1.2.2. Воздействие излучения на человека

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

Инфракрасное излучение, имея небольшую энергию квантов, эказывает в основном тепловое действие на человека. Благодаря хорошей проникающей способности инфракрасное излучение способно нагревать глубинные слои тканей.

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

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

Глаз и зрение. Если рассматривать глаз как оптическую систему (рис. 1.2), то нетрудно заметить сходство его с устройством фото­аппарата.

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

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

Рисунок 1.2. Оптическая схема глаза

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

Глаз человека способен воспринимать глаза минимальную освещенность 0,1 лк (лунный свет). Максимальная освещенность, к которой может приспособиться глаз, достигает 100 000 лк. При низкой освещенности глаз рабо­тает в режиме ночного зрения за счет функционирования палоч­ковых элементов. При высокой освещенности глаз работает в режиме дневного зрения за счет колбочковых элементов. При лереходе от освещенности, со­ответствующей ночному зре­нию, к освещенности, соответ­ствующей дневному зрению, тлаз может работать в режиме так называемого сумеречного зрения. В этом случае одновременно работают и колбочковый и палочковый аппараты сетчатой обо­лочки глаза. Сумеречный режим — самый неблагоприятный для зрения.

Освещенность предметов, которые приходится рассматривать одновременно или последовательно при небольших интервалах времени, часто бывает различной. Когда переводят глаза с одного лредмета на другой, они приспосабливаются к новому уровню ос­вещенности. Приспосабливание глаза к различным уровням осве­щенности называют адаптацией. Глаз человека — избирательный приемник излучения. Одна и та же мощность излучений различ­ных длин волн вызывает разные уровни светового ощущения.

На рисунке 1.3 кривая 1 — относительная спектральная чув­ствительность глаза человека (К_Х(1), которую часто называют кри­вой относительной видимости излучения; кривая 2—относитель­ная спектральная чувствительность глаза при ночном зрении. Она близка по форме к кривой видимости для дневного зрения, но смещена в сторону коротких длин волн примерно на 45 нм. Меж-лународной комиссией по освещению в 1924 г. за основную функ­цию спектральной чувствительности глаза принята относительная видимость в условиях дневного зрения. Максимум спектральной чувствительности глаза приходится на 555 нм. Функция спект­ральной чувствительности глаза человека положена в основу пост­роения системы световых величин и единиц.