4. Химическая и физическая терморегуляция.

1) химическую терморегуляцию. Чем холоднее среда, тем больше отдача тепла за счет интенсификации процессов окисления в результате тонического сокращения мышц (холодовая дрожь). Некоторые млекопитающие (например, медведи) накапливают бурый жир, который окисляясь выделяет много тепла;

2) физическую терморегуляцию. Главное приспособление – наличие термоизоляционных покровов (перьев, волос, подкожного жира). Покровы не определяют теплокровность, но помогают сохранить тепло в организме. Также важно в терморегуляции млекопитающих испарение жидкости потовыми железами. Испарение влаги с поверхности слизистой ротовой полости, характерно для млекопитающих и для птиц, которые сочетают это с горловой дрожью;

5. Тепловое излучение. Законы теплового излучения. Инфракрасное и ультрафиолетовое излучение в медицине.

Теплово́е излуче́ние или лучеиспускание — передача энергии от одних тел к другим в виде электромагнитных волн за счёт их тепловой энергии. Тепловое излучение в основном приходится на инфракрасный участок спектра, т.е на длины волн от 0,74 мкм до 1000 мкм. Отличительной особенностью лучистого теплообмена является то, что он может осуществляться между телами, находящимися не только в какой-либо среде, но и вакууме.

Примером теплового излучения является свет от лампы накаливания.

Основные законы теплового излучения

Закон Стефана — Больцмана

Закон Стефана — Больцмана — закон излучения абсолютно чёрного тела. Определяет зависимость мощности излучения абсолютно чёрного тела от его температуры. Формулировка закона:

Мощность излучения абсолютно чёрного тела прямо пропорциональна площади поверхности и четвёртой степени температуры тела:

P = SεσT4,

где ε - степень черноты (для всех веществ ε < 1, для абсолютно черного тела ε = 1).

Закон излучения Кирхгофа

Отношение излучательной способности любого тела к его поглощательной способности одинаково для всех тел при данной температуре для данной частоты и не зависит от их формы и химической природы.

Закон смещения Вина

Зако́н смеще́ния Ви́на даёт зависимость длины волны, на которой поток излучения энергии чёрного тела достигает своего максимума, от температуры чёрного тела.

λ_max = b/T ≈ 0,002898 м·К × T ⁻¹ (K),

где T — температура, а λ_max — длина волны излучения с максимальной интенсивностью. Коэффициент b, называемый постоянной Вина, в Международной системе единиц (СИ) имеет значение 0,002898 м·К.

Инфракрасное излучение – электромагнитное излучение, с частотой в диапазоне от 3*10^11 до 3,75*10^14 Гц,занимающее спектральную область между красным концом видимого света (с длиной волны[1] λ = 0,74 мкм) и микроволновым излучением (λ ~ 1—2 мм).

Оптические свойства веществ в инфракрасном излучении значительно отличаются от их свойств в видимом излучении. Например, слой воды в несколько сантиметров непрозрачен для инфракрасного излучения с λ = 1 мкм. Инфракрасное излучение составляет большую часть излучения ламп накаливания, газоразрядных ламп, около 50 % излучения Солнца; инфракрасное излучение испускают некоторые лазеры. Для его регистрации пользуются тепловыми и фотоэлектрическими приемниками, а также специальными фотоматериалами[2].

Данный вид излучения присущ всем нагретым телам. Тело испускает инфракрасное излучение, даже если оно не светится.

Область применения инфракрасного излучения очень широка. Часто инфракрасное излучение применяется для сушки овощей, фруктов, различных лакокрасочных покрытий и т.д. Существуют приборы, которые позволяют преобразовать невидимое инфракрасное излучение в видимое. Изготавливаются бинокли, которые видят инфракрасное излучение; с их помощью можно видеть в темноте.

Ультрафиолетовое излучение - электромагнитное излучение, с частотой в диапазоне от 8*10^14 до 3*10^16 Гц., занимающее диапазон между фиолетовой границей видимого излучения и рентгеновским излучением

Длина волны колеблется от 10 до 380 мкм. Ультрафиолетовое излучение так же не видно невооруженным человеческим глазом.

Ультрафиолетовые лампы используются для стерилизации (обеззараживания) воды, воздуха и различных поверхностей во всех сферах жизнедеятельности человека.

Бактерицидное УФ излучение на этих длинах волн вызывает димеризацию тимина в молекулах ДНК. Накопление таких изменений в ДНК микроорганизмов приводит к замедлению темпов их размножения и вымиранию.

Ультрафиолетовая обработка воды, воздуха и поверхности не обладает пролонгированным эффектом. Достоинство данной особенности заключается в том, что исключается вредное воздействие на человека и животных. В случае обработки сточных вод УФ флора водоемов не страдает от сбросов, как, например, при сбросе вод, обработанных хлором, продолжающим уничтожать жизнь ещё долго после использования на очистных сооружениях

Источниками ультрафиолетового излучения являются Солнце и так называемая кварцевая лампа. В этой лампе происходит дуговой разряд в парах ртути. Свет ртутной дуги содержит видимые и УФ-лучи. Чтобы можно было использовать полученное УФ излучение, лампу делают не из стекла, которое не пропускает ультрафиолет, а из плавленого кварца. Поэтому лампу и называют кварцевой.

Ультрафиолетовые лучи оказывают сильное действие на живые организмы. Проникая в ткани на глубину от 0,1 до 1 мм, УФ-лучи вызывают в них сложную биохимическую реакцию, следстви¬ем которой является покраснение кожи человека (эритема), которое затем проходит, но оставляет светло-коричневую пигментацию (загар).

Биологическое действие УФ-излучения зависит от его частоты. Различают три основных вида биологического воздействия ультрафиолета:

антирахитное действие, укрепляющее и закаливающее организм;

эритемное, использующееся в лечебных целях;

антибактерицидное действие.