При низком стоянии солнца
Солнечная радиация
Источником энергии, тепла и света на земном шаре является солнце. Солнечная энергия нагревает поверхность земли, испаряет воду, вызывает воздушные течения и связанные со всем этим изменения погоды и климата данной местности.
Солнечной радиации обязана своим существованием вся органическая жизнь на земле.
Лучистая энергия солнца представляет собой электромагнитные колебания (и одновременно поток квантов), которые распространяются прямолинейно со скоростью 300 000 км/сек. Между энергией кванта и частотой колебаний существует определенная зависимость, выраженная формулой Планка:
где e — энергия кванта; w — частота колебаний; h — квантовая постоянная, равная 6,624-27 эрг/сек.
Из этой формулы видно, что чем больше частота колебаний, т. е. чем меньше длина волны, тем больший запас энергии излучения несет она.
Значение солнечной радиации для человеческого организма. Спектральный состав солнечной радиации и биологическое действие лучей различной длины волны представлены в табл. 1.
Таблица 1. Спектральный состав солнечной радиации
( нм — нанометр, по новой международной системе (Si) равен одному миллимикрону.)
Видимые лучи обеспечивают функцию наиболее тонкого и дистанционного анализатора, каким является зрение. Солнечный свет — важный раздражитель, который через зрительный анализатор влияет на состояние центральной нервной системы, повышая активность коры больших полушарий. Свет действует положительно на эмоциональное состояние человека во время бодрствования; улучшает его самочувствие, повышает жизненный тонус. Действуя рефлекторно через зрительный анализатор и частично через периферические нервные окончания в коже, свет воздействует на осуществление фотохимических процессов в организме, на ритм жизненного уклада (сон и бодрствование), обмен веществ, сердечно-сосудистую систему и т. д. Экспериментально доказано, что рост животных, выращиваемых в темноте, отстает от роста животных, которые живут в условиях нормального освещения.
Видимые лучи обладают фотохимическим действием, в особенности в присутствии фотосенсибилизаторов, т. е. веществ, которые, вбирая кванты лучистой энергии, не претерпевают длительных изменений, но, восстанавливая свои свойства, отдают как бы в концентрированном виде энергию окружающим тканям, вызывая в них стойкие изменения.
Из инфракрасных лучей глубоко в кожу проникают короткие лучи, которые вызывают нагревание, повышают температуру ткани, вызывают расширение кожных сосудов и гиперемию кожи. Они несколько увеличивают обмен веществ и усиливают биологическое действие ультрафиолетовых лучей.
Длинноволновые и средневолновые ультрафиолетовые лучи (короткие лучи поглощаются озоном воздуха и не достигают земной поверхности) обладают выраженным биологическим действием. Они, особенно средние, вызывают фотолиз белков, образование высокоактивных (гистаминоподобных и др.) веществ, которые стимулируют обмен веществ, кроветворение, рост клеток, регенерацию кожи и другие процессы в организме.
Через 1-3 часа, а иногда и раньше на облучаемых участках кожи возникает воспалительная реакция — эритема. Наибольшей способностью вызывать эритему обладают лучи с длиной волны 330-290 нм. В результате фотохимического действия ультрафиолетовых лучей на поверхности кожи и в верхних слоях ее из 7-дегидрохолестерина синтезируется витамин D. Таким образом, эти лучи обладают антирахитическим действием, причем наибольшим антирахитическим действием отличаются лучи с длиной волны 313 нм и короче.
Среди защитных реакций, которые обусловливают акклиматизацию человека к действию солнечной радиации, большое значение имеют утолщение и уплотнение эпидермиса и образование пигмента (загар), которые усиливают барьерные функции кожи. Быстрое образование загара — один из показателей реактивности организма.
Внимание исследователей давно привлекает бактерицидное действие ультрафиолетовых лучей, которое связывают с действием облучения на нуклеопротеиды клеточного ядра. Облучение мощным потоком коротких ультрафиолетовых лучей убивает микроорганизмы в течение 1/2-10 секунд.
Солнечное облучение является сильным раздражителем для организма. Длительное пребывание под солнечными лучами может привести:
а) к возникновению эритемы с общей реакцией организма в виде повышения температуры, головных болей, бессонницы;
б) к перегреву организма;
в) к солнечному удару;
г) к ухудшению самочувствия, повышению раздражительности, похуданию, обострению хронических воспалительных заболеваний, туберкулеза и т. д.
Интенсивный солнечный свет может привести к ослеплению, сенсибилизации и др.
Солнечная радиация в населенных местах. Напряжение интегрального потока солнечной радиации измеряют калориями тепла за 1 минуту на 1 м 2 зачерненной поверхности, размещенной перпендикулярно к направлению лучей.
Напряжение солнечной радиации на границе земной атмосферы равняется 1,94 кал на 1 см 2 /мин (солнечная постоянная). При прохождении через атмосферу напряжение солнечной радиации уменьшается в результате рассеивания молекулами воздуха, поглощения водяными парами, пылевыми частицами и отражения от облаков.
Актинометрические измерения показали, что в условиях незагрязненной атмосферы на юге СССР напряжение солнечной радиации доходит до 1,4-1,5 кал/см 2 •мин. При низком стоянии солнца над горизонтом количество ультрафиолетовых лучей значительно уменьшается вследствие изменения спектрального состава солнечной радиации. Загрязнение атмосферы населенных мест может значительно снизить интенсивность солнечной радиации. Если напряжение ее в пригородах Лондона, например, принять за 100%, то в городе летом оно будет 83-95%, а зимой вследствие загрязнения воздуха дымом — 17-45%.
В результате постоянного загрязнения атмосферного воздуха населенных мест дымом и пылью утрачивается от 20 до 40% ультрафиолетовой радиации.
Значительная часть солнечной радиации может утрачиваться в городах при их неправильном планировании и строительстве (узкие улицы, дворы-колодцы) или при нерациональной ориентации домов по странам света. Оконное стекло вследствие наличия в нем примесей титана и железа задерживает наиболее ценную часть ультрафиолетовых лучей. Этого не наблюдается в так называемом увиолевом стекле, не содержащем указанных примесей.
Ультрафиолетовая недостаточность. Недостаточное облучение организма ультрафиолетовыми лучами В. В. Пашутин (1902) назвал световым голоданием.
Условия светового голодания создаются в северных широтах, особенно в Заполярье, а также в населенных пунктах с большим числом облачных и туманных дней.
По данным Н. Ф. Галанина, в климатических условиях Ленинграда период с 20 ноября по 20 января с биологической точки зрения соответствует полярной ночи из-за отсутствия в солнечном излучении ультрафиолетовых лучей с длиной волны короче 350 нм.
Рис. 5. Фотарий на шахте
Ультрафиолетовое голодание отрицательно сказывается на физиологическом состоянии Организма: снижается жизненный тонус и сопротивляемость к инфекционному началу различных заболеваний (грипп, туберкулез и др.).
Недостаток витамина D и связанное с ним нарушение фосфорнокальциевого обмена приводят к развитию у детей рахита, а у взрослых — к остеопорозу. Ультрафиолетовое голодание способствует развитию малокровия и хлороза.
Ряд мер позволяет устранить ультрафиолетовое голодание. К ним относятся правильная с гигиенической точки зрения планировка и застройка населенных мест, мероприятия по санитарной охране атмосферного воздуха, длительное пребывание людей на воздухе во время отдыха и т. д., а для детей — летние классы, детские площадки, пионерские лагеря, солярии, сон и физкультура на открытом воздухе и т. д.
Как мера борьбы с ультрафиолетовым голоданием предлагается профилактическое облучение ультрафиолетовыми лучами аргоно-ртутно-кварцевых ламп (АРК, ПРК) или люминесцентных — эритемных ламп. Спектр этих ламп имеет λmaximum В участке 366, 330, 313, 302 нм, т. е. включает в себя физиологически ценные ультрафиолетовые лучи. С профилактической целью при применении ламп ЗУВ доза облучения составляет 1/8-1/10 биодоз. Суточная доза радиации в санаториях, детских учреждениях, фотариях постепенно увеличивается и может достигнуть 3-5 биодоз * .
* ( Биодозой (биологической дозой) называется минимальная продолжительность ультрафиолетового облучения, необходимая для получения на коже самой слабой эритемной реакции.)
Массовое облучение рабочих угольных шахт ультрафиолетовыми лучами проводится в фотариях (рис. 5).
Исследования показали, что при облучении ультрафиолетовыми лучами повышается трудоспособность, улучшается самочувствие, увеличивается количество эритроцитов и гемоглобина в крови, предупреждается развитие рахита и уменьшается заболеваемость простудными болезнями, гриппом и т. д.
При ясном небе рассеянная солнечная радиация богата ультрафиолетовыми лучами. Поэтому лицам, которым противопоказано облучение прямыми солнечными лучами (грудные дети, страдающие сердечно-сосудистой патологией, больные некоторыми формами туберкулеза), рекомендуется облучаться рассеянной солнечной радиацией (в тени).
Источник
При низком стоянии солнца
 |  |
3. Практика освещенияСъемка при естественном освещении зависит от астрономических, метеорологических (погодных) условий, от Дополнительного местного освещения, от особенностей окружающих предметов, влияющих на спектральный состав освещения (цветные рефлексы). Под астрономическими факторами подразумеваются географические координаты данного пункта, которые определяются широтой и долготой, высотой стояния солнца и связанными с этим периодами съемочного дня. Географические координаты и поправка времени для некоторых городов СССР приведены в табл. V.I.
В течение дня в зависимости от высоты солнца над горизонтом условия естественного освещения значительно меняются. Происходит изменение спектрального состава света, что очень важно при цветной съемке. Съемочный день в зависимости от высоты солнца принято условно делить на периоды. Период низкого утреннего и вечернего освещения. Солнце стоит над горизонтом под углом от 0 до 15°. В это время происходит резкое изменение спектрального состава солнечного света и соотношений освещенности вертикальных и горизонтальных поверхностей по мере подъема солнца, над горизонтом. Горизонтальные лучи света оставляют длинные, вытянутые тени от объектов. Отчетливо, выявляются рельеф местности, объем предметов, планы, воздушная среда. Но такие условия складываются лишь в ясную, безоблачную погоду. В пасмурную погоду съемка при низком стоянии солнца затруднена. Освещение делается невыразительным, так как отсутствуют контрасты и тени. Период нормального дневного освещения. Солнце поднимается на высоту от 15 до 60° над горизонтом. В этот период наблюдается относительно равноценная освещенность горизонтальных и вертикальных поверхностей, незначительно изменяется спектральный состав освещения в светах и тенях. В безоблачную погоду объекты получают выразительный рисунок, так как светотень выявляет объемы, фактуру, подчеркивает пространство. Это наиболее благоприятный период для фотографирования. Период зенитного освещения. Солнце поднимается над горизонтом под углом более 60°. При высоте солнца 70° наступают резкие контрасты освещенности горизонтальных и вертикальных поверхностей. Вертикальные поверхности объектов получают в полтора раза меньше света, чем горизонтальные. Это самый неблагоприятный период для фотографирования. Период сумеречного освещения. Глубина погружения солнца под горизонт составляет около 60°. В период сумеречного освещения направленный свет отсутствует, земная поверхность и все объекты освещены рассеянным светом неба. Фотосъемка в сумерки производится для получения эффекта ночных снимков. В это время рекомендуется использовать дополнительное искусственное освещение. Варианты освещения. Важно различать следующие варианты освещения по направлению солнечных лучей относительно объекта съемки со стороны фотоаппарата. Фронтальное (или переднее). Расположение и форма теней соответствуют общепринятому представлению о естественном освещении в природе. Но интервал яркостей невелик. Глубина пространства передается только благодаря линейной перспективе. Наиболее благоприятна для цветных съемок безоблачная погода, так как открываются возможности получить живописные композиции различных цветовых отношений при небольшом интервале яркостей. Боковое и переднебоковое. Создает четкое чередование светов и теней, ярких и затененных участков. Получается пространственная картина с хорошо очерченными объемом и рельефом поверхностей объектов. Это наиболее пластичное освещение. Контровое (или контурное). Хорошо выявляет контур предметов благодаря тому, что возникает световое обрамление. При таком освещении наблюдается значительный контраст яркости между светами и тенями, так как вертикальные поверхности объектов, обращенные к фотоаппарату, освещаются более темной стороной неба, а на горизонтальных поверхностях, на которые свет солнца падает сзади, под углами, близкими к зеркальным, в результате направленного рассеяния возникает яркий блик. Небо при съемке против света имеет очень высокую яркость и, чтобы уменьшить соотношение яркостей земли и неба, перед объективом фотоаппарата устанавливают оттененные светофильтры. При съемке на цветную пленку при контровом свете встречаются дополнительные трудности из-за того, что нужно учитывать явление иррадиации, когда светлые предметы на темном фоне кажутся больше своих размеров, а темные на светлом фоне — меньше. Чтобы снизить яркость неба при съемке против света, а также в некоторых других случаях, применяют подсветы и затенители. Подсветы чаще всего представляют собой листы белой бумаги, наклеенной на фанерный щит. Интенсивным подсветом может служить зеркало. Подсвет позволяет повысить яркости в теневых участках объекта и тем самым снизить контраст естественного освещения. Затенители представляют собой раму, на которую натянут тюль или марля. Съемка при искусственном освещении. При фотографировании в помещении (особенно вечером) используют искусственное, чаще всего электрическое освещение, Но обычных светильников, смонтированных в помещении, бывает недостаточно. Для выявления на снимке существенных деталей приходится использовать при съемке еще и специальные дополнительные источники света. При этом фотограф получает возможность широко управлять освещением, регулировать по своему усмотрению мощность света, направление и характер световых потоков, продолжительность горения электролампы. Искусственное освещение создает большие изобразительные возможности для фотографа, чем естественное освещение, которым управлять практически невозможно. Оно позволяет абсолютно точно создать необходимые световые условия, стабильные по спектральному составу, что особенно важно при цветных съемках. Дает возможность многократно повторять однажды найденную удачную схему, совершенствовать ее и лучшие варианты повторять снова. Путем выбора осветительных приборов, их мощности и размещения можно добиться нужного светотонального рисунка, перераспределить яркости объектов съемки и фона, создать необходимые изобразительные акценты бликами и теням. При фотографировании, крупным и средним планами в помещении используют следующие виды искусственного света: Заполняющий. Равномерное, рассеянное, бестеневое освещение, имеющее достаточную интенсивность для короткой выдержки. Осуществляется комбинацией источников верхнего и переднего света. Рисующий. Резкий пучок света, направленный на сюжетно важную часть объекта. Его задача — создание основного светового эффекта. Такой свет должен давать большую освещенность на сюжетно важном участке по сравнению с общей освещенностью. Самостоятельно рисующий свет употребляется редко, так как он дает очень контрастное освещение, затрудняющее проработку деталей в тенях или светах, из-за большого интервала яркостей. Моделирующий. Узкий направленный пучок света малой интенсивности, используемый для получения бликов и подсветки теней с целью их смягчения, а иногда и полного устранения. Основное назначение моделирующего света — улучшение градации светотени. Контровой (или контурный). Задний скользящий свет. Таким светом выявляют форму всего объекта или какой-либо его части. Источник контрового света помещают позади объекта на близком рассеянии от него. Получают тонкую линию светового контура, которая может расширяться с удалением источника света от объекта. Фоновый. Освещает фон, на котором изображается объект. Освещенность меньше, чем освещенность, даваемая общим и рисующим светом. Бывает равномерным и неравномерным. Фоновый свет распределяют так, чтобы светлые участки объекта рисовались на темном фоне, а темные — на светлом. Съемка при смешанном освещении.Смешанным называют освещение, складывающееся из естественного и искусственного света. Такое освещение встречается при фотографировании днем в помещении. Если в помещении много рассеянного дневного света, то его можно использовать как рисующий свет. Для создания рассеянного отраженного света применяют подсветы (отражатели из мятой алюминиевой фольги или просто из белой бумаги). Они не создают ярких, слепящих бликов на лицах людей. Отражатели с гладкой фольгой (зеркала) применяют для подсветки затененных участков в глубине снимаемого пространства, а иногда и для создания контрового или заднебокового света. Существенно расширяются изобразительные возможности фотографа в помещении в том случае, когда в его распоряжении имеются осветительные приборы. Например, прибор с металлогалогенной лампой создает световой поток, близкий по цветности дневному свету. Такие приборы можно использовать как источники рисующего и моделирующего света, а также для создания контрового и бокового света, для подсветки фона. При таком смешанном освещении подсветка должна использоваться так же широко, как и при фотографировании с одним естественным светом. Источник ➤ Adblockdetector |
