Ультрафиолетовое излучение кто открыл и когда: ВОЗ | Ультрафиолетовое излучение и здоровье

Великое объединение

В словах Генриха Герца чувствуется торжественные, хоть и сдержанные нотки человека, который причастен еще к одному великому объединению. Он объединяет в единую сущность не только свет и электромагнитные волны, но и тепловое (сейчас бы мы сказали инфракрасное) излучение, которое после смерти Максвелла было хорошо изучено, и была доказана его волновая природа.

В конце ХIХ века были открыты рентгеновские лучи (с огромным общественным резонансом) и гамма-лучи (абсолютно незамеченные широкой общественностью). Оказалось, что и они имеют электромагнитную волновую природу — отражаются, преломляются, испытывают дифракцию и интерференцию, как и другие типы электромагнитных волн. Только их длина волны гораздо короче световой, и они особым образом взаимодействуют с веществом.

Ультрафиолетовое излучение было открыто независимо в 1801 году немецким ученым Иоганном Вильгельмом Риттером и английским Уильямом Хайдом Волластоном по фотохимическому действию ультрафиолета на хлористое серебро. Вакуумный ультрафиолет обнаружил немецкий ученый Виктор Шуман при помощи построенного им вакуумного спектрографа с флюоритовой призмой (1885–1903) и безжелатиновых фотопластинок. Американский ученый Теодор Лайман впервые построил вакуумный спектрограф с вогнутой дифракционной решеткой. Он смог зарегистрировать ультрафиолет с длиной волны до 25 нм (1924).

Гульермо Маркони, Никола Тесла и Александр Степанович Попов (в ряду других ученых) научились передавать информацию «без проводов» с помощью электромагнитных волн длинноволновой части спектра — радиодиапазона. Маркони потряс мировое сообщество, передав в 1901 году электромагнитный сигнал через океан (во что не без оснований не верили многие ученые, т. к. радиоволны этой длины волны не могли обогнуть Землю), случайно открыв таким образом огромное естественное зеркало — ионосферу, от которой волны Маркони отразились (Нобелевская премия 1909 года). Через десять лет радиоприемники стали привычным бытовым прибором. Голос человека и музыка залили мировой эфир, сделав передачу информации практически мгновенной и удивительно дешевой (физический термин «эфир» стал расхожим словом и термином радио и телевещания: «слушаем вас, Александр Генрихович, вы в эфире»).

Таким образом оказалось, что огромное многообразие природных явлений можно свести к единому явлению — электромагнитным волнам. В дальнейшем очень точные измерения показали, что все типы электромагнитных волн движутся в вакууме с одной и той же скоростью, близкой к 300 тыс. км/с. Причем был получен еще один удивительный результат — скорость электромагнитных волн в вакууме постоянна во всех системах отчета и превысить ее (по современным представлениям) невозможно ни в каком физическом процессе. Более точные измерения дали значение с = 299 792 458 м/с с точностью до одного метра в секунду. Но потом выяснилось, что точность измерения скорости света превышает точность эталона длины — метра. И тогда было решено считать приведенное выше значение скорости света точным по определению, а метр определять как путь, проходимый светом в вакууме за 1/299 792 458 долю секунды. Постоянство скорости света как фундаментальное свойство Вселенной легло в основу специальной теории относительности (1905) Альберта Эйнштейна, которая открыла череду научных революций ХХ века.

Единственной отличительной характеристикой всех типов электромагнитных волн от радиодиапазона до гамма-лучей стала длина волны (или частота). То, что разные участки электромагнитного спектра называются по-разному (свет, рентгеновские-, гамма-лучи и т. д.) напоминает нам о том, что эти излучения вначале считались явлениями разной природы и потребовались усилия десятков выдающихся ученых, чтобы объединить эти явления в единую сущность.

Оказалось также, что электромагнитная волна — единственная в то время известная физическая волна, которой не нужна среда для распространения. Этим объяснялись непостижимые свойства эфира. Эфира, как среды, через которую распространяются электромагнитные волны, просто нет. Он не нужен. Переменные электрические и магнитные поля, по классическим представлениям, порождая друг друга, несутся с огромной скоростью через пустое пространство.

Уравнения Максвелла описывают классическое поведение зарядов и электромагнитных волн. Со временем уравнения переписали в четырехмерном виде, согласованном со специальной теорией относительности. Но наиболее развитой по современным представлениям теорией, которая лучше всего на данный момент описывает элементарное взаимодействие фотонов и электронов, является квантовая электродинамика. Это и есть на сегодня самая точная теория электромагнитных волн. В ней основными параметрами поля являются импульсы и поляризации фотонов. Теория позволяет рассчитать амплитуды вероятностей процессов, которые произойдут при взаимодействии с фотонами и заряженными частицами. Классическая электродинамика Максвелла — частный случай квантовой электродинамики и выводится из нее.

Квантовая электродинамика прекрасно согласуется с экспериментом. За ее создание присуждена Нобелевская премия 1965 года Синьитиро Томонага, Джулиусу Швингеру, Ричарду Фейнману. Но многие ученые считают ее полуэмпирической: «наша уверенность в правильности получающихся таким путем результатов основана, в конечном счете, на их прекрасном согласии с опытом, а не на внутренней согласованности и логической стройности основных принципов теории» (Ричард Фейнман). Со времен Максвелла физики значительно продвинулись в понимании и описании электромагнитного взаимодействия, но и сейчас законченной теории электромагнитных взаимодействий не создано. И у тех ребят, кто сидит сегодня за партой и интересуется физикой, есть шанс построить логически стройную теорию электромагнитного излучения.

Далее: Энергия кванта

Создан нечувствительный к свету Солнца фотодетектор

В новой работе ученые представили технологию синтеза нового детектора ультрафиолетового излучения, который не чувствителен к свету с длиной волны более 280 нанометров, что фактические делает его солнечно-слепым в условиях поверхности Земли. Основной разработки стали широкозонные полупроводники — наночастицы Ga₂O₃ с шириной запрещенной зоны 4,4-4,9 эВ.

Существующие методы синтеза Ga₂O₃ достаточно сложны и плохо совместимы с традиционными кремниевыми технологиями, к тому же, зачастую слои получаются сильно дефектными. Чтобы преодолеть эту сложность, исследователи решили воспользоваться методом синтеза нанокристаллов с помощью ионной имплантации — базовой технологии современной электроники. Они первыми в мире применили эту технологию для создания подобного устройства. Оценка характеристик фотодетектора показала, что он эффективно отсекает солнечное излучение и обладает фотооткликом в УФ-области спектра. Фотодетектор имеет высокую чувствительность (50 мА/мкВт), для него характерен достаточно низкий темновой ток 0,168 мА.

«Создание таких фотодетекторов с помощью ионной имплантации позволит использовать уже имеющиеся «кремниевые» технологии и адаптировать их к изготовлению приборов нового поколения, — говорит один из авторов Алексей Михайлов из ННГУ имени Н.И. Лобачевского. — Высокая чувствительность данных приборов к глубокому УФ-излучению и нечувствительность к солнечному свету позволяет использовать их в таких важных областях, как детектирование нарушений озонового слоя атмосферы, мониторинг работы реактивных двигателей, обнаружение пламени».

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.

Пресс-релизы о научных исследованиях, информацию о последних вышедших научных статьях и анонсы конференций, а также данные о выигранных грантах и премиях присылайте на адрес [email protected].

на что способны российские приборы ночного видения — Российская газета

Расширять диапазон зрения человека наука начала с XIX века, с того самого момента как английский астроном Уильям Гершель открыл инфракрасное излучение, а немецкий физик Иоганн Риттер годом позже — ультрафиолетовое излучение. Изучение этих явлений принесло множество научных открытий, которые человечество вначале использовало себе на благо. Больше всего в качестве прикладного применения эти открытия воплотились в оптике, медицине, биологии и лазерных технологиях.

Большинство технических новаций и изобретений пришлось на инфракрасное излучение (ИК), особенно в приборах ночного видения (ПНВ), которые стали востребованы в вооруженных силах армий мира. Действительно, возможность видеть в темноте давала преимущество, которым пользовались как разведчики и снайперы, так и оружейники. Головки самонаведения (ГСН) большинства авиационных ракет и других боеприпасов содержат в своих компонентах приборы, работающие с ИК-излучением. Средства защиты не отставали от средств нападения, и вскоре в большинстве приборов защиты военной техники появились ИК-датчики, которые позволяли своевременно применять отстреливаемые ИК-ловушки в авиации или системы динамической защиты танков.

На мировом рынке элетронно-оптических преобразователей (ЭОП) для оптики ночного видения доминируют фирмы из США (ITT Exelis и L-3 Communications Holdings) и Франции (Photonis&DEP), контролирующие 81 процент производства. Поэтому неудивительно, что первоначально наши оборонщики обратились к ним для того, чтобы оснастить ПНВ и ГСН современными ЭОП. Однако политика санкций сделала такие поставки невозможными.

В Новосибирске предприятие «Катод» стало одним из флагманов импортозамещения, занявшись собственными разработками технологий производства ЭОП. В производственных помещения «Катода» сейчас выпускают ЭОП поколения 2+, поколения 3 и 3+, а также проводят НИОКР по разработке ЭОП 4-го поколения. Продукцией предприятия оснащены бортовые комплексы обороны вертолетов Ка-52, Ми-8, Ми-24, самолетов Су-25 и Ил-76, а также танка Т-14 «Армата». ЭОП новосибирских мастеров вы найдете в 80-ти типах ПНВ, имеющих свыше 380 конструктивных модификаций с использованием 10 типов фотокатодов.

Известный факт, что у орла самое лучшее зрение среди живого мира, которое помимо остроты обладает свойством видеть в ультрафиолете. Дело в том, что специалистами «Катода» был разработан новый элемент ЭОП 3-го поколения (УФ-ЭОП), который позволяет приборам и человеку видеть в ближнем ультрафиолетовом диапазоне. Появление УФ-ЭОП в составе ПНВ дает неоспоримое преимущество на поле боя.

Во-первых, вооруженные такой оптикой снайперы могут видеть цели, скрытые плотным туманом или средствами дымозащиты, а также обнаруживать цели, имеющие термозащиту. Во-вторых, ПНВ с УФ-ЭОП позволяют видеть технику противника с неработающими двигателями, защищенную маскирующими средствами в условиях низких температур. В-третьих, бортовые комплексы обороны (БКО) с УФ-ЭОП смогут противодействовать любым поражающим средствам, использующим активные и полуактивные комбинированные ГСН, в том числе и те, которые используют полупроводниковые лазеры. В-четвертых, разведкомплексы российских беспилотников, применяющие УФ-ЭОП, значительно расширят возможности систем видеоразведки, так как могут ночью наблюдать любые скрытые перемещения живой силы, обнаруживать следы перемещения и маскировки техники противника, а также замаскированные фортификационные и инженерные укрепления.

Недавно пришла новость о том, что компания Raytheon разработала инфракрасную систему 3-го поколения — FLIR (Forward-looking infrared). «Эта новейшая перспективная инфракрасная система, или FLIR, дает солдатам возможность видеть в длинноволновом и среднечастотном ИК-диапазонах одновременно со стабилизированной линией визирования. Дальнее инфракрасное излучение — это усовершенствованная система наведения, которая использует тепло, а не свет, чтобы видеть сквозь темноту, дым, дождь, снег или туман для выполнения прицеливания, разведки и огневой поддержки», — сказал Сэм Денеке, вице-президент Raytheon Land Warfare Systems. По его словам, эта прорывная технология позволяет американским и союзным войскам действовать ночью с большей детализацией и точностью, чем когда-либо прежде.

То, что в России начали делать серийно еще в 2016 году, американцы наконец-то сделали в 2020-м, но с маленьким отличием — наши ПНВ и ГСН с УФ-ЭОП видят гораздо больше Поэтому играть в прятки с нашей армией — бесполезное занятие.

Готовый кроссворд по охране труда

По горизонтали
2. Ультрафиолет повреждающе действует на …
3. Элементарная частица,  квант электромагнитного излучения
8. Ультрафиолетовое излучение может приводить к образованию мутаций (ультрафиолетовый …)
10. Фамилия учёного, который открыл ближнее ультрафиолетовое излучение
11. Полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока в прямом направлении
14. Источник (лампа) ультрафиолетового (уф) и вакуумного ультрафиолетового (вуф) излучения — относительно недавно появившийся класс источников спонтанного излучения, в которых используется неравновесное излучение эксимерных или эксиплексных молекул
18. … излучение — электромагнитное излучение, занимающее диапазон между фиолетовой границей видимого излучения и рентгеновским излучением
21. Широким диапазонам чувствительности обладают фотоэлектрические детекторы и …
23. Основной источник ультрафиолетового излучения на Земле
24. Имя английского астронома, который открыл инфракрасное излучение

По вертикали

1. Инфракрасный … — группа стандартов, описывающая протоколы физического и логического уровня передачи данных с использованиеминфракрасного диапазона световых волн в качестве среды передачи
4. Чрезмерное действие уф на кожу приводит к её …
5. Инфракрасное излучение (ики) – часть спектра электромагнитных излучений с длиной волны от 780 нм до 1000 мкм, энергия которых при поглощении веществом вызывает тепловой …
6. В отличие от радиоканала инфракрасный канал нечувствителен к электромагнитным … , и это позволяет использовать его в производственных условиях
7. Потемнение цвета кожи под воздействием ультрафиолетовых лучей
9. Прибор для регистрации инфракрасного излучения объектов
12. Инфракрасные лучи применяются в …
13. В промышленности применяется для сушки и нагрева материалов, и изделий при их облучении, а также для обнаружения скрытых дефектов изделий
15. … излучение — электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между красным концом видимого света и микроволновым излучением
16. Передача энергии от одних тел к другим в виде электромагнитных волн за счёт их тепловой энергии
17. Уф-спектрофотометрия основана на облучении вещества  …  уф-излучением, длина волны которого изменяется со временем
19. … лампа — газоразрядный источник света, в котором электрический разряд в парах ртути создаёт ультрафиолетовое излучение, которое преобразовывается в видимый светс помощью люминофора — смеси фосфора с другими элементами
20. Уф-лучи активизируют большинство процессов, происходящих в организме —  … ,  обмен веществ,  кровообращение и деятельность эндокринной системы
22. Инфракрасный …  — отопительный прибор, отдающий тепло в окружающую среду посредством инфракрасного излучения
25. Оптический квантовый генератор

Влияние магнитного поля и ультрафиолетового излучения на структурное состояние и биологическую активность оливкового и льняного масел Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

УДК 544. 032.6; 544.032.53

ВЛИЯНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ И УЛЬТРАФИОЛЕТОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ НА СТРУКТУРНОЕ СОСТОЯНИЕ И БИОЛОГИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ ОЛИВКОВОГО И ЛЬНЯНОГО МАСЕЛ

КОЖЕВНИКОВ В.И., ДЕМЕНТЬЕВ В.Б., *САЛАМАТОВ Е.И., *АКСЕНОВА ВВ., **ГЕРОВСКАЯ Г.А., *КАНУННИКОВА О.М.

Институт механики УрО РАН, 426067, г. Ижевск, ул. Т.Барамзиной, 34 *Физико-технический институт УрО РАН, 426000, г. Ижевск, ул. Кирова, 132 * *Республиканский врачебно-физкультурный диспансер Министерства здравоохранения Удмуртской Республики, 426057, Ижевск, ул. Свободы, 187

АННОТАЦИЯ. В работе представлены результаты исследования влияния переменного магнитного поля и ультрафиолетового излучения на льняное и оливковое масла. Внешние воздействия не влияют на химический состав масел, при этом обнаружено изменение плотности и температурного коэффициента объемного расширения, свидетельствующее об изменении структурного состояния триглицеридов ненасыщенных жирных кислот в составе масел.

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА: триглицериды ненасыщенных жирных кислот, ультрафиолетовое излучение, переменное магнитное поле, плотность, коэффициент преломления, инфракрасная спектроскопия.

ВВЕДЕНИЕ

Основой состава растительных масел являются глицериды жирных кислот, то есть сложные эфиры глицерина и высокомолекулярных жирных кислот. Глицериды бывают однокислотные и разнокислотные (смешанные). В образовании жиров доминирует закон максимальной разнородности — подавляющее большинство известных жиров представляют смеси разнокислотных глицеридов. Жиры, состоящие из однокислотных триглицеридов, в природе встречаются довольно редко, к ним относятся оливковое и касторовое масла [1].

В 1930 году Т. Малкин открыл существование полиморфизма триглицеридов. Основными структурными конфигурациями триглицеридов являются — конфигурации вилки, стержня и кресла. Однако, в огромном разнообразии природных жиров находят все новые полиморфные формы, и потому классификация и номенклатура последних еще не установлены [2].

Физико-химические свойства триглицеридов в существенной степени зависят от структурного состояния, которое в свою очередь зависит от способов обработки масел. С практической точки зрения интерес представляет структурное состояние с наименьшей окислительной способностью.

Наиболее известны превращения природных цис-изомеров триглицеридов природных растительных масел в транс-изомеры рафинированных масел. Благодаря меньшей стерической доступности двойной связи окислительная способность транс-изомеров существенно понижается, увеличивая срок хранения рафинированных масел. Окислительная способность масла уменьшается также в результате обработка постоянным или переменным магнитным полем [3 — 5]. В результате омагничивания изменяются микроскопические свойства, непосредственно связанные с электромагнитными взаимодействиями, такие как рефракция. Изменений макроскопических свойств, таких как плотность и объёмное расширение, не наблюдалось. Эффект уменьшения окислительной способности автор [3] связывает с тем, что постоянное магнитное поле действует на растворённый в масле молекулярный кислород и на углеводородные радикалы. В результате образуются упорядоченные структуры, в которых существует более прочная сольватация кислорода и радикалов полярными сложноэфирными фрагментами молекул глицеридов.

У большинства органических веществ существует тесная взаимосвязь между пространственной структурой и биологической активностью. В связи с этим ведутся работы по повышению биологической активности различных органических веществ и

лекарственных препаратов путем изменения их структуры с помощью различных внешних воздействий. Для этой цели в фармацевтике и косметологии успешно используют, например, механохимический метод [6]. Исследования влияния других видов воздействий на взаимосвязь биологической активности и структурного состояния жидкостей ограничиваются водой и различными водными растворами. Данная работа является частью исследований закономерностей формирования метастабильных полиморфных модификаций триглицеридов ненасыщенных жирных кислот в структуре растительных масел и взаимосвязи структурного состояния и биологической активности масел. Ранее [7, 8] было обнаружено, что комплексная обработка смеси растительных масел приводит к увеличению коэффициента преломления, свидетельствующему об изменении структурного состояния. При этом масла приобретали бактерицидные свойства, которые были исследованы на примере лактозоотрицательной кишечной палочки.

Целью данной работы явилось исследование влияния ультрафиолетового излучения и магнитного поля на структурное состояние и биологическую активность оливкового и льняного масел.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДИКИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Объектами исследования явились оливковое и льняное масла. Оливковое масло содержит однокислотные триглицериды мононенасыщенной (т. е. с одной двойной связью) олеиновой кислоты. Основной частью льняного масла являются триглицериды олеиновой, линоленовой (с тремя двойными связями) и линолевой (с двумя двойными связями) кислот.

Обработка масла ультрафиолетовым излучением и магнитным полем проводилась в проточном режиме на установке [9]. Источником ультрафиолетового излучения служила ртутная лампа ДРТ-240 (X = 240 — 320 нм) с лучистым потоком 24,6 Вт. Доза облучения составляла 6-105 Дж. Обработка магнитным полем (с магнитной индукцией 400 мТл) проводилась с использованием самарий-кобальтовых магнитов.

ИК-спектры получены на ИК Фурье спектрометре ФСМ 1202 (ООО «Мониторинг»). Спектры льняного масла получены методом МНПВО (многократное нарушенное полное внутреннее отражение), призма из селенида цинка ZnSe. Спектры оливкового масла получены с тонкой пленки между окнами КВг.

Плотность определяли пикнометрическим методом. Капиллярную вязкость масел измеряли вискозиметров ВПЖ-4 с диаметром капилляров 0,99 мм. Измерения вязкости и плотности проводились при температурах 25 и 60 °С.

Исследования биологической активности масел проводились методом компьютерной пульсовой диагностики на приборе Пульсодиагностический комплекс «Пересвет-Пульс» в отделении функциональной диагностики Республиканского врачебно-физкультурного диспансера МЗ УР.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

На рис. 1 приведены ИК-спектры исходного оливкового масла и после обработки УФ-излучением и магнитным полем. ИК-спектры масел определяются в низкочастотной области симметричными и асимметричными валентными колебаниями СН2 групп — полосы поглощения 2853 и 2924 см-1 соответственно и колебаниями гидроксильной группы пик средней интенсивности при 3010 см-1. При этом деформационные асимметричные колебания СН3 группы проявляются слабым плечом при ~ 2956 см-1. Поглощение дуплета 1457+1462 см-1 обусловлено деформационными колебаниями метиленовой и метильной групп соответственно, а полоса при ~ 1377 см-1 относится к зонтичным колебаниям метиленовой группы. Валентные колебания карбонильной группы дают поглощение при 1743 см-1, а колебания группы С-О идентифицируются широкой полосой 1000 — 1300 см-1. В высокочастотной области можно отметить деформационные колебания СН2 группы -полоса поглощения при ~ 720 см-1. Видно, что структура ИК-спектров одинакова, т.е. химический состав масла в результате не изменяется.

Пропускани

1000 1500 2000 2500 3000 3500

-1

V, см

Рис. 1. ИК-спектры оливкового масла в исходном состоянии (1) и после обработки ультрафиолетовым излучением (2) и магнитным полем (3)

Пероксидное фотоокисление липидов — основная реакция превращения молекул липидов под влиянием УФ-излучения. В нашей работе обработка оливкового масла УФ-излучением сопровождалась барботированием масла инертным газом, что привело к удалению растворенного в масле кислорода [9]. По-видимому, именно поэтому фотостимулированные процессы окисления не наблюдаются.

Таблица

Влияние обработки на плотность и коэффициент объемного расширения оливкового масла

Вид обработки р25, г/см3 Р(25 — 60 °С)-10-4

Исходное масло 0,8979 7,7

Магнитное поле 0,8962 7,1

УФ-излучение 0,8929 8,1

Незначительное изменение плотности масла и увеличение термического коэффициента объемного расширения (табл.) позволяют говорить о незначительном изменении структурного состояния масла в результате обработки УФ-излучением. Сначала считали, что в природных триглицеридах преобладает конфигурация вилки, затем предположили, что более плотную упаковку дает конфигурация кресла. Сейчас рентгеноструктурный анализ единственного кристалла Р-формы трилаурина показал, что наиболее экономичную упаковку с наименьшей свободной энергией, не противоречащую принципам симметрии, дает конфигурация стержня [2]. Можно предположить, что обработка УФ-излучением привела к изменению первоначальной конформации типа кресла или стержня и формированию более рыхлой конформации типа вилки с меньшим количеством межмолекулярных водородных связей. ИК-спектроскопия оказывается нечувствительной к таким структурным превращениям: так, инфракрасные спектры трех полиморфных форм тристеарина, приведенные в [2], практически одинаковы, тем более, новая структура, вероятно, формируется не во всем объеме и исследуемое масло представляет собой рацемическую смесь разных полиморфных модификаций.

Триглицериды являются диамагнетиками, но орбитальные магнитные моменты

электронов кратных связей и несвязывающих орбиталей не равны нулю, т. В]] (где V — скорость центра масс при движении молекулы, В — индукция магнитного поля), стремящий ориентировать диполь

вдоль направления поля. Поэтому магнитные поля способны вызывать изменения структуры растительных масел и жиров и влиять на протекание физико-химических процессов в них.

Магнитное поле приводит к более заметным изменениям структуры масла. Уменьшение термического коэффициента расширения позволяет говорить о большей связности структуры обработанного масла, в отличие от масла, обработанного УФ-излучением (см. табл.).

Комплексная обработка (магнитное поле + УФ-излучение) оливкового масла не изменяет химического состава оливкового и льняного масел: ИК-спектры исходных и обработанных масел полностью совпадают (рис. 2), при этом наблюдаются незначительные изменения коэффициентов преломления (разница коэффициентов преломления составляет 0,0002 — 0,0004). Отметим, что комплексная обработка по-разному влияет на структуру цис- и транс-изомеров: коэффициенты преломления нерафинированных оливкового и льняного масел с цис-изомерной структурой увеличиваются после обработки, а для рафинированного масла виноградной косточки с транс-изомерной структурой обработка приводит к незначительному уменьшению коэффициента преломления: 1,4746 и 1,4742, соответственно.

Рис. 2. ИК-спектры льняного и оливкового масел после комплексной обработки

Исследования биологической активности масел проводили методом компьютерной пульсовой диагностики на приборе Пульсодиагностический комплекс «Пересвет-Пульс». При однократном приеме масла у всех пациентов отмечалось увеличение средних активностей и ресурсной части меридианов (органов), более гармоничное состояние функциональной активности органов и систем в сравнении с суточным биоритмом. У 50 % обследованных отмечено улучшение процессов восстановления энергетического потенциала органов и систем.

Субъективно пациенты отмечали улучшение самочувствия, уменьшение мышечно-суставных болевых синдромов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Обработка УФ-излучением и магнитным полем не влияет на химический состав оливкового и льняного масел и приводит к изменениям структурного состояния. В результате обработки УФ-излучением уменьшается плотность масел и связность структуры, а в результате обработки магнитным полем уменьшение плотности сопровождается увеличением связности структуры.

По данным компьютерной пульсовой диагностики комплексная обработки УФ-излучением и магнитным полем повышает биологическую активность оливкового и льняного масел.

Работа выполнена при поддержке Программы Президиума РАН (проект №12-П-2-1046). СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. URL: http://www.fito.nnov.ru/special/adeps/lypos (дата обращения 18.09.2012).

2. Верещагин А.Г. Структурный анализ природных триглицеридов // Успехи химии. 1971. Т. XL, вып. 11. С. 19952028.

3. Вагабова Ф.А. Разработка методов и аппаратуры для магнитной обработки растительных масел и жиров с целью повышения их стабильности при хранении : дис…. канд. техн. наук. СПб., 2000. 138 с.

4. Фридман И.А. Разработка и применение некоторых магнитных методов в технологии переработки растительных масел и жиров : дис. докт. техн. наук. СПб., 1999. 255 с.

5. Лисицын А.Н. Развитие теоретических основ процессов окисления растительных масел и разработка рекомендаций по повышению их стабильности к окислению : дис. … докт. техн. наук. М., 2007. 399 с.

6. Ломовский О.И. Прикладная механохимия: фармацевтика и медицинская промышленность // Обработка дисперсных материалов и сред. 2001. Вып. 11. С. 81-100.

7. Кожевников В.И., Гильмутдинов Ф.З., Канунникова О.М. и др. Влияние комплексного воздействия магнитным полем и электромагнитным излучением на химическое строение и физико-химические свойства растительного масла // Сб. трудов науч.-практ. конф. «Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности». СПб., 2008. Т. 12. С. 212-213.

8. Кожевников В.И., Гильмутдинов Ф.З., Канунникова О.М. и др. Технология получения масляных смесей и водно-масляных эмульсий для использования в медицине и ветеринарии // Материалы Всерос. науч.-практ. конф. «Информационные и управленческие технологии в медицине», Пенза. 2008. С. 33-38.

9. Кожевников В.И., Мерзляков П.Г., Дементьев В.Б. и др. Способ обработки жидкости и устройство для его осуществления. Патент № 2453501 от 23.08.2010.

10. Равич Г.Б., Цуринов Г.Г. Фазовая структура триглицеридов. М. : Изд-во: АН СССР, 1952. 158 с.

11. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М. Теоретическая физика. Электродинамика сплошных сред. М. : Наука, 1982. 621 с.

EFFECT OF MAGNETIC FIELD AND ULTRAVIOLET RADIATION ON THE STRUCTURAL STATE AND BIOLOGICAL ACTIVITY OF OLIVE AND LINEN OILS

Kozhevnikov V.I., Dementyev V.B., *Salamatov E.I., *Aksenova V. V., **Gerovskaya G.A., *Kanunnikova O.M.

Institute of Mechanics, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Izhevsk, Russia *Physical-Technical Institute, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences, Izhevsk, Russia **Department of Functional Diagnostics of Republican Medical-sports clinic, Izhevsk, Russia

SUMMARY. The paper presents the results of research of influence of an alternating magnetic field and ultraviolet radiation on linen and olive oil. External impact does not affect the chemical composition of oils, with the detected change of density and temperature coefficient of volume expansion, testifying to change of a structural condition of triglycerides of unsaturated fatty acids in the composition of the oils.

KEYWORDS: triglycerides of unsaturated fatty acids, ultraviolet radiation, alternating magnetic field, density, refractive index, infrared spectroscopy.

Кожевников Владимир Изосимович, кандидат технических наук, научный сотрудник ИМ УрО РАН Дементьев Вячеслав Борисович, доктор технических наук, заместитель директора ИМ УрО РАН Саламатов Евгений Иванович, доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник ФТИ УрО РАН Аксенова Валерия Викторовна, младший научный сотрудник ФТИ УрО РАН

Геровская Галина Алексеевна, врач высшей квалификационной категории, заведующая отделением функциональной диагностики ГУЗ Республиканский врачебно-физкультурный диспансер МЗ УР

Канунникова Ольга Михайловна, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник ФТИ УрО РАН, тел.(3412)21-78-33, e-mail: [email protected]

Свет вместо вакцины — новый способ справиться с гриппом — Общество — Новости Санкт-Петербурга

Группа исследователей Колумбийского медицинского центра штата Нью-Йорк экспериментально подтвердила возможность борьбы с вирусами гриппа в помещениях, где находятся люди. Это открывает новые возможности для борьбы с эпидемиями опасной болезни.

Как сообщают американские исследователи, ими установлено, что ультрафиолетовое излучение длиной волны от 207 до 222 нм и мощностью до 2 мДж/см2 способно эффективно бороться с вирусами гриппа, не нанося вреда клеткам человеческого организма.

Давно известно, что ультрафиолетовое облучение в диапазоне 300 нм и более жесткое (то есть 250 нм и тем более 207нм) является превосходным средством для стерилизации хирургических инструментов и воздуха в операционных помещениях. Механизм разрушения клеток и вирусов связан с поглощением квантов ультрафиолетового излучения молекулами наследственности — ДНК и РНК, что приводит к их разрушению. Ультрафиолет такой жесткости в принципе разрушает любые клетки — и патогенных микробов, и человеческого организма, в связи с чем находиться в зоне работы УФ-стерелизаторов без защиты нельзя.

Однако группа исследователей под руководством профессора Дэвида Бреннера обнаружила, что УФ излучение узкого диапазона, именно около 210 нм, обладает интересной особенностью — оно плохо проникает через ороговевший слой человеческой кожи и слизистую поверхность глаза. При этом вполне достаточно мощности излучения в 2  мДж/см2, чтобы обеспечить уничтожение вирусов гриппа h2N1, который использовался в натурных экспериментах. Для сравнения — для стерилизации воздуха в операционных используется широкополосное УФ-излучение в десять раз большей мощности.

В отличие от других методов борьбы с вирусами или бактериями, которые основаны на сложных методах остановки нормальной схемы размножения патогенов, УФ-стерилизация просто разрушает генетически аппарат вирусов. Это воздействие можно сравнивать с ударом кувалдой по компьютеру, тогда как прививки  – это хакерские попытки взлома, против которых можно бороться.

На практике применение этого метода означает, что в местах постоянного скопления людей можно включать лампы специального узкого УФ-диапазона, которые будут уничтожать вирусы гриппа, оказавшиеся в воздухе. Натурные эксперименты показали, что уничтожается свыше 95% вирусов, находившихся в экспериментальном помещении.

В настоящее время стоимость одной лампы такого типа составляет около 1000 долларов США, но по словам Дэвида Бреннера, при массовом производстве ее цена снизится.

Следовательно, заболевшие люди не смогут передавать в большинстве случаев вирус другим людям. Офисы, станции метро, вокзалы — возможно, даже квартиры станут местом, где вирусы и иные вредоносные микроорганизмы будут уничтожаться быстро и недорого.

Ультрафиолет излучение применение в жизни. Влияние на организм человека ультрафиолетового излучения. Защита кожи от ультрафиолета

Обеззараживание с помощью УФ-ламп я помню с детства – в садике, санатории и даже в летнем лагере стояли несколько пугающие конструкции, которые светились красивым фиолетовым светом в темноте и от которых нас отгоняли воспитатели. Так что же такое на самом деле ультрафиолетовое излучение и зачем оно нужно человеку?

Пожалуй, первый вопрос, на который нужно ответить – что такое вообще ультрафиолетовые лучи и как они работают. Обычно так называют электромагнитное излучение, которое находится в диапазоне между видимым и рентгеновским излучением. Ультрафиолет характеризуется длиной волны от 10 до 400 нанометров.
Открыли его еще в 19 веке, и произошло это благодаря открытию инфракрасного излучения. Обнаружив ИК-спектр, в 1801 г. И.В. Риттер обратил внимание на противоположный конец светового диапазона в процессе опытов с хлоридом серебра. А затем сразу несколько ученых пришли к выводу о неоднородности ультрафиолета.

Сегодня его разделяют на три группы:

• УФ-А излучение – ближний ультрафиолет;
• УФ-Б – средний;
• УФ-С – дальний.

Такое разделение во многом обусловлено именно воздействием лучей на человека. Естественным и основным источником ультрафиолета на Земле является Солнце. По сути, именно от этого излучения мы спасаемся солнцезащитными кремами. При этом дальний ультрафиолет полностью поглощается атмосферой Земли, а УФ-А как раз доходит до поверхности, вызывая приятный загар. А в среднем 10% УФ-Б провоцируют те самые солнечные ожоги, а также могут приводить к образованию мутаций и кожных заболеваний.

Искусственные источники ультрафиолета создаются и используются в медицине, сельском хозяйстве, косметологии и различных санитарных учреждениях. Генерирование ультрафиолетового излучения возможно несколькими способами: температурой (лампы накаливания), движением газов (газовые лампы) или металлических паров (ртутные лампы). При этом мощность таких источников варьируется от нескольких ватт, обычно это небольшие мобильные излучатели, до киловатта. Последние монтируются в объемные стационарные установки. Сферы применения УФ-лучей обусловлены их свойствами: способностью ускорять химические и биологические процессы, бактерицидным эффектом и люминесценцией некоторых веществ.

Ультрафиолет широко применяется для решения самых различных задач. В косметологии использование искусственного УФ-излучения используется прежде всего для загара. Солярии создают довольно мягкий ультрафиолет-А согласно введенным нормам, а доля УФ-В в лампах для загара составляет не более 5%. Современные психологи рекомендуют солярии для лечения «зимней депрессии», которая в основном вызвана дефицитом витамина D, так как он образуется под влиянием УФ-лучей. Также УФ-лампы используют в маникюре, так как именно в этом спектре высыхают особо стойкие гель-лаки, шеллак и подобные им.

Ультрафиолетовые лампы используют для создания фотоснимков в нестандартных ситуациях, например, для запечатления космических объектов, которые невидимы в обычный телескоп.

Широко применяется ультрафиолет в экспертной деятельности. С его помощью проверяют подлинность картин, так как более свежие краски и лаки в таких лучах выглядят темнее, а значит можно установить реальный возраст произведения. Криминалисты также используют УФ-лучи для обнаружения следов крови на предметах. Кроме того, ультрафиолет широко используется для проявления скрытых печатей, защитных элементов и нитей, подтверждающих подлинность документов, а также в световом оформлении шоу, вывесок заведений или декораций.

В медицинских учреждениях ультрафиолетовые лампы используются для стерилизации хирургических инструментов. Помимо этого, все еще широко распространено обеззараживание воздуха с помощью УФ-лучей. Существует несколько видов такого оборудования.

Так называют ртутные лампы высокого и низкого давления, а также ксеноновые импульсные лампы. Колба такой лампы изготавливается из кварцевого стекла. Основной плюс бактерицидных ламп – долгий срок службы и мгновенная способность к работе. Примерно 60% их лучей находятся в бактерицидном спектре. Ртутные лампы достаточно опасны в эксплуатации, при случайном повреждении корпуса необходима тщательная очистка и демеркуризация помещения. Ксеноновые лампы менее опасны при повреждении и отличаются более высокой бактерицидной активностью. Также бактерицидные лампы разделяют на озоновые и безозоновые. Первые характеризуются наличием в своем спектре волны длиной 185 нанометров, которая взаимодействует с находящимся в воздухе кислородом и превращает его в озон. Высокие концентрации озона опасны для человека, и использование таких ламп строго ограничено во времени и рекомендуется только в проветриваемом помещении. Все это привело к созданию безозоновых ламп, на колбу которых нанесено специальное покрытие, не пропускающее волну в 185 нм наружу.

Вне зависимости от вида бактерицидные лампы имеют общие недостатки: они работают в сложной и дорогостоящей аппаратуре, средний ресурс работы излучателя – 1,5 года, а сами лампы после перегорания должны храниться упакованными в отдельном помещении и утилизироваться специальным образом согласно действующим нормативам.

Состоят из лампы, отражателей и других вспомогательных элементов. Такие устройства бывают двух видов – открытые и закрытые, в зависимости от того, проходят УФ-лучи наружу или нет. Открытые выпускают ультрафиолет, усиленный отражателями, в пространство вокруг, захватывая сразу практически всю комнату, если установлены на потолке или стене. Проводить обработку помещения таким облучателем в присутствии людей строго запрещено.
Закрытые облучатели работают по принципу рециркулятора, внутри которого установлена лампа, а вентилятор втягивает в прибор воздух и выпускает уже облученный наружу. Их размещают на стенах на высоте не менее 2 м от пола. Их возможно использовать в присутствии людей, однако длительное воздействие не рекомендуется производителем, так как часть УФ-лучей может проходить наружу.
Из недостатков таких приборов можно отметить невосприимчивость к спорам плесени, а также все сложности утилизации ламп и строгий регламент использования в зависимости от типа излучателя.

Бактерицидные установки

Группа облучателей, объединенная в один прибор, использующийся в одном помещении, называется бактерицидной установкой. Обычно они достаточно крупногабаритные и отличаются высоким энергопотреблением. Обработка воздуха бактерицидными установками производится строго в отсутствие людей в комнате и отслеживается по Акту ввода в эксплуатацию и Журналу регистрации и контроля. Используется только в медицинских и гигиенических учреждениях для обеззараживания как воздуха, так и воды.

Недостатки ультрафиолетового обеззараживания воздуха

Помимо уже перечисленного, использование УФ-излучателей имеет и другие минусы. Прежде всего, сам ультрафиолет опасен для человеческого организма, он может не только вызывать ожоги кожи, но и сказываться на работе сердечно-сосудистой системы, опасен для сетчатки глаза. Кроме того, он может вызывать появление озона, а с ним и присущие этому газу неприятные симптомы: раздражение дыхательных путей, стимуляция атеросклероза, обострение аллергии.

Эффективность работы УФ-ламп достаточно спорная: инактивация болезнетворных микроорганизмов в воздухе разрешенными дозами ультрафиолета происходит только при статичности этих вредителей. Если микроорганизмы двигаются, взаимодействуют с пылью и воздухом, то необходимая доза облучения возрастает в 4 раза, чего не может создать обычная УФ-лампа. Поэтому эффективность работы облучателя рассчитывается отдельно с учетом всех параметров, и крайне сложно подобрать подходящие для воздействия на все типы микроорганизмов сразу.

Проникновение УФ-лучей относительно неглубокое, и если даже неподвижные вирусы находятся под слоем пыли, верхние слои защищают нижние, отражая от себя ультрафиолет. А значит, после уборки обеззараживание нужно проводить еще раз.
УФ-облучатели не могут фильтровать воздух, они борются только с микроорганизмами, сохраняя все механические загрязнители и аллергены в первозданном виде.

Спектр лучей, видимых глазом человека, не имеет резкой, четко определенной границы. Верхней границей видимого спектра одни исследователи называют 400 нм, другие 380, третьи сдвигают ее до 350…320 нм. Это объясняется различной световой чувствительностью зрения и указывает на наличие лучей не видимых глазом.
В 1801 г. И. Риттер (Германия) и У. Уола-стон (Англия) используя фотопластинку доказали наличие ультрафиолетовых лучей. За фиолетовой границей спектра она чернеет быстрее, чем под влиянием видимых лучей. Поскольку почернение пластинки происходит в результате фотохимической реакции, ученые пришли к выводу, что ультрафиолетовые лучи весьма активны.
Ультрафиолетовые лучи охватывают широкий диапазон излучений: 400…20 нм. Область излучения 180… 127 нм называется вакуумной. Посредством искусственных источников (ртутно-кварцевых, водородных и дуговых ламп), дающих как линейчатый, так и непрерывный спектр, получают ультрафиолетовые лучи с длиной волны до 180 нм. В 1914 г. Лайман исследовал диапазон до 50 нм.
Исследователи обнаружили тот факт, что спектр ультрафиолетовых лучей Солнца, достигающих земной поверхности, очень узок — 400…290 нм. Неужели солнце не излучает свет с длиной волны короче 290 нм?
Ответ на этот вопрос нашел А. Корню (Франция). Он установил, что озон поглощает ультрафиолетовые лучи короче 295 нм, после чего выдвинул предположение: Солнце излучает коротковолновые ультрафиолетовое излучение, под его действием молекулы кислорода распадаются на отдельные атомы, образуя молекулы озона, поэтому в верхних слоях атмосферы озон должен покрывать землю защитным экраном. Гипотеза Корню получила подтверждение тогда, когда люди поднялись в верхние слои атмосферы. Таким образом, в земных условиях спектр солнца ограничен пропусканием озонового слоя.
Количество ультрафиолетовых лучей, достигающих земной поверхности, зависит от высоты Солнца над горизонтом. В течение периода нормального освещения освещенность изменяется на 20%, тогда как количество ультрафиолетовых лучей достигающих земной поверхности уменьшается в 20 раз.
Специальными экспериментами установлено, что при подъеме вверх на каждые 100 м интенсивность ультрафиолетового излучения возрастает на 3…4%. На долю рассеянного ультрафиолета в летний полдень приходится 45…70% излучения, а достигающего земной поверхности — 30…55%. В пасмурные дни, когда диск Солнца закрыт тучами, поверхности Земли достигает главным образом рассеянная радиация. Поэтому можно хорошо загореть не только под прямыми лучами солнца, но и в тени, и в пасмурные дни.
Когда Солнце стоит в зените, в экваториальной области поверхности земли достигают лучи длиной 290…289 нм. В средних широтах коротковолновая граница, в летние месяцы, составляет примерно 297 нм. В период эффективного освещения верхняя граница спектра составляет порядка 300 нм. За полярным кругом земной поверхности достигают лучи с длиной волны 350…380 нм.

Влияние ультрафиолетового излучения на биосферу

Выше диапазона вакуумной радиации ультрафиолетовые лучи легко поглощаются водой, воздухом, стеклом, кварцем и не достигают биосферы Земли. В диапазоне 400… 180 нм влияние на живые организмы лучей различной длины волны не одинакова. Наиболее богатые энергией коротковолновые лучи сыграли существенную роль в образовании первых сложных органических соединений на Земле. Однако эти лучи способствуют не только образованию, но и распаду органических веществ. Поэтому прогресс жизненных форм на Земле наступил лишь после того, когда благодаря деятельности зеленых растений атмосфера обогатилась кислородом и, под действием ультрафиолетовых лучей, образовался защитный озоновый слой.
Для нас представляют интерес ультрафиолетовое излучение Солнца и искусственных источников ультрафиолетового излучения в диапазоне 400…180 нм. Внутри этого диапазона выделены три области:

А — 400…320 нм;
В — 320…275 нм;
С — 275…180нм.

В действии каждого из этих диапазонов на живой организм есть существенные различия. Ультрафиолетовые лучи действуют на вещество, в том числе и живое, по тем же законам, что и видимый свет. Часть поглощаемой энергии превращается в тепло, но тепловое действие ультрафиолетовых лучей не оказывает на организм заметного влияния. Другой способ передачи энергии — люминесценция.
Фотохимические реакции под действием ультрафиолетовых лучей проходят наиболее интенсивно. Энергия фотонов ультрафиолетового света очень велика, поэтому при их поглощении молекула ионизируется и распадается на части. Иногда фотон выбивает электрон за пределы атома. Чаще всего происходит возбуждение атомов и молекул. При поглощении одного кванта света с длиной волны 254 нм энергия молекулы возрастает до уровня, соответствующего энергии теплового движения при температуре 38000°С.
Основная часть солнечной энергии достигает земли в качестве видимого света и инфракрасного излучения и лишь незначительная часть — в виде ультрафиолета. Максимальных значений поток УФ достигает в середине лета на Южном полушарии (Земля на 5% ближе к Солнцу) и 50% от суточного количества УФ поступает в течение 4-х полуденных часов. Diffey установил, что для географических широт с температурой 20-60° человек, загорающий с 10:30 до 11:30 и затем с 16:30 до заката, получит только 19% от суточной дозы УФ. В полдень, интенсивность УФ (300 нм) в 10 раз выше, чем тремя часами раньше или позже: незагорелому человеку достаточно 25 минут для получения легкого загара в полдень, однако для достижения этого же эффекта после 15:00, ему понадобится лежать на солнце не менее 2-х часов.
Ультрафиолетовый спектр в свою очередь разделяют на ультрафиолет-А (UV-A) с длиной волны 315-400 nm, ультрафиолет-В (UV-B) -280-315 nm и ультрафиолет-С (UV-С)- 100-280 nm которые отличаются по проникающей способности и биологическому воздействию на организм.
UV-A не задерживается озоновым слоем, проходит сквозь стекло и роговой слой кожи. Поток UV-A (среднее значение в полдень) в два раза выше на уровне Полярного Круга, чем на экваторе, так что абсолютное его значение больше в высоких широтах. Не отмечается и существенных колебаний в интенсивности UV-A в разные времена года. За счет поглощения, отражения и рассеивания при прохождении через эпидермис, в дерму проникает только 20-30% UV-A и около 1% от общей его энергии достигает подкожной клетчатки.
Большая часть UV-B поглощается озоновым слоем, который «прозрачен» для UV-A. Так что доля UV-B во всей энергии ультрафиолетового излучения в летний полдень составляет всего около 3%. Он практически не проникает сквозь стекло, на 70% отражается роговым слоем, на 20% ослабляется при прохождении через эпидермис — в дерму проникает менее 10%.
Однако длительное время считалось, что доля UV-В в повреждающем действии ультрафиолета составляет 80%, поскольку именно этот спектр отвечает за возникновение эритемы солнечного ожога.
Необходимо учитывать и тот факт, что UV-В сильнее (меньшая длина волны) чем UV-А рассеивается при прохождении через атмосферу, что приводит и к изменению соотношения между этими фракциями с увеличением географической широты (в северных странах) и временем суток.
UV-С (200-280 нм) поглощается озоновым слоем. В случае использования искусственного источника ультрафиолета, он задерживается эпидермисом и не проникает в дерму.

Действие ультрафиолетового излучения на клетку

В действии коротковолнового излучения на живой организм наибольший интерес представляет влияние ультрафиолетовых лучей на биополимеры — белки и нуклеиновые кислоты. Молекулы биополимеров содержат кольцевые группы молекул, содержащие углерод и азот, которые интенсивно поглощают излучение с длиной волны 260…280 нм. Поглощенная энергия может мигрировать по цепи атомов в пределах молекулы без существенной потери, пока не достигнет слабых связей между атомами и не разрушит связь. В течение такого процесса, называемого фотолизом, образуются осколки молекул, оказывающие сильное действие на организм. Так, например, из аминокислоты гистидина образуется гистамин — вещество, расширяющее кровеносные капилляры и увеличивающее их проницаемость.
Кроме фотолиза под действием ультрафиолетовых лучей в биополимерах происходит денатурация. При облучении светом определенной длины волны электрический заряд молекул уменьшается, они слипаются и теряют свою активность — ферментную, гормональную, антигенную и пр.
Процессы фотолиза и денатурации белков идут параллельно и независимо друг от друга. Они вызываются разными диапазонами излучения: лучи 280…302 нм вызывают главным образом фотолиз, а 250…265 нм — преимущественно денатурацию. Сочетание этих процессов определяет картину действия на клетку ультрафиолетовых лучей.
Самая чувствительная к действию ультрафиолетовых лучей функция клетки — деление. Облучение в дозе 10(-19) дж/м2 вызывает остановку деления около 90% бактериальных клеток. Но рост и жизнедеятельность клеток при этом не прекращается. Со временем восстанавливается их деление. Чтобы вызвать гибель 90% клеток, подавление синтеза нуклеиновых кислот и белков, образование мутаций, необходимо довести дозу облучения до 10(-18) дж/м2. Ультрафиолетовые лучи вызывают в нуклеиновых кислотах изменения, которые влияют на рост, деление, наследственность клеток, т.е. на основные проявления жизнедеятельности.
Значение механизма действия на нуклеиновую кислоту объясняется тем, что каждая молекула ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты) уникальна. ДНК — это наследственная память клетки. В ее структуре зашифрована информация о строении и свойствах всех клеточных белков. Если любой белок присутствует в живой клетке в виде десятков и сотен одинаковых молекул, то ДНК хранит информацию об устройстве клетки в целом, о характере и направлении процессов обмена веществ в ней. Поэтому нарушения в структуре ДНК могут оказаться непоправимыми или привести к серьезному нарушению жизнедеятельности.

Действие ультрафиолетового излучения на кожу

Воздействие ультрафиолета на кожу заметно влияет на метаболизм нашего организма. Общеизвестно, что именно УФ-лучи инициируют процесс образования эргокальциферола (витамина Д), необходимого для всасывания кальция в кишечнике и обеспечения нормального развития костного скелета. Кроме того, ультрафиолет активно влияет на синтез мелатонина и серотонина — гормонов, отвечающих за циркадный (суточный) биологический ритм. Исследования немецких ученых показали, что при облучении УФ-лучами сыворотки крови в ней на 7 % увеличивалось содержание серотонина — «гормона бодрости», участвующего в регуляции эмоционального состояния. Его дефицит может приводить к депрессии, колебаниям настроения, сезонным функциональным расстройствам. При этом количество мелатонина, обладающего тормозящим действием на эндокринную и центральную нервную системы, снижалось на 28%.
Именно таким двойным эффектом объясняется бодрящее действие весеннего солнца, поднимающего настроение и жизненный тонус.
Действие излучения на эпидермис — наружный поверхностный слой кожи позвоночных животных и человека, состоящий из многослойного плоского эпителия человека, представляет собой воспалительную реакцию называемую эритемой. Первое научное описание эритемы дал в 1889 г. А.Н. Макла-нов (Россия), который изучил также действие ультрафиолетовых лучей на глаз (фотоофтальмию) и установил, что в основе их лежат общие причины.
Различают калорическую и ультрафиолетовую эритему. Калорическая эритема обусловлена воздействием видимых и инфракрасных лучей на кожу и прилива к ней крови. Она исчезает почти сразу после прекращения действия облучения.
После прекращения воздействия УФ-облучения, через 2..8 часов появляется покраснение кожи (ультрафиолетовая эритема) одновременно с ощущением жжения. Эритема появляется после скрытого периода, в пределах облученного участка кожи, и сменяется загаром и шелушением. Длительность эритемы имеет продолжительность от 10… 12 часов до 3…4 дней. Покрасневшая кожа горяча на ощупь, чуть болезненна и кажется набухшей, слегка отечной.
По существу эритема представляет собой воспалительную реакцию, ожог кожи. Это особое, асептическое (Асептический — безгнилостный) воспаление. Если доза облучения слишком велика или кожа особенно чувствительна к ним, отечная жидкость, накапливаясь, отслаивает местами наружный покров кожи, образует пузыри. В тяжелых случаях появляются участки некроза (омертвения) эпидермиса. Через несколько дней после исчезновения эритемы кожа темнеет и начинает шелушиться. По мере шелушения слущивается часть клеток, содержащих меланин (Меланин — основной пигмент тела человека; придает цвет коже, волосам, радужной оболочке глаза. Он содержится и в пигментном слое сетчатки глаза, участвует в восприятии света), загар бледнеет.
Толщина кожного покрова человека варьирует в зависимости от пола, возраста (у детей и стариков — тоньше) и локализации — в среднем 1..2 мм. Его назначение — защитить организм от повреждений, колебаний температуры, давления.
Основной слой эпидермиса прилегает к собственно коже (дерме), в которой проходят кровеносные сосуды и нервы. В основном слое идет непрерывный процесс деления клеток; более старые вытесняются наружу молодыми клетками и отмирают. Пласты мертвых и отмирающих клеток образуют наружный роговой слой эпидермиса толщиной 0,07…2,5 мм (На ладонях и подошвах, главным образом за счет рогового слоя, эпидермис толще, чем на других участках тела), который непрерывно слущивается снаружи и восстанавливается изнутри.
Если падающие на кожу лучи поглощаются мертвыми клетками рогового слоя, они не оказывают на организм никакого влияния. Эффект облучения зависит от проникающей способности лучей и от толщины рогового слоя. Чем короче длина волны излучения, тем меньше их проникающая способность. Лучи короче 310 нм не проникают глубже эпидермиса. Лучи с большей длиной волны достигают сосочкового слоя дермы, в котором проходят кровеносные сосуды. Таким образом, взаимодействие ультрафиолетовых лучей с веществом происходит исключительно в коже, главным образом в эпидермисе.
Основное количество ультрафиолетовых лучей поглощается в ростковом (основном) слое эпидермиса. Процессы фотолиза и денатурации приводят к гибели шиловидных клеток зародышевого слоя. Активные продукты фотолиза белков вызывают расширение сосудов, отек кожи, выход лейкоцитов и другие типичные признаки эритемы.
Продукты фотолиза, распространяясь по кровеносному руслу, раздражают также нервные окончания кожи и через центральную нервную систему рефлекторно воздействуют на все органы. Установлено, что в нерве, отходящем от облученного участка кожи, частота электрических импульсов повышается.
Эритема рассматривается как сложный рефлекс, в возникновении которого участвуют активные продукты фотолиза. Степень выраженности эритемы и возможность ее образования зависит от состояния нервной системы. На пораженных участках кожи, при обморожении, воспалении нервов эритема либо вовсе не появляется, либо выражена очень слабо, несмотря на действие ультрафиолетовых лучей. Угнетает образование эритемы сон, алкоголь, физическое и умственное утомление.
Н. Финзен (Дания) впервые применил ультрафиолетовое излучение для лечения ряда болезней в 1899 г. В настоящее время подробно изучены проявления действия разных участков ультрафиолетового излучения на организм. Из ультрафиолетовых лучей, содержащихся в солнечном свете, эритему вызывают лучи с длиной волны 297 нм. К лучам с большей или меньшей длиной волны эритемная чувствительность кожи снижается.
С помощью искусственных источников излучения эритему удалось вызвать лучами диапазона 250…255 нм. Лучи с длиной волны 255 нм дает резонансная линия излучения паров ртути, используемых в ртутно-кварцевых лампах.
Таким образом, кривая эритемной чувствительности кожи имеет два максимума. Впадина между двумя максимумами обеспечивается экранирующим действием ороговевшего слоя кожи.

Защитные функции организма

В естественных условиях вслед за эритемой развивается пигментация кожи — загар. Спектральный максимум пигментации (340 нм) не совпадает ни с одним из пиков эритемной чувствительности. Поэтому, подбирая источник излучения можно вызвать пигментацию без эритемы и наоборот.
Эритема и пигментация не являются стадиями одного процесса, хотя они и следуют одна за другой. Это проявление разных, связанных друг с другом процессов. В клетках самого нижнего слоя эпидермиса — меланобластах — образуется кожный пигмент меланин. Исходным материалом для образования меланина служат аминокислоты и продукты распада адреналина.
Меланин — не просто пигмент или пассивный защитный экран отгораживающий живые ткани. Молекулы меланина представляют собой огромные молекулы с сетчатой структурой. В звеньях этих молекул связываются и нейтрализуются осколки разрушенных ультрафиолетом молекул, не пропуская их в кровь и внутреннюю среду организма.
Функция загара заключается в защите клеток дермы, расположенных в ней сосудах и нервах от длинноволновых ультрафиолетовых, видимых и инфракрасных лучей, вызывающих перегрев и тепловой удар. Ближние инфракрасные лучи и видимый свет, особенно его длинноволновая, «красная» часть, могут проникать в ткани гораздо глубже, чем ультрафиолетовые лучи, — на глубину 3…4 мм. Гранулы меланина — темно-коричневого, почти черного пигмента — поглощают излучение в широкой области спектра, защищая от перегрева нежные, привыкшие к постоянной температуре внутренние органы.
Оперативный механизм защиты организма от перегрева — прилив крови к коже и расширение кровеносных сосудов. Это приводит к увеличению теплоотдачи посредством излучения и конвекции (Общая поверхность кожного покрова взрослого человека составляет 1,6 м2). Если воздух и окружающие предметы имеют высокую температуру, вступает в действие еще один механизм охлаждения — испарение за счет потоотделения. Эти механизмы терморегуляции предназначены для защиты от воздействия видимых и инфракрасных лучей Солнца.
Потоотделение, наряду с функцией терморегуляции, препятствует воздействию ультрафиолетового излучения на человека. Пот содержит урокановую кислоту, которая поглощает коротковолновое излучение благодаря наличию в ее молекулах бензольного кольца.

Световое голодание (дефицит естественного УФ-облучения)

Ультрафиолетовое излучение поставляет энергию для фотохимических реакций в организме. В нормальных условиях солнечный свет вызывает образование небольшого количества активных продуктов фотолиза, которые оказывают на организм благотворное действие. Ультрафиолетовые лучи в дозах, вызывающих образование эритемы, усиливают работу кроветворных органов, ретикуло-эндоте-лиальную систему (Физиологическая система соединительной ткани, вырабатывающая антитела разрушающие чужеродные организму тела и микробы), барьерные свойства кожного покрова, устраняют аллергию.
Под действием ультрафиолетового излучения в коже человека из стероидных веществ образуется жирорастворимый витамин D. В отличие от других витаминов он может поступать в организм не только с пищей, но и образовываться в нем из провитаминов. Под влиянием ультрафиолетовых лучей с длиной волны 280…313 нм провитамины, содержащиеся в кожной смазке выделяемой сальными железами, превращаются в витамин D и всасываются в организм.
Физиологическая роль витамина D заключается в том, что он способствует усвоению кальция. Кальций входит в состав костей, участвует в свертывании крови, уплотняет клеточные и тканевые мембраны, регулирует активность ферментов. Болезнь, возникающая при недостатке витамина D у детей первых лет жизни, которых заботливые родители прячут от Солнца, называется рахитом.
Кроме естественных источников витамина D используют и искусственные, облучая провитамины ультрафиолетовыми лучами. При использовании искусственных источников ультрафиолетового излучения следует помнить, что лучи короче 270 нм разрушают витамин D. Поэтому с помощью фильтров в световом потоке ультрафиолетовых ламп подавляется коротковолновая часть спектра.
Солнечное голодание проявляется в раздражительности, бессоннице, быстрой утомляемости человека. В больших городах, где воздух загрязнен пылью, ультрафиолетовые лучи вызывающие эритему почти не достигают поверхности Земли. Длительная работа в шахтах, машинных отделениях и закрытых заводских цехах, труд ночью, а сон в дневные часы приводят к световому голоданию.
Световому голоданию способствует оконное стекло, которое поглощает 90…95% ультрафиолетовых лучей и не пропускает лучи в диапазоне 310…340 нм. Окраска стен также имеет существенное значение. Например, желтая окраска полностью поглощает ультрафиолетовые лучи. Недостаток света, особенно ультрафиолетового излучения, ощущают люди, домашние животные, птицы и комнатные растения в осенний, зимний и весенний периоды.
Восполнить недостаток ультрафиолетовых лучей позволяют лампы, которые наряду с видимым светом излучают ультрафиолетовые лучи в диапазоне длин волн 300…340 нм. Следует иметь в виду, что ошибки при назначении дозы облучения, невнимание к таким вопросам, как спектральный состав ультрафиолетовых ламп, направление излучения и высота размещения ламп, длительность горения ламп, могут вместо пользы принести вред.

Бактерицидное действие ультрафиолетового излучения

Нельзя не отметить и бактерицидную функцию УФ-лучей. В медицинских учреждениях активно пользуются этим свойством для профилактики внутрибольничной инфекции и обеспечения стерильности оперблоков и перевязочных. Воздействие ультрафиолета на клетки бактерий, а именно на молекулы ДНК, и развитие в них дальнейших химических реакций приводит к гибели микроорганизмов.
Загрязнение воздуха пылью, газами, водяными парами оказывает вредное влияние на организм. Ультрафиолетовые лучи Солнца усиливают процесс естественного самоочищения атмосферы от загрязнений, способствуя быстрому окислению пыли, частичек дыма и копоти, уничтожая на пылинках микроорганизмы. Природная способность к самоочищению имеет пределы и при очень сильном загрязнении воздуха оказывается недостаточной.
Ультрафиолетовое излучение с длиной волны 253…267 нм наиболее эффективно уничтожает микроорганизмы. Если принять максимум эффекта за 100%, то активность лучей с длиной волны 290 нм составит 30%, 300 нм — 6%, а лучей лежащих на границе видимого света 400 нм,- 0,01% максимальной.
Микроорганизмы обладают различной чувствительностью к ультрафиолетовым лучам. Дрожжи, плесневые грибки и споры бактерий гораздо устойчивее к их действию, чем вегетативные формы бактерий. Споры отдельных грибков, окруженные толстой и плотной оболочкой, отлично себя чувствуют в высоких слоях атмосферы и, не исключена возможность, что они могут путешествовать даже в космосе.
Чувствительность микроорганизмов к ультрафиолетовым лучам особенно велика в период деления и непосредственно перед ним. Кривые бактерицидного эффекта, торможения и роста клеток практически совпадают с кривой поглощения нуклеиновыми кислотами. Следовательно, денатурация и фотолиз нуклеиновых кислот приводит к прекращению деления и роста клеток микроорганизмов, а в больших дозах к их гибели.
Бактерицидные свойства ультрафиолетовых лучей используются для дезинфекции воздуха, инструмента, посуды, с их помощью увеличивают сроки хранения пищевых продуктов, обеззараживают питьевую воду, инактивируют вирусы при приготовлении вакцин.

Негативное воздействие ультрафиолетового облучения

Хорошо известен и ряд негативных эффектов, возникающих при воздействии УФ-излучения на организм человека, которые могут приводить к ряду серьезных структурных и функциональных повреждений кожи. Как известно, эти повреждения можно разделить на:

Особенно опасно длительное неконтролируемое воздействие ультрафиолета для детей и подростков, поскольку может стать причиной развития во взрослом возрасте меланомы, наиболее быстро прогрессирующего рака кожи.

Летом мы проводим больше времени на открытом воздухе, одновременно надеваем меньше одежды, кожа больше контактирует с солнечным излучением, что увеличивает риск ее повреждения. Воздействие на кожу ультрафиолетового излучения — основная причина развития злокачественных новообразований кожи, наиболее злокачественным из которых является меланома. За последние 10 лет заболеваемость меланомой в России повысилась с 4,5 до 6,1 на 100 тыс. населения. Ежегодно эта опухоль поражает 8-9 тыс. россиян.

Предотвратить меланому можно не всегда, но, в наших силах значительно снизить риски развития этого заболевания.

Защита от повреждающего воздействия ультрафиолета необходима не только во время пляжного отдыха. Защита необходима во всех ситуациях, когда вы проводите много времени на открытом пространстве, особенно, в часы максимальной активности солнца (с 10 до 16), например, садово-огородные работы, катание на лодке, разные виды спорта, рыбалка, походы, стрижка газона, прогулки по городу и в парках, катание на велосипеде.

Защита от воздействия ультрафиолетового излучения.

Доказана прямая связь между воздействием солнечного излучения и частотой развития злокачественных новообразований, в том числе меланомы. Сейчас можно достаточно точно оценить интенсивность солнечного излучения и опасность его повреждающего воздействия на кожу в определенном месте в определенное время. Для этого ориентируются на значения УФ индекса (индекс ультрафиолетового излучения), который имеет значения по шкале от 1 до 11+ и показывает силу УФ излучения в конкретном месте. Чем выше значение УФ-индекса, тем больше вероятность солнечного ожога, повреждения кожи и, в конечном счете, появления различных злокачественных опухолей кожи.

• Защита кожи одеждой.
  

Если Вы планируете, долгое время находиться на открытом солнце, защитите кожу тела одеждой. Распространено ошибочное мнение, что любая одежда надежно предохраняет кожу от контакта с ультрафиолетом. Однако, это не так; важно обращать внимание как на непосредственно фасон одежды, так и на характеристики ткани, из которой она изготовлена.

Выбирайте максимально закрывающую тело одежду: брюки и юбки длиной до щиколоток, футболки и блузки с длинными рукавами.

Окрашенная, особенно натуральными пигментами (зеленый, коричневый, бежевый), или темная одежда лучше защищает от солнечных лучей, нежели белая, однако, она более нагревается, увеличивая тепловую нагрузку на тело. Двухслойные материалы удваивают свои защитные свойства. Предпочтительна одежда, изготовленная из плотной ткани.

Хорошо задерживают ультрафиолет ткани из хлопка, льна, конопли, а вот ткани из натурального шелка не защищают от солнечного излучения. Максимально задерживает ультрафиолет полиэстер.

Защитите кожу головы, надев головной убор (шляпа, косынка). Помните о коже ушей, их защитит тень широкополой шляпы. Кожа шеи особенно нуждается в защите, это наименее защищенный участок тела, выбирайте одежду с воротником, который можно поднять, либо повяжите на шею шарф, косынку.

Помните, что одежда не может дать 100% защиты, если через ткань на просвет виден свет, значит, она пропускает УФ.

• Использование солнцезащитных средств для наружного применения.
  

Используйте солнцезащитные продукты с коэффициентом защиты от солнца (SPF) от 30 и выше. Довольно распространено мнение, что использовать солнцезащитные средства следует только на пляже. Однако солнце воздействует на нас круглый год, а в период подъёма сезонной активности повреждающее воздействие ультрафиолета нисколько не меньше в городе, нежели на пляже.

В часы максимальной солнечной активности с 10.00 до 16.00) все открытые участки кожи необходимо защищать, нанося солнцезащитное средство. На пляже — на все тело, в городе или на прогулке — на лицо, губы, уши, шею, руки. Большинство людей используют солнцезащитное средство неправильно, используя его слишком экономно. Рекомендованное количество солнцезащитного средства на единицу поверхности кожи — 2 мг средства SPF на 1 см кожи. Для однократного нанесения солнцезащитного средства на кожу взрослого человека требуется не менее 30 мл средства.

Наносите защитное средство даже в пасмурные дни, когда солнце скрыто за облаками, так как облачность не препятствует проникновению УФ излучения.

Прежде чем нанести солнцезащитное средство, обязательно ознакомьтесь с прилагающейся инструкцией, где указывается с какой частотой надо повторять его нанесение. В среднем, необходимо повторять обработку кожи каждые 2 часа нахождения на солнце. Многие средства не являются влагостойкими и требуют повторного нанесения после каждого погружения в воду; усиленное потоотделение так же может сократить время эффективной защиты. Немало поклонников пляжного отдыха находят определенное удовольствие в экстремально длительном пассивном пребывании на солнце, они часами усердно «загорают», в полной уверенности, что приносят пользу своему организму, «оздоравливаются». Эта очень опасная практика, особенно любима людьми среднего и пожилого возраста. Таким отдыхающим надо помнить, что даже грамотное использование солнцезащитных средств не гарантирует абсолютной защиты кожи от повреждений, время пребывания на открытом солнце должно быть строго ограничено (не более 2 часов.).

• Нахождение в тени в часы активного солнца.
  

Ограничение длительного пребывания на открытом солнце — это еще один способ избежать вредного воздействия УФ. Особенно это актуально в середине дня, с 10.00 и 16.00, когда УФ излучение чрезмерно активно. Понять интенсивность солнечного излучения помогает простой тест: если тень человека короче роста самого человека, то солнце активно, и необходимо принять защитные меры. Нахождение в тени пляжного зонтика не является полноценной защитой, так как до 84% ультрафиолетовых лучей отражаются от песка и беспрепятственно достигают кожи.

• Использование солнцезащитных очков.
  

Уделяя внимание защите кожи, не забывайте про глаза. Меланома глаз встречается не реже меланомы кожи. Снизить риск ее развития можно только с помощью использования специальных солнцезащитных очков. Лучше использовать очки большого диаметра, стекла которых задерживают не менее 98% ультрафиолетовых лучей. Приобретайте очки в специализированных магазинах оптики, убедитесь, что их стекла поглощают УФ на длине волны до 400 нм, это значит, что очки блокируют, по крайней мере, 98% УФ лучей. При отсутствии подобных указаний на ярлыке, очки, скорее всего, не обеспечат достаточную защиту для глаз.

Защищая себя от повреждающего воздействия ультрафиолетового излучения Вы продлеваете жизнь.

Вода, солнечные лучи и кислород, содержащийся в земной атмосфере – вот основные условия возникновения и факторы, обеспечивающие продолжение жизни на нашей планете. При этом уже давно доказано, что спектр и интенсивность солнечной радиации в космическом вакууме неизменны, а на Земле воздействие ультрафиолетового излучения зависит от очень многих причин: времени года, географического местоположения, высоты над уровнем моря, толщины озонового слоя, облачности и уровня концентрации естественных и промышленных примесей в воздухе.

Что такое ультрафиолетовые лучи

Солнце излучает лучи в видимых и невидимых для человеческого глаза диапазонах. К невидимому спектру относятся инфракрасные и ультрафиолетовые лучи.

Инфракрасное излучение – это электромагнитные волны длиной от 7 до 14 нм, которые несут на Землю колоссальный поток тепловой энергии, и поэтому их часто называют тепловыми. Доля инфракрасных лучей в солнечной радиации – 40%.

Ультрафиолетовое излучение представляет собой спектр электромагнитных волн, диапазон которых разделён условно на ближние и дальние ультрафиолетовые лучи. Дальние или вакуумные лучи полностью поглощаются верхними слоями атмосферы. В земных условиях они искусственно генерируются только в вакуумных камерах.

Ближние ультрафиолетовый лучи, разделены на три подгруппы диапазонов:

• длинный – А (UVA) от 400 до 315 нм;
• средний – В (UVB) от 315 до 280 нм;
• короткий – С (UVС) от 280 до 100 нм.

Чем измеряется ультрафиолетовое излучение? Сегодня существуют много специальных приборов, как для бытового, так и для профессионального применения, которые позволяют измерить частоту, интенсивность и величину полученной дозы УФ-лучей, и тем самым оценить их вероятную вредность для организма.

Несмотря на то, что ультрафиолетовое излучение в составе солнечного света занимает всего лишь около 10%, именно благодаря его воздействию произошёл качественны скачок в эволюционном развитии жизни – выход организмов из воды на сушу.

Основные источники ультрафиолетового излучения

Главный и естественный источник ультрафиолетового излучения – это конечно же Солнце. Но и человек научился «производить ультрафиолет» с помощью специальных ламповых приборов:

• ртутно-кварцевые лампы высокого давления, работающие в общем диапазоне УФ-излучения – 100-400 нм;
• витальные люминесцентные лампы, генерирующие длину волн от 280 до 380 нм, с максимальным пиком излучения между 310 и 320 нм;
• озонные и безозонные (с кварцевым стеклом) бактерицидные лампы, 80% ультрафиолетовых лучей которых приходится на длину 185 нм.

Как ультрафиолетовое излучение солнца, так и искусственный ультрафиолетовый свет обладают возможностью воздействовать на химическую структуру клеток живых организмов и растений, и на сегодняшний момент, известны только некоторые разновидности бактерий, которые могут обходиться и без него. Для всех остальных отсутствие ультрафиолетового излучения приведёт к неминуемой гибели.

Так каково же реальное биологическое действие ультрафиолетовых лучей, какова польза и есть ли вред от ультрафиолета для человека?

Влияние ультрафиолетовых лучей на организм человека

Самая коварная ультрафиолетовая радиация – это коротковолновое ультрафиолетовое излучение, поскольку оно разрушает любые виды белковых молекул.

Так почему на нашей планете возможна и продолжается наземная жизнь? Какой слой атмосферы задерживает губительные ультрафиолетовые лучи?

От жесткого ультрафиолетового излучения живые организмы защищают озоновые слои стратосферы, которые полностью поглощают лучи этого диапазона, и они просто не достигают поверхности Земли.

Поэтому, 95% общей массы солнечного ультрафиолета приходиться на длинные волны (А), а приблизительно 5% на средние (В). Но тут важно уточнить. Несмотря на то, что длинных УФ-волн гораздо больше, и они обладают большой проникающей способностью, оказывая воздействие на сетчатый и сосочковый слои кожи, именно 5% средних волн, которые не могут проникнуть дальше эпидермиса, обладают наибольшим биологическим воздействием.

Именно ультрафиолетовое излучение среднего диапазона интенсивно воздействует на кожный покров, глаза, а также активно влияет на работу эндокринной, центральной нервной и иммунной систем.

С одной стороны, облучение ультрафиолетом может вызвать:

• сильный солнечный ожог кожных покровов – ультрафиолетовая эритема;
• помутнение хрусталика, приводящее к слепоте – катаракта;
• рак кожи – меланома.

Помимо этого, ультрафиолетовые лучи обладают мутагенным действием и вызывают сбои в работе иммунной системы, которые становятся причиной возникновения других онкологических патологий.

С другой стороны, именно действие ультрафиолетового излучения оказывает значимое влияние на метаболические процессы, происходящие в человеческом организме в целом. Повышается синтез мелатонина и серотонина, уровень которых оказывает положительное воздействие на работу эндокринной и центральной нервной системы. Ультрафиолетовый свет активизирует выработку витамина D, который является главным компонентом для усвоения кальция, а также препятствует развитию рахита и остеопороза.

Облучение ультрафиолетом кожных покровов

Поражение кожи могут носить как структурный, так и функциональный характер, которые, в свою очередь, можно разделить на:

1. Острые повреждения
   – возникают из-за высоких доз солнечной радиации лучей среднего диапазона, полученных при этом за короткое время. К ним относятся острый фотодерматоз и эритема.
2. Отсроченные повреждения
   – возникают на фоне продолжительного облучения длинноволновыми ультрафиолетовыми лучами, интенсивность которых, кстати, не зависит ни от времени года и от времени светового дня. К ним относят хронические фотодерматиты, фотостарение кожи или солнечная геродермия, ультрафиолетовый мутагенез и возникновение новообразований: меланомы, плоскоклеточного и базальноклеточного рака кожи. Среди перечня отсроченных повреждений есть и герпес.

Важно отметить, что и острые, и отсроченные повреждения можно получить при чрезмерном увлечении принятия искусственных солнечных ванн, не ношении солнцезащитных очков, а также при посещении соляриев, использующих несертифицированное оборудование и/или не проводящих мероприятий по специальной профилактической калибровке ультрафиолетовых ламп.

Защита кожи от ультрафиолета

Если не злоупотреблять любыми «солнечными ваннами», то человеческое тело справится с защитой от излучения самостоятельно, ведь боле 20% задерживается здоровым эпидермисом. Сегодня защита от ультрафиолета кожных покровов сводиться к следующим приемам, которые минимизируют риск образования злокачественных новообразований:

• ограничение времени нахождения на солнце, особенно в полуденные летние часы;
• ношение лёгкой, но закрытой одежды, ведь для получения необходимой дозы, стимулирующей выработку витамина D, совсем не обязательно покрываться загаром;
• подбор солнцезащитных кремов в зависимости от конкретного ультрафиолетового индекса, характерного для данной местности, времени года и суток, а также от собственного типа кожи.

Внимание! Для коренных жителей средней полосы России, показатель УФ-индекса выше 8, не просто требует применения активной защиты, но и представляет реальную угрозу для здоровья. Измерение величины излучения и прогнозы солнечных индексов можно найти на ведущих сайтах погоды.

Воздействие ультрафиолета на глаза

Повреждение структуры глазной роговицы и хрусталика (электроофтальмия) возможны при зрительном контакте с любым источником ультрафиолетового излучения. Несмотря на то, что здоровая роговица не пропускает и отражает жесткий ультрафиолет на 70%, причин, которые могут стать источником возникновения серьёзных заболеваний достаточно много. Среди них:

• незащищённое наблюдении за вспышками, солнечными затмениями;
• случайный взгляд на светило на морском побережье или в высоких горах;
• фото-травма от вспышки фотоаппарата;
• наблюдение за работой сварочного аппарата ил пренебрежение техникой безопасности (отсутствие защитного шлема) при работе с ним;
• длительная работа стробоскопа на дискотеках;
• нарушение правил посещения солярия;
• длительное нахождение в помещении, в котором работают кварцевые бактерицидные озоновые лампы.

Каковы первые признаки электроофтальмии? Клинические симптомы, а именно покраснение глазных склер и век, болевой синдром при движении глазных яблок и ощущение инородного тела в глазе, как правило, наступают спустя 5-10 часов после перечисленных выше обстоятельств. Тем не менее, средства защиты от ультрафиолетового излучения доступны каждому, ведь даже обычные линзы из стекла, не пропускают большую часть УФ-лучей.

Использование защитных очков со специальным фотохромным покрытием на линзах, так называемые «очки-хамелеоны», станет оптимальным «бытовым» вариантом для защиты глаз. Вам не придется утруждать себя вопросом, а какого цвета и степени затемнения ультрафиолетовый фильтр действительно обеспечивает эффективную защиту в конкретных обстоятельствах.

И конечно же, что при ожидаемом зрительном контакте со вспышками ультрафиолета, необходимо заранее надевать защитные очки или использовать другие приспособления, которые задерживают губительные для роговицы и хрусталика лучи.

Применение ультрафиолета в медицине

Ультрафиолет убивает грибок и другие микробы, находящиеся в воздухе и на поверхности стен, потолков, пола и предметов, а после воздействия специальных ламп происходит очищение от плесни. Это бактерицидное свойство ультрафиолета люди используют для обеспечения стерильности манипуляционных и хирургических помещений. Но ультрафиолетовое излучение в медицине используется не только для борьбы с внутрибольничными инфекциями.

Свойства ультрафиолетового излучения нашло своё применение при самых различных заболеваниях. При этом возникают и постоянно совершенствуются новые методики. Например, придуманное около 50 лет назад ультрафиолетовое облучение крови, первоначально применялось для подавления роста бактерий в крови при сепсисе, тяжёлых пневмониях, обширных гнойных ранах и других гнойно-септических патологиях.

Сегодня, ультрафиолетовое облучение крови или очистка крови, помогает бороться с острыми отравлениями, передозировкой лекарств, фурункулёзом, деструктивным панкреатитом, облитерирующим атеросклерозом, ишемией, церебральным атеросклерозом, алкоголизмом, наркоманией, острыми психическими расстройствами и многими другими болезнями, список которых постоянно расширяется.

Заболевания, при которых показано применение ультрафиолетового излучения, и когда любая процедура с УФ-лучами вредна:

Для того, чтобы жить без боли, людям с поражением суставов, неоценимую помощь в общей комплексной терапии принесёт ультрафиолетовая лампа.

Влияние ультрафиолета при ревматоидных артритах и артрозах, совмещение методики ультрафиолетовой терапии с правильным подбором биодозы и грамотной схемой приёма антибиотиков – это 100% гарантия достижения системно-оздоровительного эффекта при минимальной лекарственной нагрузке.

В заключение отметим, что положительное влияние ультрафиолетового излучения на организм и всего одна единственная процедура ультрафиолетового облучения (очищения) крови + 2 сеанса в солярии, помогут здоровому человеку выглядеть и чувствовать себя на 10 лет моложе.

Всем известно, что Солнце — центр нашей системы планет и стареющая звезда — испускает лучи. Солнечное излучение состоит из ультрафиолетовых лучей (УФ / UV) типа А, или UVA — длинноволновых, типа В, или UVB — коротковолновых. Наше понимание того, какие виды повреждений они могут причинять коже и как лучше всего защититься от УФ, похоже, меняется каждый год — по мере появления новых исследований. Например, когда-то считалось, что только UVB вредны для кожи, но мы все больше и больше узнаем из исследований о повреждениях, вызванных UVA. Как следствие, появляются и улучшенные формы защиты от UVA, которые способны при правильном применении предотвратить повреждения от воздействия солнца.

Что такое УФ-излучение?

УФ-излучение является частью электромагнитного (светового) спектра, который достигает Земли от Солнца. Длина волн УФ-излучения меньше спектра видимого света, что делает его невидимым для невооруженного глаза. Излучение по длине волн делится на UVA, UVB и UVC, причем UVA — наиболее длинноволновое (320-400 нм, где нм — миллиардная часть метра). UVA подразделяется еще на два диапазона волн: UVA I (340-400 нм) и UVA II (320-340 нм). Диапазон UVB — от 290 до 320 нм. Более короткие лучи UVC поглощаются озоновым слоем и не достигают поверхности земли.

Однако два типа лучей — UVA и UVB — проникают в атмосферу и являются причиной многих болезней — преждевременного старения кожи, повреждения глаз (включая катаракту) и рака кожи. Они также подавляют работу иммунной системы, уменьшая способность организма бороться с этими и другими заболеваниями.

УФ-излучение и рак кожи

Повреждая клеточную ДНК кожи, чрезмерное УФ-излучение вызывает генетические мутации, которые могут привести к раку кожи. Поэтому и Департамент здравоохранения и социальных служб США, и Всемирная организация здравоохранения признали УФ доказанным канцерогеном для человека. Ультрафиолетовое излучение считается основной причиной рака кожи немеланомы (NMSC), включая карциному базальной клетки (BCC) и плоскоклеточную карциному (SCC). Эти виды рака поражают ежегодно более миллиона людей в мире, из которых более 250 000 — граждане США. Многие эксперты считают, что, особенно для людей с бледной кожей, УФ-излучение часто играет ключевую роль в развитии меланомы — самой опасной формы рака кожи, которая ежегодно убивает более 8 000 американцев.

УФ А-излучение

Большинство из нас подвергается воздействию большого количества ультрафиолета на протяжении жизни. Лучи UVA составляют до 95 % УФ-излучения, достигающего поверхности Земли. Хотя они менее интенсивны, чем UVB, лучи UVA в 30-50 раз более распространены. Они присутствуют с относительно равной интенсивностью в течение всего светового дня в течение года и могут проникать сквозь облака и стекло.

Именно UVA, которое проникает в кожу более глубоко, чем UVB, виновато в старении кожи и возникновении морщин (так называемая солнечная геродермия), но до недавнего времени ученые полагали, что UVА не наносило значительного ущерба эпидермису (самый внешний слой кожи), где локализуется большинство случаев рака кожи. Однако исследования последних двух десятилетий показывают, что именно UVA повреждает клетки кожи, называемые кератиноцитами, в базальном слое эпидермиса, где развивается большинство случаев рака кожи. Базальные и плоскоклеточные клетки — это разновидности кератиноцитов.

Также именно UVA вызывает в основном загар, и теперь мы знаем, что загар (безразлично, где он получен — на открытом воздухе или в солярии) наносит коже ущерб, который усугубляется с течением времени, поскольку повреждаются ДНК кожи. Оказывается, кожа темнеет именно потому, что таким образом организм пытается предотвратить дальнейшее повреждение ДНК. Данные мутации могут привести к раку кожи.

Вертикальный солярий в основном излучает UVA. Лампы, используемые в салонах для загара, излучают дозы UVA в 12 раз больше, чем солнце. Неудивительно, что у людей, которые используют салон для загара, в 2,5 раза чаще развивается плоскоклеточный рак и в 1,5 раза чаще — базально-клеточный рак. Согласно недавним исследованиям, первое воздействие солярия в молодом возрасте повышает риск меланомы на 75%.

УФ В-излучение

UVB, которые являются главной причиной покраснения кожи и солнечных ожогов, наносят в основном ущерб более поверхностным эпидермальным слоям кожи. UVB играет ключевую роль в развитии рака кожи, старении и потемнении кожи. Интенсивность излучения зависит от сезона, местоположения и времени суток. Самое значительное количество UVB поражает США в период с 10:00 до 16:00 с апреля по октябрь. Однако лучи UVB могут повреждать кожу круглый год, особенно на больших высотах и на отражающих поверхностях, таких как снег или лед, которые отдают назад до 80% лучей, так что они попадают на кожу дважды. Радует только то, что UVB практически не проникают через стекло.

Защитные меры

Помните, что защищаться от УФ-излучения следует как внутри помещений, так и снаружи. Всегда ищите тень на улице, особенно между 10:00 и 16:00. А поскольку UVA проникает через стекло, подумайте над укреплением тонированной UV-защитной пленки на верхних частях боковых и задних стекол вашего автомобиля, а также на окнах дома и офиса. Такая пленка блокирует до 99,9% УФ-излучения и пропускает до 80% видимого света.

На открытом воздухе одевайте, чтобы ограничить воздействие УФ-излучения, специальную солнцезащитную одежду с UPF (коэффициент защиты от ультрафиолетового излучения). Чем выше значения UPF, тем лучше. Например, рубашка с UPF 30 означает, что только 1/30-я ультрафиолетового излучения Солнца может достичь кожи. Существуют и специальные добавки в средства для стирки, которые в обычных тканях обеспечивают более высокие значения UPF. Не игнорируйте возможность защититься — выбирайте те ткани, у которых лучшая защита от солнечных лучей. Например, яркая или темная блестящая одежда отражает больше УФ-излучения, чем светлые и отбеленные хлопчатобумажные ткани; правда, свободная одежда обеспечивает больший барьер между вашей кожей и солнечными лучами. Наконец, широкополые шляпы и солнцезащитные очки с УФ-защитой помогают защитить чувствительную кожу на лбу, шее и вокруг глаз — именно в этих областях обычно бывают наиболее тяжелые повреждения.

Защитный фактор (SPF) и
УФ В-излучение

С появлением современных солнцезащитных кремов появилась традиция измерять их эффективность фактором защиты от солнца, или SPF. Как ни странно, SPF — это не фактор и не мера защиты как таковой.

Эти числа просто указывают, сколько времени потребуется, чтобы UVB-лучи вызвали покраснение кожи при использовании солнцезащитного крема по сравнению с тем, как кожа будет краснеть без применения данного продукта. Например, пользуясь солнцезащитным кремом с SPF 15, человек продлит время безопасного нахождения на солнце в 15 раз по сравнению с пребыванием в аналогичных условиях без солнцезащитного крема. Солнцезащитный крем SPF 15 экранирует 93% солнечных лучей UVB; SPF 30 — 97%; и SPF 50 — до 98%. Крем с SPF 15 или даже выше необходимы для адекватной повседневной защиты кожи в солнечное время года. Для более длительного или интенсивного воздействия солнца, например нахождения на пляже, рекомендуется SPF 30 или выше.

Солнцезащитный компонент

Поскольку UVA и UVB вредны для кожи, то нужна защита от обоих видов лучей. Эффективная защита начинается с SPF от 15 или выше, также важны следующие ингредиенты: stabilized a avobenzone, ecamsule (также известный как
Mexoryl TM), oxybenzone, titanium dioxide,
и zinc oxide
. На этикетках солнцезащитных средств можно прочесть фразы типа «защищает от нескольких спектров лучей», «с широким спектром защиты» или «защита от UVA/UVB — все это указывает на то, что предусмотрена защита от UVA. Однако такие фразы могут не совсем соответствовать действительности.

В настоящее время 17 активных ингредиентов одобрены FDA (Управлением по контролю за качеством пищевых продуктов и лекарственных препаратов) для использования в солнцезащитных кремах. Эти фильтры делятся на две широкие категории: химические и физические. Большинство УФ-фильтров — химические, то есть они образуют тонкую защитную пленку на поверхности кожи и поглощают УФ-излучение, прежде чем лучи проникнут в кожу. Физические солнцезащитные средства чаще всего состоят из нерастворимых частиц, отражающих УФ-лучи от кожи. Большинство солнцезащитных кремов содержат смесь химических и физических фильтров.

• Ищите тень, особенно между 10:00 и 16:00.
• Не обгорайте.
• Избегайте интенсивного загара и вертикального солярия.
• Носите закрытую одежду, в том числе широкополую шляпу и солнцезащитные очки с ультрафиолетовыми фильтрами.
• Используйте солнцезащитный крем широкого спектра (UVA/UVB) с SPF 15 или выше каждый день. Для продолжительной активности на открытом воздухе используйте водостойкий солнцезащитный крем с широким спектром (UVA/UVB) с SPF 30 или выше.
• Наносите достаточную порцию (2 столовые ложки минимум) солнцезащитного крема на все тело за 30 минут до выхода на улицу. Повторно применять крем следует каждые два часа или сразу после купания/чрезмерного потоотделения.
• Берегите новорожденных от солнца, поскольку солнцезащитные кремы можно использовать только для младенцев старше шести месяцев.
• Каждый месяц проверяйте свою кожу с ног до головы — если обнаружили что-то подозрительное, то бегом к доктору.
• Ежегодно посещайте врача для профессионального обследования кожи.

электромагнитного излучения | Спектр, примеры и типы

Электромагнитное излучение , в классической физике, поток энергии с универсальной скоростью света через свободное пространство или через материальную среду в виде электрических и магнитных полей, которые составляют электромагнитные волны, такие как радиоволны, видимый свет, и гамма-лучи. В такой волне изменяющиеся во времени электрическое и магнитное поля взаимно связаны друг с другом под прямым углом и перпендикулярно направлению движения.Электромагнитная волна характеризуется своей интенсивностью и частотой ν изменения электрического и магнитного полей во времени.

Британская викторина

Тест «Дело и другое»

Согласно Британнике, физика фокусируется на «структуре материи и взаимодействиях между фундаментальными составляющими наблюдаемой Вселенной.”Проверьте свои знания о материи и многом другом с помощью этой викторины.

С точки зрения современной квантовой теории электромагнитное излучение — это поток фотонов (также называемых квантами света) через пространство. Фотоны — это пакеты с энергией h ν, которые всегда движутся с универсальной скоростью света. Обозначение h — это постоянная Планка, а значение ν такое же, как и частота электромагнитной волны в классической теории. Фотоны с одинаковой энергией h ν все похожи, и их плотность числа соответствует интенсивности излучения.Электромагнитное излучение проявляет множество явлений при взаимодействии с заряженными частицами в атомах, молекулах и более крупных материальных объектах. Эти явления, а также способы создания и наблюдения электромагнитного излучения, способ, которым такое излучение возникает в природе, и его технологические применения зависят от его частоты ν. Спектр частот электромагнитного излучения простирается от очень низких значений в диапазоне радиоволн, телевизионных волн и микроволн до видимого света и за его пределами до значительно более высоких значений ультрафиолетового света, рентгеновских лучей и гамма-лучей.

В этой статье обсуждаются основные свойства и поведение электромагнитного излучения, а также его различные формы, включая их источники, отличительные характеристики и практическое применение. В статье также прослеживается развитие как классической, так и квантовой теории излучения.

Общие соображения

Возникновение и важность

Около 0,01 процента массы / энергии всей Вселенной происходит в форме электромагнитного излучения.В нее погружена вся человеческая жизнь, и современные коммуникационные технологии и медицинские услуги особенно зависят от той или иной ее формы. Фактически, все живые существа на Земле зависят от электромагнитного излучения, получаемого от Солнца, и от преобразования солнечной энергии путем фотосинтеза в растения или путем биосинтеза в зоопланктон, основной этап пищевой цепи в океанах. Глаза многих животных, в том числе людей, приспособлены к тому, чтобы быть чувствительными и, следовательно, видеть самую обильную часть электромагнитного излучения Солнца, а именно свет, который составляет видимую часть его широкого диапазона частот.Зеленые растения также обладают высокой чувствительностью к максимальной интенсивности солнечного электромагнитного излучения, которое поглощается веществом, называемым хлорофиллом, который необходим для роста растений посредством фотосинтеза.

фотосинтез

Схема фотосинтеза, показывающая, как вода, свет и углекислый газ поглощаются растением с образованием кислорода, сахара и большего количества углекислого газа.

Британская энциклопедия, Inc.
Получите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту.Подпишись сейчас

Практически все виды топлива, которые использует современное общество — газ, нефть и уголь — представляют собой запасенные формы энергии, полученные от Солнца в виде электромагнитного излучения миллионы лет назад. Только энергия ядерных реакторов исходит не от Солнца.

Повседневная жизнь наполнена искусственно созданным электромагнитным излучением: пища нагревается в микроволновых печах, самолеты управляются радиолокационными волнами, телевизоры принимают электромагнитные волны, передаваемые радиовещательными станциями, а инфракрасные волны от обогревателей обеспечивают тепло.Инфракрасные волны также излучаются и принимаются автоматическими камерами с самофокусировкой, которые с помощью электроники измеряют и устанавливают правильное расстояние до объекта, который нужно сфотографировать. Как только солнце садится, включаются лампы накаливания или люминесцентные лампы для искусственного освещения, и города ярко светятся красочными люминесцентными и неоновыми лампами рекламных вывесок. Знакомо и ультрафиолетовое излучение, которое глаза не видят, но его эффект ощущается как боль от солнечного ожога. Ультрафиолетовый свет представляет собой разновидность электромагнитного излучения, которое может быть опасным для жизни.То же самое можно сказать и о рентгеновских лучах, которые важны в медицине, поскольку они позволяют врачам наблюдать за внутренними частями тела, но воздействие на которые должно быть сведено к минимуму. Менее известны гамма-лучи, которые возникают в результате ядерных реакций и радиоактивного распада и являются частью вредного высокоэнергетического излучения радиоактивных материалов и ядерного оружия.

Как мы узнали о существовании ультрафиолетового света?

Ультрафиолетовый свет очень полезен для дубления людей, которые хотят, чтобы их кожа выглядела как кожа, и для убийства вампиров, но это не то, что вы можете увидеть или почувствовать.Так как же люди вообще узнали о его существовании? Гениальный и довольно простой эксперимент.

Свет, хотя и довольно обильный, когда исходит от солнца, является трудной вещью. Он движется быстрее, чем что-либо еще во Вселенной, его нельзя упаковать или разлить по бутылкам, и его может быть сложно произвести по команде. Поскольку это настолько несущественно, на протяжении тысяч лет людям удавалось улавливать только несколько частот, никогда не зная, сколько им не хватало. Только случайно обнаружив, что кто-то понял, что есть на что посмотреть.Во время эксперимента по проверке различных температур цветного света Фредерик Уильям Гершель направил солнечный свет через призму, разделив его на радугу, а затем позволил цветам падать на разные термометры. Он заметил, что наибольшее повышение температуры происходило там, где казалось, что свет не светит, сразу за красной линией радуги. Внезапно люди узнали, что есть свет, который нельзя увидеть — инфракрасный.

Иоганн Риттер читал об этом открытии и высказал предположение, что невидимый свет может быть и на другом конце спектра, за синими линиями радуги.К несчастью для него, он не смог использовать уловку с термометром Гершеля, потому что температура увеличивалась к красному концу, а не к синему концу спектра. По сути, он охотился за чем-то, чего не мог ни увидеть, ни почувствовать с помощью доступных ему технологий.

Но это не значило, что ничего нельзя было увидеть или почувствовать. Проведя много исследований, Риттер в конце концов обнаружил хлорид серебра. Хлорид серебра потускнел и почернел под воздействием солнечного света. Небольшие эксперименты показали, что Риттер более энергично реагирует на синий конец спектра.Он использовал фокус с призмой Хешеля и поместил полоски хлорида серебра в каждый из отдельных цветов света. Красный немного потускнел, оранжевый — немного больше, а фиолетово-синий край света впечатляюще почернел хлорид серебра. Затем он попробовал все это снова, но с полосками из хлористого серебра за пределами места падения фиолетового света. Что-то, чего он не мог почувствовать, заставило хлорид серебра потемнеть сильнее, чем любая полоска в видимом свете. Он открыл новый вид света — тот, который был всегда, но которого никто никогда не мог увидеть.Риттер взял условные обозначения Гершеля и назвал это «ультрафиолетовым».

G / O СМИ могут получить комиссию

Наука может объяснить то, что мы уже знаем. Он может находить новые планеты или новые горизонты. Но я думаю, что это лучше всего, когда он показывает нам совершенно новые измерения мира, который мы уже знаем. С тех пор было обнаружено, что растения и животные могут чувствовать ультрафиолетовый свет, даже если мы не можем. Гершель и Риттер вместе разработали способ показать нам, что мир намного больше, чем все, что мы видим или даже чувствуем.

Изображение: Baxley / JILA

Через Cool Cosmos и eHow.

Ультрафиолетовое излучение — определение научных терминов

Ультрафиолетовое излучение — это еще одно название ультрафиолета. Это часть спектра за пределами видимого диапазона, сразу за видимой фиолетовой частью.

Ключевые выводы: ультрафиолетовое излучение

• Ультрафиолетовое излучение также известно как ультрафиолетовый свет или УФ.
• Это свет с более короткой длиной волны (большей частотой), чем видимый свет, но большей длиной волны, чем рентгеновское излучение.Он имеет длину волны от 100 до 400 нм.
• Ультрафиолетовое излучение иногда называют черным светом, потому что оно находится за пределами диапазона человеческого зрения.

Определение ультрафиолетового излучения

Ультрафиолетовое излучение — это электромагнитное излучение или свет с длиной волны более 100 нм, но менее 400 нм. Он также известен как УФ-излучение, ультрафиолетовый свет или просто УФ-излучение. Ультрафиолетовое излучение имеет длину волны больше, чем у рентгеновских лучей, но короче, чем у видимого света.Хотя ультрафиолетовый свет достаточно энергичен, чтобы разорвать некоторые химические связи, он (обычно) не считается формой ионизирующего излучения. Энергия, поглощаемая молекулами, может обеспечить энергию активации для запуска химических реакций и может вызвать флуоресценцию или фосфоресценцию некоторых материалов.

Слово «ультрафиолет» означает «за пределами фиолетового». Ультрафиолетовое излучение было открыто немецким физиком Иоганном Вильгельмом Риттером в 1801 году. Риттер заметил, что невидимый свет за пределами фиолетовой части видимого спектра затемняет бумагу, обработанную хлоридом серебра, быстрее, чем фиолетовый свет.Он назвал невидимый свет «окисляющими лучами», имея в виду химическую активность излучения. Большинство людей использовали фразу «химические лучи» до конца 19 века, когда «тепловые лучи» стали известны как инфракрасное излучение, а «химические лучи» стали ультрафиолетовым излучением.

Источники ультрафиолетового излучения

Около 10 процентов светового потока Солнца составляет УФ-излучение. Когда солнечный свет входит в атмосферу Земли, свет составляет около 50% инфракрасного излучения, 40% видимого света и 10% ультрафиолетового излучения.Однако атмосфера блокирует около 77% солнечного УФ-излучения, в основном в более коротких длинах волн. Свет, достигающий поверхности Земли, составляет около 53% инфракрасного, 44% видимого и 3% УФ.

Ультрафиолетовый свет излучается черным светом, ртутными лампами и лампами для загара. Любое достаточно горячее тело излучает ультрафиолетовый свет (излучение черного тела). Таким образом, звезды горячее Солнца излучают больше ультрафиолетового излучения.

Категории ультрафиолетового света

Ультрафиолетовый свет разделен на несколько диапазонов, как описано в стандарте ISO ISO-21348:

Видеть УФ-свет

Большинство людей не могут видеть ультрафиолетовый свет, однако это не обязательно потому, что сетчатка человека не может его обнаружить. Хрусталик глаза фильтрует UVB и более высокие частоты, к тому же у большинства людей отсутствует цветовой рецептор, чтобы видеть свет. Дети и молодые люди более склонны воспринимать УФ-излучение, чем пожилые люди, но люди, у которых отсутствует линза (афакия) или которым была заменена линза (как при операции по удалению катаракты), могут видеть УФ-волны определенной длины.Люди, которые видят УФ-излучение, сообщают о нем как о бело-голубом или фиолетово-белом цвете.

Насекомые, птицы и некоторые млекопитающие видят свет, близкий к ультрафиолетовому. Птицы обладают истинным ультрафиолетовым зрением, поскольку у них есть четвертый цветовой рецептор, который его воспринимает. Северный олень — это пример млекопитающего, которое видит ультрафиолетовый свет. Они используют его, чтобы увидеть белых медведей на фоне снега. Другие млекопитающие используют ультрафиолет, чтобы увидеть следы мочи и выследить добычу.

Ультрафиолетовое излучение и эволюция

Считается, что ферменты, используемые для восстановления ДНК в митозе и мейозе, произошли из ферментов ранней репарации, которые были разработаны для устранения повреждений, вызванных ультрафиолетовым светом.Ранее в истории Земли прокариоты не могли выжить на поверхности Земли, потому что воздействие ультрафиолета B заставляло соседнюю пару оснований тимина связываться вместе или образовывать димеры тимина. Это нарушение было фатальным для клетки, потому что сдвинуло рамку считывания, используемую для репликации генетического материала и производства белков. Прокариоты, избежавшие защитной водной флоры и фауны, выработали ферменты для восстановления димеров тимина. Несмотря на то, что в конечном итоге образовался озоновый слой, защищающий клетки от наихудшего солнечного ультрафиолетового излучения, эти восстанавливающие ферменты остаются.

Источники

• Болтон, Джеймс; Колтон, Кристин (2008). Справочник ультрафиолетовой дезинфекции. Американская ассоциация водопроводных сооружений. ISBN 978-1-58321-584-5.
• Хокбергер, Филип Э. (2002). «История ультрафиолетовой фотобиологии человека, животных и микроорганизмов». Фотохимия и фотобиология . 76 (6): 561–569. DOI: 10.1562 / 0031-8655 (2002) 0760561AHOUPF2.0.CO2
• Hunt, D.M .; Карвалью, Л. С .; Коуинг, Дж.А .; Дэвис, В. Л. (2009). «Эволюция и спектральная настройка зрительных пигментов у птиц и млекопитающих». Философские труды Королевского общества B: Биологические науки . 364 (1531): 2941–2955. DOI: 10.1098 / rstb.2009.0044

Ультрафиолетовый свет — обзор

12.7 Механизмы УФ-защиты отделочных средств

УФ-свет вызывает повреждение материалов в результате фотодеградации. Различные материалы, такие как натуральные или синтетические волокна и полимеры, поглощают ультрафиолетовое излучение и подвергаются быстрой фотолитической и фотоокислительной реакции, которая приводит к их фотодеградации.Энергии фотонов в ультрафиолетовой области (290–400 нм) достаточно (315–400 кДж / моль) для разрыва химических связей в этих материалах и образования свободных радикалов. Полученные свободные радикалы реагируют с полимерами с образованием окси- и пероксирадикалов и вызывают разрыв цепи до тех пор, пока два свободных радикала не объединятся вместе и не образуются стабильные нерадикальные соединения.

Для предотвращения фотодеградации текстильных изделий и негативного воздействия УФ-излучения на кожу используются органические и неорганические УФ-защитные отделочные агенты, которые поглощают УФ-излучение в диапазоне 290–320 нм и преобразуют высокую УФ-энергию в энергию вибрации в УФ-диапазоне. -поглощающие молекулы, а затем в тепловую энергию в окружающую среду без фотодеградации (Schindler and Hauser, 2004).

В неорганических оксидах, таких как TiO ₂ , CeO ₂ и ZnO, используются в качестве УФ-защитных агентов; УФ-свет поглощается возбуждением электронов из валентной зоны в зону проводимости. Каждый из этих материалов имеет ширину запрещенной зоны, соответствующую спектрам поглощения и показателю преломления. Следовательно, свет ниже этих длин волн имеет достаточно энергии для возбуждения электронов и поглощается оксидами металлов. С другой стороны, свет с длиной волны больше ширины запрещенной зоны не будет поглощаться.

Органические поглотители УФ-излучения представляют собой почти бесцветные соединения с высокими коэффициентами поглощения в УФ-диапазоне спектров 290–400 нм. Эти молекулы преобразуют поглощенную энергию в менее вредную колебательную энергию, прежде чем достичь окружающих материалов. Например, соединения с фенольной группой, которые образуют внутримолекулярные мосты OHO, такие как салицилаты, 2-гидроксибензофеноны, 2,2′-дигидроксибензофеноны и 3-гидроксифлавоны или ксантоны, а также соединения, образующие мосты OHN, такие как 2- (2- гидроксифенил) бензотриазолы и 2- (2-гидроксифенил) -1,3,5-триазины являются наиболее важными органическими поглотителями УФ-излучения (Kim, 2015).

Защита от солнца | Johns Hopkins Medicine

Защита от солнца для всей семьи

Для выработки витамина D (который способствует усвоению кальция для укрепления и здоровья костей) всем необходимо некоторое время на солнце. Но незащищенное воздействие солнечных ультрафиолетовых (УФ) лучей может вызвать повреждение кожи, глаз и иммунной системы. Это также может вызвать рак. Есть и другие способствующие факторы, такие как наследственность и окружающая среда. Но солнечный ожог и чрезмерное воздействие ультрафиолета действительно повреждают кожу.Это повреждение может привести к раку кожи или преждевременному старению кожи (фотостарению).

Как загар влияет на кожу?

Загар — это реакция кожи на ультрафиолетовое излучение. Когда ультрафиолетовые лучи достигают кожи, кожа вырабатывает больше меланина. Меланин — это цвет (пигмент), вызывающий загар. Загар не предотвращает рак кожи.

Что такое ультрафиолетовое излучение?

Энергия Солнца достигает Земли в виде видимых, инфракрасных и ультрафиолетовых (УФ) лучей.

• Ультрафиолет А (УФА) состоит из длин волн от 320 до 400 нм (нанометров).

• Ультрафиолетовое излучение B (UVB) имеет длину волны от 280 до 320 нм.

• Длины волн ультрафиолетового излучения C (UVC) составляют от 100 до 280 нм.

Только ультрафиолетовые лучи UVA и UVB достигают поверхности Земли. Атмосфера Земли поглощает волны УФС с длиной волны.

• UVB-лучи вызывают гораздо больший риск рака кожи, чем UVA.

• Но UVA-лучи вызывают старение, образование морщин и потерю эластичности.

• UVA также увеличивает повреждающее действие UVB, включая рак кожи и катаракту.

В большинстве случаев ультрафиолетовые лучи вступают в реакцию с меланином. Это первая защита от солнца. Это потому, что меланин поглощает опасные ультрафиолетовые лучи, которые могут серьезно повредить кожу. Солнечный ожог возникает, когда количество ультрафиолетовых лучей превышает защиту, которую может обеспечить меланин кожи. Загар представляет собой реакцию кожи на повреждения от солнца.Небольшое пребывание на солнце полезно для здоровья и приносит удовольствие. Но слишком много может быть опасно. Следует принять меры для предотвращения чрезмерного воздействия солнечных лучей. Эти профилактические меры могут снизить риск рака, преждевременного старения кожи, развития катаракты и других вредных эффектов.

#TomorrowsDiscoveries: Защита от УФ-излучения — Анна Чиен, доктор медицины

Доктор.Анна Чиен, дерматолог и содиректор программы кожных трансляционных исследований отделения дерматологии Джонса Хопкинса, и ее команда обнаружили, что видимый свет может вызывать воспаление и обесцвечивание кожи.

Как защитить себя от вредных солнечных лучей?

Лучший способ защитить себя от разрушительного воздействия солнца — это ограничить его воздействие и защитить кожу.

Лучший способ предотвратить солнечные ожоги у детей старше 6 месяцев — это следовать этим советам Американской академии дерматологии:

• Обильно нанесите водостойкий солнцезащитный крем широкого спектра действия с фактором защиты от солнца не менее 30 на все открытые участки кожи.Широкий спектр означает, что солнцезащитный крем защищает вас как от UVA, так и от UVB лучей. Повторно наносите примерно каждые 2 часа, а также после купания или потоотделения.

• По возможности надевайте защитную одежду, такую ​​как рубашка с длинными рукавами, брюки, широкополая шляпа и солнцезащитные очки. Ищите одежду с фактором защиты от ультрафиолета (UPF) или из плотной ткани.

• При необходимости ищите тень. Помните, что солнечные лучи наиболее сильны между 10 а.м. и 16:00. Если ваша тень короче вас, ищите тень.

• Соблюдайте особую осторожность рядом с водой, снегом и песком. Они отражают разрушительные лучи солнца. Это может увеличить ваши шансы получить солнечный ожог.

• Получайте витамин D из здоровой диеты, которая может включать витаминные добавки.

• Не используйте солярии. Ультрафиолетовое излучение солнца и соляриев может вызвать рак кожи и появление морщин.Если вы хотите выглядеть загорелым, попробуйте использовать средство для автозагара. Но также используйте с ним солнцезащитный крем.

• Защитите губы бальзамом для губ с SPF не ниже 15.

Регулярно осматривайте всю кожу. Если вы заметили, что на коже что-то меняется, растет или кровоточит, немедленно обратитесь к врачу. Рак кожи очень поддается лечению, если он обнаружен на ранней стадии.

Помните, песок и тротуар отражают ультрафиолетовые лучи даже под зонтиком.Снег и вода также хорошо отражают УФ-лучи. Отражающие поверхности могут отражать большую часть вредных солнечных лучей.

Также будьте осторожны, покупая защитные очки для себя и своих детей. Выбирайте солнцезащитные очки, на этикетках которых указано, что они обеспечивают защиту от ультрафиолета.

Помните, что многие лекарства, отпускаемые без рецепта и по рецепту, повышают чувствительность кожи к УФ-лучам. Таким образом, при приеме определенных лекарств за считанные минуты можно получить сильный солнечный ожог. Внимательно читайте этикетки на лекарствах и при необходимости используйте дополнительный солнцезащитный крем.

Что такое солнцезащитные кремы?

Солнцезащитные кремы защищают кожу от солнечных ожогов и играют важную роль в блокировании проникновения ультрафиолетового (УФ) излучения. Но ни один солнцезащитный крем не блокирует УФ-излучение на 100%.

Термины, используемые на этикетках солнцезащитных кремов, могут сбивать с толку. На защиту, обеспечиваемую солнцезащитным кремом, указывает фактор защиты от солнца (SPF), указанный на этикетке продукта. Продукт с SPF выше 15 рекомендуется для ежедневного использования. Солнцезащитные кремы содержат ингредиенты, которые помогают поглощать ультрафиолетовый свет.Кремы для загара содержат такие ингредиенты, как оксид цинка и диоксид титана, которые физически рассеивают и отражают УФB-свет. Имейте в виду, что не все солнцезащитные кремы защищают от лучей UVA. Выбирайте продукты с широким спектром покрытия, включая защиту от лучей UVA.

Технология УФ-излучения

УФ-свет

Ультрафиолетовый свет настолько важен во всех аспектах жизни, что без него наша жизнь буквально оказалась бы под угрозой множества загрязнений и недостатков.Изучая эту тему, вы делаете первый шаг к более здоровому образу жизни, расширяя свои знания о том, как УФ-свет может улучшить качество вашей жизни внутри и снаружи. Солнце излучает ультрафиолетовые (УФ) лучи, которые естественным образом действуют как очиститель воздуха на Земле, очищая наружный воздух. За последние 100 лет люди создали технологию, дублирующую естественные очищающие способности солнца, в то, что мы теперь знаем как технологию бактерицидного ультрафиолетового излучения.

Бактерицидная УФ-технология использовалась в течение многих лет в больницах, стоматологических кабинетах, государственных учреждениях и салонах благодаря своей способности уничтожать нежелательные загрязнения из воздуха, поверхности и воды.Поскольку многие американцы проводят большую часть своего времени дома и пьют неочищенную воду из-под крана, важно иметь в доме и офисе дезинфицирующие средства с ультрафиолетовым излучением для воздуха и воды, такие как очиститель воздуха Biozone и очиститель воды Trojan. Глубина важности ультрафиолетового света непостижима, но, надеюсь, информированный потребитель сделает путешествие открытий более доступным.

Ультрафиолетовый (УФ) свет — это электромагнитное излучение, состоящее из электромагнитных волн с более высокими частотами, чем те, которые люди называют фиолетовым цветом, следовательно, «ультрафиолетовым».У ультрафиолетового света длины волн короче, чем у видимого света, но длиннее, чем у рентгеновских лучей. УФ-излучение было впервые обнаружено в 1801 году немецким физиком Иоганном Вильхемом Риттером, который обнаружил, что соли серебра темнеют под воздействием солнечного света. Он предположил, что бумага, пропитанная хлоридом серебра, темнеет под воздействием невидимых лучей, которые он назвал «раскисляющими лучами», чтобы подчеркнуть их химическую активность. Термин «химические лучи» был вскоре принят и поддерживался на протяжении всего XIX века и в конечном итоге был заменен на «ультрафиолетовые лучи».Многие люди знают о негативном воздействии ультрафиолета, испытывая болезненные солнечные ожоги, но не многие люди понимают положительное влияние, которое он оказывает на себя и окружающую среду.

Солнце естественным образом излучает в воздух ультрафиолетовое излучение в диапазонах UVA, UVB и UVC. Положительный эффект света UVB заключается в том, что он вызывает выработку витамина D в коже. Исследования показывают, что десятки тысяч людей в США ежегодно умирают от различных видов рака из-за нехватки витамина D.Витамин D также необходим для усвоения кальция, дефицит которого может привести к серьезным заболеваниям костей. Ультрафиолетовое излучение также используется при лечении некоторых кожных заболеваний, таких как витилиго и псориаз. Еще одно преимущество солнечных лучей заключается в том, что они оказывают естественное очищающее действие на воздух Земли. УФ-свет обладает известными бактерицидными свойствами, которые позволяют ему очищать воздух и поверхность от вредных бактерий, микробов, плесени и нежелательных запахов. Представьте себе Землю без этой уникальной функции самоочистки!

Солнце излучает ультрафиолетовые лучи, которые естественным образом действуют как очиститель воздуха на Земле.Эти ультрафиолетовые лучи уничтожают вредные частицы, такие как бактерии, плесень и грибки, дрожжи и вирусы, пробивая наружную мембрану этих частиц и изменяя их ДНК, тем самым убивая микроорганизмы. Так же, как солнце естественным образом очищает наружный воздух, ультрафиолетовые лампы используются для стерилизации рабочих мест и инструментов, используемых в медицинских учреждениях, биологических лабораториях, а также салонах и гостиницах. Имеющиеся в продаже лампы низкого давления излучают бактерицидные волны, которые вызывают димеризацию соседних молекул тимина на ДНК.Когда в ДНК микроорганизма накапливаются многочисленные дефекты, вызванные этим, его репродуктивная система подавляется, что делает его безвредным и неспособным к размножению, как это делают большинство бактерий, вирусов и плесени. Эта широко известная технология бактерицидного ультрафиолетового излучения используется в наших очистителях воздуха Air Oasis и очистителях воздуха Biozone.

В очистителях воздуха

Air Oasis и очистителях воздуха Biozone используется бактерицидная УФ-технология для уничтожения плесени, бактерий, вирусов и микробов из воздуха в помещении, улучшая качество воздуха в вашем помещении.Используя фотокаталитическое действие комбинации либо диоксида титана (найденного в биозоне), либо смеси наноникля пяти редких каталитических металлов (найденных в воздушном оазисе) оболочки и УФ-лампы, возникает сильный окислительный эффект на любой органический материал, который проходит, превращая раздражающие патогены в безвредные инертные побочные продукты, тем самым уменьшая количество нежелательных загрязняющих веществ в воздухе. Эта технология настолько широко распространена, что НАСА даже использовало эту технологию для предотвращения накопления в воздухе вредных побочных продуктов, когда он застрял внутри шаттла.Вот почему мы считаем, что наши очистители воздуха Air Oasis и очистители воздуха Biozone — лучшее средство на рынке, обеспечивающее кристально чистый воздух в помещениях.

Ультрафиолетовый свет полезен не только для окружающего вас воздуха, но и для воды, которую вы пьете. Ультрафиолетовое излучение является настолько эффективным противовирусным и бактерицидным действием, что его обычно используют на очистных сооружениях и все чаще используют для очистки питьевой воды. Нью-Йорк даже одобрил строительство установки для обеззараживания питьевой воды УФ-излучением с производительностью 2 миллиарда галлонов в день.Кроме того, многие предприятия по производству бутилированной воды используют ультрафиолетовый свет для стерилизации воды и оборудования, и это убивает их; Так почему вы тратите деньги на воду, которую можно стерилизовать в собственном доме?

Надеюсь, теперь вы понимаете важность ультрафиолетового света во всех аспектах вашей жизни. От естественного появления солнца до современного использования ультрафиолетовых ламп, ультрафиолетовый свет имеет множество преимуществ, которые могут значительно улучшить качество вашей жизни. Высоко признанная технология УФ-ламп использовалась в течение многих лет в самых разных местах — от Белого дома до отеля Bellagio в Лас-Вегасе и во многих больницах по всему миру.Технология ультрафиолетового излучения изучается более века и доказала свою безопасность для использования дома или в офисе. Благодаря технологии ультрафиолетового излучения, используемой многими агентствами, предприятиями и частными лицами, которые ищут более чистый и чистый воздух и воду, мы уверены, что наши очистители воздуха Air Oasis и очистители воздуха Biozone могут облегчить сезонные аллергии, плесени и гриппа. вы так долго ждали. Пожалуйста, примите во внимание свое здоровье и добавьте преимущества технологии бактерицидного ультрафиолетового излучения в свою жизнь уже сегодня.

Авторские права © CleanAir4Life.com, 2006-2011. Все права защищены.

Обнаружен падающий газ, звездообразующие галактики, вероятно, основной источник энергии излучения Лайман-альфа, испускаемого гигантскими каплями газообразного водорода — ScienceDaily

На расстоянии миллиардов световых лет гигантские облака газообразного водорода производят особый вид излучения, тип ультрафиолета свет, известный как эмиссия Лаймана-альфа. Огромные облака, излучающие свет, являются каплями Лайман-альфа (ЛАБ).ЛАБ в несколько раз больше нашей галактики Млечный Путь, но были обнаружены только 20 лет назад. Для производства этого излучения необходим чрезвычайно мощный источник энергии — представьте, что выходная энергия эквивалентна миллиардам нашего Солнца, — но ученые спорят, что это за источник энергии.

Новое исследование, опубликованное 9 марта в журнале « Nature Astronomy », свидетельствует о том, что источник энергии находится в центре звездообразующих галактик, вокруг которых существуют LAB.

Исследование сосредоточено на Lyman-alpha blob 6 (LAB-6), расположенном на расстоянии более 18 миллиардов световых лет в направлении созвездия Grus.Совместная команда обнаружила уникальную особенность LAB-6 — газообразный водород, казалось, попадал внутрь самого себя. LAB-6 — первая лаборатория с убедительными доказательствами этой так называемой сигнатуры падающего газа. В падающем газе было мало металлических элементов, что позволяет предположить, что падающий газообразный водород LAB возник в межгалактической среде, а не в самой галактике звездообразования.

Количество падающего газа слишком мало, чтобы обеспечить наблюдаемую эмиссию Лайман-альфа. Полученные данные свидетельствуют о том, что центральная галактика со звездообразованием является основным источником энергии, ответственным за излучение Лайман-альфа.Они также ставят новые вопросы о структуре лабораторий.

«Это дает нам загадку. Мы ожидаем, что вокруг звездообразующих галактик должен падать газ — им нужен газ для материалов», — сказал Чжэн Чжэн, доцент физики и астрономии Университета Юты и соавтор книги. изучать. Чжэн присоединился к усилиям по анализу данных и руководил теоретической интерпретацией вместе с аспирантом Университета Шию Не. «Но это, кажется, единственная капля Лайман-альфа, в которую попал газ.Почему это так редко? »

Авторы использовали Очень большой телескоп (VLT) в Европейской южной обсерватории (ESO) и Атакамский большой миллиметровый / субмиллиметровый массив (ALMA) для получения данных. Ведущий автор Ипин Ао из обсерватории Пурпурной горы Китайской академии наук впервые наблюдал систему LAB-6 более десяти лет назад. Он знал, что даже тогда в этой системе было что-то особенное, судя по огромному размеру ее капли газообразного водорода. Он ухватился за возможность присмотреться.

«К счастью, нам удалось получить данные, необходимые для захвата молекулярного состава с помощью ALMA, и определить скорость галактики», — сказал он. «Оптический телескоп VLT от ESO дал нам важный спектральный световой профиль излучения Лайман-альфа».

Свет водорода раскрывает свой секрет

Вселенная заполнена водородом. Электрон водорода вращается вокруг ядра атома на разных энергетических уровнях. Когда нейтральный атом водорода взрывается энергией, электрон может быть переведен на большую орбиту с более высоким энергетическим уровнем.Тогда электрон может перепрыгнуть с одного уровня орбиты на другой, что создаст фотон. Когда электрон движется на самую внутреннюю орбиту с соседней орбиты, он испускает фотон с определенной длиной волны в ультрафиолетовом спектре, называемый излучением Лайман-альфа. Требуется мощный источник энергии, чтобы активировать водород, достаточный для производства эмиссии Лайман-альфа.

Авторы обнаружили свойство падающего газа, анализируя кинематику эмиссии Лайман-альфа. После испускания фотона Лайман-альфа он сталкивается с окружающей средой, заполненной атомами водорода.Он врезается в эти атомы много раз, как мяч, движущийся в автомате для игры в пинбол, прежде чем покинуть окружающую среду. Этот выход заставляет излучение распространяться наружу на большие расстояния.

Все эти колебания меняют не только направление световой волны, но и ее частоту, поскольку движение газа вызывает эффект Доплера. Когда газ истекает, излучение Лайман-альфа смещается в более длинную и красную длину волны. Когда втекает газ, происходит обратное — длина волны излучения Лайман-альфа становится короче, смещая его в более голубой спектр.

Авторы этой статьи использовали наблюдение ALMA, чтобы определить ожидаемую длину волны излучения Лайман-альфа от предполагаемой Земли, если бы не было эффекта отражения для фотонов Лайман-альфа. С помощью наблюдения VLT они обнаружили, что излучение Лаймана-альфа от этой капли смещается в сторону большей длины волны, что подразумевает приток газа. Они использовали модели для анализа спектральных данных и изучения кинематики газообразного водорода.

Падающий газ сужает источник излучения Лайман-альфа

LAB связаны с гигантскими галактиками, которые образуют звезды со скоростью от сотен до тысяч солнечных масс в год.Эти галактики окружают гигантские гало излучения Лайман-альфа, образуя газовые сгустки Лайман-альфа размером в сотни тысяч световых лет в поперечнике с мощностью, эквивалентной примерно 10 миллиардам солнц. Движение внутри газовых шариков может кое-что сказать вам о состоянии галактики.

Падающий газ может возникать несколькими способами. Это может быть вторая стадия галактического фонтана — если массивные звезды умирают, они взрываются и выталкивают газ наружу, который позже падает внутрь. Другой вариант — холодный поток — между небесными объектами плавают нити водорода, которые можно втянуть в центр потенциальной ямы, создавая падающий газ.

Модель авторов предполагает, что падающий газ в этой лаборатории происходит из последнего сценария. Они проанализировали форму светового профиля Лайман-альфа, который указывает на очень мало металлической пыли. В астрономии металлы тяжелее гелия. Звезды производят все тяжелые элементы во Вселенной — когда они взрываются, они производят металлические элементы и распространяют их по межгалактическому пространству.

«Если бы газ пришел из этой галактики, вы бы увидели больше металлов. Но в этом случае металлов было не так много», — сказал Чжэн.«Это свидетельствует о том, что газ не загрязнен элементами этого звездообразования».

Кроме того, их модель показывает, что окружающий газ производит энергию, эквивалентную двум солнечным массам в год, что слишком мало для наблюдаемой эмиссии Лайман-альфа.

Полученные данные убедительно свидетельствуют о том, что звездообразующая галактика является основным источником излучения Лайман-альфа, в то время как падающий газ формирует ее спектральный профиль. Однако это не полностью отвечает на вопрос.

«Могут быть и другие возможности», — сказал Ао. «Если галактика имеет сверхмассивную черную дыру в центре, она может испускать энергичные фотоны, которые могут путешествовать достаточно далеко, чтобы произвести излучение».

В будущих исследованиях авторы хотят разобрать сложную газовую динамику, чтобы выяснить, почему падающий газ является редкостью для LAB. Втекающий газ может зависеть, например, от ориентации системы. Они также хотят построить более реалистичные модели, чтобы понять движение фотонов излучения Лайман-альфа, когда они врезаются в атомы.

Yiping Ao также является аффилированным лицом Китайского университета науки и технологий. Среди других авторов: Шию Ни из Университета Юты; Кристиан Хенкель из MPIfR и Университета короля Абдель Азиза; Александр Белен из Institut d ‘Astrophysique Spatiale, Renyue Cen, Принстонский университет; Марк Дейкстра из Университета Осло; Пол Дж. Фрэнсис из Австралийского национального университета; Джеймс Э. Гич из Хартфордширского университета; Котаро Коно из Токийского университета; Мэтью Д.Ленерт из Университета Сорбонны; Карл М. Ментен и Аксель Вайс из MPIfR; и Цзюньчжи Ван из Шанхайской астрономической обсерватории.

.