ELEKTROMAGNETNA ZRAENJA OPTIKA ZRAENJA 1 OSVETLJENJE ZRAENJE VIDLJIVE

ELEKTROMAGNETNA ZRAČENJA - OPTIČKA ZRAČENJA 1

OSVETLJENJE ZRAČENJE VIDLJIVE SVETLOSTI • Svi zakoni zračenja koji važe za infracrvenu svetlost važe i za vidljivi deo spektra; • Vidljivi deo spektra – (380 -760)nm: • ljubičasta • plava • zelena • žuta • narandžasta • crvena (380 -440)nm; (440 -480)nm; (480 -560)nm; (560 -590)nm; (590 -620)nm; (620 -760)nm; 2

• SVETLOSNI IZVORI • Sunce je najjači i za nas najznačajniji prirodni toplotni izvor elektromagnetnog zračenja. • Sunce je zvezda usijanih gasova, sastoji se od 70% H 2, 28% He, 0. 5% C, 0. 5% N 2, 0. 5% O 2 i 0. 5 % drugih elemenata (Fe, Si, Ne). • Sunčeva energija nastaje termonuklearnom fuzijom, koja se odigrava u jezgru Sunca. Temperatura ~ 107 K i pritisku od 1016 Pa! • Optički deo spektra EM zračenja (UV, vidljivo i IC zračenje) emituje sloj Sunca koji se naziva fotosfera. • Sunčevo zračenje koje stiže do gornjeg sloja Zemljine atmosfere - jonosfere, naziva se ekstraterestrijalno zračenje i obuhvata interval talasnih dužina od 0. 015 -1000 μm. 3

Ekstraterestrijalno zračenje i obuhvata interval talasnih dužina od 0. 015 -1000 μm. Spektar ekstraterestrijalnog zračenja se aproksimativno može objasniti preko spektra zračenja crnog tela koje se nalazi na temperaturi od 5800 K. 4

• Svetlosni izvori – tela koja emituju svetlost: Prirodni: Veštački: sunce; termički; zvezde; jonizacioni; fosfor; fluorescentni; • Električni izvori svetlosti – pretvaraju električnu energiju u svetlosnu: • sijalice sa metalnim usijanim vlaknom; • sijalice sa metalnom parom; • fluorescentne; • gasne sijalice; • svetleće cevi. 5

• Emisija EM zračenja koja se ne vrši na račun energije toplotnog kretanja, već pretvaranjem nekog drugog vida energije u energiju zračenja, naziva se luminescencija. • Luminescentni izvori emituju zračenje iz vidljivog dela spektra, tako da se ova pojava može vizuelno posmatrati. • Kako luminescencija ne zavisi od temperature tela, liminescentni izvor ne mora biti zagrejan. To znači da do luminescencije može doći i na vrlo niskim temperaturama tzv. “hladni svetlosni izvori’’. • Po vremenu života pobuđenih stanja luminescencija se deli na: • fluorescenciju (mineral fluorit) i • fosforescenciju (fosfor). • Kod fluorescencije je srednje vreme života pobuđenih stanja reda veličine 10 -8 -10 -4 s. • Kod fosforescencije emisija svetlosti može trajati i satima po prestanku pobuđivanja. 6

• U zavisnosti od načina pobuđivanja luminescencija se deli na: • Fotoluminescencija dejstvom EM zračenja iz UV dela spektra. Fotoluminescencija se javlja kod mnogih minerala i većine organskih jedinjenja. • Radioluminescencija nastaje pod dejstvom jonizujućeg zračenja (α, β, γ-zraci, X-zraci, kratkotalasno UV zračenje). • Elektroluminescencija na račun energije naelektrisanih čestica ubrzanih u električnom poju. Elektroluminescencija je karakteristična za gasove (primer ’’neonske’’ lampe) i za kristale sa poluprovodničkim osobinama (primer svetleća dioda – LED). • Katodoluminescencija se pobuđuje udarom elektrona, ubrzanih u vakuumu potencijalnom razlikom reda veličine 10 k. V, o tanak sloj fluorescentne supstance kojom su sa unutrašnje strane presvučeni ekrani katodnih cevi (osciloskopa, televizora, monitora). • Hemiluminescencija nastaje direktnim pretvaranjem hemijske energije u svetlosnu. • Bioluminescencija (svici, meduze, neke gljive. . . ) - pojava hemiluminescencije u živim organizmima. 7

• Električni izvori svetlosti – pretvaraju električnu energiju u svetlosnu. • Sijalice sa metalnim usijanim vlaknom – imaju kontinualan spektar - najčešće se koristi volfram (zagrejan na 2100 -2500 K); • Koeficijent korisnog dejstva (4 – 8)% - odnosno samo ovoliki procenat se pretvara u svetlosnu energiju, ostali deo energije se transformiše u energiju IC i UV zračenja, koja se prenosi u okolni prostor osim zračenjem i kondukcijom i konvekcijom. • Kriva Plankovog zakona zračenja 8

• Štedljive sijalice – kompaktne fluorescentne svetiljke; • Troše manje električne energije (koeficijent korisnog dejstva (17 – 21%), imaju duži vek trajanja ali su skuplje, sadrže živu i emisioni spektar je nepovoljniji za ljudsko oko; 9

• FOTOMETRIJA I FOTOMETRIJSKE VELIČINE • Fotometrija – deo optike koja proučava svetlosne izvore. • Veličine se u fotometriji dele na: • objektivne (fizičke) • i subjektivne (fiziološke); • Objektivne fotometrijske veličine: • Količina svetlosti i svetlosni fluks • Količina svetlosti je ukupna energija koju emituje svetlosni izvor za neko vreme t [Ws]: • Količina svetlosti koju emituje svetlosni izvor u jedinici vremena predstavlja svetlosnu snagu izvora tj. svetlosni fluks [W]: 10

• Jačina (intenzitet) svetlosti je jednaka svetlosnom fluksu koji se zrači u jediničnom prostornom uglu , odnosno količini energije koju izotropni izvor u jedinici vremena emituje u jedinični prostorni ugao [W/sr]: gde je prostorni ugao: • Ako svetlosni izvor nije izotropni: 11

• Subjektivne fotometrijske jedinice i veličine • Svetlosni nadražaj oka zavisi od talasne dužine svetlosti; • Osetljivost oka na svetlost različitih talasnih dužina se menja zbog čega se uvode subjektivne (fiziološke) fotometrijske veličine; • Ljudsko oko je najosetljivije na svetlost talasne dužine od 555 nm. • Subjektivne fotometrijske jedinice su: kandela i lumen. • A subjektivne fotometrijske veličine su: osvetljenost, osvetljaj i sjaj. 12

• Subjektivne fotometrijske jedinice • Subjektivne fotometrijske veličine i jedinice su definisane na osnovu etalona svetlosnog izvora; • Kandela • Etalon svetlosnog izvora – kandela (cd) – je svetlosna jačina (jačina svetlosti), u određenom pravcu, izvora koji emituje monohromatsko zračenje frekvencije 540∙ 1012 Hz ( talasne dužine 555 nm) i čija je jačina zračenja u tom pravcu 1/683 W/sr. • Kandela je fiziološka jedinica za jačinu svetlosti. 13

• Lumen • Fiziološka jedinica za svetlosni fluks – lumen (lm); • To je svetlosni fluks koji emituje svetlosni izvor od 1 cd u prostorni ugao Ω od 1 sr. • Zbog spektralne osetljivosti našeg oka, svetlosnom fluksu od 1 lm, različitog spektralnog sastava odgovara različita snaga; • Usvojeno je da se veza između objektivnih i subjektivnih jedinica određuje se na =555 nm na koju je naše oko najosetljivije; • Za monohromatsku svetlost druge talasne dužine između vata i lumena važi odnos: 14

• Subjektivne fotometrijske veličine • Osvetljenost – E – ravnomernog svetlosnog fluksa je količnik tog fluksa i površine S na koju pada: • Jedinice za osvetljenost su luks – lx i fot = 104 lx • Za neravnomerni fluks: • U praksi se osvetljenost se računa preko jačine svetlosti tačkatog izvora: • Lambertov zakon: Osvetljenost je obrnuto proporcionalna kvadratu rastojanja od svetlosnog izvora, a proporcionalna kosinusu ugla između normale povšine i pravca rastojanja od tačkastog izvora: 15

• Osvetljaj – R – površine koja emituje svetlost je količnik emitovanog svetlosnog fluksa d i površine d. S: • ako je fluks ravnomeran: • Jedinice osvetljaja: luks (lx) i fot (fot); • Do sada definisane veličine, se odnose na tačakste izvore. • Realni izvori su obično tela konačnih dimenzija, te se njihove dimenzije moraju uzeti u obzir. 16

• Sjaj (blještanje, luminacija) – B – karakteriše emisivnost površine svetlosnog izvora (primarni) ili refleksiju svetlosti od površine (sekundarni svetlosni izvor) u datom pravcu posmatranja. • Fluks Φ svetle površne d. S u smeru koji sa normalom na površinu zaklapa ugao α proporcionalan je površini d. S i prostornom uglu dΩ pod kojim se ta površina vidi iz te tečke: gde je B koeficijent proporcionalnosti i naziva se sja ili luminacija svetle površine. • Jedinice za sjaj: i 17

FOTOMETRIJSKA SVOJSTVA MATERIJALA • Za izradu svetiljki i drugih optičkih elemenata koriste se materijali koji imaju karakteristična fototehnička svojstva kao što su: prelamanje, apsorpcija, refleksija, transmisija, difrakcija itd. . . • Kojima se upravlja i oblikuje svetlosnim fluksom. 18

• Prelamanje svetlosti je pojava koja nastaje pri prelasku svetlosti iz jedne u drugu optičku sredinu, a posledica je promene brzine svetlosti: gde je v – brzina svetlosti u nekoj sredini. • Prelamanje svetlosti na granici dveju sredina opisano je relacijom: • • Ukupni svetlosni fluks koji pada na neku površinu: Odnos: koeficijent apsorpcije. Odnos: koeficijent refleksije. Odnos: koeficijent transmisije. 19

• Apsorpcija – pojava da se deo svetlosnog fluksa (svetlosne energije) apsorbuje u materijalu i pretvara u toplotnu; • ako je a = 1 – apsolutno crno telo; za sva druga tela a < 1; • Refleksija – pojava da deo svetlosnog fluksa reflektuje od optički gušće sredine; • ako je r = 1 – apsolutno belo telo; za sva druga r < 1; • Zakon odbijanja: odbojni ugao je jednak upadnom uglu, a upadni zrak, normala i odbijeni zrak leže u istoj ravni; • Odbijanje: pravilno, difuzno, poludifuzno i mešovito. • Propuštanje – pojava da se deo svetlosnog fluksa propusti kroz materijal; • ako je d = 1 – apsolutno dijatermičko telo; za sva druga tela d < 1; 20

ČULO VIDA I VIDNE SPOSOBNOSTI • Preko čula vida čovek registruje svetlosne talase iz opsega talasnih dužina (380 -760)nm; • Sastoji se iz četiri glavna dela: dužice, očnog sočiva, mrežnjače i očnog nerva; 21

VRSTE I OSOBINE OSVETLJENJA • Osvetljenje: • prirodno (dnevna svetlost), • veštačko (sveće, sijalice), • kombinovano; • Za naš organ vida najprijatnija je sunčeva, prirodna svetlost; • Osvetljenje prostorija prirodnom svetlošću zavisi od jačine dnevne svetlosti, veličine zastakljenih površina, veličine i oblika prostorija, strane sveta, rasporeda prozora, upadnog ugla svetlosti. . . • Prema veličini zastakljenih površina može se proceniti da li je osvetljenost prostorija prirodnom svetlošću pravilno ili ne; • Za tu procenu uzima se odnos zastakljene površine prema površini poda i taj odnos treba da iznosi: • za grube poslove: 1/8, • za fine poslove: (1/5 -1/3); 22

• Nedostatak prirodnog svetla se dopunjuje korišćenjem veštačkog; • Dobro i pravilno osvetljenje treba da obezbedi dobro viđenje; • Postoje određeni standardi za radne prostorije koji omogućavaju dobro viđenje i korektno obavljanje radnih zadataka, zaštitu čula vida, bolju umnu koncentraciju, manje zamaranje, bolji osećaj udobnosti itd. . . • U tu svrhu se procenjuju sledeće važne karakteristike osvetljenja: • Osvetljenost, • Prostorna ravnomernost, • Vremenska ravnomernost, • Kontrasti i senke, • Zasenjavanje, • Boja svetlosti. 23

• Osvetljenost • Najvažnija kvantitativna osobina dobrog osvetljenja. • Ljudsko oko može da razlikuje predmete čija je osvetljenost u intervalu (0, 02 -100 000)lx • Za punu oštrinu vida potreban je manji opseg, manji broj luksa; • Dijagram: oštrina vida raste do 100 lx, a za veće vrednosti postaje konstantna kod projektovanja nije potrebna osvetljenost preko 100 lx , dodatni efekti se postižu nekom drugom karakteristikom osvetljenja. 24

• Prostorna ravnomernost • Posmatranje različito osvetljenih površina u kratkom vremenskom intervalu izaziva neugodnost ljudskom oku je potrebno izvesno vreme da se adaptira na različito osvetljene površine; • Za procenu ravnomerne osvetljenosti prostorije uvodi se stepen ravnomernosti – odnos minimalne i srednje vrednosti osvetljenosti: • Srednja vrednost osvetljenosti površine se može izračunati preko osvetljenosti manjih površina n, a zatim se uzima srednja vrednost osvetljenosti cele površine: • Dobra prostorna osvetljenost, odnosno ravnomerno osvetljena prostorija u svakom njenom delu ( svake površine prostorije) – postiže se opštim osvetljenjem. 25

Vrednosti osvetljenosti zavise od vrste posla – u tabeli vrednosti se odnose na osvetljenost horizonatalne ravni – radne površine na visini od 85 cm od poda. zahtevi opšte osvetljenje [lx] dopunsko osvetljenje [lx] vrlo mali 30 -50 - mali 50 -80 - srednji 80 -150 30 -300 veliki 150 -300 50 -600 vrlo veliki 300 -600 80 -1000 vanredno veliki - 150 -1000 • • • mali: grubi radovi na mašinama srednji: bravarski radovi veliki: izrada kalupa, finiji radovi na mašinama vrlo veliki: časovničarstvo, fini mehaničarski radovi van. veliki: izrada preciznih instrumenata, graviranje, zlatarski radovi 26

• Za procenu i normiranje dnevnog osvetljenja u prostoriji koristi se svetlosni dnevni činilac T – odnos osvetljenosti u nekoj tački u unutrašnjosti prostorije (Eu) i osvetljenosti decembarskog jutra u 9 -9, 30 časova ( za evropske prilike iznosi 5000 lx): • U zavisnosti od vrste posla različite su preporuke svetlosnog dnevnog činilaca. zahtevi svetlosni dnevni činilac [%] vrlo mali <1, 6 mali 3 -5 srednji 6 -10 veliki 10 -14 vrlo veliki 20 -30 vanredno veliki 40 27

• Vremenska ravnomernost • Vremenska promena osvetljenosti (treperenje) nastaje zbog slabo pričvršćenih sijalica, neispravnih instalacija, nestabilnog električnog napona. . . • Brze vremenske promene osvetljenosti remete i zamaraju vid; • Razlika između prostorne i vremenske neravnomerne osvetljenosti je u tome, da kod se vremenske promene menja osvetljenost jedne površine, a kod prostorne, površine i predmeti koje posmatramo imaju različitu osvetljenost. • U oba slučaja oku je potrebno neko vreme da se akomodira na ovakve promene. 28

• Kontrasti i senke su potrebni da bi se dobio utisak prostornog viđenja predmeta; • Kontrast je subjektivni osećaj za razliku u sjaju dvaju područja u vidnom polju koja se vide istovremeno ili jedno za drugim; • Kontrast može da se izračuna odnosom sjaja pozdine B 2 i njegovog predmeta B 1 (sjaj je proporcionalan koef. refleksije): • Senke stvaraju utisak prostornog viđenja predmeta – zavise od vrste osvetljenja. • Mogu biti korisne (u slučajevima kada je neophodan osećaj za prostor – veće prostorije) i štetne (kod radova vezanih za male prostore i površine – npr. crtanje); • Senke su određene stepenom osenčenosti: • E - osvetljenost radnog mesta , Ez - osvetljenost pošto se zakloni direktni svetlosni fluks. 29

• Zasenjivanje nastaje kao posledica sjaja (bljeska) u vidnom polju, a može dovesti do osećaja nelagodnosti, smanjenja radne sposobnosti, povreda itd; • Zasenjivanje može biti: • direktno (kada se izvor nalazi u vidnom polju); • indirektno (ogledala, zidovi, papiri, glatke površine); • kontrastno (jaki kontrast između predmeta i okoline); • Da bi se izbeglo blještanje (zasenjivanje), svetiljke se tako konstruišu da pri normalni uslovima rada ne nastupa blještanje pri pogledu na svetiljku pod određenim uglovima; 30

• Boja svetlosti (temperatura) • Boja svetlosti je povezana sa temperaturom i njenom talasnom dužinom (Vinov zakon pomeranja): • manje talasne dužine, veća temeratura – plavkasta “hladna” boja; • veće talasne dužine, niža temperatura – crvenkasta “topla” boja; 31

• Boje svetlosti koje se najčešće koriste u odnosu na njihove temperature dele se na svetlost koju čini: • topli ton (2700 -3000)K • topla bela (3000 -3500)K • bela (3500 -4200)K • potpuno bela (4200 -6300)K • dnevna svetlost (6300 -6500)K Na grafiku je predstavljena zavisnost osvetljenosti od temperture prema Kirhofu • Pravilno odabrana boja svetlosti obezbeđuje dobro viđenje. 32

OCENJIVANJE OSVETLJENJA • Kod ocenjivanja osvetljenja kao štetnog dejstava treba razlikovati: • štetno dejstvo na organ vida, definiše se brojem lumena; • i štetno dejstvo na osnovu termičkog opterećenja kože i drugih organa. • Zaštita oka kao najosetljivijeg organa garantuje i zaštitu drugih organa. • Najčešće se vrši merenje i ocenjivanje osobina svetlosnih izvora i osvetljenja merenjem fotometrijskih veličina: • jačina svetlosti, • svetlosni fluks, • osvetljenost, • sjaj. • Na osnovu ovih veličina određuje se čitav niz kvalitativnih i kvantitativnih osobina osvetljenja. 33

• Merenje i analiza osvetljenosti • Merenjem i analizom osvetljenosti E može se vršiti ocenjivanje sledećih karakteristika i osobina osvetljenja: • Osvetljenost na radnom mestu • Prostorna i vremenska osvetljenost • Stepen senovitosti • Temerature boje osvetljenja • Za merenje se koristi luksmetar čiji se rad zasniva na fotoelektričnom efektu; • Luksmetar se sastoji od fotoćelije i galvanometra; 34

• Princip rada luksmetra zasniva se na tome, da se svetlost koja pada na fotoćeliju proprcionalno njenom fluksu, transformiše u električnu energiju, ali u skladu sa osetljivošću oka, odnosno u zavisnosti od talasne dužine svetlosti. • Što se postiže optičkim filterom, koji se stavlja na fotoćeliju. • Zbog čega se luksmetrom može meriti osvetljenost u luksima. • Spektralna karakteristika selenske fotoćelije: 1 – sa filtrom, koji ima karakteristike oka; 2 – bez filtra; • Kontrola i ocenjivanje osvetljenosti vrši se u skladu sa usvojenim normama; 35

• Kontrola prostorne ravnomernosti osvetljenosti vrši se merenjem srednje vrednosti osvetljenosti i minimalne osvetljenosti i izračunavanjem stepena ravnomernosti: • Kontrola vremenske ravnomernosti osvetljenosti podrazumeva kontrolu svetlosnog izvora, osvetljenosti radnog masta, ocenjivanje treperenja, stroboskopskih efekata itd. • Merenje senovitosti se vrši izračunavanjem stepena osenčenosti: Standardi propisuju senovitost u granicama: 0, 2 -0, 8. • Merenje temperature boje podrazumeva određivanje spektra zračenja svetlosnog izvora; • Spektar se određuje spektrometrom, spektrofotometrom, merač temperature boje. • Na isti način kao kod luksmetra, samo sa dodatkom crvenogplavo filtera – čiji odnos daje odnos plave i crvene boje. 36

• Merenje i analiza sjaja • Za merenje sjaja koristi se nitometar ili luminasmetar; • Princip rada zasniva se na fotoelektričnom efektu - transforfmiše svetlosnu energiju u električnu struju koja se pojačava preko pojavača, a na indikatoru se pokazuje sjaj B u nt=cd/m 2. • Pre svakog merenja vrši se kalibracija uređaja svojim sopstvenim etalonom sjaja. 37

OSVETLJENJE U RADNIM I ŽIVOTNIM PROSTORIMA • Osnovni zahtevi koje veštačko osvetljenje mora ispunjavati: • da omogući dobre vidne uslove, za izvršavanje radnih zadataka; • da stvori uslove ugodnosti – dobro fizičko i psihičko stanje • da spreči nezgode i nesreće • da ispuni zahteve ekonomičnosti. • Shodno gore navedenom dobro osvetljenje treba da ispuni uslove kao što su: odgovarajući nivo osvetljenosti, ravnomernu osvetljenost, raspodelu sjajnosti, ograničenost blještanja, odgovarajuće temperature boje svetlosti, ograničavanje stroboskopskog efekta. . . 38

ULTRALJUBIČASTO ZRAČENJE • Ultraljubičasto zračenje obuhvata opseg talasnih dužina od (100 -400)nm. • Zbog različitog biološkog efekta, UV- zraci su svrstani u tri oblasti: • UV-A (315 -400)nm • UV-B (280 -315)nm • UV-C (100 -280)nm • Postepeno prelaze u X-zrake. • Za ovo zračenje važe svi zakoni kvantnog zračenja. 39

IZVORI ULTRALJUBIČASTOG ZRAČENJA • Prirodni i veštački izvori UV zračenja; • prirodni – sunce; • veštački – kvarcne lampe, električni luk, acetilenski plamen, peći za topljenje i obradu metala; • Prema principu nastajanja UV zračenja, izvori mogu biti jonizacioni i toplotni; • jonizacioni (kvarcne lampe) - najčešće se koristi živa. Kada se priključi na napon na elektrodama, između njih se stvori živina para, joni se ubrzavaju, sudaraju se, i dodatno jonizuju stvarajući UV zrake. • toplotni (električni luk, acetilenski plamen, peći za topljenje i obradu metala) - UV zraci nastaju kao posledica viskoh temperatura. 40

PRIMENA UV ZRAČENJA • Imaju višestruku primenu: • U proizvodnji svetlosti pomoću UV lampi. • U industriji za elektrozavarivanje, obradu metala, u prehrabenoj industriji. • Zbog njihovog baktericidnog (ubrzavaju epitelizaciju rana, utiču pozitivno na krvnu sliku, povećavaju stvaranje antitela. . . ) i germicidnog dejstva (dejstvo ultravioletnih zraka utiče samo na mikroorganizme i ne menja hemiski i fizički sastav sredine u kojoj deluje) koriste se u sterilizaciji hrane, vode i vazduha. • Maksimalno baktericidno dejstvo imaju talasne dužine UV zračenja (255 -265)nm; • U medicini, za lečenje kožnih oboljenja – psorijaza, akne, dermatistis, čirevi. . . • U lečenju reumatskih oboljenja kod dece. • Kod lasera. 41

ŠTETNO DEJSTVO UV ZRAKA • Štetno dejstvo se manifestuje na koži i očima; • Kvant UV zračenja ( < 270 nm) izaziva razlaganje belančevina u ćelijama tj. promenu strukture belančevina čija je posledica stvaranje niza supstanci od kojih je najznačajniji histamin koji nastaje od histidina koji je sastavni deo belančevina; • Kvant UV zračenja ( > 270 nm) ne može stvoriti histamin, ali izaziva neposredno razaranje ćelija i stvaranje supstanci sličnih histaminu; • Formiranje histamina dovodi do širenja kapilara i pojave eritema – crvenilo kože; • Na stvaranje eritema utiče pre svega talasna dužina UV zraka, ali zavisi i od opšteg reagovanja organizma. • Talasna dužina od 336, 3 nm ima skoro 1000 puta slabije dejstvo na koži od talasne dužine od 296, 7 nm. 42

• UV zraci različitih talasnih dužina imaju manje ili veće eritemno dejstvo tj. energija potrebna da UV zraci različitih talasnih dužina izazovu isti eritemni efekat je različita; talasna dužina [nm] količina energije [ J/cm 2] 239, 9 35, 2 265, 4 80, 4 280, 4 126, 1 296, 7 4, 80 302, 4 36, 4 334 4019, 3 • Eritema dovodi do promene boje kože, opaljenosti od UV zračenja; • U zavisnosti od intenziteta UV zračenja javlja se crvenilo, opekotine pa čak i plikovi na koži; 43

• Dugotrajno izlaganje UV zracima dovodi do nastajanja kancerogenih oboljenja – talasne dužine u opsegu (280 -300)nm; • UV zračenje štetno deluje i na organ vida – izaziva fotoftalmiju (crvenilo, otok, bol, glavobolja, nesanica, nervoza i drugi simptomi); • Zraci talasnih dužina (290 -340)nm apsorbuju se u prednjem delu oka, a do mrežnjače prodiru zraci talasne dužine oko 340 nm; • Dejstvo UV zračenja pored negativnih efekata na biološki svet ima i niz pozitivnih efekata, bez kojih se život na našoj planeti ne bi mogao zamisliti. • Veliki deo solarnog UV zračenja se apsorbuje u atmosferi, ali onaj deo koji stiže do Zemljine površine ima važna pozitivna dejstva na mnoge organizme, pa i na čoveka. • Prirodno UV zračenje je u malim dozama neophodno za sintezu vitamina D i kalcioferola (kalcifikacionog hormona) zahvaljujući kome se u kosti „ugrađuje“ kalcijum, koji je neophodan za njihov normalan rast, razvoj i finkciju. 44

JEDINICE ZA MERENJE UV ZRAČENJA • Osim fizičkih veličina ( iste kao kod vidljivog spektra) zbog specifičnosti delovanja i korišćenja uvode se fiziološke i biološke veličine i jedinice: • Eritemni i baktericidni intenzitet; • Eritemna i baktericidna doza; i njihove specifične jedinice za proučavanje, merenje i normiranje UV zračenja. • Uvodi se referentna vrednost intenziteta (količina energije koja u jedinici vremena prođe kroz jediničnu površinu) koja iznosi 1 W/cm 2 = 10 -2 W/m 2 • U sistemu eritemnih jedinica: Intenzitetu UV zračenja od 1 W/m 2 na =296, 7 nm (gde je eritemno dejstvo maksimalno) odgovara biološki intenzitet od 1 er/m 2 (eritema po m 2); • U sistemu baktericidnih jedinica: Intenzitetu UV zračenja od 1 W/m 2 na =253, 7 nm (gde je baktericidno dejstvo maksimalno) odgovara biološki intenzitet od 1 bakt/m 2 (bakterija po m 2) 45

Relativni spektar eritemskog (kriva 1) i germicidnog (kriva 2) dejstva UV zračenja 46

• Ako je intenzitet zračenja definisan kao: • I ako je S površina kože koja je izložena UV zračenju, eritermna vrednost intenziteta je definisana na sledeći način: • gde je k koeficijent koji pokazuje eritemnu osetljivost na određenoj talasnoj dužini; • Eritemna doza pokazuje koliko energije apsorbuje koža: gde je t je vreme ekspozicije UV zračenju. • Definiše se još i doza praga eritemne osetljivosti – minimalana količina energije koja izaziva jedva primetno crvenilo: D 0 = 80 er h/m 2; 47

UV INDEKS • 1994. godine je usvojena nova internacionalna jedinica intenziteta UV zračenja, koja je prihvatljiva za javnost i naziva se UV Indeks (UVI). • Jedinica UV Indeks se definiše kao intenzitet zračenja od 25 m. W/m 2, uzimajući u obzir i spektar biološkog dejstva UV zračenja do 400 nm. • Prema tome, intenzitetu UV zračenja od 25 m. W/m 2 odgovara vrednost od 1 UV Indeksa, dok intenzitetu zračenja od 250 m. W/m 2 odgovara vrednost od 10 UV Indeksa. 48

49

MERENJE I NORMIRANJE UV ZRAČENJA • Za merenje intenziteta UV zračenja koriste se emisione fotoćelije – dioda kod koje je iskorišćen fotoefekat. • Sa katode fotoćelije pod dejstvom UV zraka emituju se elektroni koji se zatim kreću ka anodi pod dejstvom električnog polja; • Fotoćelija sa cinkanom katodom sastavni je deo ultravioletmetra; 50

• Za merenje eritemne vrednosti intenziteta u instrument se ugrađuje filter koji propušta UV zrake srazmerno eritemnoj osetljivosti kože (saglasno konstanti k); Dozvoljene vrednosti eritemnog intenziteta i doze prostorija eritemna doza [ erh/m 2] t eritemni intenzitet [ er/m 2] min max prep. proizvodne prostorije bez prirodne svetlosti 8 h 12 60 40 1, 5 7, 5 5, 0 zdravstveni centri, vrtići škole 4 -6 h 6 -9 30 -46 20 -30 1, 5 7, 5 5, 0 kabine za zračenje 3 min 6 30 20 120 600 400 51