Rayos de luz ultravioleta, infrarroja y visible. Sus efectos sobre reptiles y anfibios.

Vadim Maksimov, investigador principal del Laboratorio de procesamiento de información sensorial y autor principal del estudio publicado en la prestigiosa revista británica Proceedings of the Royal Society B, habló a RIA Novosti sobre los colores con los que ven el mundo las aves, los peces, las personas y los insectos.

Colores que no existen

En realidad, los diferentes colores no existen, no existe tal propiedad física. Los objetos rojos, verdes y azules simplemente reflejan la luz en longitudes de onda ligeramente diferentes. Nuestro cerebro ya “ve” los colores y recibe una señal de receptores visuales “sintonizados” a una determinada longitud de onda.

La capacidad de distinguir colores depende de la cantidad de tipos de dichos receptores en la retina y de su "sintonización". Los receptores responsables de la visión de los colores se llaman conos, pero también existe un “canal blanco y negro” llamado bastones. Son mucho más sensibles, gracias a ellos podemos navegar en el crepúsculo, cuando los conos ya no funcionan. Pero tampoco podemos distinguir colores en este momento.

¿Qué ve la gente...?

La mayoría de los mamíferos, incluidos los perros, tienen dos tipos de conos: de longitud de onda corta (con máxima sensibilidad a la radiación con una longitud de onda de 420 nanómetros) y de longitud de onda larga (550 nanómetros). Sin embargo, los humanos y todos los primates del Viejo Mundo tienen tres tipos de conos y una visión de color “tridimensional”. Los conos humanos están sintonizados a 420, 530 y 560 nanómetros; los percibimos como azules, verdes y rojos.

“Pero el 2% de los hombres también son dicromáticos, se les llama “daltónicos”. De hecho, no son daltónicos, simplemente tienen sólo dos tipos de conos: uno de longitud de onda corta y otro de dos longitudes de onda larga. Ven los colores, pero lo que es peor: no distinguen entre el rojo y el verde. “Son personas daltónicas”, afirmó Maksimov.

Visión de color innecesaria

Los científicos llevan estudiando la visión de los perros desde finales del siglo XIX. En 1908, el alumno de Pavlov, Leon Orbeli, que estudió los reflejos condicionados en perros, demostró la ausencia casi total de visión de los colores en los perros. Sin embargo, a mediados del siglo XX, los científicos estadounidenses descubrieron que los perros tienen dos tipos de conos en la retina, sintonizados a 429 y 555 nanómetros, aunque en un número pequeño: solo el 20% del número total de fotorreceptores.

"Los perros pueden ver los colores de la misma manera que las personas daltónicas. Los estadounidenses, que descubrieron receptores en la retina, vieron que se podía enseñar a un perro a distinguir los colores. Pero aun así llegaron a la conclusión de que en la vida lo más probable es que un perro no utilice el color. La visión, ya que los perros tienen una parte importante de su vida, está despierta al anochecer, cuando los conos no funcionan”, dijo Maksimov.

Sin embargo, él y sus colegas pudieron demostrar en un experimento que los perros no sólo son técnicamente capaces de distinguir colores, sino también de utilizar esta habilidad en la vida. En el experimento, los científicos colocaron comida en una caja sellada y opaca, debajo de hojas de papel de color azul claro, azul oscuro, amarillo claro y amarillo oscuro.

“Y luego tomamos y cambiamos los colores de estas hojas y de repente resultó que los perros no van al papel claro, como antes, sino al papel oscuro, pero resultó que no era el brillo. Para ella lo importante era el color, es decir “No sólo pueden distinguir los colores, sino también utilizarlos en la práctica”, afirma la científica.

visión 4D

Los poseedores de récords en visión del color son peces, aves y reptiles. La mayoría de las especies de estos animales son tetracromáticas, sus retinas contienen cuatro tipos de conos y el cangrejo mantis tropical tiene 16 tipos de receptores.

En particular, los pinzones tienen conos sintonizados con los colores ultravioleta (370 nanómetros), azul (445 nanómetros), verde (508 nanómetros) y rojo (565 nanómetros). “Al mismo tiempo, los pájaros no distinguen bien el brillo. Distinguen el negro del blanco, pero rechazan los tonos de gris y no se les puede enseñar en absoluto si los estímulos difieren no sólo en el brillo, sino también en el color. "Para colorear", dijo Maksimov.

Pero las aves tienen acceso a un color ultravioleta desconocido para los humanos. Maksimov habló de experimentos con gorriones arbóreos, a los que se les enseñó a distinguir entre hojas de papel pintadas con tiza y blanco zinc en diferentes tonos de gris.

“El blanco de zinc absorbe la radiación ultravioleta, pero la tiza no. Para los humanos, es el mismo color blanco. Entrenamos a los pájaros para que vuelen sobre láminas de zinc claras, luego oscurecemos el papel de “zinc” y hacemos el papel de “tiza”. "Y vemos que el pájaro voló sobre el papel claro y ahora comienza a volar hacia la oscuridad precisamente porque ve el color "ultravioleta", señaló el interlocutor de la agencia.

no hay limite

Estrictamente hablando, no hay un límite claro de visibilidad para los receptores; es sólo que a medida que se alejan de su “propia” longitud de onda, se vuelven cada vez menos sensibles y se necesita un brillo mayor para “despertar” al receptor; dice el científico.

"Cuando experimentamos con la visión, a medida que nos alejamos del rango visible, la sensibilidad cae exponencialmente, pero no importa cuánto nos adentramos en la región infrarroja o ultravioleta, permanece distinta de cero", señaló Maksimov.

Según él, en condiciones especiales, en absoluta oscuridad y después de un largo período de adaptación, una persona puede ver la "luz infrarroja", una radiación que atraviesa un vidrio especial que transmite longitudes de onda superiores a 720 nanómetros. Los conos azules de la retina humana son un "hardware" capaz de ver la radiación ultravioleta; el problema es que la córnea y el cristalino no la dejan pasar.

"Sucede que a una persona le quitan las lentes debido a las cataratas, en este caso la persona puede ver la luz ultravioleta. Tuvimos un empleado que vio la diferencia entre dos blancos: el blanco de plomo y el de zinc absorben los rayos ultravioleta, y el blanco de plomo refleja". dijo Maksimov.

Hoy en día, surge muy a menudo la pregunta sobre el peligro potencial de la radiación ultravioleta y las formas más efectivas de proteger el órgano de la visión.

Hoy en día, surge muy a menudo la pregunta sobre el peligro potencial de la radiación ultravioleta y las formas más efectivas de proteger el órgano de la visión. Hemos preparado una lista de las preguntas más frecuentes sobre la radiación ultravioleta y sus respuestas.

¿Qué es la radiación ultravioleta?

El espectro de la radiación electromagnética es bastante amplio, pero el ojo humano sólo es sensible a una determinada región llamada espectro visible, que cubre el rango de longitud de onda de 400 a 700 nm. Las radiaciones que están más allá del rango visible son potencialmente peligrosas e incluyen infrarrojas (longitudes de onda superiores a 700 nm) y ultravioleta (menos de 400 nm). Las radiaciones que tienen una longitud de onda más corta que la ultravioleta se denominan rayos X y rayos γ. Si la longitud de onda es más larga que la de la radiación infrarroja, entonces se trata de ondas de radio. Por lo tanto, la radiación ultravioleta (UV) es una radiación electromagnética invisible al ojo, que ocupa la región espectral entre la radiación visible y la de rayos X dentro del rango de longitud de onda de 100 a 380 nm.

¿Qué rangos tiene la radiación ultravioleta?

Así como la luz visible se puede dividir en componentes de diferentes colores, que vemos cuando aparece un arco iris, así el rango UV, a su vez, tiene tres componentes: UV-A, UV-B y UV-C, siendo este último el Radiación ultravioleta de longitud de onda más corta y de mayor energía con un rango de longitud de onda de 200-280 nm, pero es absorbida principalmente por las capas superiores de la atmósfera. La radiación UVB tiene una longitud de onda de 280 a 315 nm y se considera radiación de energía media y peligrosa para el ojo humano. La radiación UV-A es el componente de longitud de onda más larga del ultravioleta con un rango de longitud de onda de 315-380 nm, que tiene una intensidad máxima cuando alcanza la superficie de la Tierra. La radiación UV-A penetra más profundamente en los tejidos biológicos, aunque su efecto dañino es menor que el de los rayos UV-B.

¿Qué significa el nombre "ultravioleta"?

Esta palabra significa "sobre (arriba) violeta" y proviene de la palabra latina ultra ("arriba") y el nombre de la radiación más corta en el rango visible: violeta. Aunque la radiación ultravioleta no es detectable por el ojo humano, algunos animales (pájaros, reptiles e insectos como las abejas) pueden ver con esta luz. Muchas aves tienen colores de plumaje que son invisibles en condiciones de luz visible, pero claramente visibles bajo luz ultravioleta. Algunos animales también son más fáciles de detectar con luz ultravioleta. Gracias a esta luz, el ojo percibe con mayor claridad muchos frutos, flores y semillas.

¿De dónde viene la radiación ultravioleta?

En el exterior, la principal fuente de radiación ultravioleta es el sol. Como ya se mencionó, es parcialmente absorbido por las capas superiores de la atmósfera. Dado que una persona rara vez mira directamente al sol, el principal daño al órgano de la visión se produce como resultado de la exposición a la radiación ultravioleta dispersa y reflejada. En interiores, la radiación ultravioleta se produce cuando se utilizan esterilizadores para instrumentos médicos y cosméticos, en salones de bronceado, durante el uso de diversos dispositivos médicos de diagnóstico y terapéuticos, así como cuando se endurecen composiciones de empaste en odontología.

En los solariums, la radiación ultravioleta produce un bronceado.

En la industria, la radiación UV se genera durante las operaciones de soldadura a niveles tan altos que pueden causar graves daños en los ojos y la piel, por lo que es obligatorio el uso de equipos de protección para los soldadores. Las lámparas fluorescentes, muy utilizadas para la iluminación en el trabajo y en el hogar, también producen radiación ultravioleta, pero el nivel de radiación ultravioleta es muy bajo y no representa un peligro grave. Las lámparas halógenas, que también se utilizan para la iluminación, producen luz con un componente UV. Si una persona está cerca de una lámpara halógena sin cubierta protectora o escudo, el nivel de radiación UV puede causar problemas oculares graves.

En la industria, la radiación UV se genera durante las operaciones de soldadura a niveles tan elevados que pueden provocar graves daños en los ojos y la piel.

¿Qué determina la intensidad de la exposición a la radiación ultravioleta?

Su intensidad depende de muchos factores. En primer lugar, la altura del sol sobre el horizonte varía según la época del año y el día. Durante el día en verano, la intensidad de la radiación UV-B es mayor. Hay una regla simple: cuando tu sombra es más corta que tu altura, corres el riesgo de recibir un 50% más de esta radiación.

En segundo lugar, la intensidad depende de la latitud geográfica: en las regiones ecuatoriales (latitud cercana a 0°) la intensidad de la radiación ultravioleta es máxima: 2 o 3 veces mayor que en el norte de Europa.
En tercer lugar, la intensidad aumenta al aumentar la altitud porque la capa de atmósfera capaz de absorber la luz ultravioleta se reduce correspondientemente, por lo que una mayor cantidad de radiación UV de onda corta de mayor energía llega a la superficie de la Tierra.
En cuarto lugar, la intensidad de la radiación se ve afectada por la capacidad de dispersión de la atmósfera: el cielo nos parece azul debido a la dispersión de la radiación azul de longitud de onda corta en el rango visible, y la radiación ultravioleta de longitud de onda aún más corta se dispersa con mucha más fuerza.
En quinto lugar, la intensidad de la radiación depende de la presencia de nubes y niebla. Cuando el cielo está despejado, la radiación ultravioleta es máxima; las nubes densas reducen su nivel. Sin embargo, las nubes claras y escasas tienen poco efecto sobre los niveles de radiación ultravioleta; el vapor de agua de la niebla puede provocar una mayor dispersión ultravioleta. Una persona puede sentir que el tiempo nublado y con niebla hace más frío, pero la intensidad de la radiación ultravioleta sigue siendo casi la misma que en un día despejado.

Cuando el cielo está despejado, la radiación ultravioleta es máxima

En sexto lugar, la cantidad de radiación ultravioleta reflejada varía según el tipo de superficie reflectante. Así, para la nieve, la reflexión es del 90 % de la radiación ultravioleta incidente, para el agua, el suelo y la hierba, aproximadamente el 10 %, y para la arena, del 10 al 25 %. Debes recordar esto mientras estés en la playa.

¿Cuál es el efecto de la radiación ultravioleta en el cuerpo humano?

La exposición prolongada e intensa a la radiación ultravioleta puede ser perjudicial para los organismos vivos: animales, plantas y humanos. Tenga en cuenta que algunos insectos ven en el rango UV-A y son una parte integral del sistema ecológico y de alguna manera benefician a los humanos. El resultado más famoso de la influencia de la radiación ultravioleta en el cuerpo humano es el bronceado, que sigue siendo un símbolo de belleza y un estilo de vida saludable. Sin embargo, la exposición prolongada e intensa a la radiación ultravioleta puede provocar el desarrollo de cáncer de piel. Es importante recordar que las nubes no bloquean la luz ultravioleta, por lo que la falta de luz solar brillante no significa que no sea necesaria la protección UV. El componente más dañino de esta radiación es absorbido por la capa de ozono de la atmósfera. El hecho de que el espesor de estos últimos haya disminuido significa que la protección UV será aún más importante en el futuro. Los científicos estiman que una disminución de la cantidad de ozono en la atmósfera terrestre de tan solo un 1% provocará un aumento del cáncer de piel de un 2-3%.

¿Qué peligro representa la radiación ultravioleta para el órgano de la visión?

Existen importantes datos epidemiológicos y de laboratorio que relacionan la duración de la exposición a la radiación ultravioleta con enfermedades oculares: pterigión, pterigión, etc. En comparación con el cristalino de un adulto, el cristalino de un niño es mucho más permeable a la radiación solar y el 80 % de los Las consecuencias acumulativas de la exposición a las ondas ultravioleta se acumulan en el cuerpo humano antes de cumplir los 18 años. La lente es más susceptible a la penetración de la radiación inmediatamente después del nacimiento del bebé: transmite hasta el 95 % de la radiación UV incidente. Con la edad, el cristalino comienza a adquirir un tinte amarillo y se vuelve menos transparente. A los 25 años, menos del 25% de los rayos ultravioleta incidentes llegan a la retina. En la afaquia, el ojo se ve privado de la protección natural del cristalino, por lo que en esta situación es importante utilizar lentes o filtros que absorban los rayos UV.
Hay que tener en cuenta que varios medicamentos tienen propiedades fotosensibilizantes, es decir, aumentan las consecuencias de la exposición a la radiación ultravioleta. Los optometristas y optometristas deben conocer el estado general y los medicamentos de una persona para poder hacer recomendaciones sobre el uso de equipos de protección.

¿Qué productos de protección ocular existen?

La forma más eficaz de protegerse contra la radiación ultravioleta es cubrirse los ojos con gafas de seguridad especiales, máscaras y protectores que absorban completamente la radiación ultravioleta. En la producción donde se utilizan fuentes de radiación UV, el uso de dichos productos es obligatorio. Cuando esté al aire libre en un día soleado, se recomienda usar gafas de sol con lentes especiales que protejan de manera confiable contra la radiación ultravioleta. Estas gafas deben tener patillas anchas o una forma ajustada para evitar que la radiación entre desde un lado. Los cristales transparentes para gafas también pueden realizar esta función si se añaden aditivos absorbentes a su composición o se realiza un tratamiento superficial especial. Unas gafas de sol bien ajustadas protegen tanto contra la radiación incidente directa como contra la radiación dispersa y reflejada de diversas superficies. La eficacia del uso de gafas de sol y las recomendaciones para su uso se determinan indicando la categoría de filtro cuya transmisión de luz corresponde a las lentes de las gafas.

La forma más eficaz de protegerse contra la radiación ultravioleta es cubrirse los ojos con gafas de seguridad especiales y máscaras que absorban completamente la radiación ultravioleta.

¿Qué normas regulan la transmisión de luz de las lentes de las gafas de sol?

Actualmente, en nuestro país y en el exterior se han desarrollado documentos reglamentarios que regulan la transmisión de luz de las lentes solares según las categorías de filtros y las reglas para su uso. En Rusia se trata de GOST R 51831-2001 “Gafas de sol. Requisitos técnicos generales", y en Europa - EN 1836: 2005 "Protección personal de los ojos - Gafas de sol de uso general y filtros para la observación directa del sol".

Cada tipo de lente solar está diseñado para condiciones de iluminación específicas y se puede clasificar en una de las categorías de filtros. Hay cinco en total y están numerados del 0 al 4. Según GOST R 51831-2001, la transmitancia de luz T, % de las lentes de protección solar en la región visible del espectro puede oscilar entre 80 y 3-8. %, dependiendo de la categoría del filtro. Para el rango UV-B (280-315 nm), esta cifra no debe ser superior a 0,1 T (dependiendo de la categoría del filtro, puede ser de 8,0 a 0,3-0,8  %), y para la radiación UV-A (315-380 nm). nm) - no más de 0,5 T (dependiendo de la categoría del filtro - de 40,0 a 1,5-4,0 %). Al mismo tiempo, los fabricantes de lentes y gafas de alta calidad imponen requisitos más estrictos y garantizan al consumidor una reducción completa de la radiación ultravioleta a una longitud de onda de 380 nm o incluso hasta 400 nm, como lo demuestran las marcas especiales en las lentes de las gafas y sus envases. o documentación adjunta. Cabe señalar que, en el caso de las lentes de sol, la eficacia de la protección ultravioleta no puede determinarse claramente por el grado de oscurecimiento o el coste de las gafas.

¿Es cierto que la radiación ultravioleta es más peligrosa si una persona usa gafas de sol de baja calidad?

Esto es cierto. En condiciones naturales, cuando una persona no usa gafas, sus ojos reaccionan automáticamente al brillo excesivo de la luz solar cambiando el tamaño de la pupila. Cuanto más brillante es la luz, más pequeña es la pupila y, con una proporción proporcional de radiación visible y ultravioleta, este mecanismo de protección funciona de manera muy eficaz. Si se utilizan lentes oscurecidos, la luz parece menos brillante y las pupilas se agrandan, lo que permite que llegue más luz a los ojos. Cuando la lente no proporciona una protección UV adecuada (la cantidad de radiación visible se reduce más que la radiación UV), la cantidad total de radiación ultravioleta que ingresa al ojo es mayor que sin gafas de sol. Es por eso que las lentes teñidas y que absorben la luz deben contener absorbentes de rayos UV que reduzcan la cantidad de radiación UV en proporción a la reducción de la luz visible. Según las normas nacionales e internacionales, la transmisión de luz de las lentes solares en la región UV está regulada como proporcionalmente dependiente de la transmisión de luz en la parte visible del espectro.

¿Qué material óptico para lentes de gafas proporciona protección UV?

Algunos materiales para lentes de anteojos proporcionan absorción de rayos UV debido a su estructura química. Activa las lentes fotocromáticas que, en condiciones adecuadas, bloquean su acceso al ojo. El policarbonato contiene grupos que absorben la radiación en la región ultravioleta, por lo que protege los ojos de la radiación ultravioleta. CR-39 y otros materiales orgánicos para lentes de gafas en su forma pura (sin aditivos) transmiten una cierta cantidad de radiación UV y, para una protección ocular confiable, se introducen en su composición absorbentes especiales. Estos componentes no sólo protegen los ojos de los usuarios al cortar la radiación ultravioleta hasta 380 nm, sino que también previenen la destrucción fotooxidativa de las lentes orgánicas y su coloración amarillenta. Los cristales minerales para gafas fabricados con vidrio corona común no son adecuados para una protección fiable contra la radiación UV, a menos que se agreguen a la mezcla aditivos especiales para su fabricación. Estas lentes se pueden utilizar como filtros solares sólo después de aplicar recubrimientos al vacío de alta calidad.

¿Es cierto que la eficacia de la protección UV de las lentes fotocromáticas está determinada por su absorción de luz en la etapa activada?

Algunos usuarios de gafas hacen una pregunta similar porque les preocupa si estarán protegidos de forma fiable de la radiación ultravioleta en un día nublado cuando no hay luz solar brillante. Cabe señalar que las lentes fotocromáticas modernas absorben del 98 al 100 % de la radiación UV en todos los niveles de luz, es decir, independientemente de si actualmente son de color claro, medio u oscuro. Esta característica hace que las lentes fotocromáticas sean adecuadas para usuarios de gafas al aire libre en una variedad de condiciones climáticas. Ahora que un número cada vez mayor de personas son conscientes de los peligros que la exposición prolongada a la radiación UV supone para la salud ocular, muchos están eligiendo lentes fotocromáticas. Estos últimos se distinguen por sus altas propiedades protectoras combinadas con una ventaja especial: el cambio automático de la transmisión de luz según el nivel de iluminación.

¿El color oscuro de las lentes garantiza protección UV?

La coloración intensa de las lentes de sol por sí sola no garantiza la protección contra los rayos UV. Cabe señalar que las lentes solares orgánicas baratas producidas a gran escala pueden tener un nivel de protección bastante alto. Por lo general, primero se mezcla un absorbente de rayos UV especial con las materias primas de las lentes para fabricar lentes incoloras y luego se realiza el teñido. Es más difícil lograr protección UV para las gafas de sol minerales porque su vidrio transmite más radiación que muchos tipos de materiales poliméricos. Para garantizar la protección, es necesario introducir una serie de aditivos en la composición de la carga para la producción de lentes en bruto y el uso de recubrimientos ópticos adicionales.
Los lentes recetados teñidos están hechos de lentes transparentes a juego, que pueden tener o no suficiente absorbente de rayos UV para cortar de manera confiable el rango apropiado de radiación. Si necesita lentes con protección ultravioleta 100%, la tarea de controlar y garantizar este indicador (hasta 380-400 nm) se asigna al asesor óptico y al maestro coleccionista de gafas. En este caso, la introducción de absorbentes de rayos UV en las capas superficiales de lentes orgánicas para gafas se realiza mediante una tecnología similar a la coloración de lentes en soluciones colorantes. La única excepción es que la protección UV no se puede ver a simple vista y para comprobarla se necesitan dispositivos especiales: probadores de UV. Los fabricantes y proveedores de tintes y tintes orgánicos para lentes incluyen una variedad de formulaciones de tratamiento de superficies que brindan distintos niveles de protección contra la radiación UV y la radiación visible de onda corta. No es posible controlar la transmisión de luz del componente ultravioleta en un taller de óptica estándar.

¿Se debe agregar un absorbente de rayos UV a las lentes transparentes?

Muchos expertos creen que la introducción de un absorbente de rayos UV en lentes transparentes solo será beneficiosa, ya que protegerá los ojos de los usuarios y evitará el deterioro de las propiedades de las lentes bajo la influencia de la radiación UV y el oxígeno atmosférico. En algunos países donde hay un alto nivel de radiación solar, como Australia, esto es obligatorio. Como regla general, intentan cortar la radiación hasta 400 nm. De este modo, se excluyen los componentes más peligrosos y de mayor energía, y la radiación restante es suficiente para la percepción correcta del color de los objetos de la realidad circundante. Si el límite de corte se desplaza a la región visible (hasta 450 nm), las lentes aparecerán amarillas y, cuando se amplíen a 500 nm, aparecerán naranja.

¿Cómo puede asegurarse de que sus lentes brinden protección UV?

En el mercado óptico existen muchos comprobadores UV diferentes que permiten comprobar la transmisión de luz de las lentes de gafas en el rango ultravioleta. Muestran qué nivel de transmisión tiene una lente determinada en el rango UV. Sin embargo, también se debe tener en cuenta que la potencia óptica de la lente correctora puede afectar los datos de medición. Se pueden obtener datos más precisos con la ayuda de instrumentos complejos: espectrofotómetros, que no solo muestran la transmisión de luz a una determinada longitud de onda, sino que también tienen en cuenta la potencia óptica de la lente correctiva al medir.

La protección UV es un aspecto importante a considerar al seleccionar lentes nuevos para anteojos. Esperamos que las respuestas a las preguntas sobre la radiación ultravioleta y los métodos de protección proporcionadas en este artículo le ayuden a elegir lentes para gafas que le permitirán mantener la salud de sus ojos durante muchos años.

El concepto de rayos ultravioleta fue encontrado por primera vez por un filósofo indio del siglo XIII en su obra. La atmósfera de la zona que describió. Bhaotakasha contenía rayos violetas que no se pueden ver a simple vista.

Poco después de que se descubriera la radiación infrarroja, el físico alemán Johann Wilhelm Ritter comenzó a buscar radiación en el extremo opuesto del espectro, con una longitud de onda más corta que la del violeta. En 1801, descubrió el cloruro de plata, que se descompone más rápido cuando se expone a la luz. se descompone bajo la influencia de radiación invisible fuera de la región violeta del espectro. El cloruro de plata, de color blanco, se oscurece con la luz en unos minutos. Diferentes partes del espectro tienen diferentes efectos sobre la tasa de oscurecimiento. Esto ocurre más rápidamente delante de la región violeta del espectro. Muchos científicos, incluido Ritter, acordaron entonces que la luz consta de tres componentes distintos: un componente oxidativo o térmico (infrarrojos), un componente iluminante (luz visible) y un componente reductor (ultravioleta). En aquella época, la radiación ultravioleta también se llamaba radiación actínica. Las ideas sobre la unidad de tres partes diferentes del espectro se expresaron por primera vez recién en 1842 en las obras de Alexander Becquerel, Macedonio Melloni y otros.

Subtipos

Degradación de polímeros y colorantes.

Ámbito de aplicación

Luz negra

Análisis químico

espectrometría ultravioleta

La espectrofotometría UV se basa en irradiar una sustancia con radiación UV monocromática, cuya longitud de onda cambia con el tiempo. La sustancia absorbe la radiación ultravioleta en diferentes longitudes de onda en distintos grados. Un gráfico, cuyo eje de ordenadas muestra la cantidad de radiación transmitida o reflejada y el eje de abscisas la longitud de onda, forma un espectro. Los espectros son únicos para cada sustancia, lo que constituye la base para la identificación de sustancias individuales en una mezcla, así como para su medición cuantitativa.

Análisis de minerales

Muchos minerales contienen sustancias que, cuando se iluminan con luz ultravioleta, comienzan a emitir luz visible. Cada impureza brilla a su manera, lo que permite determinar la composición de un mineral determinado por la naturaleza del brillo. A. A. Malakhov en su libro “Interesante sobre geología” (Moscú, “Joven Guardia”, 1969. 240 págs.) habla de esto de esta manera: “Un brillo inusual de los minerales es causado por los rayos catódicos, ultravioleta y X. En el mundo de la piedra muerta, aquellos minerales que más se iluminan y brillan son aquellos que, una vez en la zona de la luz ultravioleta, hablan de las más pequeñas impurezas de uranio o manganeso contenidas en la roca. Muchos otros minerales que no contienen impurezas también brillan con un extraño color "sobrenatural". Pasé todo el día en el laboratorio, donde observé el brillo luminiscente de los minerales. La calcita ordinaria e incolora adquirió un color milagroso bajo la influencia de diversas fuentes de luz. Los rayos catódicos tiñeron el cristal de color rojo rubí; con la luz ultravioleta se iluminó con tonos rojo carmesí. Los dos minerales, fluorita y circón, eran indistinguibles en los rayos X. Ambos eran verdes. Pero tan pronto como se conectó la luz catódica, la fluorita se volvió violeta y el circón se volvió amarillo limón”. (pág. 11).

Análisis cromatográfico cualitativo.

Los cromatogramas obtenidos por TLC a menudo se observan bajo luz ultravioleta, lo que permite identificar una serie de sustancias orgánicas por su color de brillo y su índice de retención.

Atrapar insectos

La radiación ultravioleta se utiliza a menudo para atrapar insectos con luz (a menudo en combinación con lámparas que emiten en la parte visible del espectro). Esto se debe al hecho de que en la mayoría de los insectos el rango visible está desplazado, en comparación con la visión humana, a la parte del espectro de onda corta: los insectos no ven lo que los humanos perciben como rojo, sino que ven una suave luz ultravioleta.

Bronceado artificial y “sol de montaña”

En determinadas dosis, el bronceado artificial puede mejorar la condición y la apariencia de la piel humana y promueve la formación de vitamina D. Actualmente son populares las fotarias, que en la vida cotidiana a menudo se llaman solárium.

Ultravioleta en restauración

Una de las principales herramientas de los expertos es la radiación ultravioleta, de rayos X e infrarroja. Los rayos ultravioleta permiten determinar el envejecimiento de una película de barniz: el barniz más fresco se ve más oscuro bajo la luz ultravioleta. A la luz de una gran lámpara ultravioleta de laboratorio, las áreas restauradas y las firmas manuscritas aparecen como puntos más oscuros. Los rayos X son bloqueados por los elementos más pesados. En el cuerpo humano esto es tejido óseo, pero en una pintura es cal. La base del blanco en la mayoría de los casos es el plomo; en el siglo XIX se empezó a utilizar el zinc y en el XX el titanio. Todos estos son metales pesados. Al final, en la película obtenemos una imagen de la pintura de cal. La pintura base es la “escritura” individual del artista, un elemento de su propia técnica única. Para analizar la pintura de fondo se utiliza una base de datos de fotografías radiográficas de pinturas de grandes maestros. Estas fotografías también se utilizan para determinar la autenticidad de una pintura.

Notas

1. Proceso ISO 21348 para la determinación de la irradiancia solar. Archivado desde el original el 23 de junio de 2012.
2. Bobukh, Evgeniy Sobre la visión animal. Archivado desde el original el 7 de noviembre de 2012. Consultado el 6 de noviembre de 2012.
3. enciclopedia soviética
4. V. K. Popov // UFN. - 1985. - T. 147. - P. 587-604.
5. A. K. Shuaibov, V. S. Shevera Láser ultravioleta de nitrógeno a 337,1 nm en modo de repetición frecuente // Diario físico ucraniano. - 1977. - T. 22. - No. 1. - P. 157-158.
6. A. G. Molchánov

La energía solar se compone de ondas electromagnéticas, que se dividen en varias partes del espectro:

• Rayos X: con la longitud de onda más corta (por debajo de 2 nm);
• La longitud de onda de la radiación ultravioleta es de 2 a 400 nm;
• la parte visible de la luz, que es captada por el ojo de humanos y animales (400-750 nm);
• oxidativo cálido (más de 750 nm).

Cada parte tiene su propia aplicación y es de gran importancia en la vida del planeta y toda su biomasa. Veremos qué son los rayos en el rango de 2 a 400 nm, dónde se utilizan y qué papel desempeñan en la vida de las personas.

Historia del descubrimiento de la radiación ultravioleta.

Las primeras menciones se remontan al siglo XIII en las descripciones de un filósofo de la India. Escribió sobre una luz violeta invisible al ojo que descubrió. Sin embargo, las capacidades técnicas de aquella época eran claramente insuficientes para confirmarlo experimentalmente y estudiarlo en detalle.

Esto lo logró cinco siglos después el físico alemán Ritter. Fue él quien realizó experimentos con cloruro de plata y su descomposición bajo la influencia de radiación electromagnética. El científico vio que este proceso avanza más rápido no en la región de la luz que ya había sido descubierta en ese momento y se llamaba infrarroja, sino en la región opuesta. Resultó que se trata de un área nueva que aún no ha sido explorada.

Así, en 1842 se descubrió la radiación ultravioleta, cuyas propiedades y aplicaciones fueron posteriormente sometidas a un cuidadoso análisis y estudio por parte de diversos científicos. A ello contribuyeron en gran medida personas como Alexander Becquerel, Warshawer, Danzig, Macedonio Melloni, Frank, Parfenov, Galanin y otros.

características generales

¿Cuál es la aplicación de lo que hoy está tan extendido en diversos sectores de la actividad humana? En primer lugar, cabe señalar que esta luz aparece sólo a temperaturas muy altas, entre 1500 y 2000 0 C. Es en este rango donde los rayos UV alcanzan su máxima actividad.

Por su naturaleza física, es una onda electromagnética cuya longitud varía dentro de un rango bastante amplio: de 10 (a veces de 2) a 400 nm. Todo el espectro de esta radiación se divide convencionalmente en dos áreas:

1. Cerca del espectro. Llega a la Tierra a través de la atmósfera y la capa de ozono procedente del Sol. Longitud de onda: 380-200 nm.
2. Distante (vacío). Absorbido activamente por el ozono, el oxígeno del aire y los componentes atmosféricos. Sólo se puede explorar con dispositivos de vacío especiales, de ahí su nombre. Longitud de onda: 200-2 nm.

Existe una clasificación de tipos que tienen radiación ultravioleta. Cada uno de ellos encuentra propiedades y aplicaciones.

1. Cerca.
2. Más.
3. Extremo.
4. Promedio.
5. Vacío.
6. Luz negra de onda larga (UV-A).
7. Germicida de onda corta (UV-C).
8. UV-B de onda media.

La longitud de onda de la radiación ultravioleta es diferente para cada tipo, pero todas están dentro de los límites generales ya descritos anteriormente.

Uno interesante es el UV-A, o la llamada luz negra. El hecho es que este espectro tiene una longitud de onda de 400 a 315 nm. Esto está en el límite con la luz visible, que el ojo humano es capaz de detectar. Por lo tanto, dicha radiación, al atravesar ciertos objetos o tejidos, es capaz de pasar a la región de la luz violeta visible, y la gente la distingue como un tono negro, azul oscuro o violeta oscuro.

Los espectros producidos por las fuentes de radiación ultravioleta pueden ser de tres tipos:

• gobernado;
• continuo;
• molecular (banda).

Los primeros son característicos de átomos, iones y gases. El segundo grupo es para la recombinación, la radiación bremsstrahlung. Las fuentes del tercer tipo se encuentran con mayor frecuencia en el estudio de gases moleculares enrarecidos.

Fuentes de radiación ultravioleta

Las principales fuentes de rayos UV se dividen en tres grandes categorías:

• naturales o naturales;
• artificial, creado por el hombre;
• láser

El primer grupo incluye un único tipo de concentrador y emisor: el Sol. Es el cuerpo celeste que proporciona la carga más potente de este tipo de ondas, que son capaces de atravesar y alcanzar la superficie de la Tierra. Sin embargo, no con toda su masa. Los científicos propusieron la teoría de que la vida en la Tierra surgió sólo cuando la pantalla de ozono comenzó a protegerla de la penetración excesiva de la dañina radiación ultravioleta en altas concentraciones.

Fue durante este período que las moléculas de proteínas, los ácidos nucleicos y el ATP pudieron existir. Hasta hoy, la capa de ozono interactúa estrechamente con la mayor parte de los rayos UV-A, UV-B y UV-C, neutralizándolos y no permitiéndoles pasar. Por tanto, la protección de todo el planeta de la radiación ultravioleta es únicamente su mérito.

¿Qué determina la concentración de radiación ultravioleta que penetra la Tierra? Hay varios factores principales:

• agujeros de ozono;
• altura sobre el nivel del mar;
• altitud del solsticio;
• dispersión atmosférica;
• el grado de reflexión de los rayos de las superficies naturales de la tierra;
• Estado de los vapores de las nubes.

El rango de radiación ultravioleta que penetra la Tierra desde el Sol oscila entre 200 y 400 nm.

Las siguientes fuentes son artificiales. Estos incluyen todos aquellos instrumentos, dispositivos y medios técnicos que fueron diseñados por el hombre para obtener el espectro de luz deseado con unos parámetros de longitud de onda determinados. Esto se hizo para obtener radiación ultravioleta, cuyo uso puede resultar de gran utilidad en diversos campos de actividad. Las fuentes artificiales incluyen:

1. Lámparas eritemales que tienen la capacidad de activar la síntesis de vitamina D en la piel. Esto protege contra el raquitismo y lo trata.
2. Dispositivos para solárium, en los que las personas no sólo obtienen un hermoso bronceado natural, sino que también reciben tratamiento para enfermedades derivadas de la falta de luz solar (la llamada depresión invernal).
3. Lámparas atrayentes que permiten combatir insectos en interiores de forma segura para los humanos.
4. Dispositivos de mercurio-cuarzo.
5. Excilamp.
6. Dispositivos luminiscentes.
7. Lámparas de xenón.
8. Dispositivos de descarga de gas.
9. Plasma de alta temperatura.
10. Radiación sincrotrón en aceleradores.

Otro tipo de fuente son los láseres. Su trabajo se basa en la generación de diversos gases, tanto inertes como no. Las fuentes pueden ser:

• nitrógeno;
• argón;
• neón;
• xenón;
• centelleadores orgánicos;
• cristales.

Más recientemente, hace unos 4 años, se inventó un láser que funciona con electrones libres. La duración de la radiación ultravioleta que contiene es igual a la observada en condiciones de vacío. Los proveedores de láser UV se utilizan en biotecnología, investigación en microbiología, espectrometría de masas, etc.

Efectos biológicos sobre los organismos.

El efecto de la radiación ultravioleta sobre los seres vivos es doble. Por un lado, en caso de deficiencia, pueden aparecer enfermedades. Esto sólo quedó claro a principios del siglo pasado. La irradiación artificial con UV-A especial según los estándares requeridos es capaz de:

• activar el sistema inmunológico;
• provocar la formación de importantes compuestos vasodilatadores (histamina, por ejemplo);
• fortalecer el sistema piel-muscular;
• mejorar la función pulmonar, aumentar la intensidad del intercambio de gases;
• influir en la velocidad y calidad del metabolismo;
• aumentar el tono del cuerpo activando la producción de hormonas;
• aumentar la permeabilidad de las paredes de los vasos sanguíneos de la piel.

Si los rayos UV-A entran en el cuerpo humano en cantidades suficientes, no desarrolla enfermedades como la depresión invernal o la falta de luz, y el riesgo de desarrollar raquitismo también se reduce significativamente.

Los efectos de la radiación ultravioleta en el organismo son de los siguientes tipos:

• bactericida;
• antiinflamatorio;
• regenerando;
• analgésico.

Estas propiedades explican en gran medida el uso generalizado de los rayos UV en instituciones médicas de cualquier tipo.

Sin embargo, además de las ventajas enumeradas, también existen aspectos negativos. Hay una serie de enfermedades y dolencias que se pueden adquirir si no se reciben cantidades adicionales o, por el contrario, se toman cantidades excesivas de las ondas en cuestión.

1. Cáncer de piel. Ésta es la exposición más peligrosa a la radiación ultravioleta. El melanoma puede formarse debido a una exposición excesiva a ondas de cualquier fuente, tanto naturales como artificiales. Esto es especialmente cierto para quienes se broncean en soláriums. En todo es necesaria la moderación y la precaución.
2. Efecto destructivo sobre la retina de los globos oculares. En otras palabras, pueden desarrollarse cataratas, pterigión o quemaduras de membranas. Los efectos nocivos excesivos de los rayos UV en los ojos han sido demostrados por los científicos durante mucho tiempo y confirmados mediante datos experimentales. Por lo tanto, cuando trabaje con este tipo de fuentes, debe tener cuidado. Puede protegerse en la calle con la ayuda de gafas oscuras. Sin embargo, en este caso hay que tener cuidado con las falsificaciones, porque si el vidrio no está equipado con filtros que repelen los rayos UV, el efecto destructivo será aún más fuerte.
3. Quemaduras en la piel. En verano, puedes ganarlos si te expones incontrolablemente a los rayos UV durante mucho tiempo. En invierno, puedes conseguirlos debido a la peculiaridad de la nieve de reflejar casi por completo estas ondas. Por tanto, la irradiación se produce tanto por el sol como por la nieve.
4. Envejecimiento. Si las personas están expuestas a los rayos UV durante mucho tiempo, la piel comienza a mostrar signos de envejecimiento muy temprano: opacidad, arrugas y flacidez. Esto ocurre porque las funciones de barrera protectora del tegumento se debilitan y alteran.
5. Exposición con consecuencias en el tiempo. Consisten en manifestaciones de influencias negativas no a una edad temprana, sino más cerca de la vejez.

Todos estos resultados son consecuencias de una violación de las dosis de UV, es decir. surgen cuando el uso de radiación ultravioleta se realiza de forma irracional, incorrecta y sin observar las medidas de seguridad.

Radiación ultravioleta: aplicación

Las principales áreas de uso se basan en las propiedades de la sustancia. Esto también es válido para las radiaciones de ondas espectrales. Así, las principales características de los UV en las que se basa su uso son:

• nivel alto actividad química;
• efecto bactericida sobre organismos;
• la capacidad de hacer que diversas sustancias brillen en diferentes tonos, visibles para el ojo humano (luminiscencia).

Esto permite un uso generalizado de la radiación ultravioleta. Aplicación posible en:

• análisis espectrométricos;
• investigación astronómica;
• medicamento;
• esterilización;
• desinfección del agua potable;
• fotolitografía;
• estudio analítico de minerales;
• filtros ultravioleta;
• para atrapar insectos;
• para deshacerse de bacterias y virus.

Cada una de estas áreas utiliza un tipo específico de UV con su propio espectro y longitud de onda. Recientemente, este tipo de radiación se ha utilizado activamente en investigaciones físicas y químicas (estableciendo la configuración electrónica de los átomos, la estructura cristalina de moléculas y diversos compuestos, trabajando con iones, analizando transformaciones físicas en varios objetos espaciales).

Hay una característica más del efecto de los rayos UV sobre las sustancias. Algunos materiales poliméricos son capaces de descomponerse cuando se exponen a una fuente intensa y constante de estas ondas. Por ejemplo, como:

• polietileno de cualquier presión;
• polipropileno;
• metacrilato de polimetilo o vidrio orgánico.

¿Cuál es el impacto? Los productos fabricados con los materiales enumerados pierden color, se agrietan, se desvanecen y, en última instancia, colapsan. Por eso se les suele llamar polímeros sensibles. Esta característica de degradación de la cadena de carbono en condiciones de iluminación solar se utiliza activamente en nanotecnología, litografía de rayos X, transplantología y otros campos. Esto se hace principalmente para suavizar la rugosidad de la superficie de los productos.

La espectrometría es una rama importante de la química analítica que se especializa en identificar compuestos y su composición por su capacidad para absorber luz ultravioleta de una longitud de onda específica. Resulta que los espectros son únicos para cada sustancia, por lo que se pueden clasificar según los resultados de la espectrometría.

La radiación bactericida ultravioleta también se utiliza para atraer y matar insectos. La acción se basa en la capacidad del ojo del insecto para detectar espectros de onda corta invisibles para los humanos. Por tanto, los animales vuelan hacia la fuente, donde son destruidos.

Uso en solariums: instalaciones especiales verticales y horizontales en las que el cuerpo humano está expuesto a los rayos UVA. Esto se hace para activar la producción de melanina en la piel, dándole un color más oscuro y suavidad. Además, esto seca la inflamación y destruye las bacterias dañinas en la superficie del tegumento. Se debe prestar especial atención a la protección de los ojos y las zonas sensibles.

Campo médico

El uso de la radiación ultravioleta en medicina también se basa en su capacidad para destruir organismos vivos invisibles para el ojo: bacterias y virus, y en las características que ocurren en el cuerpo durante la iluminación adecuada mediante irradiación artificial o natural.

Las principales indicaciones del tratamiento UV se pueden resumir en varios puntos:

1. Todo tipo de procesos inflamatorios, heridas abiertas, supuraciones y suturas abiertas.
2. Para lesiones de tejidos y huesos.
3. Para quemaduras, congelaciones y enfermedades de la piel.
4. Para dolencias respiratorias, tuberculosis, asma bronquial.
5. Con la aparición y desarrollo de diversos tipos de enfermedades infecciosas.
6. Para dolencias acompañadas de dolores intensos, neuralgias.
7. Enfermedades de la garganta y la cavidad nasal.
8. Raquitismo y trófico.
9. Enfermedades dentales.
10. Regulación de la presión arterial, normalización de la función cardíaca.
11. Desarrollo de tumores cancerosos.
12. Aterosclerosis, insuficiencia renal y algunas otras afecciones.

Todas estas enfermedades pueden tener consecuencias muy graves para el organismo. Por tanto, el tratamiento y la prevención mediante rayos UV es un auténtico descubrimiento médico que salva miles y millones de vidas humanas, preservando y restaurando su salud.

Otra opción para utilizar la luz UV desde un punto de vista médico y biológico es la desinfección de locales, esterilización de superficies de trabajo e instrumentos. La acción se basa en la capacidad de los rayos UV para inhibir el desarrollo y la replicación de las moléculas de ADN, lo que conduce a su extinción. Mueren bacterias, hongos, protozoos y virus.

El principal problema al utilizar dicha radiación para la esterilización y desinfección de una habitación es el área de iluminación. Después de todo, los organismos se destruyen sólo mediante la exposición directa a ondas directas. Todo lo que queda afuera sigue existiendo.

Trabajo analítico con minerales.

La capacidad de provocar luminiscencia en sustancias permite el uso de rayos UV para analizar la composición cualitativa de minerales y rocas valiosas. En este sentido, son muy interesantes las piedras preciosas, semipreciosas y ornamentales. ¡Qué matices producen cuando se irradian con ondas catódicas! Malakhov, el famoso geólogo, escribió sobre esto de manera muy interesante. Su trabajo habla de observaciones del brillo de la paleta de colores que pueden producir los minerales en diferentes fuentes de irradiación.

Por ejemplo, el topacio, que en el espectro visible tiene un hermoso color azul intenso, cuando se irradia, aparece de color verde brillante y rojo esmeralda. Las perlas generalmente no pueden dar ningún color específico y brillan en muchos colores. El espectáculo resultante es sencillamente fantástico.

Si la composición de la roca en estudio contiene impurezas de uranio, el resaltado mostrará un color verde. Las impurezas de melita dan un tono azul y morganita, un tono lila o violeta pálido.

Uso en filtros

La radiación bactericida ultravioleta también se utiliza en filtros. Los tipos de tales estructuras pueden ser diferentes:

• duro;
• gaseoso;
• líquido.

Estos dispositivos se utilizan principalmente en la industria química, en particular en la cromatografía. Con su ayuda, es posible realizar un análisis cualitativo de la composición de una sustancia e identificarla según su pertenencia a una clase particular de compuestos orgánicos.

Tratamiento de agua potable

La desinfección del agua potable con radiación ultravioleta es uno de los métodos más modernos y de mayor calidad para purificarla de impurezas biológicas. Las ventajas de este método son las siguientes:

• fiabilidad;
• eficiencia;
• ausencia de productos extraños en el agua;
• seguridad;
• eficiencia;
• preservación de las propiedades organolépticas del agua.

Es por eso que hoy esta técnica de desinfección va a la par de la cloración tradicional. La acción se basa en las mismas características: la destrucción del ADN de los organismos vivos nocivos en el agua. Se utiliza UV con una longitud de onda de aproximadamente 260 nm.

Además del efecto directo sobre las plagas, la luz ultravioleta también se utiliza para destruir los restos de compuestos químicos que se utilizan para ablandar y depurar el agua: como, por ejemplo, el cloro o la cloramina.

Lámpara de luz negra

Estos dispositivos están equipados con emisores especiales capaces de producir longitudes de onda largas, cercanas a las visibles. Sin embargo, siguen siendo indistinguibles para el ojo humano. Estas lámparas se utilizan como dispositivos que leen señales secretas de los rayos UV: por ejemplo, en pasaportes, documentos, billetes, etc. Es decir, tales marcas sólo pueden distinguirse bajo la influencia de un espectro determinado. Así se construye el principio de funcionamiento de los detectores de moneda y de los dispositivos para comprobar la naturalidad de los billetes.

Restauración y determinación de la autenticidad de la pintura.

Y los rayos UV se utilizan en esta área. Cada artista utilizó el blanco, que contenía diferentes metales pesados ​​en cada época. Gracias a la irradiación es posible obtener los llamados subpinturas, que proporcionan información sobre la autenticidad del cuadro, así como sobre la técnica y estilo de pintura específico de cada artista.

Además, la película de barniz sobre la superficie de los productos es un polímero sensible. Por tanto, puede envejecer cuando se expone a la luz. Esto nos permite determinar la edad de las composiciones y obras maestras del mundo artístico.

Para beneficiarte del mundo que te rodea y evitar sus peligros, necesitas saber al menos algo sobre este mundo. Por lo tanto, incluso los animales sésiles primitivos, inmóviles e idénticos por todos lados, tienen células sensibles u órganos enteros. Recopilan datos sobre el medio ambiente y, en base a estos datos, los animales toman las acciones más adecuadas.

Los organismos aprendieron a distinguir la luz de la oscuridad hace mucho tiempo. Para muchos animales, incluidos los humanos, la visión es la principal fuente de información sobre el mundo que los rodea. ¿Cómo funciona este proceso?

En una primera aproximación, el ojo de los vertebrados y los cefalópodos (una de las criaturas más avanzadas en la rama “paralela” de la evolución a la nuestra) está diseñado como una cámara. Hay una lente (lente), hay una abertura a través de la cual la luz ingresa a la lente (pupila). Finalmente, está la placa fotográfica (o matriz en las cámaras modernas): la retina. Las células sensibles (fotorreceptores) de su composición se activan cuando incide luz de una determinada longitud de onda. Cada tipo de célula de la retina tiene un rango diferente de longitudes de onda óptimas.

El ojo es una estructura muy compleja y para una visión completa es necesario que todos sus elementos funcionen bien. Foto: Alexilus/shutterstock

Hay dos grandes grupos de fotorreceptores: bastones y conos. Los bastones son fáciles de activar y no requieren una iluminación intensa. Pero también proporcionan poca claridad de imagen. Es fácil comprobarlo si uno se adentra en el bosque de noche sin linterna: se ve algo, pero sólo en términos generales. Tampoco está del todo claro de qué color son los objetos circundantes. Para reconocer los colores y sus matices se necesitan conos. Estos receptores son más difíciles de activar y sólo funcionan con buena luz.

Diferentes tipos de conos son responsables de reconocer diferentes colores respondiendo a la luz dentro de un rango estrecho de longitudes de onda. Por lo tanto, no tiene sentido tener un solo tipo de conos: el "crepúsculo de varilla" simplemente tomará un tono u otro. Esto no es práctico y es peligroso: con esa visión, por ejemplo, será imposible distinguir las frutas maduras de las inmaduras, y las frutas inmaduras pueden ser venenosas. Así, los animales videntes han adquirido al menos dos tipos de conos.

“Los seres humanos tenemos tres tipos de conos y un tipo de bastones”, explica Pavel Maksimov, candidato a ciencias biológicas, investigador principal del Laboratorio de procesamiento de información sensorial del Instituto de Física Aplicada de la Academia de Ciencias de Rusia. "Incluso si solo tuviéramos un tipo de cono y bastón, podríamos distinguir los colores, pero sólo en condiciones de poca luz, en las que funcionan tanto los bastones como los conos". Además de los propios receptores, se necesita un procesamiento de señales adecuado. Por ejemplo, si simplemente se suman señales de diferentes tipos de receptores, no quedará ninguna información sobre el color. El sistema visual debe poder comparar señales de diferentes receptores para determinar si la señal de los conos de longitud de onda corta (“azules”) es más fuerte o más débil que la de los conos de longitud de onda larga (“rojos”)”.

Los bastones (izquierda) y los conos son muy pequeños: su longitud no supera los 0,06 milímetros. Foto: Designua/shutterstock

Conos y evolución

Si un animal depende principalmente de la visión, sería bueno que pudiera distinguir entre muchos tonos diferentes, y para ello se necesitan más de dos tipos de conos.

Hombre y mujer

A pesar de que el tema de la igualdad de género se ha puesto muy de moda, hombres y mujeres difieren notablemente en su percepción de los colores. Por ejemplo, los trastornos de la visión de los colores son más comunes en los hombres. Y la cuestión aquí no es sólo que los genes, cuyas mutaciones provocan la pérdida de algún tipo de conos, estén situados en el cromosoma X, que es el único en el sexo más fuerte.

La percepción de los colores, al igual que los sonidos, depende del nivel de testosterona en el cuerpo. Los hombres más femeninos tienen muchas veces más receptores para esta hormona que las mujeres más fuertes. Y en particular, hay muchos de ellos en las neuronas del cerebro, especialmente en el lóbulo occipital de la corteza, de donde llegan las señales visuales. Como resultado, en los hombres se forman más conexiones entre las neuronas de la corteza visual y las áreas visuales del tálamo, desde donde las señales ingresan a los lóbulos occipitales. Además, por razones que no están del todo claras, los hombres son mejores para rastrear pequeños detalles que cambian rápidamente, mientras que las mujeres son buenas para distinguir tonos de colores similares. Quizás estas características se desarrollaron en los hombres debido a que en la sociedad antigua se dedicaban a la caza y las mujeres recolectaban plantas y hongos.

La caza requería que los hombres antiguos pudieran discernir detalles que se movían rápidamente. Foto: Dieter Hawlan/shutterstock

Un estudio de 2001 demostró que entre las mujeres, las personas con cuatro (en lugar de tres) tipos de pigmentos (las moléculas que subyacen al trabajo de los conos) son mucho más comunes (los bastones también tienen pigmentos, pero son diferentes). Esta es una de las razones por las que una mujer, en promedio, puede nombrar más tonos diferentes que un hombre. Finalmente, los conos de los hombres están sintonizados con luz de longitudes de onda ligeramente más largas que los receptores visuales de las mujeres: aparentemente, el sexo más fuerte, en igualdad de condiciones, ve el mundo más rojo.

Terapia de color

Esta rama de la medicina alternativa enseña que diversas enfermedades, incluso el cáncer, pueden tratarse haciendo que el paciente mire un color específico dependiendo de lo que le duele. Pero las recomendaciones de tratamiento en muchas clínicas son diferentes, no existe un estándar general. Y esta es la primera señal de que la cromoterapia es un método no probado. Por supuesto, los colores que una persona ve habitualmente pueden influir en sus emociones y en su percepción del mundo. Pero esto es válido para cualquier otro elemento del entorno. Y cambiar de humor no es una cura, aunque en la mayoría de los casos es algo útil.

Algunos psicólogos utilizan activamente la cromoterapia en la práctica, pero este enfoque no tiene una base científica seria. Foto: Olimpik/shutterstock

Aunque el sistema visual es uno de los sistemas sensoriales mejor estudiados, evaluar cómo ha cambiado la percepción del color a lo largo de la evolución y cómo difiere entre especies y dentro de ellas es un desafío. Hay que tener en cuenta la cantidad de diferentes tipos de pigmentos visuales, la estructura de la retina y las áreas visuales del cerebro, el género e incluso el idioma nativo, si hablamos de personas. Las descripciones verbales del mismo tema bajo la misma luz y de diferentes autores pueden diferir notablemente. Y si probamos la visión del color sin usar palabras (por ejemplo, seleccionando un "cuadrado especial" entre docenas de idénticos), resulta que dos personas pueden distinguir entre dos colores, pero nunca sabremos qué ven exactamente. Y, por supuesto, las señales neuronales que surgen en el cerebro en respuesta a cualquier color son completamente individuales.

Svetlana Yastrebova