Ультрафиолетовое излучение – это невидимое глазом электромагнитное излучение, занимающее спектральную область между видимым и рентгеновским излучениями в пределах длин волн 100–380 нанометров. Вся область ультрафиолетового излучения (или UV) условно делится на ближнюю (l = 200–380 нм) и дальнюю, или вакуумную (l = 100–200 нм); причем последнее название обусловлено тем, что излучение этого участка сильно поглощается воздухом и его исследование производят с помощью вакуумных спектральных приборов.
Основным источником ультрафиолетового излучения является Солнце, хотя некоторые источники искусственного освещения также имеют в своем спектре ультрафиолетовую составляющую, кроме того, оно возникает и при проведении газосварочных работ. Ближний диапазон UV-лучей, в свою очередь, подразделяется на три составляющие – UVA, UVB и UVC, различающиеся по своему влиянию на организм человека.
При воздействии на живые организмы ультрафиолетовое излучение поглощается верхними слоями тканей растений или кожи человека и животных. В основе его биологического действия лежат химические изменения молекул биополимеров, вызванные как непосредственным поглощением ими квантов излучения, так и – в меньшей степени – взаимодействием с образующимися при облучении радикалами воды и других низкомолекулярных соединений.
UVC является наиболее коротковолновым и высокоэнергетичным ультрафиолетовым излучением с диапазоном длин волн от 200 до 280 нм. Регулярное воздействие этого излучения на живые ткани может быть достаточно разрушительным, но, к счастью, оно поглощается озоновым слоем атмосферы. Следует учитывать, что именно это излучение генерируется бактерицидными ультрафиолетовыми источниками излучения и возникает при сварке.
UVB охватывает диапазон длин волн от 280 до 315 нм и является излучением средней энергии, представляющим опасность для органов зрения человека. Именно UVB-лучи способствуют возникновению загара, фотокератита, а в экстремальных случаях – вызывают ряд заболеваний кожи. UVB-излучение практически полностью поглощается роговицей, однако часть его, в диапазоне 300– 315 нм, может проникать во внутренние структуры глаза.
UVA – это наиболее длинноволновая и наименее энергетичная составляющая УФ-излучения с l = 315–380 нм. Роговица поглощает некоторое количество UVА-излучения, однако бо'льшая часть поглощается хрусталиком. Эту составляющую и должны прежде всего учитывать офтальмологи и оптометристы, потому что именно она проникает глубже других в глаза и обладает потенциальной опасностью.
Глаза испытывают воздействие всего достаточно широкого УФ-диапазона излучения. Его коротковолновая часть поглощается роговицей, которая может быть повреждена при длительном воздействии излучения волн с l = 290–310 нм. С увеличением длин волн ультрафиолета возрастает глубина его проникновения внутрь глаза, причем бульшую часть этого излучения поглощает хрусталик.
Хрусталик глаза человека является великолепным фильтром, созданным природой для защиты внутренних структур глаза. Он поглощает УФ-излучение в диапазоне от 300 до 400 нм, оберегая сетчатку от воздействия потенциально опасных длин волн. Тем не менее при долговременном регулярном воздействии ультрафиолета развиваются повреждения самого хрусталика, с годами он становится желто-коричневым, мутным и в целом – непригодным к функционированию по назначению (то есть образуется катаракта). В этом случае назначается операция по удалению катаракты.
Светопропускание материалов очковых линз в УФ-диапазоне.
Защита органов зрения традиционно производится с применением солнцезащитных очков, клипсов, щитков, головных уборов с козырьками. Способность очковых линз отфильтровывать потенциально опасную составляющую солнечного спектра связана с явлениями абсорбции, поляризации или отражения потока излучения. Специальные органические или неорганические материалы вводятся в состав материала очковых линз или в виде покрытий наносятся на их поверхность. Степень защиты очковых линз в УФ-области нельзя определить визуально, исходя из оттенка или цвета окраски очковой линзы.
Хотя спектральные свойства материалов очковых линз регулярно обсуждаются на страницах профессиональных изданий, в том числе и журнала «Веко», до сих пор существуют устойчивые заблуждения об их прозрачности в УФ-диапазоне. Эти неправильные суждения и представления находят свое выражение во мнении некоторых офтальмологов и даже выплескиваются на страницы массовых изданий. Так, в статье «Солнцезащитные очки могут спровоцировать агрессивность» окулиста-консультанта Галины Орловой, опубликованной в газете «Санкт-Петербургские ведомости» за 23 мая 2002 года, читаем: «Кварцевое стекло не пропускает ультрафиолетовые лучи, даже если оно не затемнено. Поэтому любые очки со стеклянными очковыми линзами защитят глаза от ультрафиолета». Следует отметить, что это абсолютно неверно, так как кварц является одним из наиболее прозрачных в УФ-диапазоне материалов, и кюветы из кварца широко используются для изучения спектральных свойств веществ в ультрафиолетовой области спектра. Там же: «Не все пластиковые очковые линзы защитят от ультрафиолетового излучения». Вот с этим утверждением можно согласиться.
С целью окончательно внести ясность в этот вопрос рассмотрим светопропускание основных оптических материалов в ультрафиолетовой области. Известно, что оптические свойства веществ в УФ-области спектра значительно отличаются от таковых в видимой области. Характерной чертой является уменьшение прозрачности с уменьшением длины волны, то есть увеличение коэффициента поглощения большинства материалов, прозрачных в видимой области. Например, обычное (не очковое) минеральное стекло прозрачно при длине волны свыше 320 нм, а такие материалы, как увиолевое стекло, сапфир, фтористый магний, кварц, флюорит, фтористый литий, прозрачны в более коротковолновой области [БСЭ].
Светопропускание очковых линз из различных материалов
1 - кроновое стекло
2, 4 - поликарбонат
3 - CR-39 со светостабилизатором
5 - CR-39 с УФ-абсорбером в массе полимера
Материал Показатель преломления Поглащение УФ-излучения, %
CR-39 - традиционные пластмассы 1,498 55
CR-39 - с УФ-абсорбером 1,498 99
Кроновое стекло 1,523 9
Trivex 1,53 99
Spectralite 1,54 99
Полиуретан 1,56 99
Поликарбонат 1,586 99
Hyper 1,60 1,60 99
Hyper 1,66 1,66 99
Это значит, что минеральные очковые линзы из обычного кронового стекла непригодны для надежной защиты от УФ-излучения, если в состав шихты для производства стекла не введены специальные добавки. Очковые линзы из кронового стекла могут использоваться в качестве солнцезащитных фильтров только после нанесения качественных вакуумных покрытий.
Светопропускание CR-39 (кривая 3) соответствует характеристикам традиционных пластмасс, долгие годы применявшихся для производства очковых линз. Такие очковые линзы содержат небольшое количество светостабилизатора, препятствующего фотодеструкции полимера под воздействием ультрафиолета и кислорода воздуха. Традиционные очковые линзы из CR-39 прозрачны для УФ-излучения от 350 нм (кривая 3), а их светопоглощение на границе УФ-диапазона составляет 55% .
Обращаем внимание наших читателей, насколько лучше с точки зрения защиты от ультрафиолета традиционные пластмассы по сравнению с минеральным стеклом.
Если в состав реакционной смеси добавляют специальный УФ-абсорбер, то очковая линза пропускает излучение с длиной волны от 400 нм и является прекрасным средством защиты от ультрафиолета (кривая 5). Очковые линзы из поликарбоната отличаются высокими физико-механическими свойствами, но в отсутствие УФ-абсорберов начинают пропускать ультрафиолет при 290 нм (то есть аналогично кроновому стеклу), достигая 86% светопропускания на границе УФ-области (кривая 2), что делает их непригодными к применению в качестве средства УФ-защиты. С введением УФ-абсорбера очковые линзы отрезают ультрафиолетовое излучение до 380 нм (кривая 4). В табл. 1 также приведены значения светопропускания современных органических очковых линз из различных материалов – высокопреломляющих и со средними значениями показателя преломления. Все эти очковые линзы пропускают световое излучение, начиная только от границы УФ-диапазона – 380 нм, и достигают 90% светопропускания при 400 нм.
Необходимо учитывать, что ряд характеристик очковых линз и особенностей конструкции оправ влияет на эффективность их применения в качестве средств УФ-защиты. Степень защиты возрастает с увеличением площади очковых линз – так, очковая линза площадью 13 см2 обеспечивает 60–65%-ю степень защиты, а площадью 20 см2 – 96%-ю или даже больше. Это происходит за счет уменьшения боковой засветки и возможности попадания УФ-излучения в глаза из-за дифракции на краях очковых линз. Увеличению защитных свойств очков способствует и наличие боковых щитков и широких заушников, а также выбор более изогнутой формы оправы, соответствующей кривизне лица. Следует знать, что степень защиты снижается с возрастанием вертексного расстояния, так как увеличивается возможность проникновения лучей под оправу и, соответственно, попадания их в глаза.
Граница отрезания
Если граница ультрафиолетовой области соответствует длине волны 380 нм (то есть светопропускание при этой длине волны не более 1%), то почему на многих марочных солнцезащитных очках и очковых линзах указано отрезание до 400 нм? Некоторые специалисты утверждают, что это прием маркетинга, так как обеспечение защиты свыше минимальных требований больше нравится покупателям, к тому же «круглое» число 400 запоминается лучше, чем 380. В то же время в литературе появились данные о потенциально опасном воздействии света синей области видимого спектра на глаза, поэтому некоторые производители и установили несколько большую границу в 400 нм. Тем не менее вы можете быть уверены, что средства защиты, не пропускающие излучение до 380 нм, обеспечат вас достаточной защитой от ультрафиолета в соответствии с сегодняшними стандартами.
Хочется верить, что мы окончательно убедили всех в том, что обычные минеральные очковые линзы, а тем более кварцевое стекло, значительно уступают органическим линзам по эффективности отрезания ультрафиолета.
КОГДА ОПРАВА ВАМ К ЛИЦУ
Даже самые дорогие солнцезащитные очки будут смотреться на вас плохо, если подбирать их мимоходом, без учета особенностей лица. Между тем, они могут подчеркнуть привлекательные стороны лица и подкорректировать его недостатки. Так, если вы круглолицы, обратите внимание на очки прямоугольной формы, без закругленных деталей, с оправой очень темного цвета. В них ваше лицо будет выглядеть поуже.
Квадратное лицо приобретает более правильную форму, если оптически уменьшить ширину скул и опустить подбородок. Добиться такого эффекта вам помогут высоко сидящие на переносице очки слегка закругленной книзу формы, в тонкой металлической оправе. Прямоугольное лицо характерно некоторой вытянутостью, которую можно уменьшить, надевая массивные очки с широкой перемычкой на переносице, в оправе черного или темно-коричневого цвета.
Если у вас треугольное лицо, подберите низко сидящие на переносице очки в тонкой металлической оправе овальной формы, с небольшими линзами неярких цветов. В них слишком широкий лоб и узкий подбородок будут смотреться более уравновешенно. К лицу самой правильной - овальной - формы подойдут практически любые солнцезащитные очки.
Нередко случается, что очки, придавая лицу более привлекательную форму, не могут скрыть недостатки носа. В этом случае вам понадобится сделать несколько примерок. Учтите, что слишком длинный нос может укоротить оправа очков с вздернутыми краями и двойной перемычкой на переносице. Крупный нос чуть уменьшит большая оправа, сильно заходящая на скулы. Маленький нос не будет казаться кнопкой в светлой оправе с выгнутой перемычкой на переносице. Потратив время на подбор солнцезащитных очков, вы станете еще привлекательнее и защитите глаза от ультрафиолетовых лучей.
ОТ ЧЕГО МЫ ЗАЩИЩАЕМСЯ
Солнцезащитные очки вы скорее всего надеваете для защиты от яркого солнечного света, но известно ли вам, от чего еще нужно предохранять свои глаза?
Свет, видимый нашим глазом это только один из видов солнечного излучения. Если вспомнить школьный курс физики, то можно сказать, что это излучение состоит из гамма-лучей, рентгеновского, ультрафиолетового излучения, видимого света, инфракрасного излучения и так далее, вплоть до длинных радиоволн. При этом совсем не случайно, что излучение, видимое нашим глазом - это как раз то излучение, которое отражается от твердых предметов - деревьев, камней, людей...
Некоторые виды солнечного излучения (как и излучения от искуссвтенных источников) вредны для нашего организма. В естественных условиях мы подвергаемся воздействию двух типов излучения, которые могут вызвать проблемы со зрением, - это ультрафиолетовое и инфракрасное излучение. Оба они невидимы глазом, но инфракрасное излучение можно почувствовать - оно жжет кожу.
Давайте посмотрим, как влияют эти излучения на наши глаза. Ультрафиолетовые лучи почти полностью поглощаются роговицей и хрусталиком, и лишь очень небольшая часть их достигает сетчатки (подозревают, что изменение, так называемая дегенерация желтого пятна, связано с поглощением сетчаткой ультрафиолета). Следовательно, учитывая что эффект воздействия пропорционален степени поглощения, какие-либо последствия воздействия ультрафиолета нужно искать сначала в роговице, а затем - в хрусталике. Поверхностный слой роговицы может повреждаться и болеть гораздо сильнее любого солнечного ожога кожи. Подобные неприятности случаются с людьми, которые умудряются читать при лампе для загара, забывая, что ультрафиолетовые лучи отражаются от поверхности бумаги и попадают в глаза. Этот опыт очень болезнен.
Частое воздействие ультрафиолетового (и, возможно, инфракрасного) излучения связывается в настоящее время с развитием в хрусталике глаза катаракты.
Инфракрасные (тепловые) лучи поглощаются частично роговицей, частично - хрусталиком, но все-таки значительная их часть попадает на сетчатку. Есть свидетельства того, что инфракрасное излучение может приводить к ожогам светочувствительной ткани, из которой состоит сетчатка. Подобное может произойти когда люди разглядывают солнце во время затмения - при блокировке видимых лучей света в глаз может попасть большое количество теплового излучения, которое фокусируется на сетчатке. В зависимости от продолжительности и интенсивности такого воздействия сетчатка может быть обожжена, что приводит к образованию не ней рубцов и ухудшению зрения.
Есть довольно много лекарств, делающих глаз более чувствительным к свету и тем самым более ранимым. К ним относятся, например, аллопуринол (от подагры), хлорпромазин (нейролептик), изотретиноин (от угрей) и тетрациклин (антибиотик).
Теперь вы должны понимать, что солнцезащитные очки - это не просто мода. Но дело не только в невидимой части спектра - для глаз вреден и слишком яркий свет как таковой. Если вы, например, проводите день на пляже, не позаботившись защитить глаза, фоторецепторный пигмент сетчатки обесцвечивается, и ваше зрение в темноте ухудшается. Пожилым людям следует принимать и дополнительные меры предосторожности, так как у них способность глаз восстанавливать светочувствительность уже значительно снижена (такое явление обычно свойственно людям старше сорока лет).
