Тепловой обмен человека с окружающей средой

Жизнедеятельность организма сопровождается непрерывным выделением теплоты в окружающую среду.

Величина тепловыделения зависит от степени физического напряжения в определенных климатических условиях и составляет от 85 (в состоянии покоя) до 500 Дж/с (тяжелая работа).

Для нормального физиологического процесса в организме теплота должна отводиться. Нарушение теплового баланса может привести к перегреву, потере трудоспособности и тепловой смерти.

Уравнение теплового баланса:

Qтв = qк+ qо + qи + (qтм= qд + qп)

Qтв – тепловыделение человека

qк – теплообмен с ОС за счет конвекции

qо – теплообмен с ОС через одежду

qи – ионизационный теплообмен (излучение тела)

qтм= qд + qп – тепломассообмен с ОС

qд– теплообмен с ОС за счет дыхания

qп – теплообмен с ОС за счет потовыделения

Если в этом уравнении поставить знак «больше», то это будет означать, что выделяемое человеком тепло не успевает отводиться – развивается гипертермия.

Если в этом уравнении поставить знак «меньше», то это будет означать, что окружающая среда отбирает у человека больше тепла, чем он выделяет – развивается гипотермия.

 

Лазерное излучение

Лазерное излучение: l = 0,1 - 1000 мкм. Источник - оптический квантовый генератор (лазер).

Особенности лазерного излучения:

• монохроматичность (одна спектральная палка);
• острая направленность пучка (узкая диаграмма направленности);
• когерентность (постоянная разность фаз во времени или пространстве).

Свойства лазерного излучения:

• высокая плотность энергии: 1010 -1012 Дж/см2;

· высокая плотность мощности: 1020 -1022 Вт/см2.

Эффекты воздействия определяются механизмом взаимодействия излучения с тканями человека и зависят от длины волны излучения, длительности импульса, частоты следования импульсов, площади облучаемого участка, биологических и физико-химических особенностей облучаемых тканей.

При непрерывном воздействии лазерного излучения преимущественно проявляются тепловые эффекты – свертывание и испарение белка. Повреждения – от покраснения кожи до поверхностного обугливания. Если длина волны свыше 1400 нм, то такое излучение способно воздействовать и на внутренние органы.

Если длительность импульса будет меньше 0,01с, то к тепловым эффектам добавится эффект «ударной волны», который заключается в преобразовании энергии излучения в энергию механических колебаний. За счет высокой проникающей способности прямое облучение, к примеру, брюшной стенки, может привести к механическому повреждению печени.

Особую опасность лазерное излучение представляет для тех тканей, которые максимально поглощают излучение (глаза). Степень повреждения радужной оболочки глаза зависит от ее окраски. Зеленые и голубые глаза более уязвимы, чем карие. Длительное облучение глаза ИК излучением может привести к помутнению хрусталика, воздействие УФ излучения поражает роговицу, развивая кератит. 320нм практически полностью поглощаются в роговице, 320-390нм – в хрусталике.

Нормируются предельно допустимые уровни лазерного излучения (энергетическая экспозиция H и облученность E) для трех диапазонов длин волн (180-300нм, 380-1400нм, 1400-100000нм) и двух условий облучения (однократное и хроническое).

Также нормируются энергия и мощность излучения. В зависимости от этих величин для однократного воздействия лазеры подразделяют на 4 класса:

• I класс – полностью безопасные лазеры;
• II класс – опасность при облучении кожи или глаз сфокусированным пучком, диффузное отражение безопасно;
• III класс – опасность при облучении кожи или глаз сфокусированным пучком, диффузное отражение опасно на расстоянии 10см от отражающей поверхности для глаз, для кожи безвредно;
• IV класс – опасность при облучении кожи или глаз сфокусированным пучком и при диффузном отражении на расстоянии 10см от отражающей поверхности.

Билет 22

Зрительный анализатор

· Позволяет получить 80 % информации об окружающем мире.

· Система зрения состоит из двух глаз, зрительного нервного пути и центра в зрительной зоне затылочной области коры больших полушарий мозга.

Характеристики

1. Зрительная система управляется двумя кибернетическими устройствами:

· 1 пара мышц обеспечивают четкость изображения на сетчатке глаза, путем изменения кривизны хрусталика (явление – аккомодация глаза)

· 2 пара мышц регулирует диаметр зрачка: сужает, расширяет зрачок (адаптация глаза)

2. Адаптация:

· темновая (из светлого в темное, время достижения max чувствительности 40-50 мин.)

· световая (из темного в светлое, время достижения max чувствительности 8-10 мин.)

3. Чувствительность яркостного контраста.

· основной показатель зрения.

· порог (минимально воспринимаемая разность яркостей) зависит от среднего уровня яркости в поле зрения к ее равномерности.

· яркость – это отношение силы света (интенсивности), излучаемой данной поверхностью, к площади этой поверхности. единица измерения – нит [нт], в СИ кандел на м²[кд/м2].

· гигиенически приемлемая яркость 5000 нт.

4. Яркостный контраст.

· насколько объект должен отличаться по яркости от фона, чтобы его было видно.

5. Острота зрения.

· способность раздельно воспринимать мелкие детали.

· характеризуется min углом, под которым 2 точки видны как раздельные.

· зависит от освещенности, контрастности, формы объектов и других факторов. С увеличением освещенности возрастает острота зрения. Со снижением контрастности снижается острота зрения.

6. Поле зрения.

· состоит из центральной области бинокулярного зрения, обеспечивающего стереоскопичность восприятия, и двух монокулярных флангов. Его границы у отдельных лиц зависят от анатомических факторов (размеров и формы носа, век, орбит и др.) Оно охватывает угол до 240 градусов по горизонтали и 130 градусов по вертикали.

· снижение освещенности сетчатки, некоторые болезни (особенно глаукома), дефекты сосудистой системы и недостаток кислорода приводят к резкому сокращению поля зрения.

7. Цветовосприятие.

· способность различать цвета. Диапазон видимых цветов: [320;750]нм.

· оптический анализатор включает два типа рецепторов: колбочки и палочки.

· Колбочки – обеспечивают хроматическое зрение, а палочки – ахроматическое зрение.

8. Спектральная чувствительность глаза.

· зависимость чувствительных рецепторов от длины волны светового потока.

9. Инерция зрения.

· время, необходимое для протекания сигнала по организму человека от момента воздействия до момента ощущения. [0.1;0.3]с.

· связана со стробоскопическим эффектом (обманом зрения), которое возникает на вращающихся объектах при освещении люминесцентными источниками света.

Эффекты:

· объект стоит на месте.

· медленно вращается в обратную сторону.

· медленно вращается.

Цветовое зрение является важным фактором при работе. Различные заболевания зрения или центральной нервной системы могут приводить к цветовой слепоте.

Цветовое зрение обладает способностью меняться под влиянием принимаемых лекарственных средств или других химических веществ.