссоциируют на протеин и ретинен. Эта фотохимическая реакция обратима.

В колбочках также содержится светочувствительное вещество, которое называют иодопсином. Это вещество, так же как и родопсин, способно вступать в обратимую фотохимическую реакцию. Концентрация молекул родопсина и иодопсина в сетчатой оболочке глаза зависит от плотности облучения ее.

Глаз человека способен воспринимать минимальную освещенность 0,1 лк (лунный свет). Максимальная освещенность, к которой может приспособиться глаз, достигает 100000 лк. При низкой освещенности глаз работает в режиме ночного зрения за счет функционирования палочковых элементов. При высокой освещенности глаз работает в режиме дневного зрения за счет колбочковых элементов. При переходе от освещенности, соответствующей ночному зрению, к освещенности, соответствующей дневному зрению, глаз может работать в режиме так называемого сумеречного зрения. В этом случае одновременно работают и колбочковый и палочковый аппараты сетчатой оболочки глаза. Сумеречный режим – самый неблагоприятный для зрения.

Освещенность предметов, которые приходится рассматривать одновременно или последовательно при небольших интервалах времени, часто бывает различной. Когда переводят глаза с одного предмета на другой, они приспосабливаются к новому уровню освещенности. Приспосабливание глаза к различным уровням освещенности называют адаптацией. Глаз человека является избирательным приемником излучения. Одна и та же мощность излучений различных длин волн вызывает разные уровни светового ощущения. На рисунке 1.3 кривая 1 представляет собой относительную спектральную чувствительность глаза человека, (К_λс) которую часто называют кривой относительной видимости излучения. На этом же рисунке приведена кривая 2 относительной спектральной чувствительности глаза при ночном зрении. Она близка по форме к кривой видимости для дневного зрения, но смещена в сторону коротких длин волн примерно на 45 нм.

450 550 650

Рис.1.3 Спектральная чувствительность глаза человека

Международной комиссией по освещению в 1924г. за основную функцию спектральной чувствительности глаза принята относительная видимость в условиях дневного зрения. Максимум спектральной чувствительности глаза приходится на 555 нм. Функция спектральной чувствительности глаза человека положена в основу построения системы световых величин и единиц.