Лучистая энергия и освещенность. Состав и свойства солнечной радиации

Лучистая энергия Солнца - первичный источник других видов энергии. Поглощаясь поверхностью земли и воды, она превращается в тепловую энергию, а в зеленых растениях, в химическую энергию органических соединений.

Весь поток лучистой энергии Солнца называют солнечной радиацией.

Согласно волновой теории этот поток можно представить в виде ряда элементарных электромагнитных колебаний с различной длиной волны и частотой колебаний. Чем больше число колебаний, тем больше длина волны луча. Однако, представление об излучении, как волновом процессе, недостаточно для объяснения некоторых свойств излучения.

Квантовая теория света объясняется следующим: тела поглощают и излучают свет не непрерывно, а отдельными порциями (квантами), величина энергии которых пропорциональна частоте волн. Кванты оптического излучения называют фотонами, и они распространяются как материальные частицы. Эти две теории дополняют друг друга.

Биологическое действие лучей на организм животного зависит от длины волны: чем короче волны, тем чаще их колебания, тем больше энергия квантов, и тем сильнее реакция организма на их воздействие.

Графическое изображение совокупности излучений, распространяющихся в определенной последовательности в зависимости от длины волны, называют спектром.

Оптическая часть солнечного спектра:

1. ИК ‑ лучи с длиной волн 340 000 ‑ 760 нм.
2. Видимая часть спектра с длиной волн 760 ‑ 380 нм.
3. УФ - лучи с длиной волн 380 ‑ 10 нм.
4. 1 нм = 1* 10-9 м или 1 ммк (миллимикрон).1 микрометр (мкм) = 1 * 10-6 м = 1 * 10-3 мм.

Оптическое излучение – это совокупность УФ, видимого света и ИК – лучей.

• Состав солнечной радиации у поверхности земли:
• ИК – лучей – 59 %
• Видимых – 40 %
• УФ – лучей – 1 %

Все лучи характеризуются тепловым (при большой длине) и химическим (при малой длине) действием.

• Глубина их проникновения в ткани неодинакова:
• ИК- и красные лучи проникают до 5 см;
• Видимые (световые) – на несколько мм;
• УФЛ – на 0,7-0,9 мм;
• Лучи с длиной волн короче 300 нм – до 2 нм.

Солнечный удар происходит вследствие сильного и продолжительного перегревания инфракрасными лучами преимущественно твердой оболочки головного мозга. Вследствие такого нагревания возникает резкая гиперемия мозговых оболочек со значительным расширением их сосудов (отдельные из которых могут лопнуть).

Первоначально отмечают угнетение организма, сменяющееся возбуждением. Нарушается функция сосудодвигательного и дыхательного центров. Гибель животных наступает вследствие паралича центра дыхания или сердца. Солнечный удар наиболее тяжело протекает в условиях, способствующих возникновению теплового.

Роль и значение видимого света

Под светом понимается видимая часть излучения, которая вызывает зрительное ощущение, позволяет видеть окружающие предметы и ориентироваться в пространстве. Воздействуя на светочувствительные элементы сетчатки глаз и рецепторы кожи световая энергия преобразуется в нервный импульс, который достигает коры головного мозга, откуда, в определенной последовательности направляется в гипоталамус, нейросекреты которого (вазопрессин, окситоцин) гуморальным путем через изменение тропных функций передней доли гипофиза регулируют гормональную деятельность всех периферических эндокринных желез.

Видимый свет обладает общим фотобиологическим свойством ("фото" - в переводе - свет).

Живые существа для фотобиологических процессов используют только узкую полосу электромагнитного спектра от 300 до 900 нм. Эти электромагнитные волны в этой области спектра стали называться светом. Правда с 300 нм видит пчела, это УФ свет. Люди, фиолетовый воспринимают только при длине волны свыше 400 нм, за границей 750 нм исчезают последние отблески красного, а дальше начинается инфракрасная область, в которой видят только некоторые ночные зверьки, да еще полуобезьяны ай-ай.

Действие света

Видимые лучи света оказывают влияние на функции ЦНС и через нее рефлекторно на функции других органов. Суточный ритм активности животных, ритм целого ряда физиологических процессов теснейшим образом рефлекторным путем связан с естественным режимом освещения дня и ночи. Многие биологические процессы в организме животных (наступление течки, охоты, линька и рост волос, изменения интенсивности веществ, а так же продуктивность животных), несомненно является результатом приспособления организма животных к условиям внешней среды, в том числе и к видимому свету.

Под влиянием чередования длительности периодов света и темноты в процессе адаптации у животных сложились ритмические изменения самых разнообразных монологических, биохимических и физиологических свойств и функций, получившие название фотопериодизма.

По зависимости половой функции от фотопериодических условий животные подразделяются на группы: 1) короткодневные - овцы, козы - половая активность осенью; 2) длиннодневные - период охоты падает на весну - крупный рогатый скот, лошади, кролики, свиньи; 3) промежуточную группу животных составляют – норки.

Видимый свет – это мощный раздражитель, оказывающий тепловое, эритемное, тонизирующее, антирахитное действие.

Освещение

1. Естественное
   1. Окна стенные
   2. Окна фонарные на крыше
2. Искусственное
   1. Лампы накаливания
   2. Люминесцентные газоразрядные лампы

Продолжительность освещения

Лактирующие коровы - 16-18 часов в сутки при 75 ЛК. При откорме молодняка крупного рогатого скота - 6 часов