Основы закаливания

Только в последнее время стало выявляться биологическое действие света на ферменты. Благодаря лучистой энергии усиливаются окислительные процессы, но при больших дозах может наступить ослабление ферментативного процесса вплоть до полного его прекращения. Установлено, что умеренно освещенная пероксидаза производит более сильное действие, а при более интенсивном освещении ферментативное действие ослабевает. Действие света на оксидазу усиливается также по мере уменьшения длины волны.

Желтые и зеленые лучи, обладающие малой бактерицидной силой, становятся весьма бактерицидными при сенсибилизировании. Таким образом, помимо качества самой лучистой энергии, поглощаемой тканями животного и растительного организма, имеет значение и наличие в тканях сенсибилизирующих веществ.

Солнечная радиация

Прежде чем достигнуть земли, солнечная радиация при прохождении через земную атмосферу высотой 60–70 км подвергается изменениям двоякого рода: во-первых, не все излучение солнца доходит до земной поверхности, так как вследствие поглощения солнечных лучей воздухом и примесями воздуха в нижних слоях атмосферы часть излучения рассеивается атмосферой, окружающей землю; но лучи различных длин волн рассеиваются различно. Особенно сильно поглощаются и рассеиваются атмосферой короткие лучи (ультрафиолетовые, фиолетовые и синие).

Это поглощение прямо пропорционально толщине воздушного слоя, содержащего водяные пары и всевозможную пыль.

Лучи солнечной радиации достигают земной поверхности в различных процентных отношениях:

Приводимая таблица наглядно показывает, что земной атмосферой наиболее поглощаются лучи с короткой волной (58–61 %) и наименее — с длинной волной (24–30 %).

Сумма энергии всех лучей — ультрафиолетовых, оптических и инфракрасных, выраженная в тепловых единицах, оценивается на границе земной атмосферы в 1,95 кал/мин на 1 см² поверхности, перпендикулярной к лучу солнца.

Туман, дым, копоть задерживают в нижних слоях воздуха до 75 %.падающих на землю лучей.

Для лечения и закаливания лучистой энергией большое практическое значение имеют высокогорные местности. Благодаря чистоте и прозрачности горного воздуха, общая интенсивность солнечной радиации и относительное содержание в ней ультрафиолетовых лучей достигают максимума. Установлено, что чем выше данная местность над уровнем моря, тем больше доходит до нее ультрафиолетовых лучей.

Количество ультрафиолетовых лучей в приморских местностях меньше, чем на горных высотах, даже в одной и той же географической местности. Лечебные свойства приморских местностей непосредственно зависят не только от количества ясных солнечных дней и продолжительности солнечного сияния, но и от количества и состава солнечной радиации. Для каждой местности, расположенной у моря, большое значение имеют ее географическое положение и климатические особенности. Чем ближе приморская местность к югу, к экватору, тем больше количество солнечных дней в году и больше число солнечных часов в течение дня. Но в солнечной радиации там относительно мало ультрафиолетовых лучей, так как они поглощаются водяными парами.

Практическим пределом поглощения ультрафиолетовой радиации для местностей на уровне моря считают длину волн в 300 m, ввиду значительного поглощения ультрафиолетовых лучей атмосферой этих местностей.

В одной и той же местности в течение дня количественный и качественный состав радиации непрерывно изменяется. По многочисленным данным, приведенным различными авторами, максимальное количество солнечных лучей падает на землю в полдень. В это время и солнечная радиация наиболее насыщена ультрафиолетовыми лучами.

По наблюдениям Бойко, Корчагина и других, количество солнечных лучей начинает увеличиваться от восхода солнца до полудня и к заходу солнца постепенно уменьшается. Состав солнечного света можно считать почти однородным от 11 до 15 час., причем в утренние часы в солнечном свете несколько меньше ультрафиолетовых лучей; после 15 час. в нем преобладают красные и инфракрасные лучи. Воздух насыщается еще отраженными от воды и излучаемыми от нагретой поверхности земли тепловыми лучами.

Если всю сумму доходящей до нас энергии при высоком солнце считать равной 1,3 кал., а для 7 час. утра — 0,9 кал., то она распределится следующим образом:

Солнечная радиация подвергается различным изменениям и качественно и количественно не только по указанным выше причинам, но и в зависимости от времени года. Общая интенсивность солнечной радиации наиболее значительна в летние месяцы — июнь, июль, август. По данным Бойко, количество прямой солнечной радиации, распределенное по месяцам и выраженное в калориях, на севере в пределах 60° широты и на юге в пределах 45° широты с марта по июнь почти равно, а с июля по сентябрь получается разница в 1,5–2 раза в пользу юга. Та же картина, по данным Калитина, наблюдается в Якутске и Ташкенте. Несмотря на большую разницу в широтах, а следовательно и в высотах солнца, в весенние месяцы — март и апрель — количество тепла, получаемое горизонтальной поверхностью, в Якутске почти такое же, как в Ташкенте.

Диффузный, или рассеянный, свет. На каждый предмет, на каждое существо на земле, в том числе и на человека, принимающего солнечную ванну, падает троякое освещение: 1) прямой солнечный свет; 2) рассеянный дневной свет небесного свода, или так называемый диффузный свет, и 3) лучи, отраженные от окружающих предметов: от почвы, горных возвышенностей, скал, деревьев, облаков и пр.

Мы уже указывали, что при прохождении через атмосферу часть солнечной радиации поглощается атмосферой, а часть рассеивается. Рассеянная солнечная радиация состоит главным образом из ультрафиолетовых, фиолетовых, синих, голубых лучей.

При безоблачном небе рассеивание происходит от молекул воздуха и мельчайших пылинок. Красные лучи рассеиваются слабее фиолетовых.

В безоблачные дни рассеянный свет доходит до наименьшей величины. В дни, когда в небе яркобелые кучевые облака, особенно возрастает интенсивность рассеянного света. Приносимая диффузным светом лучистая энергия, выраженная в тепловых единицах на 1 см² горизонтальной поверхности, может в некоторые благоприятные моменты облачного дня достигать почти половины энергии прямой солнечной радиации. При яркобелых кучевых облаках диффузная радиация неба усиливается.

По данным Калитина, на долю рассеянной радиации приходится значительная часть солнечной радиации — до 32 %.

Перед восходом солнца до земной поверхности доходит почти одна рассеянная радиация. После восхода процент рассеянной радиации уменьшается за счет увеличения прямой, солнечной радиации. Но даже при большой прозрачности атмосферы на горе Эльбрус на вершине в 3200 м («Кругозор») при высоте солнца в 50° рассеянная радиация, по данным Калитина, достигала 6 %, а в Ялте при той же высоте солнца вследствие значительной запыленности воздуха доходила до 27 %. При небольшом же количестве облаков величина рассеянной радиации атмосферы значительно увеличивалась.

Различные виды лучистой энергии

Инфракрасные лучи. Инфракрасные лучи обладают максимальной энергией теплового действия.

Излучение и поглощение инфракрасных лучей в основном связаны с тепловыми вращательными и колебательными движениями атомов в молекулах, в то время как остальная часть световой радиации связана с движениями электронов. В результате поглощения инфракрасных лучей изменяется только кинетическая энергия молекул.