Strålingsfysikk

Effekter av synlig og ultrafiolett lys

Livet kunne ikke eksistere på jorden uten lys fra solen. Planter bruker energien fra solstrålene i prosessen med fotosyntesen for å produsere karbohydrater og proteiner, som fungerer som basiske organiske matkilder og energi for dyr. Lys har en kraftig regulerende innflytelse på mange biologiske systemer. De fleste av de sterke, ultrafiolette strålene fra solen, som er farlige, absorberes effektivt av den øvre atmosfæren. I store høyder og nær ekvator er den ultrafiolette intensiteten større enn ved havnivå eller på nordlige breddegrader.

Ultraviolett lys med veldig kort bølgelengde, under 2200 ångstrøm, er meget giftig for celler; i mellomområdet er den største drepeeffektiviteten på celler på omtrent 2600 ångstrøm. Nukleinsyrene i cellen, som genetisk materiale er sammensatt av, absorberer sterkt stråler i dette området. Denne bølgelengden, lett tilgjengelig i kvikksølvdamp-, xenon- eller hydrogenbue-lamper, har stor effektivitet for bakteriedrepende rensing av luften.

Siden penetrering av synlig og ultrafiolett lys i kroppsvev er liten, er det bare effekten av lys på huden og på det visuelle apparatet som får konsekvens. Når hendelseslys utøver sin handling på huden uten ytterligere eksterne predisponerende faktorer, snakker forskere om iboende handling. I motsetning til dette kan en rekke kjemiske eller biologiske midler kondisjonere huden for virkning av lys; disse sistnevnte fenomenene er gruppert under fotodynamisk handling. Synlig lys, når det administreres etter dødelige doser av ultrafiolett, er i stand til å forårsake utvinning av de eksponerte cellene. Dette fenomenet, referert til som fotoredigering, har ført til oppdagelsen av forskjellige enzymsystemer som er i stand til å gjenopprette skadede nukleinsyrer i gener til sin normale form. Det er sannsynlig at fotoregjeringsmekanismer kontinuerlig er i bruk i noen planter utsatt for direkte påvirkning fra sollys.

Jordens overflate er beskyttet mot de dødelige ultrafiolette strålene fra Solen av de øverste lagene i atmosfæren, som absorberer langt ultrafiolett, og av ozonmolekyler i stratosfæren, som absorberer det meste av det nær ultraviolette. Likevel antas det at en enzymatisk mekanisme som opererer i hudcellene til individer, kontinuerlig reparerer skadene forårsaket av ultrafiolette stråler på genens nukleinsyrer. Mange forskere mener at klorfluorkarboner som brukes i aerosolsprayprodukter og i forskjellige tekniske anvendelser, tømmer det stratosfæriske ozonlaget, og utsetter dermed personer for mer intens ultrafiolett stråling på bakkenivå.

Det er noe som tyder på at ikke bare generell lysintensitet, men også spesielle sammensetninger har forskjellig effekt på organismer. For eksempel, i gresskar, favoriserer rødt lys produksjon av pistillatblomster, og blått lys fører til utvikling av staminatblomster. Forholdet mellom kvinner og menn hos guppies økes av rødt lys. Rødt lys ser også ut til å akselerere spredningstakten for noen svulster i spesielle musstammer. Intensiteten av innfallende lys har innflytelse på utviklingen av lysfølende organer; øynene til primater som er oppdrettet i fullstendig mørke, for eksempel, er mye utviklingshemmede.