光辐射是指以电磁波形式或粒子(光子)形式传播的能量,通常波长在10纳米(nm)到1毫米(mm)之间,或频率在3´10^16赫兹(Hz)到3´10^11Hz范围内。一般按辐射波长及人眼的生理
视觉效应将光辐射分成三部分:
紫外辐射、
可见光和
红外辐射。一般在可见到
紫外波段波长用nm、在红外波段波长用mm表示。
波数的单位习惯用
cm-1。
以电磁波形式或粒子(光子)形式传播的能量,它们可以用光学元件反射、成像或
色散,这种能量及其
传播过程称为光辐射。
近年来的
光生物学研究表明,光辐射与人类健康息息相关,不管是
紫外光、
可见光、
红外光,在照射适当的情况下,都能对人体的生理产生积极的影响。然而,当照射不足或者照射过度的情况下,光辐射带来的影响要么是可以忽略的,要么就存在潜在危害。
紫外辐射是指
波长范围在100nm—400nm的光辐射,一般把100nm—280nm称作UVC,把280nm—315nm称作
UVB,把315nm—400nm称作
UVA。其中100nm—200nm的紫外辐射被
大气吸收,对人类没有影响,被称为真空紫外,因此对人类有影响主要是200nm—400nm的紫外辐射。
因为
紫外线的波长最微不足道,能量最高,紫外辐射的危害最烈的光辐射,所以一直是
光生物学所关心的主要对象。紫外线于1801年被J.W.Ritter发现,1877年人们第一次观察到了紫外线对
生命系统的效应,当时Downes和Blunt报道了细菌的钝化。在1928年是第二个里程碑,当时Gates发现,对杀死细菌而言不同波长辐射的
相对效率(即致死的
作用光谱)平行于
核酸碱基的
吸收光谱。
研究表明,紫外线的
有害效应主要是由于紫外线对
脱氧核糖核酸(DNA)的作用造成的。最有害的效应是细胞致死,其它的效应则包括致突、致癌、干扰DNA、
核糖核酸(RNA)和蛋白质的合成、
细胞分裂的延迟、以及在
通透性和
能动性上的变化等。
就目前所知,紫外线对人体的有益效应极少(如促进人的皮肤中产生
维生素D),但是紫外线能够造成的危害却很多。紫外线对眼睛的危害主要有:光致
角膜炎、光致
结膜炎、
白内障等。紫外线对面皮肤的危害主要有:红斑(
短期效应)、
皮肤癌(
长期效应)。
随着时间推移,指褐质在
视网膜色素上皮细胞的积聚将使
视网膜更容易受到长时间光照的损伤。研究表明,对由于遗传、营养、环境、习惯、年龄等因素而有上述视网膜斑点问题的人群,蓝光特别有害。尽管波长较短的
UVA和
UVB被角膜和
晶状体吸收,但是研究发现,紫外到蓝光波段的光辐射都能造成此类危害。
电磁波可见部分的波长范围约在380nm到780nm之间,在这个范围内的各种波长,都可凭眼睛的颜色感觉来加以区别。蓝色和紫色属于短波,红色属于
长波,黄色和绿色处于可见波长范围的中间,也是人眼最敏感的区域。
可见光的最重要的效应就是我们的视觉,视觉是将
光能转化为电能或者
神经冲动的过程,它的
光化学反应就是
光物理与
光异构化作用。视觉是人类最重要的知觉功能,人类接收的
外界信息中的百分之八十到九十来自视觉,可见光使我们能够感觉、认识、记忆这个世界,使我们能够维持我们的方位。可见与红外部分的光辐射危害主要有:灼伤、
红斑效应、白内障等。
可以持续零点几秒至几十秒,能灼伤人、畜、烧毁物体。如2万吨
当量核弹爆炸,发光持续时间约2.4秒,它可使器材、建筑物起火或熔化,使人员
烧伤、
致盲。 一切挡光的物体,都能减弱它的作用。白色和浅色的物体防护效果较好。