O świetle niebieskim słów kilka…

„Słońce to życie” głosi znana maksyma, będąca świadectwem tego, że życie na Ziemi nie byłoby możliwe, gdyby nie strumień energii (światło), przesyłany nieprzerwanie na Ziemię przez naszą najbliższą gwiazdę – Słońce. Tę prawdę ludzkość dostrzegła już u zarania dziejów, czego z kolei dowodzą liczne pradawne wierzenia, w których czci się Słońce jako praprzyczynę wszystkiego.

Do powierzchni Ziemi, poprzez atmosferę, dociera światło widzialne, ale także światło niewidzialne: nadfioletowe i podczerwone. Nawet jeśli nie widzimy go, to ma niebagatelny wpływ na nasze funkcjonowanie, nie tylko człowieka, ale całej biosfery.

Z czego składa się światło?

Światło nie jest jednorodne. W przypadku światła widzialnego każda barwa oznacza inną energię, niesioną przez najmniejsze, niepodzielne cząstki zwane fotonami. Światło czerwone ma niską energię, żółte wyższą, a niebieskie najwyższą. To znaczy, że jeśli weźmiemy „garść” fotonów niebieskich, to będą one nieść więcej energii niż taka sama garść fotonów czerwonych. Jeszcze bardziej energetyczne są fotony z zakresu nadfioletu, a te z podczerwieni mają energię niższą niż najsłabsze widzialne czerwone. Równocześnie światło można opisywać jako fale (elektromagnetyczne) biegnące przez przestrzeń i materię, co łącznie powoduje, że mówi się o falowo-korpuskularnej, dwoistej naturze światła. Jeśli weźmiemy foton o zadanej energii, to odpowiada mu fala o ściśle określonej długości, przy czym im wyższa energia, tym krótsza fala.

Fotony o wysokiej energii, nadfioletowe lub nawet niebiesko-fioletowe, mogą sporo napsuć. Świat wokół nas jest złożony z cząsteczek (molekuł), w których atomy różnych pierwiastków są połączone wiązaniami różnego rodzaju. W przypadku wielu ciał stałych te wiązania są bardzo trwałe (wiązania kowalencyjne), ale w przypadku molekuł tworzących istoty żywe wiązania mogą być znacznie słabsze (np. wiązania wodorowe, oddziaływania jonowe, van der Waalsa i mostki międzyatomowe). Do tego cząsteczki tworzące organizmy mogą być bardzo skomplikowane i składać się z tysięcy atomów i wiązań różnego typu. Powoduje to, że fotony o wysokich energiach łatwo niszczą wiązania, powodując nieodwracalne uszkodzenia molekuł, tworząc ich nieczynne wersje lub zupełnie nowe związki, bywa że toksyczne.

Czy światło może być niebezpieczne?

Wpływ światła nadfioletowego jest znany i obserwowany od dawna. Każdy zapewne był świadkiem blaknięcia kolorów na plakatach, czy też innych zmian starzeniowych różnych materiałów (w tym także np. skóry).

Przed światłem nadfioletowym trzeba się chronić, bo jest niebezpieczne dla zdrowia. Mniej widoczny, ale także groźny jest wpływ światła niebiesko-fioletowego, którego energia nie jest tak wysoka jak nadfioletu, ale wystarczająca do tego, by niszczyć różne związki, w tym tak zwane chromofory, czy te części cząsteczek, które są wrażliwe na światło. Takie cząsteczki występują m.in. w oku ludzkim, w fotoreceptorach umożliwiających widzenie. W badaniach laboratoryjnych na komórkach i na zwierzętach udowodniono, że silne oświetlenie światłem widzialnym o wysokiej energii powoduje poważne zmiany na dnie oka, które mogą w niektórych przypadkach prowadzić do uszkodzenia wzroku. Nie ma takich badań w przypadku ludzi ze względów etycznych.

Dodatkowo, świat współczesny jest pełen sztucznych źródeł światła, co jest zupełnym novum w historii ludzkości, a wiele osób nie ma praktycznie kontaktu z naturalnym światłem słonecznym. Te źródła światła często emitują silne światło niebieskie lub niebiesko-fioletowe, jako składową światła białego. Tak jest w przypadku m.in. popularnych diod elektroluminescencyjnych czyli LED.

Obecność światła fioletowo-niebieskiego w naszym współczesnym środowisku wzrokowym jest powodem wielu obaw specjalistów, opartych o przesłanki laboratoryjne. Oprócz fototoksyczności, czyli szkodliwości dla tkanek, światło niebieskie wpływa na rytm dobowy i może m.in. przesunąć znacznie porę zasypiania, szczególnie gdy korzystamy do późnego wieczora z urządzeń elektronicznych, wyposażonych w ekran.

Jak się chronić?

Jako rozwiązania proponuje się przede wszystkim ograniczenie z korzystania z urządzeń ekranowych w godzinach wieczornych lub zmiana trybu pracy na tzw. nocny, a także stosowanie okularów, które częściowo filtrują światło niebieskie. Taki wybór należy zawsze skonsultować ze specjalistą, świadomym oddziaływania światła na wzrok, bowiem łatwo wywołać niepożądany efekt – zbyt silna filtracja światła niebieskiego, które pobudza nas do działania, powoduje istotne pogorszenie nastroju u niektórych osób, choć na szczęście są to rzadkie przypadki. Niemniej jednak specjalista będzie w stanie na podstawie wywiadu zorientować się, na ile konieczne jest ograniczenie światła fioletowo-niebieskiego, a także edukować klienta w tym zakresie.

Podsumowując, podstawowa wiedza na temat światła, które nas otacza jest ważna dla naszego zdrowia, szczególnie że wzrasta tzw, oczekiwana długość życia i wszyscy chcą cieszyć się dobrym wzrokiem jak najdłużej. A póki co, oczu nie można wymienić jak zębów, gdy się popsują.

Dr hab. Jacek Pniewski,

Akademickie Centrum Kształcenia Optometrystów,

Wydział Fizyki, Uniwersytet Warszawski