Какие бывают лучи: Какие бывают солнечные лучи. Солнечные лучи. Какая от солнца польза

Солнечные лучи — Плюсы и минусы

Солнечный свет включает в себя три вида излучения:

• ультрафиолетовое (УФ),
• видимый спектр,
• инфракрасное (ИК).

УФ – та часть солнечного излучения, которая придает коже приятный коричневый оттенок и способствует выработке в организме витамина Д, необходимого для костей. Этот витамин также участвует в регуляции деления клеток и даже в некоторой мере предотвращает развитие рака толстой кишки и желудка. Под действием солнечных лучей вырабатываются так называемые «гормоны удовольствия», эндорфины.

 

Организм человека умеет защищаться от вредоносных соединений, вырабатываемых под воздействием солнечных лучей. Повреждения ДНК быстро восстанавливаются благодаря особой системе, контролирующей ее целостность. А если все-таки произошло изменение в клетке, она распознается иммунной системой как чужеродная и уничтожается. К сожалению, иногда организм не справляется с этими повреждениями, тем более что УФ подавляет активность иммунной системы. Именно поэтому, приехав из теплых стран, человек нередко простывает.

В то же время, подавление иммунной системы – главный механизм лечения с помощью ультрафиолета таких заболеваний, как псориаз, атопический дерматит и некоторых других заболеваний кожи.

УФ разделяется на три спектра в зависимости от длины волны. Каждый спектр имеет свои особенности воздействия на организм человека.

• Спектр С имеет длину волны от 100 до 280 нм. Это самый активный диапазон, лучи легко проникают через кожные покровы и вызывают разрушительное действие на клетки организма. К счастью, такие лучи практически не доходят до поверхности Земли, а поглощаются озоновым слоем атмосферы.
• Спектр Б (УФБ) имеет длину волны 280-320 нм и составляет около 20% от всего УФ-излучения, попадающего на поверхность Земли. Эти лучи дают покраснение на коже во время пребывания на солнце. Они быстро вызывают образование активных соединений в коже человека, воздействуя на ДНК и вызывая нарушение ее структуры.
• Спектр А, длина волны которого 320-400 нм, составляет почти 80% УФ-излучения, попадающего на кожу человека. Благодаря большей длине волны, эти лучи обладают в 1000 раз меньшей энергией, чем УФБ, поэтому почти не вызывают солнечных ожогов. Они значительно меньше способствуют выработке биологически активных веществ, способных оказать влияние на ДНК. Однако эти лучи проникают глубже, чем УФБ, а вырабатываемые ими вредные вещества остаются в коже значительно дольше.

Почему дерматологи так настоятельно рекомендуют беречься от солнца?

Загар – это в первую очередь повреждение кожи.

Повреждающее действие солнца постепенно накапливается в организме, и может дать о себе знать многие годы спустя в виде рака кожи.

Родители, пожалуйста, обратите внимание: если ребенок получил солнечный ожог, после которого образовались пузыри, особенно если это случилось не один раз, опасность развития меланомы в будущем увеличивается в несколько раз!

Люди по-разному защищены от вредного воздействия солнечных лучей. Люди со смуглой кожей имеют более сильную защиту, а люди с рыжими волосами или блондины с голубыми глазами больше других подвержены повреждающему воздействию солнечных лучей.

УФ иногда может способствовать развитию зудящих высыпаний. При солнечной крапивнице зудящие высыпания, напоминающие ожог крапивой, развиваются в период от 30 минут до двух часов после облучения. Полиморфная световая сыпь – через 1-2 дня. Это заболевание тоже проявляется зудящими высыпаниями на месте облучения, но проходят они медленнее, чем солнечная крапивница, и выглядят по-другому. Есть и другие заболевания, для которых УФ является стимулом к развитию. Например, красная волчанка, розацеа, пеллагра (недостаток витамина В3), и другие.

Многие лекарства, принятые внутрь, могут привести к высыпаниям на коже под воздействием солнечных лучей. Есть некоторые травы, которые после контакта с кожей на солнце вызывают сильное покраснение и образование пузырей. Прежде всего, это растения из семейства зонтичных, среди которых самое сильное – борщевик. Кроме того, такой дерматит могут вызвать сельдерей, петрушка, лайм, пастернак и другие.

Как защититься от вредного воздействия солнца, и в то же время получить пользу и удовольствие от него?

Ответ прост: необходимо использовать солнцезащитный крем. Совсем не обязательно брать крем с максимальной защитой (SPF 50+). Препарат, имеющийSPF 15, уже на 80% защищает от солнечных лучей. А это значит, что часть УФБ достигнет кожи и окажет свое положительное влияние. Для того, чтобы защитные кремы от солнца были эффективны, рекомендуется их наносить за 20 минут до солнечной ванны, и возобновлять их нанесение согласно рекомендациям, обычно каждые 2 часа. Но будьте осторожны, использование этих препаратов вовсе не означает, что можно находиться под солнцем бесконечно долго. Именно эта ошибка в свое время привела к резкому увеличению заболеваемости меланомой – из-за отсутствия явных солнечных ожогов благодаря защитному крему, некоторые загорали слишком долго.

Ученые обнаружили, что для того, чтобы организм выработал нужное ему количество витамина Д, достаточно 10-15 минут в день «показывать солнцу» лицо и кисти рук.

Специалисты Клиники дерматовенерологии иаллергологии – иммунологии ЕМС с радостью дадут подробные рекомендации по защите от солнца Вам и всей вашей семье.

Будьте здоровы!

Как получить красивые лучи вокруг солнца и ночных огней

Дата публикации: 29.08.2019

Как сделать свои снимки более эффектными? Хороший кадр складывается из множества деталей — творческих и технических. Например, красивые лучи вокруг источников света делают кадр интереснее, выразительнее.

Так, при съёмке рассветного пейзажа солнце может выглядеть просто как едва заметная точка, а может — как красивая звезда, обрамлённая лучами. То же справедливо и для ночных городских огней.

Чтобы добиться появления на фото таких лучей, не нужны ни специальные светофильтры, ни какая-либо обработка. Достаточно всего лишь правильной настройки фотокамеры.

Подобный эффект англоязычными фотографами называется Sunstars — «Солнечные звёзды». С технической точки зрения, такие звёзды — это своего рода оптический недостаток объектива, переотражение света от лепестков диафрагмы. Различные модели объективов подвержены этому эффекту в разной степени. Бывают объективы, где такой эффект получить почти невозможно в силу их оптических особенностей, а бывают такие, где вместо аккуратной звезды формируются бесформенные пятна вокруг источника света.

В целом же, чтобы получить такой эффект, надо всего лишь снимать на закрытой диафрагме. Обычно звёзды появляются вокруг точечных источников света начиная с f/8–f/11, а максимального размера достигают на f/14–f/16. Напомним также, что на ещё более закрытых диафрагмах, типа f/22 или f/32, качество картинки будет заметно снижаться под действием дифракции. Поэтому не стоит в погоне за солнечными звёздами закрывать диафрагму до таких значений. Ниже мы приводим пример фотографий, сделанных при разном значении диафрагмы. Можно видеть, как по мере закрытия диафрагмы появляются и звёзды вокруг фонарей.

Кроме закрытой диафрагмы, на появление звезды влияют и другие моменты.
Убедитесь в корректной экспозиции. Если небо с солнцем пересвечено и вместо светила у нас просто белое пятно, то и звезды мы не увидим. То же касается и ночных огней — при съёмке необходимо сохранить максимум деталей в светлых участках.

NIKON D850 / 70.0-300.0 mm f/4.5-5.6 УСТАНОВКИ: ISO 64, F9, 4 с, 160.0 мм экв.

При съёмке солнца важно, чтобы оно не находилось в дымке или облаках, так как в этом случае поймать в кадр звезду с лучами будет сложнее. Придётся снимать без звёзд либо ждать, пока солнце выйдет из дымки. Поэтому стоит планировать съёмку в соответствии с прогнозом погоды.

NIKON D810 / 18.0-35.0 mm f/3.5-4.5 УСТАНОВКИ: ISO 200, F14, 1/30 с, 24.0 мм экв.

Ночные огни снимать лучше в сумерках. Ночью, когда естественного света нет совсем, городские огни будут очень контрастными. Звёзды вокруг них вы получите, однако, скорее всего, они окажутся на практически чёрном фоне. Поэтому лучше снимать почти сразу после захода солнца, когда иллюминация только-только включилась и на улице ещё не совсем темно. Время заката — хорошая отправная точка для начала вечерней съёмки.

NIKON D850 / 18.0-35.0 mm f/3.5-4.5 УСТАНОВКИ: ISO 100, F16, 91 с, 18.0 мм экв.

Поскольку в кадре у нас будут яркие источники света, лучше выбирать объектив с хорошей бликозащитой, иначе на снимке окажутся «солнечные зайцы». Кроме того, может упасть контраст изображения и детализация. Все современные объективы Nikon имеют хорошую защиту от бликов. Даже оптика доступного класса, к примеру китовый Nikon AF-P DX 18-55mm f/3.5-5.6 G VR, хорошо работает с контровым светом.

NIKON D3500 УСТАНОВКИ: ISO 100, F16, 3 с, 57.0 мм экв.

Nikon D3500 с объективом Nikon AF-P DX 18-55mm f/3.5-5.6 G VR — фотокамера начального уровня с простым, но достаточно качественным объективом.

Интересно, что разные объективы формируют звёзды различного вида. Это связано с конкретной оптической конструкцией объектива и устройством механизма диафрагмы. Так, чем больше лепестков диафрагмы имеет объектив, тем больше лучей будет у звезды. Как правило, самые простые звёзды формируются объективами с 5-6 лепестками в диафрагме. Такое количество очень мало, звёзды получаются не эстетичными. Впрочем, сегодня на рынке уже практически не осталось объективов с таким количеством лепестков диафрагмы.

NIKON D850 / 18-35 mm f/3.5-4.5 УСТАНОВКИ: ISO 64, F16, 3 с, 18.0 мм экв.

Каждая модель объектива даёт уникальный вид звезды. Поэтому, если вы хотите снимать кадры с солнцем или ночными огнями, стоит изучить, способен ли ваш объектив давать красивую звезду. Проверяется это путём создания нескольких тестовых снимков с парой вечерних фонарей в кадре.

Пример звёзд, даваемых объективом Nikon AF-S NIKKOR 24mm f/1.8G ED. Лучи получаются длинные, но не широкие.

NIKON D3500 УСТАНОВКИ: ISO 100, F16, 5 с, 36.0 мм экв.

В качестве своего основного объектива я выбрал Nikon AF-S NIKKOR 18-35mm f/3. 5-4.5G ED. Несмотря на то, что в нём имеется только 7 лепестков диафрагмы, он формирует звёзды с большим количеством широких лучей. Такие лучи эффектно смотрятся на пейзажных фото с солнцем.

Nikon AF-S NIKKOR 18-35mm f/3.5-4.5G ED

Nikon AF-S NIKKOR 24mm f/1.8G ED

Солнечные звёзды — дополнительная художественная возможность, способная сделать ваши кадры более выразительными, эффектными. Любой снимок строится из таких небольших штрихов. И чем больше в вашем распоряжении подобных приёмов, тем лучше будут снимки. Делитесь в комментариях своими кадрами со звёздами от солнца или ночных огней, оставайтесь нами на Prophotos.ru!

Как солнце влияет на кожу?

1. Главная
2. О центре
3. Новости

становлено, что чем солнечнее место проживания человека, тем светлее он смотрит на жизнь. Известно также, что воздействие солнечных лучей запускает в организме человека синтез важнейшего вещества — витамина D3, без которого невозможна нормальная работа костной ткани.

Однако в избытке солнца тоже есть свои минусы. Причём существенные! Именно с воздействием солнечных лучей часто бывают связаны хронические болезни кожи, преждевременное старение.

МОРЩИНЫ

Загар далеко не всегда означает задорный молодой внешний вид. Солнечные лучи могут запросто вас состарить: происходить это за счёт того, что ультрафиолетовое излучение повреждает содержащийся в коже эластин, отвечающий за упругость. Как следствие, кожа начинает покрываться морщинами и делается дряблой.

НЕРОВНЫЙ ТОН КОЖИ

Избыток солнечного облучения может сделать отдельные участки вашей кожи темнее, в то время как другие останутся светлыми. Нередкий случай также — покраснение отдельных фрагментов кожи из-за изменений, происходящих в мелких кровеносных сосудах у тех, кто перебарщивает с солнечными ваннами.

ВЕСНУШКИ

Как правило, веснушки обсыпают именно те участки кожи, которые открыты солнцу. Они становятся заметнее летом, особенно часто веснушки встречаются у людей светлокожих и рыжих. Сами по себе веснушки — это симпатично и неопасно. Однако некоторые случаи рака начинаются с пигментации, напоминающей веснушки, поэтому с любыми пятнышками на коже нужно быть очень внимательным. Если цвет, форма или размер пятнышек меняются, или если места дислокации веснушек чешутся и кровоточат — немедленно обращайтесь к врачу!

МЕЛАНОЗ

Меланоз проявляется в виде коричневых пятен на щеках, лбу и подбородке. Такой вид пигментации чаще встречается у беременных женщин, однако иногда может присутствовать и у представителей сильной половины. Случается, что меланоз проходит сам собой, но далеко не всегда. Обязательно пользуйтесь средствами с уф-фильтрами при пребывании на солнце: воздействие его лучей может серьезно усугубить ситуацию.

ВОЗРАСТНАЯ ПИГМЕНТАЦИЯ

Так называемая «гречка» — пятна, которые обнаруживаются на разных участках кожи, вопреки распространенному мнению, с возрастом не связаны напрямую (хотя с годами они и становятся заметнее). Пигментация на руках, лице, груди связана с воздействием на кожу всё тех же солнечных лучей.

КЕРАТОЗ

Проявляется в виде красных или коричневатых пятен или просто шелушащихся участков кожи. Чаще всего встречается на голове, шее и руках, но может выбрать и другое место. В некоторых случаях эти патологические участки могут со временем превращаться в карциному, поэтому обязательно обратитесь к врачу, если вы заметили на своей коже нечто подобное.

ХЕЙЛИТ

Хейлит — воспаление губы, чаще всего встречается на нижней губе. Обычно выглядит как чешуйчатый участок кожи, сухой или опухший. Могут также образовываться трещины и раны. Обязательно проконсультируйтесь с врачом: хейлит в запущенных случаях может перерождаться в карциному.

КАК СОХРАНИТЬ ЗДОРОВУЮ КОЖУ?

Самый лучший способ профилактики ожогов, морщин и хронических заболеваний кожи — это внимательное отношение к защите её от вредного излучения. Старайтесь не находиться в зоне досягаемости прямых солнечных лучей в моменты их наивысшей активности — примерно с 10 утра и до 2 часов дня. Если необходимость быть на улице всё-таки есть, пользуйтесь защитными кремами и лосьонами, носите шляпу и солнцезащитные очки, старайтесь чрезмерно не обнажаться.

Если вы заметили любые изменения на коже (появление пигментных пятен, их рост, болезненные участки кожи и т.д.) — немедленно идите к врачу. Обнаруженные на ранней стадии хронические заболевания кожи можно вылечить, поэтому отнеситесь к вопросу максимально серьезно.

GISMETEO: Какими бывают снежинки: 7 разных видов — События

Снежинки, уникальные и неповторимые, во все времена интересовали ученых, и некоторые из них посвятили исследованию ледяных кристаллов всю свою жизнь.

Одним из первых ученых, задумавшихся о структуре снега, был немецкий математик и астроном Иоганн Кеплер (1571–1630). В 1611 году он опубликовал короткий трактат «Новогодний подарок, или О шестиугольных снежинках», который можно назвать первой научной работой, посвященной снежинкам.

Поскольку всякий раз, когда начинает идти снег, первые снежинки имеют форму шестиугольной звезды, то на то должна быть определенная причина. Ибо если это случайность, то почему не бывает пятиугольных или семиугольных снежинок, почему всегда падают шестиугольные, если только они от соударений не утрачивают форму, не слипаются во множестве, а падают редко и порознь?

— Иоганн Кеплер, Новогодний подарок, или О шестиугольных снежинках, 1611 (перевод Ю. А. Данилова)

Рене Декарт (1596–1650), французский философ и математик, стал первым, кто подробно описал форму снежинок. Интересно, что в записях Декарта упомянуты даже очень редкие формы ледяных кристаллов, например, увенчанные столбики.

Это были маленькие пластинки льда, плоские, очень гладкие и прозрачные, толщиной примерно с лист плотной бумаги… идеально сложенные в шестиугольники, стороны которых были столь прямыми, а углы столь равными… человеку невозможно создать что-либо подобное.

— Рене Декарт, 1635

Изобретение микроскопа позволило английскому физику Роберту Гуку (1635–1703) опубликовать в 1665 году работу под названием «Микрография», в которой ученый описал все, что мог исследовать с помощью нового инструмента. В издание вошло множество рисунков снежинок, впервые показавших всю сложность и замысловатость снежных кристаллов.

Рисунок из «Микрографии» Роберта Гука

Цитата

Изучая снежинки с помощью микроскопа, я обнаружил… чем сильнее увеличение, тем более несимметричными они кажутся. Но эту несимметричность можно приписать таянию или повреждению во время падения, но никак не дефекту Природы.

— Роберт Гук, Микрография, 1665

Одним из первых известных фотографов снежинок стал Андрей Андреевич Сигсон (1840–1907), российский фотохудожник из Рыбинска. Всего ему удалось сделать фотографии около 200 различных форм ледяных кристаллов. Для этого фотограф использовал специальную технологию: снежинки ловились на сетку из шелковинок, затем с помощью микроскопа увеличивались в 15–24 раза. Чтобы хрупкие кристаллы не растаяли во время фотографирования, Сигсон охлаждал руки и дышал через специальную трубку.

Снежинки Сигсона

Американским же пионером фотографии снежинок стал Уилсон Бентли (1865–1931). За всю жизнь он сделал около 5000 снимков снежинок. 2500 из них были опубликованы в 1931 году в книге «Снежные кристаллы».

Снежинки Бентли, 1902 год

Укихиро Накайя (1900–1962), японский физик — первый ученый, который систематизировал знания о ледяных кристаллах. Накайя не только фотографировал снежинки, но и научился выращивать их в лаборатории. Результатом изысканий ученого стала книга «Снежные кристаллы: природные и искусственные», выпущенная в 1954 году.

Снежные кристаллы — это письма, посланные нам с небес.

— Укихиро Накайя, документальный фильм «Снежные кристаллы», 1939

Так как же формируются снежинки?

Снежинки зарождаются в облаках, где на мельчайших пылевых частицах при отрицательной температуре образуются кристаллики льда. Затем на этих кристаллах нарастают новые, и так далее. Структура молекулы воды обуславливает шестиугольную форму кристалла, между его лучами возможны углы лишь 60° и 120°.

Поскольку в каждый момент времени условия, в которых растет снежинка, хоть минимально, но различаются, то каждый кристалл имеет уникальную форму. При этом все лучи одной снежинки очень похожи, так как кристаллизуются одновременно в очень похожих условиях.

Сколько бывает типов снежинок?

Несмотря на уникальность кристаллов, они все же поддаются классификации. Однако, по мнению американского ученого Кеннета Либбрехта из Калифорнийского технологического института, это непростое занятие, поскольку в какой-то мере это дело вкуса каждого исследователя. Сам Либбрехт выдляет 35 типов снежинок; Укихиро Накайя — 41 а самая сложная классификация предложена метеорологами Магоно и Ли в 1966 году — 80 различных видов снежных кристаллов.

Классификация Укихиро Накайи. © U. Nakaya | Snow Crystals: Natural and Artificial (Harvard University Press, 1954)

Впрочем, есть и более простая классификация, разработанная в 1951 году Комиссией снега и льда Международной ассоциации научной гидрологии — всего 7 форм снежных кристаллов и 3 вида замороженных осадков.

Классы снежинок по Международной классификации снега. © А. К. Дюнин, В царстве снега, Издательство «Наука», Новосибирск, 1983

1. Пластинки

Самые простые из снежинок — плоские шестиугольные призмы.

© Kichigin | Shutterstock.com

2. Звезды

Как и пластинки, звезды обычно плоские и тонкие, с шестью лучами.

© Yanping Wang | Shutterstock.com

3. Столбики

Полые внутри, могут иметь форму карандаша.

© Kenneth G. Libbrecht, Caltech | SnowCrystals.com

4. Иглы

Длинные и тонкие кристаллы, иногда состоят из нескольких веточек.

© Kenneth G. Libbrecht, Caltech | SnowCrystals.com

5. Пространственные дендриты

Объемные снежинки, образуются при срастании нескольких кристаллов.

© Kenneth G. Libbrecht, Caltech | SnowCrystals.com

6. Увенчанные столбики

Образуются в случае, если столбики попадают в иные условия, и кристаллы меняют направление роста.

© Yanping Wang | Shutterstock. com

7. Неправильные кристаллы

Самый распространенный тип. Образуется при повреждении снежинки.

© Kenneth G. Libbrecht, Caltech | SnowCrystals.com

Читайте также

Виды покрытий на очковых линзах

Опубликована:

Назад в архив

Современные очковые линзы могут быть изготовлены из разных материалов (из минерального стекла или из органических полимеров). Но никакой из существующих материалов не сделает линзы для очков идеальными. Чтобы улучшить качество линз и сделать их использование наиболее удобным, на них наносят специальные покрытия с различными свойствами. Покрытия могут влиять на зрительный комфорт в очках, облегчать уход за линзами и продлевать срок их службы.

Какие бывают покрытия для очков

Просветляющее покрытие для очков также называют антибликовым и антирефлексным. Это покрытие наносится на линзы с целью увеличить их прозрачность и количество пропускаемого света – в этом и состоит просветляющий эффект. Антибликовый же эффект заключается в уменьшении количества отражений от поверхности очковых линз. Без этого покрытия часть света отражается от линзы и создаёт блики, а значит, снижает чёткость восприятия и приводит к быстрому утомлению глаз. Такое антибликовое покрытие особенно полезно для тех, кто много работает за компьютером, и для водителей.

 Поляризационное покрытие для очков используется для повышения зрительного комфорта и качества зрения. Дело в том, что свет, отражённый от блестящих горизонтальных поверхностей (например, снега, мокрого асфальта, водной поверхности или стёкол автомобиля), становится линейно поляризованным. Он может вызывать ослепляющее действие и создавать помехи для нормального восприятия изображения. Чтобы устранить эти ослепляющие блики, внутрь или на поверхность очковой линзы помещают специальную плёнку-фильтр, которая не пропускает горизонтально поляризованные лучи. В итоге к глазам пользователя очков попадают все другие световые лучи, изображение ясное и чёткое, но нет никаких зрительных помех и ослепляющих бликов. Обычно поляризационное покрытие применяют вместе с тонированными линзами в качестве солнцезащитных очков, например, для рыбалки, горных походов и катания на горных лыжах, то есть в условиях, где много отражённого света. Также очки с поляризационными линзами часто используют водители.

Фотохромное покрытие позволяет очковым линзам менять степень своего затемнения и светопропускания под действием ультрафиолетового излучения. Это возможно благодаря использованию особых фотохромных пигментов, которые либо наносят на поверхность очковых линз, либо равномерно распределяют внутри. Таким образом, на солнце линзы фотохромных очков становятся тёмными, а при отсутствии ультрафиолетовых лучей, например, в помещении, становятся прозрачными, как обычные очки для коррекции зрения. Очки с фотохромными линзами ещё называют «очки-хамелеоны».

На скорость и интенсивность затемнения, кроме ультрафиолетовых лучей, влияет температура окружающего воздуха (при низких температурах затемнение происходит быстрее и интенсивнее), географическое положение (в низких широтах интенсивность затемнения ниже) и другие факторы. Считается, что средняя продолжительность работы фотохромных пигментов – 2 – 3 года, после этого срока интенсивность затемнения снижается.

УФ-блокирующее покрытие позволяет сберегать здоровье глаз от вредного влияния ультрафиолетового излучения. Длительное воздействие УФ-лучей может приводить к заболеваниям органов зрения, включая повреждения сетчатки и катаракту. Не все знают, что на пропускание ультрафиолетовых лучей никак не влияет степень затемнения линз. УФ-фильтры, которые защищают глаза от ультрафиолета, не имеют окраски, они прозрачные. Поэтому их свободно можно наносить и на обычные медицинские очки для коррекции зрения, чтобы всегда защищать глаза от ультрафиолетовых лучей. А вот тёмные очки, имеющие тонированные линзы, но не обладающие УФ-блокирующим покрытием, напротив, могут нанести глазам ещё больший вред. Ведь в таких очках к глазам поступает меньше света, поэтому зрачок расширяется и поглощает ещё больше вредных ультрафиолетовых лучей. Поэтому при покупке солнцезащитных очков всегда обращайте внимание, есть ли на них маркировка о наличии UV-фильтра. А также при заказе медицинских очков позаботьтесь о нанесении УФ-блокирующего покрытия на линзы для заботы о здоровье глаз. Самой эффективной считается защита, поглощающая световые волны длиной до 400 нм (маркировка UV-400), она защитит глаза от 100% вредных ультрафиолетовых лучей.

Упрочняющее покрытие является стандартным для большинства пластиковых очковых линз, поскольку эти материалы обладают низкой стойкостью к образованию царапин. Упрочняющее покрытие наносится на обе поверхности очковой линзы, делая её более прочной и абразивостойкой. Обычно упрочняющее покрытие входит в состав многофункционального покрытия для очковых линз вместе с гидрофобным и просветляющим покрытием.

Гидрофобное покрытие для очков, как правило, сочетает в себе и грязеотталкивающие и водоотталкивающие свойства. Благодаря этому покрытию очковые линзы становятся гладкими, что не позволяет скапливаться на их поверхности воде, грязи и пыли. Такое покрытие значительно облегчает уход за очками и их ежедневное использование. Гидрофобное покрытие часто входит в состав многофункционального покрытия для очков.

Цветовые покрытия для очков могут использоваться как с косметической, так и с лечебной целью. Тёмное цветовое покрытие используется для солнцезащитных очков с целью уменьшения пропускания света. Для увеличения контрастности и чёткости изображения применяются коричневые и жёлтые покрытия для линз, например, при катаракте. Нередко цветные очковые линзы используются для улучшения качества изображения в определённых погодных условиях, к примеру, на рыбалке, при вождении автомобиля, катании на горных лыжах.

У каждого цвета для окрашивания очковых линз есть свои свойства:

·        серые и серо-зелёные линзы не влияют на цветопередачу, но защищают от обликов и рекомендованы для ношения в солнечную погоду;

·        коричневые и янтарные линзы очков повышают контрастность и глубину изображения и делают его более резким, они блокируют синюю составляющую цвета. Их рекомендуют для занятий, при которых особенно важна чёткость восприятия, например, на рыбалке, охоте, игре в гольф;

·        жёлтые линзы предоставляют повышенное качество зрения, контрастность и чёткость изображения в светлое и тёмное время суток, они рекомендованы для ситуаций, когда ясная картинка особенно важна, например, для водителей в условиях плохой видимости, для лётчиков, стрелков и охотников;

·        розовые и красные очковые линзы благодаря тому, что они обладают успокаивающим эффектом и повышают контрастность, часто рекомендуют для работы за компьютером для снятия напряжения с глазных мышц;

·        синие линзы помогают снизить ослепляющий эффект бликов от снега, льда и воды.

Зеркальное покрытие наносится, как правило, на солнцезащитные очки. Его применяют для передней поверхности линз для косметического эффекта. Это покрытие снижает светопропускание линз, поэтому ночью и в условиях плохой освещённости пользоваться ими не рекомендуется.

Как выбрать покрытия для очков

Многие покрытия для очков сейчас применяются повсеместно, зачастую используют многофункциональные покрытия, сочетающие в себе свойства сразу нескольких видов (просветляющего, гидрофобного, упрочняющего) покрытий. То, какие качества необходимо придать очковым линзам за счёт нанесения покрытия, зависит и от материала линз, и от условий, для которых нужны очки, и от пожеланий самого пациента.

В салоне оптики «Просто оптика» можно проверить зрение у профессионального врача-офтальмолога и получить рецепт на очки. Специалист салона расскажет о свойствах различных покрытий для очковых линз и о том, как ухаживать за очками. Вы сможете заказать очки по рецепту офтальмолога с линзами с необходимыми покрытиями и свойствами в понравившейся оправе. В салоне «Просто Оптика» также можно приобрести все необходимые аксессуары по уходу за очками.

Назад в архив

Аллергия на загар. Какие заболевания могут провоцировать солнечные лучи

Почему у одних на солнце появляется красивый загар, а у других — зудящие волдыри и красная сыпь? Ультрафиолетовое излучение может вызывать различные аллергические реакции, их нужно различать, чтобы правильно лечить заболевание.

Как возникают солнечная крапивница и фотодерматозы и чем их лечить? Об этом рассказала доктор медицинских наук, профессор кафедры кожных и венерических болезней им. В. А. Рахманова Сеченовского университета, PhD (Великобритания) Елена Борзова. 

От волдырей до шока

Елена Борзова: Солнечная крапивница возникает достаточно быстро, зачастую меньше чем через 5 минут после воздействия на кожу солнечного излучения. Намного реже — в течение 20 минут. К примеру, у лиц с повышенной чувствительностью к солнечному излучению (фоточувствительностью) буквально через несколько минут под открытым солнцем может начаться солнечная крапивница. На коже появляются зудящие волдыри. Однако и разрешается солнечная крапивница быстро, через 15-30 минут, максимум до 1 часа. Но, раз появившись, солнечная крапивница может возникать вновь. Пациентам с солнечной крапивницей стоит выйти на открытое солнце, например, поехать на пикник, и сразу возникает реакция. Преимущественно солнечная крапивница возникает на открытых участках тела. А поскольку солнечная крапивница возможна как реакция на различные диапазоны ультрафиолетового излучения, в летний период иногда тонкая одежда тоже не спасает от возникновения зудящих волдырей. Возможно проникновение ультрафиолетовых лучей через оконное стекло в помещении или через автомобильные стекла. 

Иногда бывают более тяжелые симптомы: головная боль, учащённое сердцебиение, общее ухудшение самочувствия вплоть до обморочного, а в самых тяжёлых случаях возможен анафилактический шок. Поэтому такие пациенты должны своевременно обследоваться и диагностироваться у специалистов. 

Солнечная крапивница может протекать длительно, хронически. У одних высыпания преобладают в весенне-летний период, у других могут наблюдаться в течение года. Но всегда они обусловлены ультрафиолетовым излучением. У некоторых пациентов заболевание может самостоятельно проходить, т. е. наблюдается спонтанная ремиссия. 

— Как отличить солнечную крапивницу от солнечного ожога или других вариантов аллергии на солнечный свет?

— Существуют различные фотодерматозы — заболевания с поражением кожи, возникающие под действием ультрафиолетового излучения. Например, фотоаллергическй контактный дерматит — это воспалительный процесс кожи, возникающий в местах сочетанного воздействия лекарственного препарата или косметического средства и ультрафиолетового излучения у лиц с повышенной чувствительностью к данным препаратам. В отличие от солнечной крапивницы фотоаллергический контактный дерматит обычно проявляется в течение более отсроченного периода, через несколько часов после интенсивного воздействия ультрафиолетового излучения. И проходит он намного дольше. Для детальной дифференциальной диагностики требуются консультация специалиста и дообследование, включая фототестирование. 

— У кого чаще бывают реакции на солнечное излучение?

— Чаще всего болеют в возрасте от 20 до 40 лет. Выше риск, если у родственников были похожие реакции на солнечное излучение, в случае приема некоторых лекарственных препаратов. В целом это недостаточно изученная область. 

— Что происходит с организмом при солнечной крапивнице? Почему возникает такая реакция на солнце?

— Предполагается, что под действием солнечного излучения изменяется структура некоторых белков в кожных покровах и они становятся фотоаллергенами. Измененные белки могут вызывать выработку иммуноглобулинов класса Е, которые находятся на поверхности тучных клеток кожи. В результате такой активации тучных клеток в них начинается высвобождение гистамина и других медиаторов, которые вызывают образование зудящего волдыря на кожных покровах.  

Когда опасны апельсины?

— Я слышала, что некоторые косметические и парфюмерные средства, лекарства тоже могут спровоцировать реакции на солнечное излучение.

— Косметические средства и лекарства могут спровоцировать фотоаллергический контактный дерматит. Наиболее часто аллергическая реакция возникает на солнцезащитные кремы и нестероидные противовоспалительные препараты. Её могут спровоцировать ряд препаратов в кардиологии, для лечения сахарного диабета, некоторые диуретики, антибиотики, особенно доксициклин, тетрациклин, фторхинолоны, сульфаниламиды, некоторые пероральные контрацептивы и даже некоторые антигистаминные препараты. Помимо этого, парфюмерные средства на основе мускуса, эфирных масел, например, бергамотового, апельсинового. Поэтому рекомендуется не использовать парфюмерные средства, если планируете принимать солнечные ванны, посещать пляж. 

— Как же так? Солнцезащитные средства призваны защищать от солнца, но могут вызывать проблемы во время загорания.  

— Некоторые из них действительно могут. Ведь такие средства — это композиция из очень многих ингредиентов, на отдельные из которых и возникает реакция у лиц с повышенной чувствительностью к этим компонентам. Поэтому важно в случае возникновения реакции на фотозащитные средства проконсультироваться у специалиста, исключить контактный дерматит и выбрать безопасный препарат. 

Кстати, некоторые овощи и фрукты, растения тоже могут вызывать фотоаллергические реакции. Это дудник, борщевик, из продуктов — сельдерей, петрушка, фенхель, инжир, некоторые цитрусовые. Причем у лиц с высокой чувствительностью даже прикосновение к лицу может вызвать реакцию, если остались следовые количества на кончиках пальцев после контакта, скажем, с сельдереем или петрушкой. 

Фоточувствительностью могут сопровождаться некоторые заболевания, например, красная волчанка, порфирия и пеллагра.

— Возможна ли солнечная крапивница в наших средних широтах или она проявляется только на южных курортах?

— Солнечная крапивница относится к редким вариантам крапивницы, провоцируется ультрафиолетовым излучением различного диапазона: ультрафиолетовыми лучами спектра А и В, а также видимым спектром. Безусловно, она возможна и в средних широтах. В Шотландии провели исследование, которое показало, что даже в северных широтах заболевание хоть и редко, но встречается. 

Селфи для врача

— Как лечат солнечную крапивницу и фотодерматозы? 

— При возникновении симптомов надо как можно раньше обратиться к специалисту для дифференциальной диагностики. Для подтверждения солнечной крапивницы и других фотодерматозов фототестирование является обязательным. C помощью фототестирования определяют диапазон солнечного излучения, который вызывает данное заболевание. При фотоаллергическом контактном дерматите применяются фотоаппликационные тесты с препаратами, которые подозреваются в развитии данной реакции. 

Очень многие пациенты приходят к аллергологу-иммунологу или дерматологу, когда возвращаются из отпуска, через несколько недель после возникновения аллергической реакции. В такой ситуации достаточно сложно интерпретировать симптомы. Поэтому желательно сфотографировать изменения на коже в случае их возникновения во время отдыха на пляже и своевременно обратиться к специалисту. 

Лечение тоже имеет принципиальные отличия. При крапивнице — неседативные антигистаминные препараты, при хроническом течении возможны более специализированные подходы. Фототерапия успешно проводится у нас в клинике, является эффективным методом и представляет собой воздействие нарастающими дозами ультрафиолетового облучения для выработки толерантности. При солнечной крапивнице возможны и тяжелые варианты вплоть до системных реакций организма, которые могут потребовать неотложной помощи. В случае фотоаллергического контактного дерматита необходимо исключить виновный фотоаллерген, при нем используются топические глюкокортикостероиды и другие препараты. 

Правила безопасности на солнце

• Старайтесь не загорать во время наиболее активного солнечного излучения, с 10-11 до 16 часов. 
• Перед выходом на пляж желательно не пользоваться дезодорантами, кремами, духами.  
• Обязательно применяйте солнцезащитные средства с высоким фактором защиты. 
• Перед приёмом солнечных ванн исключите продукты, которые могут вызывать фотоаллергические реакции.
• По возможности носите одежду, защищающую от активного солнечного излучения. Если у человека подтверждена солнечная крапивница, то ему рекомендуется избегать воздействия солнечных лучей и носить одежду и головные уборы, защищающие от солнечного света. 
• Если возникли кожные проявления, обращайтесь к специалисту.

Ссылка на публикацию:
aif.ru

Физика Солнца | Наука и жизнь

Велика роль Солнца для жизни на Земле. Свет и тепло приносят на нашу планету солнечные лучи. Им мы обязаны всеми видами энергии, потребляемыми человеком. Энергия воды, ветра, энергия любого вида топлива — все они имеют солнечное происхождение. Сжигая дрова, уголь, торф, мы, по существу говоря, используем солнечную энергию, накопленную современными растениями или растениями давно прошедших геологических эпох. «Когда-то на Землю упал луч Солнца, — писал наш великий соотечественник К. А. Тимирязев в книге «Жизнь растения», — …он упал на зеленую былинку пшеничного ростка… Ударяясь о него, он потух, перестал быть светом, но не исчез. Он только затратился на внутреннюю работу. Он рассек, разорвал связь между частицами углерода и кислорода, соединенными в углекислоте… Освобожденный углерод… после долгих странствований по растению отложился, наконец, в зерне в виде крахмала или клейковины. В той или иной форме он вошел в состав хлеба, который послужил нам пищей. Он преобразился в наши мускулы, в наши нервы. И вот теперь атомы углерода стремится в наших организмах вновь соединиться с кислородом, который кровь разносит во все концы нашего тела. При этом луч Солнца, притаившийся в них в виде химического напряжения, вновь принимает форму явной силы. Этот луч Солнца согревает нас. Он приводит нас в движение… Пища служит источником силы в нашем организме потому только, что она не что иное, как консерв солнечных лучей».

Зернистое строение фотосферы.

Фотографии Солнца, полученные с промежутком в 2 дня. Видны группы пятен, дающие представление о вращении Солнца.

Снимок части солнечной поверхности около пятен в лучах водорода.

Изменение солнечной короны в зависимости от числа пятен. Правый столбец — корона во время максимального числа пятен, левый — во время минимального.

Строение солнечной короны 21 сентября 1941 года. Дуговые и лучевые системы в короне.

Быстрые изменения в солнечных протуберанцах.

Корональные лучи: 1 — над невозмущенными областями, 2 — над областями пятен.

‹

›

Значение, которое Солнце имеет для жизни на Земле, известно давно. Поэтому неудивительно, что в древности люди, не зная, что представляет собой Солнце, обожествляли его, строили в честь его храмы, молились ему. По мере развития наших знаний Солнце начали тщательно изучать. Наука доказала, что нет сверхъестественных сил в природе, что законы природы едины как на Земле, так и в окружающем нас мире, что Солнце — обыкновенная рядовая звезда. В то же время наука раскрыла огромное значение Солнца для человека. Выяснилось, что изменения на поверхности Солнца влияют на ряд явлений, происходящих в верхних слоях земной атмосферы, на прохождение радиоволн, появление полярных сияний, магнитных бурь и т. д. Зависимости эти теперь тщательно изучаются и имеют большое народнохозяйственное значение, так как позволяют изучать природу верхних слоев земной атмосферы, предсказывать нарушения радиосвязи, давать прогнозы магнитных и других явлений, необходимые для дальних перелетов.

Солнце — ближайшая к нам звезда. С точки зрения наших земных масштабов, близость Солнца весьма относительна, так как расстояние от Земли до Солнца составляет 150 миллионов километров. Но расстояние до следующей наиболее близкой звезды—альфы Центавра — в двести семьдесят тысяч раз больше, а другие звезды находятся еще значительно дальше. По сравнению с ними Солнце намного ближе к нам, а потому изучать его легче.

Основным способом познания природы небесных тел является спектральный анализ — изучение лучей света, приходящих с их поверхности. Разложение луча света в спектр и тщательное исследование структуры этого спектра позволяют делать важные выводы относительно химического состава, температуры, наличия магнитных или электрических полей в наружных слоях Солнца и звезд. Расстояние при этом не играет особой роли. Необходимо лишь, чтобы звезда давала достаточно света для ее фотографирования. Однако близость Солнца, без сомнения, представляет огромное преимущество для исследователей.

В телескопы мы видим поверхность Солнца, можем изучать ее в разных лучах света и в отдельных деталях, можем проследить за изменениями. Во время солнечных затмений становятся доступными исследованию наружные оболочки Солнца, выступы на его краях и солнечная корона. Все это, наряду со спектральными исследованиями, помогает глубже познать физическую природу нашего дневного светила, изучить его строение, температуру, состояние, в котором находится солнечное вещество, внутренние движения, вращение и т.д. В отношении звезд мы далеко не располагаем подобными преимуществами. Даже в самые мощные телескопы нельзя разглядеть непосредственно поверхность звезд, не говоря уже об отдельных деталях на этой поверхности. Но так как Солнце является типичной рядовой звездой, то выявленные для него закономерности с достаточным основанием могут быть перенесены на большинство сходных с ним звезд. Изучение же большой совокупности звезд, в свою очередь, позволяет делать выводы о направлении их развития, решать вопросы происхождения и эволюции звезд — важнейшие вопросы современной астрономии.

Таким образом, изучение Солнца играет громадную роль как для практических целей на Земле, так и для наиболее важных вопросов познания окружающего нас мира.

Физика Солнца изучает атмосферу и внутреннее строение Солнца (в том числе вопросы об источниках солнечной энергии и развитии Солнца).

Изучение солнечной атмосферы, как уже указывалось, доступно непосредственным наблюдениям. Разглядывая поверхность Солнца в телескоп, мы проникаем взглядом сквозь разреженные и прозрачные внешние оболочки Солнца на несколько сотен километров в глубь солнечной атмосферы, до тех пор тюка атмосфера эта не станет достаточно непрозрачной. Эту видимую нами поверхность Солнца называют фотосферой («сферой света»). Глубже мы практически «не видим» — непрозрачность солнечного вещества не позволяет доходить до нашего глаза излучению более глубоких слоев. Условно фотосферу называют «поверхностью» Солнца — условно потому, что на самом деле над ней находится еще ряд оболочек Солнца. Когда мы изучаем спектр фотосферы, мы на самом деле изучаем ряд налагающихся друг на друга спектров разных внешних слоёв Солнца. Этот сложный спектр соответствует спектру источника света, температура которого составляет около 6000°. Температуру эту и принимают за температуру солнечной фотосферы, а для краткости часто говорят, что температура поверхности Солнца составляет 6000°. При 6000° все вещества, даже самые тугоплавкие, испаряются, превращаются в раскаленные газы. Солнце — это огромный раскаленный газовый шар.

Фотосфера, как это видно в телескоп, имеет зернистое строение: на относительно темном фоне выступают более яркие пятна — гранулы. На фотографии эти светлые пятнышки выглядит крупинками, а в действительности, как показал еще в 1905 году русский ученый А. Ганский, размеры гранул составляют 700—1000 км. Гранулы — отдельные газовые образования в фотосфере — находятся в беспрерывном движении, что легко заметить, если наблюдать за поверхностью Солнца в течение некоторого времени.

Появляющиеся периодически на поверхности Солнца пятна являются своего рода вихревыми воронками в фотосфере, указывающими на существование в ней бурных движений. Детальное исследование спектра пятен позволило выявить скорости, с которыми происходят эти движения. Центром вихря является так называемое ядро пятна — самая темная его область. Вихрь как бы затягивает в ядро окружающее вещество. Пятна являются, таким образом, местными возмущениями, производящими перегруппировку различных слоев в атмосфере Солнца. Их можно сравнить с циклонами в земной атмосфере. Размеры пятен весьма различны и достигают даже 100—200 тысяч километров. Так как температура пятна составляет около 4500°, оно кажется темным на фоне фотосферы (6000°). Отдельные места фотосферы, наоборот, светятся особенно ярко — это так называемые факелы. Очень интересным обстоятельством явилось открытие сильного магнитного поля солнечных пятен. Поле это превышает магнитное поле у полюсов Земли в несколько тысяч раз. Было открыто общее магнитное поле Солнца, оказавшееся, однако, более слабым, чем магнитное поле солнечных пятен. Над фотосферой, которая сама состоит из разреженного газа, располагается еще более разреженная атмосфера Солнца, состоящая из нескольких слоев. Непосредственно к фотосфере прилегает самый плотный и вместе с тем самый тонкий слой атмосферы — так называемый обращающий слой. Над ним расположена хромосфера, получившая свое название благодаря красноватому цвету, обусловленному большой яркостью в ее спектре красней линии водорода. Над хромосферой находится солнечная корона — самая верхняя, очень разреженная часть солнечной атмосферы. Во время полных солнечных затмений имеется возможность рассмотреть атмосферу Солнца в деталях — она видна как бы в поперечном разрезе. Как показал А. Ганский, солнечная крона меняет свою форму и строение в зависимости от числа солнечных пятен. Когда на Солнце много пятен, корона бывает ярче и равномерно окружает Солнце со всех сторон. В годы, когда пятен мало, корона вытягивается вдоль солнечного экватора наподобие крыльев. Исследованиями советского ученого, профессора Е. Я. Бугославской установлено, что корона имеет лучистое строение. Отдельные лучи короны различны в зависимости оттого, находятся они над пятнами или над невозмущенными областями.

С помощью специальных инструментов сейчас удается наблюдать корону и вне затмений. Подобные наблюдения успешно производятся на Горной станции Пулковской обсерватории советским ученым М. Н. Гневышевым.

Изучение спектра короны показало, что она состоит из двух частей — внутренней и внешней короны, спектры которых различны. Во внутренней короне благодаря особым физическим условиям солнечный свет рассеивается электронами, оторванными от атомов. Внешняя корона физически не связана с Солнцем. Причиной ее свечения являются пылевые частицы, заполняющие межпланетное пространство. Частицы эти особым образом рассеивают солнечный свет, падающий на низ, и создают, таким образом, видимость внешней части короны Солнца.

В атмосфере Солнца происходит непрерывная циркуляция раскаленных газов, существуют потоки, захватывающие различные ее уровни и напоминающие движения в нашей земной атмосфере. Скорость вращения отдельных слоев атмосферы Солнца неодинакова — верхние ее слои вращаются быстрее. Равновесие в солнечной атмосфере и непрерывная циркуляция в ней постоянно нарушаются, что ведет к возникновению протуберанцев — колоссальных фонтанов светящегося газа, поднимающихся иногда на высоту в сотни тысяч километров над поверхностью Солнца. Протуберанцы, как правило, — очень непостоянные образования. Они бывают двух типов; спокойные и эруптивные (взрывные). В то время как первые, постепенно меняясь, наблюдаются иногда даже в течение месяца, вторые, быстро меняя свои очертания, исчезают уже через несколько часов после появления. Движутся протуберанцы с громадными скоростями, достигающими 500 км в секунду.

Еще сравнительно недавно протуберанцы наблюдались только во время полных солнечных затмений. За последнее время астрономы, тщательно закрывая в телескопе изображение Солнца темным диском, применяя особую высоко качественную оптику и специальные светофильтры, получили возможность наблюдать протуберанцы в любое время. В крупнейшей астрофизической обсерватории СССР в Крыму профессор А. Б. Северный и его сотрудники производят систематическую кинематографическую съемку протуберанцев. На кинопленке запечатлеваются непрерывные изменения протуберанцев с течением времени. Тщательное изучение этой кинодокументации позволяет открывать новые особенности и закономерности процессов, происходящих на Солнце. Физическая природа солнечных оболочек, в особенности солнечной короны, объяснена в основном работами наших советских астрономов — профессора И. С. Шкловского и др.

В Советском Союзе создана так называемая «служба Солнца», ведущая регулярное наблюдение за явлениями, происходящими на солнечной поверхности. Особенно ценные работы по изучению связи солнечной деятельности с земными явлениями проведены за последние десятилетия нашими учеными в Пулковской обсерватории.

Изучение спектра солнечных лучей позволило определить химический состав солнечной атмосферы. Оказалось, что более чем на 50% (в весовых долях) она состоит из легчайшего газа — водорода. Около 40% в ней составляет другой газ — гелий и менее чем 10% приходится на долю прочих элементов. Среди них в первую очередь следует назвать кислород, углерод, азот, железо, кремний, калий, кальций, серу, а также много других химических элементов, из которых состоят все тела на Земле. Никаких других, «особых», элементов в атмосфере Солнца не оказалось. Это открытие, имеющее огромное научное значение, полностью опровергло выдумки церковников о разделении мира на «земной» и «небесный» и нелепые высказывания философов-идеалистов, объявлявших вопрос о химическом составе небесных тел принципиально непознаваемым.

Состав всего Солнца в целом не должен значительно отличаться от состава его наружных слоев. Изучение пилений, происходящих на поверхности Солнца, позволяет сделать определенные выводы в этом направлении. Одно время считали, что наиболее тяжелые химические элементы оседают в глубь Солнца, а на поверхности остаются лишь легкие вещества. Изучение спектров протуберанцев и хромосферы показало, что в них встречаются даже такие тяжелые элементы, как железо и торий. Несомненно также наличие бурных перемещений газовых масс солнечного вещества (пятна, факелы и т. д.). Все это указывает на большую вероятность непрерывного перемешивания солнечного вещества, а следовательно, и на его однородность.

Наблюдениям доступны пока лишь внешние слои Солнца. Но сопоставление данных, полученных в результате наблюдений, с выводами, вытекающими их общих законов физики и механики, изучение мельчайших частиц вещества, атомных ядер и электронов, позволило построить теорию внутреннего строения Солнца и других звезд, мысленно проникнуть в их недра, выяснить, каковы там условия и какие явления происходят при подобных условиях.

Солнечное вещество — это раскаленный газ, температура и плотность которого возрастают от поверхности вглубь. Газ этот находится в существенно отличных условиях от тех, в которых мы привыкли иметь дело с обычными газами на Земле. Температура в недрах Солнца достигает 20 миллионов градусов, а давление — миллионы миллионов атмосфер. При такой температуре вследствие неминуемо частых столкновений происходит взаимодействие между мельчайшими частицами — атомными ядрами. Взаимодействия эти, приводящие к преобразованию ядер отдельных атомов, так называемые ядерные реакции, сопровождаются выделением атомной энергии. В результате ядерных реакций в недрах Солнца одно вещество — водород — превращается в другое вещество — гелий. При этом освобождается атомная энергия, которая и является источником излучения Солнца. Солнце и большинства звезд ежесекундно излучают громадное количество энергии благодаря тому, что в их недрах (в основном вследствие высокой температуры) освобождается атомная энергия.

Сколько же времени наше Солнце сможет еще излучать так же, как теперь, энергию? На этот вопрос уже нетрудно ответить. Солнце наполовину состоит из водорода. Ядерные реакции, в результате которых водород превращается в гелий, достаточно хорошо изучены в лаборатории, и скорость протекания их в недрах Солнца, при температуре в 20 миллионов градусов, может быть подсчитана. Следовательно, легко можно вычислить, сколько времени еще Солнце сможет неизменно светить за счет имеющегося в нем водорода. Оказывается, что время это измеряется десятками миллиардов лет.

Все этапы развития науки о небесных телах, в частности изучение природы ближайшей к нам звезды — Солнца, являются ярким доказательством могущества человеческого познания, вооруженного материалистической диалектикой, проникающего все дальше к дальше в глубины Вселенной. Можно не сомневаться в том, что самая передовая в мире советская астрономическая наука, все глубже изучая связь между деятельностью Солнца и земными явлениями, сумеет в будущем широко использовать солнечную энергию на пользу человечеству.

Как найти луч

Если вы считаете, что контент, доступный с помощью Веб-сайта (как это определено в наших Условиях обслуживания), нарушает одно
или более ваших авторских прав, пожалуйста, сообщите нам, предоставив письменное уведомление («Уведомление о нарушении»), содержащее
в
информацию, описанную ниже, назначенному агенту, указанному ниже. Если университетские наставники примут меры в ответ на
ан
Уведомление о нарушении, он предпримет добросовестную попытку связаться со стороной, предоставившей такой контент
средства самого последнего адреса электронной почты, если таковой имеется, предоставленного такой стороной Varsity Tutors.

Ваше Уведомление о нарушении может быть направлено стороне, предоставившей контент, или третьим лицам, таким как
в виде
ChillingEffects. org.

Обратите внимание, что вы будете нести ответственность за ущерб (включая расходы и гонорары адвокатов), если вы существенно
искажать информацию о том, что продукт или деятельность нарушают ваши авторские права. Таким образом, если вы не уверены, что содержимое находится
на Веб-сайте или на который ссылается Веб-сайт, нарушает ваши авторские права, вам следует сначала обратиться к адвокату.

Чтобы подать уведомление, выполните следующие действия:

Вы должны включить следующее:

Физическая или электронная подпись владельца авторских прав или лица, уполномоченного действовать от его имени;
Идентификация авторских прав, которые, как утверждается, были нарушены;
Описание характера и точного местонахождения контента, который, как вы утверждаете, нарушает ваши авторские права, в \
достаточно подробно, чтобы преподаватели университета могли найти и точно идентифицировать этот контент; например, мы требуем
а
ссылку на конкретный вопрос (а не только название вопроса), который содержит содержание и описание
к какой конкретной части вопроса — изображению, ссылке, тексту и т. д. — относится ваша жалоба;
Ваше имя, адрес, номер телефона и адрес электронной почты; и
Заявление от вас: (а) что вы добросовестно полагаете, что использование контента, который, как вы утверждаете, нарушает
ваши авторские права не разрешены законом или владельцем авторских прав или его агентом; б) что все
информация, содержащаяся в вашем Уведомлении о нарушении, является точной, и (c) под страхом наказания за лжесвидетельство вы
либо владельцем авторских прав, либо лицом, уполномоченным действовать от их имени.

Отправьте жалобу нашему назначенному агенту по адресу:

Чарльз Кон
Varsity Tutors LLC
101 S. Hanley Rd, Suite 300
St. Louis, MO 63105

Или заполните форму ниже:

Что такое луч в геометрии? — Определение и примеры — Видео и стенограмма урока

Обозначение и измерение луча

Возвращаясь к первому примеру, солнце является конечной точкой луча света, и это луч, потому что он простирается бесконечно в одном направлении. Другими словами, второй конечной точки нет, потому что луч никогда не заканчивается. Мы будем рисовать луч аналогично тому, как мы рисовали луч от солнца:

Точка на одном конце луча указывает на то, что луч не выходит за пределы этой точки. Однако стрелка на другом конце указывает на то, что она простирается бесконечно в этом направлении. Поскольку этот луч имеет конец A и проходит через точку B, мы назвали бы его лучом AB, или:

В этом случае, если бы конечная точка луча не была помечена, мы могли бы просто назвать луч B.Хотя луч можно пометить и описать, его нельзя измерить. По определению, он бесконечно простирается от конечной точки без препятствий.

Резюме урока

В геометрии луч — это линия с единственной конечной точкой (или исходной точкой), бесконечно простирающаяся в одном направлении. Примером луча является солнечный луч в пространстве; солнце является конечной точкой, и луч света продолжается бесконечно.

В другом примере, человек, ударивший по теннисному мячу, мог заставить его двигаться по лучу, если бы не было сопротивления воздуха; однако это не может произойти на Земле из-за трения.Поскольку луч бесконечно продолжается из одной конечной точки, его нельзя измерить; однако его можно описать. Луч обычно описывается двумя буквами — одна обозначает конечную точку, а другая обозначает точку, через которую проходит луч, — вместе со стрелкой, указывающей вправо, которая находится над буквами.

Результаты обучения

После того, как вы закончите, вы сможете:

• Объяснить разницу между лучом и линией
• Нарисуйте и обозначьте луч

лучей | Описание, типы и факты

скат , любая из хрящевых рыб отряда Batoidei, родственная акулам и помещенная вместе с ними в класс Chondrichthyes.Порядок включает 534 вида.

Скаты отличаются от акул уплощенным дискообразным телом с пятью жаберными отверстиями и ртом, обычно расположенным на нижней стороне. Лучи также отличаются от акул сильно увеличенными крыловидными грудными плавниками, которые вытянуты вперед по бокам головы над жаберными отверстиями. Многие скаты плавают и дышат иначе, чем акулы, толкаясь грудными плавниками и забирая воду для дыхания через большие отверстия (дыхальца) на верхней поверхности головы, а не через рот.Хвост ската, как правило, длинный и тонкий, у многих видов есть один или несколько острых ядовитых шипов с заостренными краями, которыми можно нанести болезненные раны.

Британская викторина

Викторина «Знай свою рыбу»

Какая рыба известна как живое ископаемое? Как называется научное исследование рыб? Проверьте свои знания.Пройдите этот тест.

Лучи преимущественно морские и встречаются во всех океанах. Многие из них являются медлительными обитателями дна. Скаты манта питаются планктоном и мелкими животными; другие ловят различных рыб и беспозвоночных, иногда повреждая коммерчески ценные заросли моллюсков. За исключением скатов, большинство или, возможно, все скаты рождают живых детенышей. Оплодотворение внутреннее, самец вводит сперму в самку с помощью специальных копулятивных органов (класперов), представляющих собой видоизмененные края брюшных плавников.

Скаты можно разделить на следующие группы: электрические скаты, рыбы-пилы, скаты и различные семейства скатов с тонкими хлыстообразными хвостами, оснащенными шипами, которые в совокупности называются скатами или хлыстохвостыми скатами.

Электрические скаты (подотряд Torpedinoidei) отличаются крупными парными электрическими органами между грудными плавниками и головой, которыми они могут давать мощные толчки либо в оборонительных целях, либо для убийства добычи. У электрических скатов гладкая и голая кожа; голова и туловище с грудными плавниками образуют круглый диск, а хвост короткий и толстый. Известно около 20 видов, обитающих в теплых морях, некоторые из которых достигают веса 200 фунтов (90 кг).

Все другие виды скатов, у которых отсутствуют электрические органы, обычно имеют грубую кожу, часто с крепкими шипами. У рыб-пил (семейство Pristidae) морда преобразована в длинную лопасть с рядом сильных зубов на каждой стороне. Около шести видов известны из теплых морей, часто посещающих песчаные берега и эстуарии.

У скатов (подотряд Rajoidei) большие грудные плавники простираются к морде и назад, резко обрываясь у основания тонкого хвоста.В отличие от других скатов, скаты откладывают яйца; они большие и продолговатые по форме с темными кожистыми панцирями, имеющими усики на каждом углу, которыми они прикрепляются к водорослям или другим объектам. У коньков нет длинного тонкого колючего шипа, который отличает скатов. Наиболее распространенные скаты относятся к роду Raja семейства Rajidae.

• Узнайте об отлично замаскированных и хорошо вооруженных скатах, но все же туристической достопримечательности на острове Муреа

  Обзор скатов.

  Contunico © ZDF Enterprises GmbH, Майнц Посмотреть все видео к этой статье

Остальные скаты составляют подотряд Myliobatoidei и состоят из хлыстохвостых скатов (семейство Dasyatidae), скатов-бабочек (Gymnuridae), скатов (Urolophidae), скаты-орляки (Myliobatidae), скаты-манта (или скаты-дьяволы; Mobulidae) и скаты-коровьи носы (Rhinopteridae). Общим для скатов всех этих семейств является длинный, тонкий, хлыстообразный хвост, который обычно имеет колючий шип, соединенный с ядовитой железой; этот позвоночник способен нанести серьезные раны и является опасным оружием, когда его бьют по хвосту.Почти все эти скаты — обитатели теплых морей, за исключением нескольких видов скатов, обитающих в реках Южной Америки.

Посетите остров Муреа в южной части Тихого океана и понаблюдайте за пятнистым орлиным скатом, скатом манта и скатом, а также понаблюдайте за группой ученых, пытающихся изучить тигровых акул

Узнайте о тигровых акулах и различных видах скатов, включая пятнистый орляк, манта и скат.

Contunico © ZDF Enterprises GmbH, Майнц Просмотреть все видео к этой статье

Рыбы-гитары — это группа рыб, которые тесно связаны со скатами и классифицируются либо как отдельный отряд (Rhinobatiformes), либо как подотряд (Rhinobatoidei) лучевой порядок (Батоидеи).

Для получения дополнительной информации о видах и группах скатов см. скат манта; электрический скат; рыба-гитара; рыба-пила; кататься на коньках; скат.

Rays — Concept — Geometry Video by Brightstorm

Луч является частью линии, имеет одну фиксированную конечную точку и проходит бесконечно вдоль линии от конечной точки. Противоположные математические лучи — это лучи с общим концом, идущие в противоположных направлениях и образующие линию.

Если бы у нас была линия, простирающаяся бесконечно
в любом направлении, и я выбрал где-то конечную точку
и стер все
, выходящие за эту конечную точку
, то то, что я только что
создал, было бы лучом.
Итак, у луча есть одна конечная точка, и он простирается
до бесконечности от этой конечной точки.

Но как пометить луч?
Ну, вы начинаете с того, что
какова ваша конечная точка?
Моя конечная точка этого луча — A, потому что это
, где он начинается, и он продолжается
через точку B. Поэтому я собираюсь
обозначить этот луч A, B как линию, но
у меня есть только одна стрелка.
Таким образом, стрелка проходит
над точкой B.
Поскольку моей конечной точкой является A, и обратите внимание, что у меня нет стрелки над точкой A, что
говорит ученику геометрии или учителю геометрии
, что этот луч начинается в точке
А и проходит через В.

Теперь у вас также могут быть противоположные лучи,
и противоположные лучи имеют
общую конечную точку.
Итак, если вы посмотрите на эту строку прямо здесь,
содержит X, Y и Z, где X, Y и
Z коллинеарны.
У нас есть противоположные лучи
, если я укажу точку Y.
Итак, я мог бы сказать, что луч Y, Z — так что
снова я говорю от точки Y до точки
Z. Итак, идите YZ и обратите внимание, как
я выравниваю это где стрелка
над Z, потому что она начинается в Y, а
противоположным будет луч
, начинающийся в Y, проходящий
через X.
Так что я мог бы обозначить это как луч YX.

Таким образом, противоположные лучи имеют общую конечную точку, а
лучей вообще имеют одну конечную точку, а
простираются бесконечно от
этой конечной точки.

Прямые, лучи и углы — бесплатный урок геометрии с упражнениями

На этом уроке геометрии в четвертом классе даются определения линии, луча, угла, острого угла, прямого угла и тупого угла.
Мы также изучаем, как размер угла определяется ТОЛЬКО тем, насколько он «раскрылся» по сравнению со всей окружностью.Урок содержит множество разнообразных упражнений для учащихся.

А       Это точка A. Точки названы заглавными буквами.     Когда две точки соединяются прямой строка, получаем строку сегмент .Мы называем эту линию сегментом AB или сегментом линии АБ (обратите внимание на полосу наверху).     Стороны треугольника являются отрезками.

Линия не имеет ни начальной, ни конечной точки. Представьте, что это продолжается бесконечно в обе стороны. Мы можем проиллюстрировать это маленькими стрелками на обоих концах. Мы можем назвать линию, используя две точки на ней.Это строка EF или строка (обратите внимание на стрелки). Или мы можем назвать строку, используя строчную букву: это строка с .

Луч начинается в точке и продолжается до бесконечности. Мы можем показать , что, нарисовав стрелка на одном конце луча. Подумайте о солнечных лучах: они начинаются в солнце и продолжаться бесконечно. Мы можем назвать луч, используя его начальную точку и еще одну точку, которая это на луч: это луч QP или луч (Обратите внимание один наконечник стрелы).Или мы можем назвать луч, используя строчную букву: это луч р .

Что угол? Много людей думаю, что угол — это какая-то наклонная линия. Но в геометрии угол состоит из двух лучей, которые имеют та же самая начальная точка . Это точка называется вершиной , а два луча называются стороны стороны угол. Чтобы назвать угол, мы используем три точки, перечисляя вершину посередине. Это угол ДЕФ или ∠ДЕФ. Мы можем использовать символ ∠ для угла.

1. Напишите, является ли каждая фигура линией, лучом, отрезком,
или угол и назовите его.

2.
а. Найдите угол, образованный лучами DE и DF.
Как мы это называем?

    б. Найдите образовавшийся угол
лучами СА и СЕ.
Как мы это называем?

    c. Что такое БД? (линия, а
отрезок или луч)?

3. а. Нарисуйте две точки, D и E. Затем нарисуйте
линия ДЭ.

    б. Точка вытягивания Q вместо на
линия.

    в. Нарисуйте лучи DQ и EQ.

    д. Найдите углы EDQ и DEQ в своем
Рисунок.

4. Какой угол больше?

5.  а. Эскиз трех разных
острый
углы.

    б. Эскиз трех разных
тупые углы.

    в. Эскиз прямого угла
и
прямой угол.

6. Обозначьте углы как острые, прямые, тупые или прямые. К
помогите, сделайте эти углы двумя карандашами,
проверить, сколько вам нужно
чтобы открыть угол.

7. У треугольника три угла. В
На самом деле, слово «треугольник» означает трехугольную форму.

8.(Необязательно) Сделайте
тетрадь по геометрии куда вы записываете каждый новый термин и рисуете картинку
или
фотографии, иллюстрирующие
срок. Используйте цвета и аккуратное письмо. это как твой
личная геометрия
Словарь. Вы также можете решить любые задачи по рисованию из
уроки в нем. Рисование и письмо
себя, вместо
Просто чтение может помочь вам лучше запомнить термины!

Этот урок взят из книги Марии Миллер Math Mammoth Geometry 1 и размещен на сайте www. HomeschoolMath.net с разрешения автора. Авторское право © Мария Миллер.

Рэй: факты, в которые вы не поверите!

Лучи Интересные факты

Какие животные являются лучами?

Скаты — это группа хрящевых рыб, тесно связанных с акулами.

К какому классу животных относятся скаты?

Лучи принадлежат к классу Chondrichthyes царства Animalia.

Сколько Лучей в мире?

В океанах нашего мира насчитывается более 600 видов из 24 семейств скатов. Поэтому их общая численность не поддается оценке.

Где живут скаты?

Скаты живут в океане. Их можно найти на глубине 9800 футов (3000 м). Однако есть виды, такие как глазчатый речной скат, которые живут в пресной воде. С другой стороны, скаты манта живут в открытом море, и есть такие виды, как эстуарный скат, обитающий в устьях рек восточной Австралии.

Какова среда обитания скатов?

Среда обитания Рэя включает прибрежные воды, глубокие воды, пресные воды, эстуарии и солоноватые заливы. Поскольку существует более 600 видов скатов, характеристики среды обитания различны и обширны. Например, скаты обитают в субтропических и тропических водах. Но температура воды и глубина различаются у разных видов скатов. Такие виды, как Dasyatis thetidis, предпочитают более теплую воду, а Plesiobatis daviesi — глубоководные скаты. С другой стороны, речные скаты не могут жить в соленой воде, так как для жизни им нужна пресная вода.

С кем живут Рэйс?

Скаты могут жить как поодиночке, так и группами, в зависимости от вида. Например, скаты ведут одиночный образ жизни, а с другой стороны, манты живут большими группами, состоящими из 100-1500 особей.

Сколько живут скаты?

Средний скат в дикой природе может прожить до 30 лет. Также манты могут жить до 50 лет. Пресноводные скаты живут до 10 лет.

Как они размножаются?

Скаты применяют метод внутреннего оплодотворения, так как он может сохранить сперму и защитить яйцеклетку от хищников.При такой разнообразной группе неизбежно будут вариации в способах размножения скатов.

Некоторые виды скатов могут откладывать яйца (яйцекладущие), а некоторые виды могут развивать детенышей в матке (яйцеживородящие) без участия плаценты. Знаком ли вам термин «кошелек русалки»? Ну, имеется в виду яйцевая оболочка, состоящая из одного-восьми зародышей, которые обвивают яйца скатов и акул. Яйцекладущие скаты откладывают яйца на сумочки русалок. Скаты могут родить до 15 детенышей.

Каков их охранный статус?

Исследование, опубликованное журналом Nature, показало, что скаты потеряли 71% своей популяции за последние 50 лет из-за перелова и воздействия загрязнения на морскую среду.Скаты занесены в Красную книгу Международного союза охраны природы (МСОП) как виды, находящиеся под угрозой исчезновения.

Рэй Интересные факты

Как выглядят Рэи?

Тело ската полностью состоит из хрящей, что означает, что в его теле нет костей. У скатов плоское тело с широкими плавниками. Взмахи их плавников такие гладкие и плавные, что кажется, что они летят под водой! У скатов коричневая, синяя, серая, черная и белая чешуя с бледным животом.Гигантский океанический скат манта имеет белые и черные отметины. Они используют свой хвост как в наступательной, так и в оборонительной манере. Они тесно связаны с акулами. У обоих короткие и приплюснутые зубы.

Какие они милые?

Их плавные движения и строение тела действительно привлекательны. Забавный факт заключается в том, что когда вы видите ската, плавающего вертикально, его мордочка и крошечные глаза могут выглядеть очень мило.

Как они общаются?

Как и другие рыбы, скаты также общаются посредством движений тела, таких как наклон или поднятие хвоста и взмахивание крыльями. Они также могут издавать такие звуки, как хрюканье и хлопанье в ладоши. Однако люди, прослушавшие его, встречаются крайне редко! Некоторые виды скатов также могут излучать слабые электрические волны и вибрации.

Насколько велики лучи?

В среднем скаты имеют длину от 6,5 до 23 футов. Длина самой крупной из когда-либо пойманных пресноводных скатов составляла 14 футов. Гигантский скат манта — самый крупный в своем семействе; они могут вырасти до 29 футов. Самый крошечный представитель группы — коротконосый электрический скат, длина которого составляет всего около 14 дюймов.

Как быстро скаты могут плавать?

В среднем скаты могут плавать со скоростью до 9 миль в час (14,5 км/ч). Скаты манта могут развивать скорость до 22 миль в час (35,4 км/ч). Известно, что чилийский дьявольский скат является самым быстрым пловцом из всей их группы.

Сколько весят скаты?

Типичный скат весит около 17,6-3527 фунтов (8-1600 кг). Самый тяжелый представитель семейства, гигантский скат манта, может весить до 5300 фунтов (2404 кг).

Каковы их мужские и женские названия вида?

У самцов и самок скатов нет конкретных названий.

Как бы вы назвали малыша Рэя?

Детенышей скатов называют «щенками».

Что они едят?

Скаты охотятся на донных обитателей океана; моллюски, устрицы, ракообразные, улитки, креветки и мелкие рыбы. Такие виды, как электрические скаты, в основном питаются многощетинковыми кольчатыми червями. Электрические скаты также питаются анемонами, ракообразными и змеиными угрями. Планктон — основная пища манта.

Они опасны?

Большинство скатов в целом не опасны и не вредны и известны своей вежливостью.Они жалят только тогда, когда на них наступают или им угрожают. Однако мы не можем забыть печальную смерть эксперта по дикой природе Стива Ирвина.

Будут ли они хорошим питомцем?

Они могут быть хорошими питомцами. Однако мы должны напомнить вам, что эти морские животные очень требовательны к содержанию и подходят не всем. Им требуется большой аквариум, идеальная температура и качество воды, особое питание.

Кидадль Консультация: Всех питомцев следует покупать только у надежных поставщиков.Рекомендуется в качестве
потенциальному владельцу домашнего животного вы проводите собственное исследование, прежде чем принять решение о своем любимом питомце. Быть владельцем домашнего животного – это
очень полезно, но это также требует обязательств, времени и денег. Убедитесь, что выбранный вами питомец соответствует
законодательства вашего штата и/или страны. Вы никогда не должны брать животных из дикой природы или нарушать их среду обитания.
Пожалуйста, убедитесь, что домашнее животное, которое вы планируете купить, не относится к исчезающим видам или не занесено в список СИТЕС.
и не был взят из дикой природы для торговли домашними животными.

Знаете ли вы…

У акул и скатов нет плавательных пузырей.

Яд ската — ключевой ингредиент для изготовления анестезирующих препаратов.

Скаты – самые популярные среди всех других видов морских скатов.

На логотипе Tampa Bay Rays можно заметить ската манта.

У скатов есть яд в шипах. Их шипы находятся в задней части хвоста.

Они рождаются с естественной броней, состоящей из их зубов, похожих на чешуйки.

Уникальный орган Ампулы Лоренцини — это заполненный жабрами сенсорный орган, который помогает скатам получать электрические сигналы от других.

Большинство электрических скатов ведут ночной образ жизни. Они прячутся под песком и часто выходят с наступлением темноты в поисках пищи.

Разные виды скатов

В нашем мире насчитывается 600 видов скатов, обитающих под океаном и в пресной воде. Наиболее популярными из них являются скат, манта и электрический скат.

Уникальные особенности скатов

Как и у акул, у них есть зубные пластины с маленькими и уплощенными зубами.

Они спят на дне воды, погруженные в песок или почву, так что видны только их глаза. Они жалят, переворачивая заднюю часть, когда кто-то случайно наступает на них.

Здесь, в Kidadl, мы тщательно подготовили множество интересных семейных фактов о животных, которые каждый может открыть для себя! Узнайте больше о некоторых других рыбах, включая акулу-няньку и камбалу.

Вы даже можете занять себя дома, рисуя одну из наших раскрасок с лучами.

Генерация лучей камеры (определение луча)

Большинство методов, которые мы будем изучать, начиная с этого урока, будут использовать то, что мы узнали о точках, векторах, матрицах, камерах и тригонометрии на уроке геометрии.Мы будем повторно использовать многое из того, что узнали на уроке «Вычисление пикселя 3D-точки» о различных системах координат, в которые могут быть преобразованы вершины и векторы. Вы также должны быть знакомы с концепциями, изучаемыми в уроке «3D-просмотр: модель камеры-обскуры». Прежде чем приступить к чтению этого урока, убедитесь, что вы рассмотрели эти основы.

В вводном уроке по трассировке лучей мы уже упоминали, как можно использовать трассировку лучей для решения проблемы видимости.Напомним, что определение видимой поверхности в контексте 3D-рендеринга — это процесс, используемый для определения того, какие части геометрии сцены видны через камеру. Мы можем использовать трассировку лучей для вычисления видимости (этот процесс уже объяснялся в предыдущем уроке), проводя луч через каждый пиксель изображения и ища ближайший объект, который этот луч пересекает (если он есть). Давайте также вспомним, что трассировка лучей — это метод вычисления пересечений между лучами и поверхностями.Использование трассировки лучей для вычисления видимости также называется raycasting .

Создание изображения с использованием трассировки лучей для решения проблемы видимости требует циклического перебора всех пикселей изображения, создания луча для каждого пикселя, включения этого луча в сцену и поиска возможного пересечения между этим лучом и любой поверхностью в изображении. место действия. Эти лучи называются первичными лучами (или лучами камеры или глаз), потому что они являются первыми лучами, отбрасываемыми в сцену (вторичные лучи используются для вычисления таких вещей, как тени, отражения, преломления и т. д.). Чтобы определить, пересекает ли луч поверхность, нам нужно проверить каждый объект в сцене на возможное пересечение с этим лучом. Луч может пересекать более одной поверхности. Видимая поверхность — это поверхность с наименьшим расстоянием пересечения. Под расстоянием мы подразумеваем расстояние от начала луча (которое в случае основного луча является положением камеры) и точки пересечения.

для (int j = 0; j intersect(pimaryRay, tnear) && t

В этом уроке мы формализуем понятие луча и, что более важно, как генерируются первичные лучи для имитации камер-обскуры.Как только мы поймем, как генерируются первичные лучи, следующим шагом будет изучение нескольких методов вычисления пересечения лучей и геометрии. Это минимальные требования для создания изображения 3D-объектов с использованием трассировки лучей.

Примечание о трассировке лучей и перспективной проекции: модель камеры-обскуры проще всего моделировать в компьютерной графике. Как и в случае с растеризацией, эту модель мы также будем использовать для трассировки лучей. Изображения, сформированные с помощью этой модели. Помните, что отображение из 3D в 2D, описываемое камерой-обскурой, является перспективной проекцией.

В этой главе мы узнаем несколько полезных вещей о лучах. В следующей главе мы изучим, как вычисляются первичные лучи.

Определение лучей

Рисунок 1: луч определяется началом и направлением.

Как было сказано в предыдущем уроке,

Трассировка лучей — это метод, используемый для вычисления видимости между точками. Это просто метод, основанный на понятии луча, который может быть математически (и в компьютерной программе) определен как точка (начало луча в пространстве) и направление.Затем идея трассировки лучей состоит в том, чтобы найти математические решения для вычисления пересечения этого луча с различными типами геометрии: треугольниками, квадриками (которые мы изучаем в одном из следующих уроков), NURB и т. д. Это действительно все, что есть. к трассировке лучей.

Часть, которую мы объясним в этом уроке (и в этой главе более конкретно), — это понятие луча и то, как мы можем определить его как в теории, так и в программировании. Единственные две переменные, которые нам нужны для определения луча, — это точка и вектор.Точка (которую программно мы просто определим как vec3f) представляет собой начало луча, а вектор — его направление. Имейте в виду, что направление обычно должно быть нормализовано.

// минимальное требование для определения луча — это позиция и направление
Vec3f ориг; // начало луча
каталог Vec3f; // направление луча (нормированное)

То, что эта точка и это направление представляют вместе, представляет собой полулинию. Математически любую точку на этой половине линии можно определить как:

$$P = ориг + т * реж.$$

Где \(t\) — расстояние от начала точки до точки на полуоси. Эта переменная может быть как отрицательной, так и положительной. Оно \(t\) отрицательное, точка луча находится за началом луча, а если \(t\) положительное, то точка P находится «перед» началом луча. На практике, когда мы используем трассировку лучей, нас обычно интересует только нахождение пересечения луча с поверхностями, расположенными перед началом луча. Это означает, что мы будем считать пересечение между лучом и поверхностью действительным только в том случае, если \(t\) положительно.

// определяем начало и направление луча
Vec3f ориг = …;
Vec3f директор = …;
поплавок т = БЕСКОНЕЧНОСТЬ;
// пересекает ли этот луч объект? intersect() возвращает true, если пересечение было найдено
if (object.intersect(origin, dir, t) && t > 0) {
// это допустимое пересечение, точка попадания находится перед началом луча
…
}

С математической точки зрения приведенное выше уравнение называется параметрическим уравнением. Полупрямая описывается уравнением, являющимся функцией параметрической переменной \(t\) (или параметра).

Подпрограммы пересечения геометрии лучей всегда возвращают пересечение (если оно было найдено) с точки зрения параметра \(t\). Другими словами, если пересечение было найдено, то процедура пересечения геометрии лучей вычислит расстояние от начала луча до этого пересечения и вернет вам эту информацию. Оттуда вы можете легко вычислить положение пересечения или точки попадания в трехмерном пространстве, используя параметрическое уравнение луча, которое мы ввели выше.

// определяем начало и направление луча
Vec3f ориг = …;
Vec3f директор = …;
поплавок т = БЕСКОНЕЧНОСТЬ; // расстояние пересечения до объекта (если есть). Установите очень большое число для начала
// пересекает ли этот луч объект? intersect() возвращает true, если пересечение было найдено
if (object.intersect(origin, dir, t) && t > 0) {
// это допустимое пересечение, точка попадания находится перед началом луча, вычислить точку попадания с помощью t
Vec3f hitPoint = orig + dir * t;
}

Вот и все, что нужно знать о лучах.С точки зрения программирования лучи также могут быть определены как класс C++:

.

класс Рэй
{
публичный:
Рэй (), ориг (0), реж (0,0,-1) {}
Ray(const Vec3f &o, const Vec3f &d) : orig(o), dir(d) {}
// и т. д.
…
Vec3f ориг;
каталог Vec3f;
};

Некоторым программистам нравится добавлять в этот класс дополнительные переменные-члены, например, расстояние \(t_{min}\) и \(t_{max}\). Они определяют диапазон допустимых значений для \(t\).Другими словами, если процедура лучевой геометрии возвращает значение для \(t\), которое не содержится в диапазоне [\(t_{min}\), \(t_{max}\)], то на самом деле будет не должно быть пересечения (даже если \(t\) больше 0).

класс Рэй
{
публичный:
Луч(), ориг.(0), реж.(0,0,-1), tMin(0.1), tMax(1000) {}
Ray(const Vec3f &o, const Vec3f &d): orig(o), dir(d), tMin(0.1), tMax(1000) {}
// и т.д.
…
Vec3f ориг;
каталог Vec3f;
поплавок tМин, tМакс;
};

Рэй Рэй;
// устанавливаем направление и начало луча
луч.ориг = …;
луч.дир = …;
поплавок т = БЕСКОНЕЧНОСТЬ;
if (object.intersect(ray, t) && t &gt= ray.tMin && t &lt= r.tMax) {
// допустимое пересечение
…
}

Вы можете добавить любое количество параметров к классу Ray. Вы можете решить использовать класс Ray или нет. Это полностью оставлено на усмотрение личных предпочтений и требований. Нет никаких правил относительно того, как вы представляете эти данные в своей программе. Некоторым программистам нравится добавлять в класс Ray такую ​​информацию, как расстояние \(t\) до ближайшей видимой поверхности (которое вы задаете в подпрограмме геометрии луча при обнаружении пересечения), указатель на объект попадания и т. д.Некоторые другие программисты предпочитают отделять эту информацию от переменных луча и хранить ее вместо этого в структуре или классе, называемом, например, Intersection. Опять же, помимо необходимости хотя бы определить начало и направление луча, все остальное можно сделать так, как вам нравится (и это необязательно).

Одна вещь, которая может быть полезна в программировании, — это как-то пометить луч в зависимости от его типа: первичный, теневой, отраженный, преломленный и т. д. Его можно использовать для сбора статистики (если вы хотите знать, сколько теней было отброшено на визуализировать данную сцену, например) и может использоваться в коде для вызова различных функций в зависимости от типа луча. Это тоже обычная практика.

Для чего используются лучи?

Rays можно использовать практически везде. Они используются для решения проблемы видимости, сбора информации о цветах объектов, вычисления теней и т. д. Тип лучей, который мы будем изучать в этом уроке, называется лучами камеры или первичными лучами .

Рис. 2: камера или первичные лучи — это лучи, которые исходят из источника камеры и проходят через центры пикселей.Если первичный луч попадает в геометрию сцены, мы вычисляем цвет объекта в точке пересечения и присваиваем этот цвет пикселю, через который проходит луч.

Для каждого пикселя в кадре нам нужно построить один луч камеры, который мы направим на сцену. Если лучи пересекают объекты, мы вычислим цвет объектов в этих точках пересечения и назначим эти цвета соответствующим пикселям. Это вкратце то, как изображение компьютерной графики создается с помощью трассировки лучей. Мы можем провести различие между первичными лучами (первыми лучами, падающими на сцену и имеющими происхождение от камеры) и вторичными лучами (теневые, диффузные, зеркальные, пропускающие и т.