Почему лучи солнца расходятся. Солнечные лучи. Плюсы и минусы. В какое время лучше всего загорать

Еще в советские времена никто не боялся загорать под солнцем, принятие солнечных ванн считалось мероприятием, благотворно влияющим на здоровье и способствующим укреплению иммунитета. Люди были убеждены, что чем больше находишься под солнцем летом, тем меньше болеешь зимой, а на коже после интенсивного загара полностью исчезают прыщи и высыпания.

Некоторые ездили на юг и загорали, чтобы приехать домой с шоколадным цветом кожи. Но в последние годы врачи и косметологи все чаще предупреждают, что длительное пребывание под солнцем без нанесения на тело солнцезащитных кремов опасно для здоровья. Что это - реклама солнцезащитных средств или ухудшение экологической обстановки?

Как известно нам из уроков физики , инфракрасные лучи составляют основную часть солнечного излучения. Лишь недавно ученые обнаружили, что эти лучи достигают глубоких слоев кожи и ускоряют ее старение. Кроме того, инфракрасный спектр солнечных лучей способствует образованию свободных радикалов, которые повреждают клетки ДНК. Но самое страшное для кожи в солнечных лучах - это ультрафиолетовое излучение. Оно не только способствует старению кожи и понижает иммунитет, но и может привести к перерождению родинок в меланому.

Некоторые эксперты ставят под сомнение вредное воздействие солнца на здоровье и оказание влияния возникновению на коже злокачественных новообразований. Однако, как показывает медицинская статистика, у людей, проживающих на Севере, рак кожи встречается в пять раз реже, чем у населения средних широт. Кроме того, вредное влияние солнечных лучей на состояние кожи доказывает тот факт, что у сельских жителей, работающих длительное время под солнцем, очень рано появляются на лице глубокие морщины, несмотря на то, что они также, как и городские женщины, немало времени уделяют уходу за кожей.

Ультрафиолетовые лучи иссушают кожу , в результате чего она теряет эластичность и рано стареет. От вредных ультрафиолетовых лучей нас защищает озоновый слой Земли, но после запуска в космос американцами знаменитого спутника "Конкорда" этот слой стал разрушаться. Поэтому сейчас от солнечных лучей надо защищаться интенсивнее, чем раньше.

Однако считать опасным солнце и прятаться целыми днями от его лучей дома не следует. Умеренные порции солнца необходимы организму, ведь без солнечных лучей не было бы на свете жизни. Находясь 15 минут под прямыми лучами солнца, вы ускоряете обмен веществ в организме, улучшаете тонус мускулатуры, работу иммунной и нервной системы. Без солнца не синтезируется витамин Д в организме, который играет важную роль для укрепления костей и предупреждения рахита у детей. Дефицит солнца увеличивает риск заболеть раком кишечника, простаты и молочной железы. Вот почему умеренный загар полезен для нашего организма, но загорать надо с соблюдением следующих несложных рекомендаций:

1. Правильно выбирайте время для загара . Пребывание под солнцем до 10 часов утра и после 17 часов вечера - самое безопасное для здоровья.
2. Если у вас на теле есть большое количество родинок, то лучше всего от загара совсем отказаться. В солярий вам также нельзя ходить.

3. Загорайте постепенно , в первый день побудьте под солнцем не более 15 минут. Если у вас кожа смуглая, и вы хорошо переносите солнце, то ежедневно время пребывания увеличивайте на 10 минут. Но находиться под солнцем более 30 минут в день без использования солнцезащитных средств не рекомендуют.

4. Если после загара у вас покраснела кожа, то это говорит о получении ею солнечного ожога. Старайтесь избежать чрезмерного нахождения под солнцем, солнечный ожог - явление неприятное и нежелательное. Он может способствовать развитию онкологических заболеваний кожи.
5. После купания в море ополосните тело пресной водой. Соленые капли воды преломляют солнечные лучи и создают эффект линзы, что может привести к ожогу кожи.

6. Используйте солнцезащитную косметику для с SPF фильтром. Не покупайте солнцезащитные крема и масла, не изучив их состав.

В составе солнцезащитных кремов обязательно должны быть микрочастицы минеральных веществ, такие как диоксид титана или оксид цинка. Эти вещества не впитываются в кожу, создавая защитный барьер на коже и отражая солнечные лучи. Но не забывайте о том, что основное количество продаваемых у нас солнцезащитных средств не устойчивы к воздействию воды. Это значит, после каждого купания в воде их надо снова наносить на тело.

Воспользовавшись солнцезащитными кремами , можете время пребывания под солнцем постепенно увеличивать. Причем, рассчитать максимально допустимое время можно так: если у вас крем имеет индекс SPF 12, то умножаете 12 на 10 и получаете число - 120 минут, в течение которых вы спокойно можете греться на солнце.

- Вернуться в оглавление раздела " "

Особенности воздействия прямых солнечных лучей на организм сегодня интересуют многих, в первую очередь тех, кто желает провести лето с пользой для себя, запастись солнечной энергией и приобрести красивый здоровый загар. Что же собой представляет солнечное излучение и какое влияние оно оказывает на нас?

Определение

Солнечные лучи (фото ниже) — это поток радиации, которая представлена электромагнитными колебаниями волн, имеющих разную длину. Спектр излучения, испускаемого солнцем, разнообразен и широк как по длине и частоте волны, так и по воздействию на человеческий организм.

Виды солнечных лучей

Различают несколько областей спектра:

1. Гамма-излучение.
2. Рентгеновское излучение (длина волны - менее 170 нанометров).
3. Ультрафиолетовое излучение (длина волны - 170-350 нм).
4. Солнечный свет (длина волны - 350-750 нм).
5. Инфракрасный спектр, оказывающий тепловое воздействие (длин волны - более 750 нм).

В плане биологического влияния на живой организм самыми активными являются ультрафиолетовые солнечные лучи. Они способствуют образованию загара, оказывают гормонопротективное воздействие, стимулируют выработку серотонина и других важных компонентов, повышающих жизненный тонус и жизнеспособность.

Ультрафиолетовое излучение

В ультрафиолетовом спектре выделяют 3 класса лучей, которые по-разному воздействуют на организм:

1. А-лучи (длина волны - 400-320 нанометров). Обладают наименьшим уровнем радиации, в солнечном спектре на протяжении дня и года остаются постоянными. Для них почти не существует преград. Вредное влияние солнечных лучей этого класса на организм наиболее низкое, вместе с тем их постоянное присутствие убыстряет процесс естественного старения кожи, потому как, проникая до росткового слоя, они повреждают структуру и основание эпидермиса, разрушая волокна эластина и коллагена.
2. В-лучи (длина волны - 320-280 нм). Лишь в определенные время года и часы дня доходят до Земли. В зависимости от географической широты и температуры воздуха обычно проникают в атмосферу с 10 до 16 часов. Эти солнечные лучи принимают участие в активации синтеза в организме витамина Д3, что выступает их главным положительным свойством. Однако при длительном воздействии на кожу они способны изменить геном клеток таким образом, что они безудержно начинают размножаться и формировать рак.
3. С-лучи (длина волны - 280-170 нм). Это самая опасная часть спектра УФ-излучения, безоговорочно провоцирующая развитие рака. Но в природе все очень мудро устроено, и вредные солнечные лучи С, как и большая часть (90 процентов) В-лучей, поглощаются озоновым слоем, не доходя до поверхности Земли. Так природа охраняет все живое от вымирания.

Положительное и отрицательное влияние

В зависимости от длительности, интенсивности, периодичности воздействия УФ-излучения в человеческом организме развиваются положительные и отрицательные эффекты. К первым можно отнести образование витамина Д, выработку меланина и формирование красивого, ровного загара, синтез регулирующих биоритмы медиаторов, выработку важного регулятора эндокринной системы - серотонина. Вот поэтому мы после лета чувствуем прилив сил, рост жизненного тонуса, хорошее настроение.

Отрицательные эффекты ультрафиолетового воздействия заключаются в ожогах кожи, повреждении коллагеновых волокон, появлении дефектов косметологического характера в виде гиперпигментации, провоцировании раковых заболеваний.

Синтез витамина Д

При воздействии на эпидермис энергия солнечного излучения преобразуется в тепло или расходуется на фотохимические реакции, в результате которых в организме осуществляются различные биохимические процессы.

Поступление витамина Д происходит двумя путями:

• эндогенным - за счет образования в коже под воздействием УФ-лучей В;
• экзогенным - за счет поступления с пищей.

Эндогенный путь - это довольно сложный процесс реакций, протекающих без участия ферментов, но при обязательном участии УФ-облучения В-лучами. При достаточной и регулярной инсоляции количество витамина Д3, синтезируемого в коже во время фотохимических реакций, в полной мере обеспечивает все потребности организма.

Загар и витамин Д

Активность фотохимических процессов в коже напрямую зависит от спектра и интенсивности воздействия ультрафиолетового облучения и находится в обратной зависимости от загара (степени пигментации). Доказано, что чем более выражен загар, тем больше времени нужно для накопления провитамина Д3 в коже (вместо пятнадцати минут три часа).

С точки зрения физиологии это объяснимо, поскольку загар - это защитный механизм нашей кожи, и образовавшийся в ней слой меланина выполняет функцию определенного барьера на пути как УФ-лучей В, служащих медиатором фотохимических процессов, так и лучей класса А, которые обеспечивают термическую стадию превращения в коже провитамина Д3 в витамин Д3.

А вот поступающий с пищей витамин Д только компенсирует дефицит в случае недостаточной выработки в процессе фотохимического синтеза.

Образование витамина Д при нахождении на солнце

Сегодня уже установлено наукой, что для обеспечения суточной потребности в эндогенном витамине Д3 достаточно пребывать под открытыми солнечными УФ-лучами класса В в течение десяти-двадцати минут. Другое дело, что такие лучи в солнечном спектре присутствуют не всегда. Их наличие зависит как от сезона года, так и от географической широты, поскольку Земля при вращении меняет толщину и угол атмосферного слоя, через который солнечные лучи проходят.

Поэтому излучение солнца не постоянно способно образовывать в коже витамин Д3, а только тогда, когда в спектре присутствуют УФ-лучи В.

Солнечное излучение в России

В нашей стране с учетом географического расположения богатые УФ-лучами класса В периоды солнечного излучения распределяются неравномерно. Например, в Сочи, Махачкале, Владикавказе они длятся около семи месяцев (с марта по октябрь), а в Архангельске, Санкт-Петербурге, Сыктывкаре продолжаются около трех (с мая по июль) или даже меньше. Прибавьте к этому число пасмурных дней в году, задымленность атмосферы в крупных городах, и становится ясно, что большая часть жителей России испытывает нехватку гормонотропного солнечного воздействия.

Вероятно, поэтому интуитивно мы стремимся к солнцу и рвемся на южные пляжи, при этом забывая, что солнечные лучи на юге абсолютно другие, непривычные нашему организму, и, кроме ожогов, могут спровоцировать сильнейшие гормональные и иммунные всплески, способные увеличить риск онкологических и иных недугов.

Вместе с тем южное солнце способно исцелять, просто во всем должен соблюдаться разумный подход.

Фото из открытых источников

О пользе солнечного света и солнечных ванн ученые говорят давно. Совсем недавние исследования группы ученых под руководством Ричарда Уэллера (Эдинбург) выяснили, что при нахождении на солнце у человека снижается давление, уменьшается образование тромбов, а поэтому солнце не только улучшает здоровье, но и продлевает жизнь, может предотвратить возникновение таких серьезных заболеваний, как инсульт и инфаркт.
Влияние солнечных лучей на все живое трудно переоценить. И дело в том, что солнце излучает целый спектр волн, начиная от цветных и заканчивая невидимыми. К невидимым относятся ультрафиолетовые и инфракрасные лучи. Видеть мы их не можем, но зато ощущаем в виде тепла. Невидимые лучи оказывают на живой организм большое влияние.

Если посмотреть на Солнце, когда оно частично закрыто облаками и прячется за этими комками атмосферной воды, вы можете увидеть знакомое зрелище: лучи света, пробивающиеся сквозь облака, и падающие на землю. Иногда они кажутся параллельными, иногда кажется, что они расходятся. Иногда может видеть форму Солнца через облака. Почему так происходит? Наш читатель на этой неделе спрашивает :

Можете ли вы объяснить мне, почему в облачный день можно видеть лучи солнца, пробивающиеся сквозь облака? Мне кажется, что поскольку Солнце гораздо больше Земли, и поскольку его фотоны доходят до нас по примерно параллельным путям, мы должны видеть всё небо равномерно освещённым, а не наблюдать небольшой шар света.

В типичный солнечный день всё небо освещено. Лучи Солнца падают на Землю почти параллельно, поскольку Солнце очень далеко и оно очень велико по сравнению с Землёй. Атмосфера достаточно прозрачна для того, чтобы весь солнечный свет доходил до поверхности Земли или рассеивался во всех направлениях. Последний эффект и отвечает за то, что в пасмурный день на улице что-то можно рассмотреть – атмосфера отлично рассеивает солнечный свет и заполняет им окружающее пространство.

Именно поэтому в яркий солнечный день ваша тень будет темнее остальной поверхности, на которую она падает, но всё-таки останется подсвеченной. В вашей тени можно рассмотреть землю точно так же, как если бы Солнце скрылось за облаками, и тогда всё остальное становится таким же неярким, как ваша тень, но всё-таки освещается рассеянным светом.

Памятуя об этом, вернёмся к феномену солнечных лучей. Почему, когда Солнце прячется за облаками, иногда можно видеть лучи света? И почему иногда они выглядят, как параллельные колонны, а иногда – как расходящиеся?

Первое, что нужно понять, это то, что рассеивание солнечного света, когда он сталкивается с частицами атмосферы и перенаправляется во все стороны, работает всегда – прячется Солнце за облаками или нет. Поэтому днём всегда присутствует базовый уровень освещения. Поэтому это и есть «день», и поэтому, чтобы найти днём темноту, вам нужно поглубже забраться в пещеру.

А что же такое лучи? Они происходят от промежутков или тонких участков облаков (или деревьев или других непрозрачных объектов), не блокирующих солнечный свет. Этот идущий напрямую свет кажется более ярким, чем его окружение, но его заметно, только если он контрастирует с тёмным, теневым фоном! Если это свет будет повсюду, в нём не будет ничего примечательного, наши глаза приспособятся к нему. Но если яркий луч света оказывается светлее своего окружения, ваши глаза отмечают это и сообщают вам о разнице.

А что насчёт формы лучей? Вы можете подумать, что облака работают, как линзы или призмы, отклоняя или преломляя лучи и заставляя их расходиться. Но это не так; облака поглощают и переиспускают свет одинаково во всех направлениях, поэтому они и непрозрачны. Эффект с лучами возникает только там, где облака не поглощают большую часть света. При проведении измерений оказывается, эти лучи на самом деле параллельны, что соответствует большому расстоянию до Солнца. Если вы понаблюдаете за лучами, направленными не к вам и не от вас, а перпендикулярно линии вашего зрения, вы именно это и обнаружите.

Причина, по которой нам кажется, что лучи «сходятся» к Солнцу та же самая, по которой нам кажется, что рельсы или полотно дороги сходится в одной точке. Это параллельные линии, одна часть которых оказывается ближе к вам, чем другая. Солнце находится очень далеко, и точка, из которой исходит луч, находится дальше от вас, чем точка его соприкосновения с Землёй! Это не всегда очевидно, но именно поэтому лучи принимают форму лучей, что хорошо заметно, когда становится видно, насколько близко вы находитесь к концу луча.

Поэтому наличием луча мы обязаны перспективе окружающих его теней и возможности наших глаз различать яркость прямого света и окружающей его относительной темноты. А причина, по которой лучи кажутся сходящимися, лежит в перспективе, и в том, что точка приземления этих на самом деле параллельных лучей света находится ближе к нам, чем их начальная точка в нижней части облаков. Вот такая наука у солнечных лучей, и вот почему они выглядят именно так!

Наглядный ответ на этот вопрос природа дарит мне целых два раза в году: летом и зимой. Так дела обстоят в умеренном климате, субтропиках и в субарктическом поясе, а все остальные широты живут либо в условиях постоянного лета, либо привыкли к вечной мерзлоте. Чтобы разобраться в этой несправедливости, необходимо посмотреть на поведение Земли из космоса.

Причины неравномерного распределения солнечной энергии по поверхности Земли

Прежде всего, причина скрывается в форме Земного шара. Если бы наша планета действительно была плоской, как того хотели первые "светила" географии, то каждый материк освещался бы, как Экватор, и лето не покидало бы Землю никогда.

Настоящая форма Земного шара напоминает эллипсоид, что уже исключает равномерное распределение света по поверхности: на Экватор лучи света попадают под прямым углом, что обеспечивает максимальный прогрев, а за Полярным кругом небольшая часть солнечной энергии попадает на Землю и тут же отражается под тупым углом в космос.

Сальдо - это показатель отражательной способности земной поверхности. Так вот, экваториальные и тропические почвы в любую пору поглощают большое количество солнечной энергии и успешно прогреваются. В северных широтах показатель сальдо очень высок: солнечные лучи не могут обогреть землю, которую закрывают отражающие свет снежные шапки.

Почему есть лето и зима в умеренных широтах

Для нас абсолютно нормально разделять время года на зиму и лето, но если руководствоваться тем, что я рассказал выше, то умеренный пояс живет в условиях постоянной весны. Так бы и было, если бы не еще один сюрприз в свойствах Земного шара.

Земля совершает следующие движения:

• вращается вокруг Солнца;
• вращается вокруг своей оси;
• меняет в течение года угол своего наклона.

Благодаря последнему, мы можем наблюдать смену поры года в своей стране. Чтобы понять, как это действует, представьте Землю в виде картофелины, которую вы решили поджарить на сковородке целиком. Для придания более-менее равномерной румяности, её придется постоянно разворачивать и прижимать края.