Физики, поясните по УФ-излучению: насколько длина волны влияет на глубину проникновения лучей в кожу (см. коммент.)?

97
2
2
16 июля
19:57
17 июля
11:03

Всю жизнь думала, что проникающая способность излучения зависит от энергии (поэтому отдельное спасибо за вопрос), которая в свою очередь, является функцией от длины волны (чем меньше длина волны, тем больше энергия), эту формулу все еще со школы знают:

                                                                      E=(h*c)/λ

Но не тут-то было! Оказывается, с увеличением длины волны растет и значение проникающей способности (формулу не нашла, как не старалась), а вот энергия уже определяет характер влияния этого излучения на человека. То есть чем больше энергия излучения (меньше длина волны), тем сильнее происходят фотохимические процессы (из-за поглощения квантов света с высокой энергией). Получается, что значения энергии для UVА- и UVB-лучей не значительно отличаются друг от друга, в то время как проникающая способность UVА лучей в 3 раза выше: 

UVB-лучи на 70 % отражаются роговым слоем, на 20 % ослабляются при прохождении через эпидермис, дермы достигают лишь 10 %. UVА-лучи за счет поглощения, отражения и рассеивания с меньшими потерями проникают в дерму — 20–30 % и около 1 % от общей энергии достигает подкожной клетчатки.

Видимое излучение (как и любое другое) также проникает сквозь кожу человека, однако не наносит вреда, потому что не обладает высокой энергией.

5
0
17 июля
11:20

У меня есть подозрение, что Вы исходите из ложного предположения, что чем глубже проникают лучи в человеческое тело, тем они вреднее. Это не так. Важна не глубина проникновения, а результат взаимодействия. Собственно, при прочих равных, чем меньше глубина проникновения (то есть, фактически, чем сильнее лучи взаимодействуют с телом, поглощаются), тем более силен эффект от их попадания на кожу/в тело. Однако, поскольку результат взаимодействия может быть очень разным, часто оказывается, что глубокопроникающее излучение вреднее (например, то же рентгеновское излучение), чем хорошо поглощающееся (видимый свет).
Глубина проникновения электромагнитного излучения в человеческое тело не есть монотонная функция от длины волны. Там очень сложная зависимость, с минимумами и максимумами поглощения. Минимумы называют иногда "окна прозрачности биологических тканей". Такое окно находится, например, в диапазоне 900-1000 нм (это ближний ИК), но есть и другие "окна прозрачности".
С УФ-излучением дело такое, что, грубо говоря, чем оно жестче, тем вреднее, независимо от глубины проникновения. Поэтому никакой четкой границей между UV-A диапазононм и видимым светом нет, длинноволновая часть UV-A диапазона практически так же безвредна для человека как видимый свет. А глубина проникновения меняется очень причудливо, поскольку любое биологическое тело состоит из множества веществ, каждое из которых имеет свой спектр поглощения. Понятно, что прежде всего -это вода, но и другие составляющие (липиды, белки и т.д.) имеют большое значение.

2
0
Если вы знаете ответ на этот вопрос и можете аргументированно его обосновать, не стесняйтесь высказаться
Ответить самому
Выбрать эксперта