Поглощаемая клетками лучистая энергия солнца вызывает в них ряд сложных фотохимических и физико-химических процессов.

Лучи с различной длиной волны производят неодинаковое фотохимическое действие: короткие лучи значительно сильнее длинных.

Для возникновения и развития фотохимических процессов имеет значение только лучистая энергия, поглощенная телом, а лучи, отраженные или проникающие сквозь тела, химических процессов не вызывают.

Фотохимические и физикохимические процессы развиваются различно и приводят в некоторых случаях к образованию более сложных тел, (фотосинтетические процессы), а в других — к распаду вещества (фотолитические процессы). Кроме того, могут происходить процессы окисления, восстановления, изомеризации и т. д. Все, эти процессы приводят к образованию под влиянием лучистой энергии веществ, которые обладают новыми физическими, химическими и биологическими свойствами.

Фотохимическое действие солнечной радиации оказывает огромное влияние на процессы обмена веществ в организме.

Если луч падает на тело и им поглощается, то может возникнуть фотохимическая реакция. Вследствие происходящих при этом химических превращений в тканях могут происходить и морфологические изменения. В зависимости от степени и характера этих изменений действие лучистой энергии может превысить пределы физиологических норм и вызвать патологическое состояние.

Сущность сенсибилизации состоит в том, что ряд нечувствительных к свету объектов при прибавлении к ним определенных химических веществ становится светочувствительным. Процесс сенсибилизации усиливает и ускоряет световые реакции. Сенсибилизаторами могут быть многочисленные красящие вещества, например: хлорофилл в растениях, желчь, гематопорфирин (продукт распада гематина). Гематопорфирин — один из самых сильных сенсибилизаторов: 0,2 мг его, введенные в кровь человека, вызывают чрезвычайно повышенную реакцию всего организма на свет. Повышенную реакцию на свет вызывают у животных к некоторые травянистые кормовые растения; в результате получается, например, клеверная болезнь у белых лошадей, гречишная болезнь у белых овец.

Только в последнее время стало выявляться биологическое действие света на ферменты. Благодаря лучистой энергии усиливаются окислительные процессы, но при больших дозах может наступить ослабление ферментативного процесса вплоть до полного его прекращения. Установлено, что умеренно освещенная пероксидаза производит более сильное действие, а при более интенсивном освещении ферментативное действие ослабевает. Действие света на оксидазу усиливается также по мере уменьшения длины волны.

Желтые и зеленые лучи, обладающие малой бактерицидной силой, становятся весьма бактерицидными при сенсибилизировании. Таким образом, помимо качества самой лучистой энергии, поглощаемой тканями животного и растительного организма, имеет значение и наличие в тканях сенсибилизирующих веществ.

Прежде чем достигнуть земли, солнечная радиация при прохождении через земную атмосферу высотой 60–70 км подвергается изменениям двоякого рода: во-первых, не все излучение солнца доходит до земной поверхности, так как вследствие поглощения солнечных лучей воздухом и примесями воздуха в нижних слоях атмосферы часть излучения рассеивается атмосферой, окружающей землю; но лучи различных длин волн рассеиваются различно. Особенно сильно поглощаются и рассеиваются атмосферой короткие лучи (ультрафиолетовые, фиолетовые и синие).

Это поглощение прямо пропорционально толщине воздушного слоя, содержащего водяные пары и всевозможную пыль.

Лучи солнечной радиации достигают земной поверхности в различных процентных отношениях:

Приводимая таблица наглядно показывает, что земной атмосферой наиболее поглощаются лучи с короткой волной (58–61 %) и наименее — с длинной волной (24–30 %).

Сумма энергии всех лучей — ультрафиолетовых, оптических и инфракрасных, выраженная в тепловых единицах, оценивается на границе земной атмосферы в 1,95 кал/мин на 1 см² поверхности, перпендикулярной к лучу солнца.

Туман, дым, копоть задерживают в нижних слоях воздуха до 75 %.падающих на землю лучей.

Для лечения и закаливания лучистой энергией большое практическое значение имеют высокогорные местности. Благодаря чистоте и прозрачности горного воздуха, общая интенсивность солнечной радиации и относительное содержание в ней ультрафиолетовых лучей достигают максимума. Установлено, что чем выше данная местность над уровнем моря, тем больше доходит до нее ультрафиолетовых лучей.

Количество ультрафиолетовых лучей в приморских местностях меньше, чем на горных высотах, даже в одной и той же географической местности. Лечебные свойства приморских местностей непосредственно зависят не только от количества ясных солнечных дней и продолжительности солнечного сияния, но и от количества и состава солнечной радиации. Для каждой местности, расположенной у моря, большое значение имеют ее географическое положение и климатические особенности. Чем ближе приморская местность к югу, к экватору, тем больше количество солнечных дней в году и больше число солнечных часов в течение дня. Но в солнечной радиации там относительно мало ультрафиолетовых лучей, так как они поглощаются водяными парами.

Практическим пределом поглощения ультрафиолетовой радиации для местностей на уровне моря считают длину волн в 300 mμ, ввиду значительного поглощения ультрафиолетовых лучей атмосферой этих местностей.

В одной и той же местности в течение дня количественный и качественный состав радиации непрерывно изменяется. По многочисленным данным, приведенным различными авторами, максимальное количество солнечных лучей падает на землю в полдень. В это время и солнечная радиация наиболее насыщена ультрафиолетовыми лучами.

По наблюдениям Бойко, Корчагина и других, количество солнечных лучей начинает увеличиваться от восхода солнца до полудня и к заходу солнца постепенно уменьшается. Состав солнечного света можно считать почти однородным от 11 до 15 час., причем в утренние часы в солнечном свете несколько меньше ультрафиолетовых лучей; после 15 час. в нем преобладают красные и инфракрасные лучи. Воздух насыщается еще отраженными от воды и излучаемыми от нагретой поверхности земли тепловыми лучами.

Если всю сумму доходящей до нас энергии при высоком солнце считать равной 1,3 кал., а для 7 час. утра — 0,9 кал., то она распределится следующим образом:

Солнечная радиация подвергается различным изменениям и качественно и количественно не только по указанным выше причинам, но и в зависимости от времени года. Общая интенсивность солнечной радиации наиболее значительна в летние месяцы — июнь, июль, август. По данным Бойко, количество прямой солнечной радиации, распределенное по месяцам и выраженное в калориях, на севере в пределах 60° широты и на юге в пределах 45° широты с марта по июнь почти равно, а с июля по сентябрь получается разница в 1,5–2 раза в пользу юга. Та же картина, по данным Калитина, наблюдается в Якутске и Ташкенте. Несмотря на большую разницу в широтах, а следовательно и в высотах солнца, в весенние месяцы — март и апрель — количество тепла, получаемое горизонтальной поверхностью, в Якутске почти такое же, как в Ташкенте.

Диффузный, или рассеянный, свет. На каждый предмет, на каждое существо на земле, в том числе и на человека, принимающего солнечную ванну, падает троякое освещение: 1) прямой солнечный свет; 2) рассеянный дневной свет небесного свода, или так называемый диффузный свет, и 3) лучи, отраженные от окружающих предметов: от почвы, горных возвышенностей, скал, деревьев, облаков и пр.