Видимая часть солнечного спектра

Значение видимого излучения (ЭМИ с длиной волны от 760 до 380 нм) велико. Видимые лучи, воздействуя на зрительный анализатор (фоточувствительные клетки глаза), способствуют преобразованию энергии света, в результате чего организм получает до 90% информации об окружающей среде (психофизиологическое значение света). Зрительный анализатор за счет выработки гормона мелатонина регулирует биологические ритмы, т.е. циркадную систему, которая контролирует суточные ритмы сна и бодрствования, температуру тела, гормональную секрецию и другие физиологические функции, включая и познавательную деятельность.

Свет и зрение неразрывно связаны между собой. Зрительные ощущения вызываются не только видимыми лучами с длиной волны 400-760 нм, но и частично более длинноволновыми и более коротковолновыми; доказано, что наша сетчатка чувствительна к лучам с длиной волны от 300 до 800 нм при условии, если интенсивность этих волн будет достаточной.

Глаз обладает наибольшей чувствительностью к желто-зеленым лучам с длиной волны 555 нм. Если эту величину принять за единицу, то относительная чувствительность глаза к другим частям спектра будет постепенно уменьшаться, приближаясь к нулю в крайних точках видимого диапазона.

Плохая световая обстановка жилых, учебных и производственных помещений в сочетании с высокой зрительной нагрузкой может явиться причиной зрительного и общего утомления, способствовать развитию близорукости, нистагма и некоторых других заболеваний, а также травм.

Это излучение характеризуется следующими понятиями и величинами.

Световой поток - мощность лучистой энергии, оцениваемая глазом по производимому ею световому ощущению. Единица светового потока - люмен (лм).

Сила света - пространственная плотность светового потока. Единица силы света - кандела (кд).

Освещенность - поверхностная плотность светового потока, определяемая как отношение светового потока, падающего на поверхность, к площади данной поверхности. Единица освещенности - люкс (лк).

Яркость - световая величина, на которую непосредственно реагирует глаз человека. Единица яркости - кандела на квадратный метр (кд/м2). Яркость объекта восприятия зависит от освещенности и его отражательной способности.

Отражательная способность (коэффициент отражения) - отношение отраженного телом светового потока к падающему на это тело потоку (выражается в долях единицы или в процентах). Чем больше отражательная способность предмета, тем выше его яркость.

Естественное освещение

Естественное освещение помещений обеспечивается прямыми солнечными лучами (инсоляция), рассеянным светом с небосвода и отраженным светом противостоящего здания и поверхностью покрытия. Отсутствие естественного света вызывает явление «светового голодания», т.е. состояние организма, обусловленное дефицитом ультрафиолетового облучения и проявляющееся в нарушении обмена веществ и снижении резистентности организма. Помещения с постоянным пребыванием людей должны иметь естественное освещение.

Естественное освещение помещений зависит от светового климата, т.е. условий наружного естественного освещения, которые обусловлены:

- общими климатом местности:

- степенью прозрачности атмосферы;

- отражающей способностью окружающих предметов;

- географической широтой местности;

- ориентацией здания по сторонам света;

- наличием затенения окон противостоящим зданием, которое в свою очередь зависит от расстояния между ними, высоты и цвета стен, а также близости зеленых насаждений;

- величиной оконных проемов, их формой и расположением.

Все эти факторы определяют продолжительность и интенсивность освещения помещения прямыми солнечными лучами, т.е. инсоляционный режим помещений. Гигиеническая классификация продолжительности инсоляции помещений учитывает общеоздоровительный, бактерицидный и психофизиологический эффекты прямого солнечного света, а также оптимальное сочетание всех факторов при соблюдении минимальных значений каждого из них. Рассеянный и отраженный свет, поступающий в помещение, не содержит многих частей солнечного спектра как видимого, так и ультрафиолетового диапазона, поглощенных различными объектами (поверхность земли, деревья, стены зданий, облака и др.), и поэтому с физиолого-гигиенических позиций не может считаться полноценным (табл.1).

Гигиеническая классификация продолжительности инсоляции

Время инсоляции	Гигиеническая оценка	Характеристика эффектов
От 0 до 50 мин	Выраженная недостаточность инсоляции	Низкий бактерицидный эффект, негативная психофизиологическая реакция (жалобы на недостаточность инсоляции в 80% случаев)
От 50 мин до 1,5 ч	Недостаточность инсоляции	Высокий бактерицидный эффект, негативная психофизиологическая реакция (жалобы на недостаточность инсоляции в 50% случаев)
От 1,5 до 2,5 ч	Достаточная инсоляция (зона комфорта)	Высокий бактерицидный эффект, позитивная психофизиологическая реакция (жалоб нет)
Более 2,5 ч	Избыточная инсоляция	Негативная психофизиологическая реакция (жалобы на перегрев более чем в 50% случаев)

Виды естественного освещения. Естественное освещение - освещение помещений за счет поступления солнечного света через проемы в наружных ограждающих конструкциях производственных зданий. Это освещение может быть:

1) верхним - через световые фонари в перекрытии;

2) боковым - через окна в наружных стенах;

3) комбинированным - через световые фонари и окна. Использование той или иной системы естественного освещения зависит от назначения и размеров помещения, расположения его в плане здания, а также от климатических особенностей местности.

Влияние различных участков видимого спектра на нервно-психическую сферу. Красные лучи - обладают возбуждающим действием. Фиолетовые - вызывают угнетение.

Влияние различных участков видимого спектра на различные физиологические функции организма: на пульс, дыхание, кровяное давление, а также на производительность труда. Наивысшие показатели в выполнении тонкой зрительной работы были получены при желтом и белом свете.

Цвета 1-й группы (желтый, оранжевый, красный - теплые тона) увеличивают мускульное напряжение, частоту сердечных сокращений, повышают кровяное давление, учащают ритм дыхания.

Цвета 2-й группы (голубой, синий, фиолетовый - холодные тона) понижают кровяное давление, замедляют ритм сердца, замедляют ритм дыхания. В психическом плане голубой цвет успокаивает.

Использование психофизиологических эффектов различных участков видимой части солнечного света в медицине.

Физическое и психическое состояние больных в значительной степени зависит от цвета стен больничных помещений.

• Традиционные белые стены могут действовать на больных угнетающе.

• Для пациентов с высокой температурой больше всего подходят светло-голубые палаты.

• Лиловый цвет действует успокаивающе на беременных женщин.

• Темная охра улучшает самочувствие больных с пониженным давлением.

• Красный цвет повышает аппетит, т. е. больше любого другого подходит для столовых.

• Более того, эффективность многих лекарств можно повысить, изменив цвет таблеток. Для больных, страдающих депрессивными расстройствами, самые лучшие результаты принесло лечение таблетками в желтых оболочках, по сравнению с красными и зелеными, хотя успокоительное (содержание таблеток) было одинаковое.

Особое гигиеническое значение имеет влияние света на орган зрения. При низкой освещенности быстро наступает зрительное утомление, снижается общая работоспособность; во время трехчасовой зрительной работы при освещенности 30-50 лк устойчивость ясного видения снижается на 37 %, при освещенности 200 лк она снижается только на 10-15 %.

Правильно организованный световой режим играет существенную роль в профилактике близорукости у школьников.

Поэтому гигиеническое нормирование уровней освещенности устанавливается в соответствии с физиологическими особенностями зрительного анализатора.

Зрительные функции

1. Острота зрения (острота различения) - способность зрительного анализатора различать наименьшие детали объекта. Определяется наименьшим углом, под которым две смежные точки различаются как отдельные. Условно считают, что острота зрения равняется одной радиальной минуте. Острота различения возрастает пропорционально увеличению освещенности до 130-150лк, а с дальнейшим увеличением освещенности этот рост замедляется.

2. Контрастная чувствительность - способность зрительного анализатора воспринимать минимальную разность яркостей исследуемого объекта и фона. Она наибольшая при освещенности 1000 -2500 лк.

3. Скорость зрительного восприятия - время, на протяжении которого происходит осознание деталей объекта, который рассматривается. Эта скорость возрастает к освещенности 150 лк, а потом этот рост несколько снижается непропорционально росту освещенности.

4. Видимость - интегральная функция зрительного анализатора, которая учитывает основные его функции - остроту зрения, контрастную чувствительность, скорость зрительного восприятия.

5. Устойчивость ясного видения - отношение времени ясного видения объекта к суммарному времени рассматривания детали. Эта функция достигает оптимальных значений при освещенности 600- 1000 лк. Ее снижение свидетельствует о развитии утомления зрительного анализатора.

6. Функция цветового различия (восприятие). Белый, черный, серый цвета - ахроматические, характеризуются лишь яркостью, интенсивностью светопотока. Хроматические цвета - монохроматические, характеризуются яркостью и цветностью. Зрение наиболее чувствительно к желто-зеленой части видимого спектра, наименее чувствительно к фиолетовому излучению. При сумеречном и искусственном освещении (особенно при лампах накаливания) цветовая чувствительность зрительного анализатора снижается и искажается.

7. Адаптация - способность зрительного анализатора: а) уменьшать свою чувствительность при переходе от низкой до высокой освещенности (световая адаптация), которая наступает довольно быстро (за 2-3 минуты) и обусловлена преобразованиям зрительного пурпура в защитный черный пигмент в сетчатке глаза; б) увеличивать эту чувствительность при переходе от высокой к низкой освещенности (темновая адаптация), которая длится значительно дольше - до 40-60 минут и обусловлена восстановлением зрительного пурпура в сетчатке глаза.

8. Аккомодация - способность глаза регулировать остроту зрения в зависимости от расстояния до объекта рассматривания и освещения за счет изменений в преломлении света в оптической системе глаза, в основном за счет кривизны хрусталика. При уменьшении освещенности ниже 100-75 лк эта кривизна увеличивается, объект, который рассматривается, нужно приблизить к глазам. Недостаточная освещенность способствует перенапряжению системы аккомодации, развитию усталости и переутомления зрительного анализатора, а в несформированном зрительном анализаторе (дети, подростки) - развитию близорукости, особенно, когда к этому есть врожденная предрасположенность.

9. Критическая частота мигания определяется временами, на протяжении которого в зрительном анализаторе сохраняются следы образов: изображение объекта, которое исчезло с поля зрения, еще какой-то миг остается видимым в зависимости от яркости этого объекта. Физиологической основой этой функции зрения есть те самые процессы разрушения и восстановления зрительного пурпура. На этой функции зрения основывается величайшее изобретение человечества - кино. Частое изменение кадров (25 за секунду), близких за конфигурацией объектов и затемнение экрана обеспечивают непрерывность и динамику изображения.

Способность глаза к восприятию яркостей воздействующих световых раздражителей принято называть светоощущением.

Минимальная световая энергия, способная вызвать ощущение света, называется порогом светоощущения, который зависит от ряда факторов: длительности действия, угла зрения, под которым наблюдается световой раздражитель и др.