Очки. Защита от ультрафиолета

Что такое ультрафиолетовое излучение и чем оно опасно

Видимое излучение - электромагнитные волны, воспринимаемые человеческим глазом, находятся приблизительно в диапазоне длин волн от 380 (фиолетовый) до 780 нм (красный). То, что правее видимого спектра, т.е. с длиной волны более 780 нм, - это невидимое для человека, инфракрасное ( ИК ) излучение. Левее, т.е. с длиной волны от 250 до 400 нм, находится та часть невидимого человеком спектра, которая нас сегодня интересует - ультрафиолет ( УФ ). Под воздействием ультрафиолетового излучения ( UV ) страдают глаз, кожа и иммунитет. В обычной жизни прямые солнечные лучи не попадают в глаза, особенно когда солнце в зените, но благодаря отражениям от поверхностей, считается, что 10-30% излучения (в зависимости от внешних условий), достигающего поверхности земли, в итоге попадает в глаза. В случае парапланов, когда пилотам приходится поднимать голову к солнцу, попадают и прямые лучи. Для зимних видов спорта (лыжи, сноуборд, кайт и т.д.), а также для водных увлечений (кайт, серфинг, пляжинг и т.д.) количество отраженного излучения, попадающего в глаз, больше среднего.

По длине волны UV излучение делят на 3 составных части: UVA, UVB и UVC. Чем короче длина волны, тем опаснее излучение. UVC – самый коротковолновый и самый опасный диапазон ультрафиолетового излучения, к счастью, не достигает поверхности земли благодаря озоновому слою. UVB – излучение в диапазоне 280-315 нм. Примерно 90 % UVB поглощается озоном, а также водным паром, кислородом и углекислым газом при прохождении солнечного света через атмосферу, прежде чем достигнет поверхности земли. UVB в малых дозах вызывает загар, в больших - ожог и увеличивает шансы на рак кожи. Слишком интенсивное воздействие UVB лучей на глаза вызывает фотокератит (солнечный ожог роговицы и конъюнктивы, который может привести к временной потере зрения (сильную степень фотокератита часто называют «снежной слепотой»). Риск фотокератита возрастает в высокогорье, а также на снегу, если не защищать глаза от ультрафиолетового излучения. Отметим, что воздействие ультрафиолетового излучения UVB диапазона ограничивается поверхностью глаза, внутрь глаза эти ультрафиолетовые лучи практически не проникают.

Ультрафиолетовое излучение диапазона UVA (315-400 нм) находится рядом с видимым спектром, в тех же дозах менее опасно, чем излучение UVB. Но эти ультрафиолетовые лучи, в отличие от UVB, проникают глубже внутрь глаза, повреждая хрусталик и сетчатку. Воздействие UVA на глаза в течение длительного времени приводит к увеличению риска ряда опасных заболеваний глаз, включая катаракту и дегенерацию макулы, которая считается основной причиной слепоты в старости. Ну и упомянем часть видимого спектра, соответствующую синим лучам видимого спектра, около 400 -450 нм, ( HEV „high-energy visible light“ ) которые непосредственно примыкают к длинноволновой части УФ-диапазона. Предполагается, что длительное воздействие этих высокоэнергетичных лучей видимого спектра на глаза тоже вредно, поскольку они глубоко проникают внутрь глаза и воздействуют на сетчатку.

Повреждающее действие ультрафиолетовых лучей на глаза зависит от ряда факторов:

  • Длительность пребывания на открытом воздухе
  • Географическая широта местонахождения. Наиболее опасна экваториальная зона
  • Высота над уровнем моря. Чем выше - тем опаснее
  • Время дня. Самое опасное время - с 10-11 часов утра до 14-16 часов
  • Большие поверхности воды и снега, очень сильно отражающие солнечные лучи

Таким образом, постоянное действие ультрафиолетового излучения на глаза оказывает вредное воздействие на поверхность глаза и его внутренние структуры. Более того, негативные эффекты обладают способностью к накоплению: чем дольше глаза подвергаются повреждающему воздействию ультрафиолетового излучения, тем выше риск развития патологий структур глаза и возникновения возрастных заболеваний органа зрения.

Солнцезащитные очки - это один из способов ограничить объем вредного излучения, попадающего на глаза. Поскольку полученные в течение всей жизни дозы ультрафиолетового облучения накапливаются, увеличивая риск заболеваний глаз, то рекомендуется регулярно использовать солнцезащитные очки на открытом воздухе.

Измерения и результаты

Характеристики линз и понятия, которые нам понадобятся при анализе тестов и замеров: Оптическая плотность. Это десятичный логарифм от отношения интенсивности падающего излучения к прошедшему. D=lg⁡(Ii/Io) Т.е. если оптическая плотность линзы 2, то она в 100 раз уменьшает интенсивность излучения задерживая 99% падающего излучения. Если D=3, то линза задерживает 99,9% излучения. Кроме того, линзы солнцезащитных очков делят по прозрачности (для видимого спектра):

  • Прозрачные F0, 100 — 80% светопропускания используются в сумерках или ночью, спортивные и защитные очки от снега и ветра;
  • Светлые F1, 80 - 43% светопропускания, очки для пасмурной погоды;
  • Средние F2, 43 — 18% светопропускания, используются в переменную облачность;
  • Сильные F3, 18 — 8% светопропускания, для защиты от яркого дневного;
  • Максимально сильные F4, 8 — 3% светопропускания, для максимальной защиты в условиях высокогорья, на горнолыжных курортах, в снежной арктике летом. Не предназначены для вождения автомобиля.

Для измерений у нас есть спектрофотометр:

Было выбрано несколько очков и линз от разных производителей по совершенно разным ценам. Стоимость очков колебалась от 1 до 160 Евро (70 -11 000 руб). Итак, начнем от дорогих к дешевым: Первые 2 линзы - это GloryFy, коричневая F2 и серая F4. Очки этого бренда с такими линзами стоят примерно 11 000 рублей.

График пропускания в %, т.е. сколько процентов составляет интенсивность прошедшего излучения от падающего:

Красным отображается пропускание коричневой F2 линзы, а синим - пропускание серой F4 линзы. Как видно из графиков, обе линзы хорошо режут весь ультрафиолет. Кроме того, видно что коричневая F2 линза гораздо лучше обрезает синюю часть спектра, серая F4 по сути является нейтральной (т.е. не искажает цвета) и, являясь более темной (F4 против F2 у коричневой), сильнее затемняет во всем спектре. Для более точной оценки насколько хорошо блокируется ультрафиолетовое излучение приведем график оптической плотности для этих линз:

красная линия для коричневой линзы F2, а синяя для серой линзы F4

Видно, что оптическая плотность больше 2,5 на всем диапазоне ультрафиолета, т.е. блокируется более 99% падающего на линзу ультрафиолета. Для уточнения приведу значения для этих линз для длины волны 400нм. Оптическая плотность для серой F4 D=3,2, для коричневой F2 D=3,4. Или пропускание от падающего излучения для серой F4 составляет 0,06%, а для коричневой F2 составляет 0,04%.

Идем дальше. Здесь у нас представлены графики пропускания и оптической плотности для очков средней ценовой категории: Smith и Tifosi - обе линзы серые, темные. Стоимость очков порядка 4000-6000 рублей. И дешевые очки стоимостью порядка 700 руб., - 3М и Finney - обе линзы тоже нейтральные, т.е. серые, темные. Для начала прозрачность для всех этих упомянутых линз

Далее оптическая плотность для них же:

Из графиков видно, что все линзы категории F3. Кроме того, заметно, что линзы дешевых очков (3М и Finney) хуже режут ближний ультрафиолет, UVA в диапазоне 385-400 нм. Теперь для всех этих 4-х очков приведем значение пропускания на длине волны 400 нм:

  • Smith T=0,002%
  • Tifosi T=0,012%
  • Finney T=5,4%
  • 3M T=9,4% и оптической плотности при этой же длине волны:
  • Smith D=4,8
  • Tifosi D=3,9
  • Finney D=1,26
  • 3M D=1,02

Явно видно, что дешевые очки 3M и Finney не соотвествуют UV400 protection. Они начинают нормально защищать от длины волны 385 нм и ниже.

Но у нас есть самые дешевые очки, небрендованные (Ашан-очки). Стоимость 70 рублей или 1 евро. Линза желтая, по пропусканию похоже, что категория F1. Прозрачность:

Оптическая плотность:

Для длины волны 400 нм пропускание составило 0,24%, а оптическая плотность 2,62. Данная линза укладывается в требование к UV400.

Выводы:

Видно, что у дешевых очков нет стабильного качества защиты: 2 из 3-х образцов не удовлетворили. Брендованные очки верхней и средней ценовой категории хорошо справились с задачей защиты от ультрафиолетового излучения. Кроме того, когда мы говорим о защите очками от ультрафиолета, следует учесть, что свет может проникать и сбоку от оправы, поэтому, конечно, лучше защищают очки, закрывающие все поле зрения и не допускающие попадания света в глаза мимо линз очков. Ну и конечно, при выборе очков следует учитывать насколько удобно они сидят на лице, ведь их приходится носить часами. Для людей, занимающихся активными видами спорта и часто путешествующих, важно насколько очки прочные: неприятно в нужный момент обнаружить в рюкзаке вместо очков осколки.

Опубликовано {0}май|{1}мая 24, 2018

Назад в Блог