Ánh sáng mặt trời dưới góc nhìn khoa học

Tia UVB trong ánh sáng mặt trời xuyên qua tầng ozone nhiều nhất là từ 9 giờ sáng – 4 giờ chiều. Do đó, khi tắm nắng, bạn nên tránh khung giờ này (Ảnh: Shutterstock)

Điều kỳ diệu của tạo hóa chính là khoảng cách từ mặt trời đến trái đất, cường độ phát sáng, thành phần của ánh sáng mặt trời và cấu tạo của bầu khí quyển khớp với nhau một cách kỳ lạ để duy trì sự sống của vạn vật trên trái đất. Hiểu rõ hơn về ánh sáng dưới góc nhìn khoa học đóng vai trò quan trọng trong việc tận dụng ánh sáng tự nhiên cho sinh hoạt hàng ngày cũng như nghiên cứu.

Ánh sáng mặt trời là gì?

Từ đầu thế kỷ 20, ánh sáng là thuật ngữ dùng để chỉ toàn bộ bước sóng điện từ có bước sóng thay đổi từ rất ngắn đến rất dài. Còn ánh sáng mặt trời là một phần bức xạ điện từ phát ra từ mặt trời. Trên trái đất, ánh sáng mặt trời được phân tán và lọc qua khí quyển. Và đó chính là ánh sáng ban ngày khi mặt trời nằm phía trên đường chân trời.

Một khái niệm khác liên quan đến ánh sáng mặt trời mà chúng ta cần biết là “phổ điện từ”. Khái niệm này chỉ phạm vi của tất cả tần số, bước sóng và bức xạ điện từ. Theo đó, ánh sáng mặt trời là ánh sáng toàn phổ vì nó bao gồm phạm vi của tất cả các bước sóng cần thiết để duy trì toàn bộ sự sống trên trái đất.

Ánh sáng mặt trời là yếu tố chính trong quang hợp – quá trình thực vật và các sinh vật tự dưỡng chuyển đổi năng lượng ánh sáng thành năng lượng hóa học. Năng lượng này cần thiết cho việc tổng hợp carbohydrate để sinh vật sinh trưởng và phát triển.

Thành phần và năng lượng trong ánh sáng mặt trời

Quang phổ của gần như tất cả các bức xạ điện từ mặt trời đi vào khí quyển trái đất trải rộng trong phạm vi bước sóng 100 nm – 1 mm (1.000.000 nm). Trong đó, ánh sáng mặt trời gồm có:

Tia cực tím hay tia tử ngoại (UV)

Thuật ngữ “tia cực tím” dùng để chỉ bức xạ có tần số cao hơn ánh sáng tím – ánh sáng có bước sóng ngắn nhất mà con người thấy được. Do vượt ngoài bước sóng ngắn nhất nên nó vô hình với mắt người. Có 3 loại tia cực tím là tia UVA, tia UVB và tia UVC.

Tia cực tím C (UVC) (100 nm – 280 nm) là tia cực tím độc hại nhất. May mắn là nó bị khí quyển hấp thụ nên hầu như không chạm tới bề mặt trái đất.
Tia cực tím B (UVB) (280 nm – 315 nm) bị hấp thụ gần hết ở tầng ozone nên chỉ chiếm khoảng 5% lượng tia UV chạm đến mặt đất. Nó có thể trực tiếp làm hỏng DNA và gây cháy nắng. Tuy nhiên, tia UVB lại cần thiết cho sự tổng hợp vitamin D ở da và lông của động vật có vú. Đây là tia duy nhất có thể kích thích sản sinh vitamin D.
Tia cực tím A (UVA) (315 nm – 400 nm) chiếm 95% tia cực tím đến được bề mặt trái đất. Người ta từng cho rằng tia này ít gây tổn hại đến DNA nên đã dùng nó trong nhuộm da nhân tạo và liệu pháp PUVA trị bệnh vẩy nến. Tuy nhiên, UVA vẫn có thể gây hại DNA qua các con đường gián tiếp. Nó xâm nhập sâu vào các lớp da phía dưới (hạ bì). Sau đó hình thành các gốc tự do và gây ra ung thư.

Ánh sáng khả kiến (380 nm – 780 nm)

Ánh sáng khả kiến chỉ là một phần rất nhỏ trong phổ bức xạ điện từ. Nhưng nó là dải đầu ra mạnh nhất và chứa vùng tần số duy nhất mà các tế bào hình que và hình nón của mắt người có thể phản ứng được. Các tế bào này còn đảm nhiệm khả năng phân biệt màu sắc, giúp mắt nhìn thấy được trong điều kiện ánh sáng yếu hoặc khi trời tối.

Dải hồng ngoại (700 nm – 1.000.000 nm)

“Hồng ngoại” có nghĩa là “ngoài mức đỏ”. Đây là ánh sáng có bước sóng dài nhất. Cách đặt tên này là để dễ dàng hình dung được vị trí của nó trong quang phổ. Nếu ánh sáng khả kiến tác động lên thị giác thì ánh sáng hồng ngoại tạo nhiệt và tác động lên xúc giác.

Thông tin thêm

Chim, ong và một vài loại côn trùng có thể nhìn thấy tia cực tím. Nhưng côn trùng không thể thấy ánh sáng đỏ. Còn chim có thể nhìn thấy tia cực tím lẫn một số bước sóng đỏ. Tuy nhiên, chúng không thể thấy ánh sáng đỏ nhiều bằng con người.

Tia UVB trong ánh sáng mặt trời xuyên qua tầng ozone nhiều nhất là từ 9 giờ sáng – 4 giờ chiều. Do đó, khi tắm nắng, bạn nên tránh khung giờ này.

Tiếp Thị Gia Đình

Bài: Kỳ Duyên