ЛУЧИСТАЯ ЭНЕРГИЯ И ОСВЕЩЕННОСТЬ

Одним из важнейших факторов внешней среды является солнечный свет, который обладает мощным биологическим действием. Под светом понимается видимая часть излучения с длиной волн от 380 до 760 нанометров (нм), которая вызывает зрительные ощущения, позволяет видеть окружающие предметы и ориентироваться в пространстве. Солнечные лучи являются единственным источником лучистой энергии для земной поверхности и атмосферы. Без солнечного света и тепла не могут жить ни растения, ни животные. Солнечная энергия нагревает поверхность земли, испаряет воду, вызывает воздушные течения и связанные со всем этим изменения погоды и климата в данной местности. Поглощаясь поверхностью земли и водой, солнечные лучи превращаются в тепловую энергию, а в растениях – в химическую энергию органических соединений.

Состав и свойства солнечной радиации.Многие тысячелетия че­ловек не видел в солнечном свете ничего загадочного. Свет согревал его теплом; воспринимаемый глазами, давал зрительные ощущения окружающего многообразия мира. Задолго до новой эры лучи Солнца стали использоваться для лечения, а также для поднятия общего тонуса здорового организма. И никто в те давние времена не сомневался в том, что солнечные лучи белого цвета. Впервые секрет его приоткрылся английскому ученому И. Ньютону. Пропуская солнечные лучи через трехгранную стеклянную призму, он видел маленькую радугу. Белый солнечный луч, пройдя сквозь призму и попав на экран, распался на семь цветных лучей: красный, оранжевый, желтый, зеленый, голубой, синий и фиолетовый.

Дальнейшими исследованиями было установлено, что солнечный свет кроме видимых световых лучей содержит еще и невоспринимаемые человеческим глазом лучи – инфракрасные и ультрафиолетовые, а также рентгеновские и гамма-лучи, радиоволны и пр. Таким образом, было установлено, что солнечное излучение неоднородно и состоит из совокупности различных по свойствам лучей. По своей природе солнечный свет представляет электромагнитные волны, характеризующиеся определенной длиной и частотой колебаний. Чем больше число колебаний, тем короче длина волны луча. У разных видов излучений длина волны неодинакова и выражается в соответствующих единицах.

Радиоволны измеряются в километрах, метрах и миллиметрах; видимые, ультрафиолетовые, инфракрасные, рентгеновские и гамма-лучи – в нанометрах. Один нанометр равен 0,000000001 м или 0,000001 мм. Эти величины обычно пишут сокращенно: 1 нм = 1 × 10 ^-9 м = 1 ×10^-6 мм.

В солнечном спектре различают следующие лучи: инфракрасные (не­видимые тепловые) с длиной волны от 760 до 3400 нм; световые (видимые) – от 400 до 760 нм; ультрафиолетовые (невидимые) – от 5 до 400 нм (лучи с длиной волны короче 280 нм поглощаются верхними слоями атмосферы). В организм лучи проникают на разную глубину: инфракрасные и красные – на несколько сантиметров, световые – на несколько миллиметров, а ультрафиолетовые – только на 0,7...0,9 мм.

Атмосфера служит фильтром естественной солнечной радиации. Если на границе земной атмосферы ультрафиолетовая часть солнечного спектра составляет 5 %, видимая часть – 52 %, инфракрасная часть – 43 %, то у поверхности земли состав солнечной радиации иной. Ультрафиолетовая часть равняется 1 %, видимая – 40 %, а инфракрасная – 59 %. Количество задерживаемых атмосферой солнечных лучей тем больше, чем меньше угол падения их на землю, то есть чем ниже к горизонту находится Солнце.

В течение дня и по сезонам года меняется интенсивность и продолжительность естественного освещения. Максимальное количество света на земную поверхность падает летом, а наименьшее – зимой. Интенсивность освещенности нарастает с утра к полудню и снижается к вечеру. Самый короткий день бывает в декабре, а самый длинный – в июне. Аналогичная динамика в освещении наблюдается и в животноводческих помещениях.

Влияние солнечной радиации на организм животных.Световая энергия солнца, аккумулированная растениями, широко используется животными организмами, преобразуясь в белки, жиры, углеводы и другие питательные вещества, составляющие основу жизненных процессов. В процессе эволюции высшие животные приспособились также к непосредственному восприятию света: у них развились специальные анализаторы – органы зрения. С того времени интенсивность и продолжительность освещения, спектральный состав света, а главное, периодическая смена дня и ночи стали предопределять ритмичность и интенсивность физиологических процессов в организме и оказывать существенное влияние на воспроизводство, рост и развитие животных.

Биологическое действие солнечной радиации на организм животного связано с ее качественным составом у поверхности Земли. Инфракрасные тепловые лучи влияют на организм как непосредственно, так и через окружающие животных предметы. Тело животных непрерывно поглощает и само излучает инфракрасные лучи (радиационный обмен), и этот процесс может значительно изменяться в зависимости от температуры кожи животных и окружающих предметов. В более холодной среде, чем температура тела, организм животного сам излучает тепло. Однако излишнее интенсивное инфракрасное облучение может вызвать тепловой удар и ожоги на коже (табл. 2).

Видимый свет имеет большое значение в жизни животных. Влияние света на организм осуществляется главным образом через зрительный аппарат, который тесно связан с центральной нервной системой. Благодаря этому, животные приобретают возможность ориентироваться в пространстве и осуществлять разнообразные акты поведения. В этом отношении особо важное значение имеет прием корма, так как большинство видов животных принимают корм на свету.

Воздействие света в организме животных вызывает значительные биохимические и физиологические изменения. В результате этого происходит перестройка организма, сопровождающаяся целым комплексом изменений, степень которых во многом зависит от возраста животных. Видимые лучи света оказывают влияние на функцию центральной нервной системы и через нее рефлекторно на функции других органов. Видимый свет повышает функцию эндокринных органов, которые вырабатывают в значительных количествах гормоны с многообразным действием, в том числе и на половые железы. Световые лучи оказывают значительное влияние на развитие яйцеклеток, течку, продолжительность случного периода и беременности. Известно, что животные в природе размножаются в определенные периоды года. Весной с увеличением интенсивности солнечной радиации и усилением секреции половых желез у большинства видов животных половая активность возрастает.

Таблица 2 Спектральный состав, проницаемость через атмосферу и