Воздействие видимого света на ткани человека, не обладающие специфическими рецепторами

Государственное образовательное учреждение высшего  профессионального образования  «Волгоградский Государственный Медицинский  Университет» 

Реферат на тему:

«Воздействие видимого света на ткани человека, не обладающие специфическими рецепторами.» 
 
 

Выполнила:

студентка I курса 9 группы

педиатрического факультета

Мололкина Евгения Александровна

Проверил:

преподаватель физики

Диков Роман Викторович 
 
 
 
 

Волгоград, 2011

Оглавление: 

Видимое излучение -----------------------------------------------------------3 стр.

Характеристики  границ видимого излучения---------------------------4 стр.

Спектр  видимого излучения-------------------------------------------------4 стр.

              -Полный спектр (граф. изображение)-------------------------5 стр.

            - Направление колебаний и направление

                  распространения света (граф. изображение)------------7 стр. 

Фотомеханические  повреждения------------------------------9 стр.

Фотосенсибилизированные повреждения

биологических мембран------------------------------------------10 стр. 

Список  литературы-------------------------------------------------------- 13 стр. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Видимое излучение — электромагнитные волны, воспринимаемые человеческим глазом, которые занимают участок^[1][2] спектра с длиной волныприблизительно от 380 (фиолетовый) до 740 нм (красный). Такие волны занимают частотный диапазон от 400 до 790 терагерц. Электромагнитное излучение с такими длинами волн также называется видимым светом, или просто светом (в узком смысле этого слова).^[3] Наибольшую чувствительность к свету человеческий глаз имеет в области 555 нм (540 ТГц), в зелёной части спектра.

В спектре содержатся не все цвета, которые различает человеческий мозг. Таких оттенков, как розовый или маджента, нет в спектре видимого излучения, они образуются от смешения других цветов.

Видимое излучение  также попадает в «оптическое окно», область спектра электромагнитного излучения, практически не поглощаемая земной атмосферой. Чистый воздух рассеивает голубой свет несколько сильнее, чем свет с большими длинами волн (в красную сторону спектра), поэтому полуденное небо выглядит голубым.

Многие виды животных способны видеть излучение, не видимое человеческому глазу, то есть не входящему в видимый диапазон. Например, пчёлы и многие другие насекомые видят свет в ультрафиолетовом диапазоне, что помогает им находить нектар на цветах. Растения, опыляемые насекомыми, оказываются в более выгодном положении с точки зрения продолжения рода, если они ярки именно в ультрафиолетовом спектре. Птицы также способны видеть ультрафиолетовое излучение (300—400 нм), а некоторые виды имеют даже метки на оперении для привлечения партнёра, видимые только в ультрафиолете.^[4][5] 
 
 
 
 
 
 
 

Характеристики границ видимого излучения

Спектр видимого излучения

При разложении луча белого цвета в призме образуется спектр, в котором излучения разных длин волн преломляются под разным углом. Цвета, входящие в спектр, то есть такие цвета, которые могут  быть получены световыми волнами  одной длины (или очень узким  диапазоном), называются спектральными  цветами.^[9] Основные спектральные цвета (имеющие собственное название), а также характеристики излучения этих цветов, представлены в таблице:

Поток лучистой энергии, возбуждающий зрительные ощущения, воспринимаемые в виде различных яркостей или цветовых тонов.

    Световая  энергия отличается от других видов  лучистой энергии частотой колебаний  ν или длиной волны λ, которая  вообще определяет качество всякого  излучения.

    Лучи, посылаемые радиостанциями, тепловые лучи, видимый, глазом свет и невидимые ультрафиолетовые лучи — все они представляют собой электромагнитные колебания, распространяются в пустоте с одинаковой скоростью, подчиняются одним и тем же законам, но различаются между собой длиной волны и вследствие этой разницы производят совершенно различные действия.

    На  рисунке приведен общий спектр электромагнитных колебаний.

 

Полный  спектр. 
1 — род колебаний; 2 – частота; 3 — длина волны; 4 — иллюстрация длины волны. 

    Всякий  источник лучистой энергии действует  на расстоянии, но в то время как  для приема других видов энергии  необходим специальный приемник, световая энергия воспринимается нами непосредственно при помощи органа зрения — глаза. Эта особенность  света создает ему исключительное положение среди других видов  лучистой энергии, и, хотя в общем  спектре электромагнитных излучений  видимый свет занимает очень незначительный участок волн длиной от 0,4 до 0,76 µ, он обеспечивает человеку возможность  видеть.

    Указанное обстоятельство придает учению о  свете особый характер, заставляя  рассматривать его не только как  раздел физики, но в значительной мере и как раздел физиологии и психологии. Так, рассматривая свет в физике, невозможно ограничиться участком волн от 0,4 до 0,76 µ, так как оба продолжения  спектра обладают всеми качествами света, хотя и не вызывают зрительного  ощущения. Поэтому такие излучения  принято также называть светом, но невидимым. Следует отметить, что  и самые границы видимого света  зависят от мощности источника и  для очень мощных источников эти  границы оказываются более широкими, чем указано выше.

    С другой стороны хотя в настоящее время легко осуществить приемник световой энергии, обладающий таким же распределением чувствительности, как глаз, и, следовательно, можно производить объективные световые измерения, не прибегая к помощи глаза, визуальное восприятие всегда будет оставаться решающим в вопросах освещения, оценки изображения и т.д.

    Различие  в длине волны света воспринимается как различие по цвету, т.е. помимо количественных соотношений, характеризуемых яркостями, зрительные ощущения различаются еще качественно по цветности. Самые короткие волны λ=0,4 µ производят ощущение темнофиолетового света, самые длинные — темно-красного.

    Действие  излучения одной длины волны  вызывает ощущение насыщенного по цвету или монохроматического света. Основные цвета спектра соответствуют следующим длинам волн (в микронах): красный – 0,65; оранжевый – 0,609; желтый – 0,576; зеленый – 0,536; голубой —0,498; синий—0,460; фиолетовый — 0,442.

    Весь  спектр, т.е. смешанный поток, содержащий в определенном соотношении лучи всех длин волн, производит ощущение белого света. Примером белого света является солнечный, или дневной свет. По производимому ощущению спектр белого света может быть поделен на три зоны: синюю с длиной волны от 0,4 до 0,5 µ, зеленую от 0,5 до 0,6 µ и красную от 0,6 до 0,76 µ. Если же из спектра белого света удалить синюю зону, то оставшаяся смесь зеленой и красной зон производит ощущение желтого света. Соответственно, при удалении из полного спектра зеленого участка оставшиеся зоны дают ощущение пурпурного и, наконец, при удалении красного участка — ощущение голубого света. Скорость распространения света в пустоте, как и других видов лучистой энергии, составляет 300 000 км/сек, не зависит от длины волны и превосходит скорость любого известного движения. Достаточно указать, что свет мог бы обогнуть земной шар по экватору в течение 1/7 сек.

    Световые  колебания поперечны и происходят поперек линии распространения  света, т.е. перпендикулярны лучу и  лежат в различных плоскостях, проходящих через луч. Такой луч  называется лучом естественного, или  неполяризованного, света. Если колебания  происходят не во всех сечениях, свет называется поляризованным.

 

Направление колебаний и направление  распространения  света 

    Обычно  температурные источники излучают сложный, не монохроматический свет, который содержит колебания различной  частоты и может быть разложен в сплошной спектр, и только газы обладают способностью излучать отдельные  спектральные линии, т.е. дают линейчатый спектр.

    Скорость  распространения света c, частота колебаний ν и длина волны λ связаны между собой зависимостью:

    c = ν · λ.

    При переходе света из пустоты в прозрачную среду скорость света уменьшается  в n раз, где n —показатель преломления света. Так как величина n зависит от длины волны, то лучи различного цвета, шедшие в пустоте с одинаковой скоростью, приобретают в прозрачной среде различную скорость, отчего и происходит разложение (дисперсия) белого света, являющееся причиной хроматизма, свойственного преломляющим оптическим системам. Это разложение особенно заметно, когда лучи, идущие с наибольшей скоростью, например красные лучи, проходят в про¬зрачной среде наименьший путь, а лучи с минимальной скоростью, например фиолетовые,— наибольший путь. Такое именно разложение происходит в преломляющей стекляннойпризме.

    Как излучение, так и поглощение света происходят не непрерывно, а отдельными порциями света —квантами, или фотонами. Действие света при поглощении его частицами вещества имеет также прерывный характер, т.е. свет поглощается отдельными фотонами, несущими энергию, прямо пропорциональную частоте колебаний ν. Следовательно, чем больше частота, т.е. чем меньше длина волны, тем больше энергия, переносимая одним фотоном. Этим объясняется наибольшее фотографическое действие (наибольшая актиничность) фиолетовых и сине-фиолетовых лучей.

Свет как элемент  жизненной среды человека представляет собой один из основных факторов важнейшей  медико-биологической проблемы современности - организм и среда. 
Выдающийся естествоиспытатель, создатель учения о биосфере В.И. Вернадский писал, что “кругом нас, в нас самих, всюду и везде, без перерыва, вечно сменяясь, совпадая и сталкиваясь, идут излучения разной длины волн - от волн, длина которых исчисляется десятимиллионными долями миллиметра, до длинных, измеряемых километрами”.(1) 
В этом диапазоне лежат и излучения оптической области спектра лучистой энергии - свет солнца, неба и искусственных источников света. 
Сейчас в век научно-технического прогресса, в самых разносторонних областях широко применяются источники лучистой энергии. В связи с этим человек подвергается воздействию естественных и искусственных источников лучистой энергии с самой различной спектральной характеристикой и чрезвычайно обширным диапазоном интенсивности: от 100000 лк и более днем при прямом солнечном свете до 0.2 лк ночью при свете луны. 
Вместе с тем о роли лучистой энергии, в частности света, в биологии человеческого организма мы, к сожалению, знаем еще пока очень мало. 
Все виды излучения оптической области спектра имеют одинаковую физическую природу. Но каждый отдельный участок спектра (видимые, ультрафиолетовые и инфракрасные лучи) имеет определенные длины волн и частоту электромагнитных колебаний, что в свою очередь качественно характеризует эти участки спектра, их биологическое действие и гигиеническое значение. 
Свет - видимое излучение - является единственным раздражителем глаза, вызывающим зрительные ощущения, обеспечивающие зрительное восприятия мира. Однако действие света на глаз не ограничено только аспектом видения - возникновением на сетчатке глаза изображений и формированием зрительных образов. Помимо основного процесса видения, свет вызывает и другие важные реакции рефлекторного и гуморального характера. Воздействуя через адекватный рецептор - орган зрения, он вызывает импульсы, распространяющиеся по зрительному нерву до оптической области больших полушарий головного мозга (в зависимости от интенсивности) возбуждает или угнетает центральную нервную систему, перестраивая физиологические и психические реакции, изменяя общий тонус организма, поддерживая деятельное состояние. 
Видимый свет оказывает еще влияние на иммунные и аллергические реакции, а также на различные показатели обмена, изменяет уровень аскорбиновой кислоты в крови, в надпочечных железах и мозге. Он действует и на сердечно-сосудистую систему. В последнее время установлено также и гуморальное влияние нервного возбуждения, возникающее при световом раздражении глаза. 
Хотя наибольшее количество реакций вызываемых светом в организме человека, имеют положительный эффект, все же имеет место и вредные аспекты действия видимого света. И в этом реферате, будут изложены наиболее распространенные виды вредного влияния оптического излучения видимого спектра на организм человека. А именно будут рассмотрены различные механизмы световых повреждений глаз. Особое внимание в этом реферате решено уделить механизму основанному на фотохимических процессах происходящих на сетчатке под воздействием светового излучения.