30. Тепловое излучение и его действие на организм

Любое нагретое тело излучает электромагнитные волны. В результате теплового движения (колебания, столкновения) атомы и молекулы могут переходить в возбужденное состояние (состояние с большей энергией). При обратном переходе атома или молекулы из состояния с большей в состояние с меньшей энергией и происходит тепловое излучение. Оно имеет сплошной спектр, однако длина волны, соответствующая максимуму излучения, существенно зависит от температуры. При низких температурах тепловое излучение преимущественно инфракрасное, при высоких излучение представляет видимый свет, при очень высоких излучение ультрафиолетовое. Наглядным примером, подтверждающим уменьшение длины волны излучения с ростом температуры тела, является изменение цвета свечения нагреваемого металла. Сначала металл темный (невидимое инфракрасное излучение), затем красный, потом оранжевый, желтый и, наконец, голубовато-белый. Биологическое действие ИК-излучения в основном тепловое. Повышение температуры (в допустимых пределах) активизирует деятельность клеток, ускоряет их размножение и обменные процессы. Действие ИК-излучения на животное начинается с эффектов, происходящих в коже. Волосяной покров, роговой слой кожи, весь эпидермис прозрачны для ИК-излучения. В основном оно поглощается в дерме. Температура слоев кожи, поглощающих ИК-излучение, повышается, что приводит к раздражению содержащихся в коже рецепторов. В рецепторах возникают потенциалы действия, поступающие в центр терморегуляции в гипоталамусе. В результате в месте облучения усиливается циркуляция крови, увеличивается снабжение ткани кислородом, что ведет к активизации ее биологических функций. Но интенсивное ИК-излучение оказывает вредное действие на глаза, поскольку сильно поглощается хрусталиком и стекловидным телом. Оно может приводить к катаракте, отслоению сетчатки и другим заболеваниям глаз, которые наблюдаются у пекарей, литейщиков, кузнецов и работников других профессий, имеющих дело с раскаленными телами, испускающими сильное ИК-излучение. На голове змей под глазами есть пара необычных органов чувств (ямок), помогающих змее обнаруживать теплокровную добычу по ее инфракрасному излучению. Это позволяет змеям находить добычу ночью, когда они обычно охотятся. Чувствительные терморецепторы есть и у многих насекомых и паукообразных. Они расположены или в антеннах (например, у комаров), или в лапках (например, у клещей).

31. Ультрафиолетовое излучение и его действие на организм

УФ-излучение солнца сильно поглощается озоновым слоем и предохраняет живые организмы от необратимых фотохимических реакций, происходящих в организме при поглощении ультрафиолета. Кроме того, ультрафиолет в значительной степени поглощается стеклом, поэтому в закрытых помещениях его почти нет.

По биологическому действию выделяют следующие используемые в медицине и ветеринарии зоны излучения.

Зона А – антирахитная, с длиной волны 315-380 нм. Отличается укрепляющим и закаливающим организм действием, которое свойственно достигающей Земли части УФ-излучения солнца. Под действием этого излучения в организме синтезируется витамин D.

Зона В – эритемная, с длиной волны 280-315 нм. Эритемой называют характерное интенсивное покраснение кожи, которое проявляется через 6-12 часов после действия излучения, удерживается в течение нескольких дней, затем проходит, оставляя на длительное время светло-коричневую пигментацию 1 кожи (загар).

Зона С – бактерицидная, с длиной волны 200-280 нм. Отличается бактерицидным (убивающим бактерии) действием: УФ-излучение изменяет структуру белков, входящих в состав бактерий. В медицине и ветеринарии используется как средство дезинфекции.

Ультрафиолетовое излучение сильно поглощается наружной оболочкой глазного яблока (роговицей) и может вызвать ее ожог. Поэтому, работая с источником УФ-излучения, например, кварцевой лампой, или находясь в ясную погоду высоко в горах, необходимо защищать глаза специальными очками.