Види фотобіологічного впливу

Енергія оптичного випромінювання безпосередньо впливає на людину, тварин, рослини, мікроорганізми й інші приймачі. Основні види фотобіологічного впливу наступні.

Світловий вплив виражається в зоровому відчутті людини і тварини, що дозволяє орієнтуватися в навколишньому просторі.

Фотосинтезна дія виражається в тому, що видиме й довгохвильове УФ випромінювання забезпечують процес, у результаті якого в зелених рослинах з мінеральних речовин синтезуються речовини органічні.

Фотоперіодична дія виражається в тому, що при різнім чергуванні й тривалості періодів освітленості (опромінення) і темряви проявляється вплив на розвиток рослин, тварин, птахів.

Терапевтична (антирахітна) дія оптичного випромінювання полягає в наступному. Опромінення людей, тварин, птахів дозованими кількостями УФ, видимого ІЧ випромінювань поліпшує обмін речовин, підвищує опірність організму до захворювань.

Бактерицидна дія полягає в тому, що опромінення УФ випромінюванням і в великих кількостях видимим і ІЧ випромінюванням викликає загибель бактерій, рослин, комах.

Мутагенна дія оптичного випромінювання виражається в тому, що тривалий вплив на тварин і рослини УФ випромінювання приводить до спадкоємних змін, які можна використовувати для виведення рослин і інших організмів з новими властивостями.

Основні енергетичні величини й одиниці їх виміру

Поле оптичного випромінювання нерозривно пов'язане з переносом енергії від випромінюючого тіла до поглинаючого. Цей перенос здійснюється за допомогою електромагнітних коливань.

Енергія оптичного випромінювання має розмірність, властиву будь-який формі енергії, і вимірюється в джоулях. У практиці частіше потрібно знати не енергію випромінювання, а її потужність (потік випромінювання).

Потоком випромінювання Ф називають енергію випромінювання, яка переноситься в одиницю часу:

,

де — енергія випромінювання за час Дж; — проміжок часу, протягом якого випромінювання може бути прийняте рівномірним, с.

Потік випромінювання виміряється у ватах.

У практиці розподіл випромінювання по спектру визначають значенням спектральної щільності потоку випромінювання. Спектральна щільність (Вт·нм^-1) чисельно дорівнює відношенню однорідного потоку до ширини смуги спектра однорідного потоку:

.

Ухвалюючи , що прагне до нуля, одержимо

(2)

Функція спектральної щільності потоку випромінювання є основною характеристикою джерела енергії випромінювання, тому що дозволяє оцінити спектральний склад потоку випромінювання і його значення.

Просторова щільність потоку випромінювання джерела називається силою випромінювання (Вт·ср^-1(стерадіан)) і визначається відношенням потоку випромінювання до тілесного кута, у якому він укладений і рівномірно розподілений :

. (4)

Щільність випромінювання (Вт·м^-2) являє собою відношення потоку випромінювання до площі випромінюючої поверхні:

, (5)

де — площа поверхні випромінюючого тіла, у межах якої випромінювання можна вважати рівномірним.

Важливою для розрахунків величиною є опромінення (щільність опромінення). Вона визначається відношенням потоку випромінювання, що падає на поверхню і рівномірно розподіляється по ній, до площі цієї поверхні (Вт·м^-2):

. (6)

Одиниця виміру опромінення, як і для виміру щільності випромінювання, Вт·м^-2. Різниця між цими величинами полягає лише в тому, що поняття щільності випромінювання відноситься до випромінювача й характеризує його, а поняття опромінення відноситься до поверхні, що опромінюється.

Оскільки процес перетворення випромінювання в інші види енергії визначається не тільки значенням опромінення приймача і спектральним складом випромінювання, але і тривалістю опромінення, важливе значення має кількість опромінення. Кількість опромінення Н (Вт·см^-2) являє собою значення енергії випромінювання, що впала на одиницю поверхні, протягом часу опромінення. У загальному випадку

(7)

де — миттєве значення опромінення; — відповідно час початку та кінця опромінення.