лечение ультрафиолетовыми лучами, особенно в сочетании с рентгеновскими лучами, радием и мезоторием, — это то лечение, которое в большинстве случаев занимает первое место, а во многих — является единственным и достаточно часто наиболее эффективным способом борьбы с заболеванием.
Стерилизация с помощью излучения кварцевой ртутно-дуговой лампы успешно практикуется в течение нескольких лет. Компактная аппаратура используется для стерилизации питьевой воды, воды для хирургических целей и плавательных бассейнов, и утверждения производителей аппаратуры, по-видимому, подтверждаются. Один тип аппаратуры выдерживает давление в сто фунтов на квадратный дюйм и может быть подключен последовательно к водопроводу. Вода, подаваемая в стерилизатор, должна быть прозрачной и свободной от взвешенных частиц, чтобы лучистая энергия была эффективной. Такая аппаратура способна стерилизовать любое количество воды до тысячи галлонов в час, и лампа поддерживается горящей только тогда, когда вода течет. Она особенно полезна в отелях, магазинах, на заводах, на судах и во многих отраслях промышленности, где необходима стерильная вода.
Вода является жизненной необходимостью в повседневной жизни, будь то для питья, приготовления пищи или промышленных целей. Она признана переносчиком болезней, и очистка водоснабжения в крупных городах является важной проблемой. Используются процессы хлорирования, которые делают обработанную воду неприятной на вкус, а к одной лишь фильтрации относятся с подозрением. Использование химикатов требует постоянного анализа, однако утверждается, что бактерицидное действие ультрафиолетовых лучей настолько верно и полно, что никогда не возникает никаких сомнений относительно стерилизации воды, если она прозрачна или если она была должным образом отфильтрована перед обработкой. Система стерилизации ультрафиолетовыми лучами — это естественный путь, поскольку лучи солнца выполняют эту функцию в природе. Аппаратура для стерилизации воды с помощью ультрафиолетовых лучей строится для общественных установок производительностью до десяти миллионов галлонов в день, и эти установки могут дублироваться для удовлетворения потребностей крупнейших городов. Крупные механические фильтры используются в сочетании с этими стерилизаторами, и таким образом человечество копирует путь природы, поскольку природные запасы чистой воды фильтровались через песок и подвергались воздействию лучей солнца, которые освобождают ее от микробной жизни.
Некоторые стерилизаторы такого рода используются в месте, где требуется запас чистой воды, или в точке, где вода разливается в бутылки для использования в различных частях фабрики, больницы, магазина или офисного здания. Они использовались в некоторых американских больницах во время недавней войны, где они обеспечивали стерилизованной водой для питья и для антисептического мытья ран. В условиях войны водоснабжение чрезвычайно важно. Например, японцы во время своей кампании в Маньчжурии кипятили воду, предназначенную для питья. Смертность армий во многих предыдущих войнах часто была намного выше от предотвратимых болезней, чем от пуль, но японцы в своей войне с Россией изменили статистику смертности. Из общей смертности в 81 000 человек более 60 000 умерли от боевых потерь.
Стерилизация воды для плавательных бассейнов входит в моду. Раньше было принято циркулировать воду через фильтр, чтобы удалить загрязнения, внесенные в нее купальщиками, и возвращать ее обратно в бассейн. Сторонники стерилизации настаивают на том, что подобная фильтрация может оставить в воде вредные бактерии. Для этой цели в настоящее время используются стерилизаторы, в которых активными лучами являются ультрафиолетовые, подключаемые после выхода из фильтра. Эффективность аппаратуры была установлена обычным методом подсчета бактерий. Возле выхода обычного фильтра подсчет показал много тысяч бактерий на кубический дюйм воды, и среди них были бактерии кишечного происхождения. Затем был установлен стерилизатор, в котором эффективными элементами являлись две кварцевые ртутные лампы, потреблявшие по 2,2 ампера каждая при 220 вольтах. Подсчет бактерий в воде, выходящей из стерилизатора, показал, что эти организмы сократились до 5 процентов и в конечном итоге до меньшего процента от их первоначального значения, и что все организмы кишечного происхождения были уничтожены. Фактически вода, которая возвращалась в бассейн, была лучше той, которую пьют большинство людей. Лучистая энергия обладает преимуществами, с которыми не могут сравниться другие бактерицидные агенты, заключающимися в том, что она никоим образом не загрязняет и не изменяет свойства воды. Она выполняет свою работу по уничтожению бактерий и оставляет воду в остальном неизмененной.
Эти проблески использования лучистой энергии как средства восстановления и сохранения хорошего здоровья предполагают большие возможности, когда факты будут полностью установлены и соотнесены. Солнце имеет первостепенное значение для человечества, но оно служит стольким целям, что естественным образом является компромиссом. Оно не может поставлять именно ту лучистую энергию, которая нужна для одной цели, и в то же время наилучшим образом служить для другой цели. Оно заслоняется в облачные дни и исчезает каждую ночь. Эти отсутствия полезны для некоторых процессов, но человек в высокоорганизованной деятельности современной цивилизации желает иметь лучистую энергию различного качества, доступную в любое время. В этом отношении искусственный свет превосходит солнце и постоянно совершенствуется.
XXI
МОДИФИКАЦИЯ ИСКУССТВЕННОГО СВЕТА
За одно столетие наука превратила тускло освещенные ночи с их слабыми мерцающими пламенами в искусственный день. За этот короткий промежуток лет производство света далеко продвинулось от примитивных пламен, использовавшихся в начале девятнадцатого века, но, как было отмечено в другой главе, большие усовершенствования в производстве света все еще возможны. Тем не менее замечательные события последних четырех десятилетий, создавшие дуговые лампы, газовую мантию, лампы на парах ртути и серию электрических ламп накаливания с нитью накала, внесли большой вклад в эффективность, безопасность, здоровье и счастье человечества.
Сто лет назад цивилизация была более легко удовлетворяема, и улучшение, которое обеспечивало больше света при той же стоимости, было всем, чего можно было желать. Сегодня одного света недостаточно. Определенные виды лучистой энергии требуются для фотографии и других фотохимических процессов, а для дисплеев и эффектов на сцене востребовано огромное разнообразие цветного света. Человек теперь желает света различных цветов из-за его выразительных эффектов. Он больше не довольствуется простым светом в адекватных количествах; он желает определенных качеств. Более того, он больше не считает достаточным быть независимым от дневного света лишь по количеству света. Фактически он потребовал искусственного дневного света.
Несомненно, будущее увидит производство эффективного света многих качеств или цветов, но сегодня многие из требований должны быть удовлетворены путем модификации доступных искусственных источников света. Зрение осуществляется полностью посредством различения яркости и цвета. Изображение любой сцены или любого объекта фокусируется на сетчатке как миниатюрная карта в свете, тени и цвете. Хотя различение яркости является более важной функцией в зрении, чем способность различать цвета, цветовое зрение гораздо важнее в повседневной жизни, чем обычно осознается. Можно пройти через жизнь дальтоником, не испытывая никаких больших неудобств, но божественный дар цветового зрения набрасывает волшебную завесу на все творение. Относительно немногие осознают чудесную завесу цвета, за исключением редких моментов, когда зрелище необычно. Тем не менее изучение зрения почти во всех ремеслах показывает, что различение цветов играет важную роль.
При покупке еды и одежды, в оформлении домов и во всех искусствах и промышленности человечество в значительной степени зависит от внешнего вида цветов. В этом отношении оно зависит от дневного света и часто неосознанно, когда дневной свет исчезает, прекращает работу, зависящую от точного различения цветов. Цветовое зрение человека эволюционировало при дневном свете; искусства и промышленность развивались при дневном свете; и все его цветовые ассоциации основаны в первую очередь на дневном свете. По этим причинам адекватное искусственное освещение не делает человечество независимым от дневного света в практике искусств и ремесел и во многих мелких видах деятельности. По качеству или спектральному характеру немодифицированные источники света, используемые для целей общего освещения, отличаются от дневного света и поэтому не заменяют его полностью. Полуденный солнечный свет содержит все спектральные цвета примерно в тех же пропорциях, но это неверно для этих искусственных источников света. По этим причинам существует спрос на искусственный дневной свет.
«Вакуумная» трубка предоставляет возможность широкого разнообразия источников света, сильно различающихся по спектральному характеру или цвету. Каждый газ при возбуждении до люминесценции электрическим разрядом в «вакуумной» трубке (содержащей газ под низким давлением) испускает свет характерного качества или цвета. Варьируя газ, можно получить разнообразие источников света, но этот способ производства света еще не доведен до достаточно практического состояния, чтобы быть удовлетворительным для общего освещения. Азот дает розоватый свет, и азотная трубка, разработанная доктором Муром, была установлена в некоторой степени несколько лет назад. Неон дает оранжевый свет и в нескольких случаях использовался для дисплеев. Углекислый газ обеспечивает белый свет, похожий на дневной, и небольшие трубки, содержащие этот газ, используются сегодня там, где необходима точная дискриминация цвета.
Дуговые лампы пламени предоставляют средство получения разнообразия источников света, различающихся по спектральному характеру или цвету. Пропитывая углероды различными химическими соединениями, можно сильно изменить цвет пламени. Белая пламенная дуга, получаемая с помощью соединений редких земель в углеродах, обеспечивает источник света, близко приближающийся к среднему дневному свету. Используя различные вещества помимо углерода для электродов, можно получить источники света, различающиеся по спектральному характеру. Они обычно богаты ультрафиолетовыми лучами и поэтому имеют свои лучшие применения в процессах, требующих этого вида лучистой энергии. Дуговая лампа ограничена в своем применении своей нестабильностью, громоздкостью и непрактичностью подразделения ее на источники света широкого диапазона световых интенсивностей.
Наиболее широкие применения искусственного дневного света были сделаны с помощью электрической лампы накаливания с нитью накала, снабженной цветным стеклом, которое изменяет свет до того же качества, что и дневной свет. Свет от электрической лампы с нитью накала богаче желтыми, оранжевыми и красными лучами, чем дневной свет, и, зная спектральный характер двух источников света и спектральные характеристики цветных стекол, в которые были внедрены различные химикаты, можно разработать цветное стекло, которое отфильтрует избыток желтых, оранжевых и красных лучей так, чтобы пропускаемый свет имел тот же спектральный характер, что и дневной свет. Тысячи таких устройств искусственного дневного света в настоящее время используются в промышленности, в магазинах, в лабораториях, на красильнях, в типографиях и во многих других местах. Денежные знаки и облигации свободы изготавливались при искусственном дневном свете, и такие установки используются в банках для обнаружения поддельной валюты. Эксперт по алмазам определяет цвет драгоценных камней, а микроскопист уверен в цветах своих красителей при искусственном дневном свете. Красильщик смешивает свои красители для окрашивания тонн ценного шелка, а художник пишет картины при этом искусственном свете. Это лишь немногие из огромного числа применений искусственного дневного света, но они иллюстрируют, что человечество независимо от естественного света в другом отношении.
ФЕЙЕРВЕРК И ОСВЕЩЕННЫЙ БОЕВОЙ ФЛОТ НА ПРАЗДНОВАНИИ ГОДОВЩИНЫ ХАДСОНА И ФУЛТОНА
Существуют различные виды дневного света, два из которых являются довольно постоянными по спектральному характеру. Это полуденный солнечный свет и свет северного неба. Первый можно назвать белым светом, и его спектр указывает на присутствие видимой лучистой энергии всех длин волн примерно в равных пропорциях. Свет северного неба содержит избыток фиолетовых, синих и сине-зеленых лучей и в результате является голубовато-белым. Полуденный солнечный свет в ясный день довольно постоянлен по спектральному характеру, но свет северного неба несколько варьируется в зависимости от отсутствия или присутствия облаков и от характера облаков. Если присутствуют большие площади освещенных солнцем облаков, свет в основном представляет собой отраженный солнечный свет. Если небо затянуто тучами, свет северного неба представляет собой результат смеси солнечного света и синего света неба, отфильтрованного через облака, и является слегка голубовато-белым. Если небо ясное, цвет света варьируется от светло-голубого до глубокого синего.
ДЕМОНСТРАЦИЯ ФЕЙЕРВЕРКОВ В ДЕНЬ ПЕРВОГО МАЯ НА ВЫСТАВКЕ ПАНАМА-ПАСИФИК
Дневной свет, проникающий в здания, часто значительно изменяется по цвету из-за отражения от других зданий и от растительности, а после того, как он попадает в комнату, он иногда модифицируется отражением от цветного окружения. Можно часто заметить, что свет, отраженный от зеленой травы через окно в верхнюю часть комнаты, сильно окрашен в зеленый цвет, а свет, отраженный от здания из желтого кирпича, окрашен в желтый цвет. Помимо этих изменений, солнечный свет варьируется по цвету от желтого или красного на рассвете через белый в полдень до оранжевого или красного на закате. В течение дня количество света с неба меняется далеко не так сильно, как количество солнечного света, поэтому происходит постоянное изменение пропорции прямого солнечного света и света неба, достигающего земли. Это дополнительно варьируется из-за меняющегося положения солнца. Например, у северного окна, в которое прямой солнечный свет может не проникать в течение всего дня, количество солнечного света, проникающего за счет отражения от соседних зданий и других объектов, может сильно варьироваться. Таким образом, видно, что дневной свет варьируется не только по количеству, но и по качеству, и искусственный дневной свет, который основан на обширном анализе, имеет преимущество постоянства по количеству и качеству, а также правильности по качеству. Современные устройства искусственного дневного света, которые были научно разработаны, не только делают человечество независимым от дневного света в различении цветов, но и превосходят дневной свет.
Хотя существует много экспертов-колористов, которым требуется точный искусственный дневной свет, есть огромные сферы освещения, где необходимо менее точное качество дневного света. Глаза среднего человека недостаточно искушены для тончайшего различения цветов, и поэтому «дневная» лампа Mazda удовлетворяет менее требовательные запросы подбора цветов. Это компромисс между качеством и эффективностью света, и он служит этой цели настолько хорошо, что миллионы этих ламп нашли применение в магазинах, офисах и на производстве. Для получения точного искусственного света северного неба для цветовых работ с помощью цветного стекла необходимо отфильтровать от 75 до 85 процентов света вольфрамовой лампы. Это поглощение в широком смысле увеличивает эффективность света, поскольку оставшаяся доля теперь является удовлетворительной, в то время как первоначальный свет практически бесполезен для точного различения цветов. Около одной трети первоначального света поглощается колбой вольфрамовой «дневной» лампы, в результате чего получается свет, приближенный к среднему дневному свету.
Старые источники света, такие как свет от свечи и масляной лампы, веками использовались в интерьерах. Все эти источники света имели теплый желтый цвет. Даже ранние современные источники света не сильно отличались по цвету, поэтому неудивительно, что существует глубоко укоренившееся желание иметь в доме и в подобных интерьерах искусственный свет теплого желтого цвета, имитирующий свет старых источников света. Психологический эффект тепла и жизнерадостности благодаря таким источникам света или цветам хорошо установлен. Искусственный свет в доме символизирует независимость от природы и защиту от непогоды, и существует устойчивое желание противостоять возрастающей белизне современных источников света с помощью абажуров теплых тонов. Белый свет отлично подходит для кухни, прачечной и ванной комнаты, а также для ламп для чтения, но теплый желтый свет лучше всего подходит для создания уютной и жизнерадостной обстановки интерьеров, в которых человек расслабляется. Источник света такого характера можно эффективно получить, используя должным образом окрашенную колбу на лампах с вольфрамовой нитью накала. Поглощая примерно от одной четвертой до одной третьей света (в зависимости от температуры нити накала), с помощью лампы с вольфрамовой нитью накала можно имитировать цвет пламени свечи. Некоторые люди все еще используют лампу с угольной нитью накала вопреки ее низкой эффективности, потому что они хотят сохранить теплоту оттенка более старых источников света. Тем не менее свет от вольфрамовой лампы можно отфильтровать для получения такого же качества света, какое испускается лампой с угольной нитью накала, путем поглощения от одной пятой до одной четвертой света. Световая отдача вольфрамовой лампы, оснащенной такой тонированной колбой, все еще примерно в два раза выше, чем у лампы с угольной нитью накала. Таким образом, высокая эффективность современных источников света используется с выгодой, даже несмотря на то, что их цвет поддерживается таким же, как у старых источников света.
Все современные источники света испускают лучистую энергию, которая не влияет на обычную фотопластинку. Эта избыточная видимая энергия лишь способствует появлению бликов или избытку света в фотоателье. Было разработано стекло, которое пропускает практически все лучи, влияющие на обычную фотопластинку, и значительно уменьшает сопутствующие неактивные лучи. Такое стекло естественно имеет синий цвет, поскольку оно должно пропускать синие, фиолетовые и близкие ультрафиолетовые лучи. Его плотность была определена для использования в колбах высокоэффективных вольфрамовых ламп таким образом, что результирующий свет имеет цвет примерно света неба, не жертвуя значительным количеством ценности лучистой энергии для обычной фотографии. Как видно, это стекло пропускает так называемые химические лучи и полезно в других сферах деятельности, где требуются только эти лучи. Оно используется в светотерапии и в некоторых других видах деятельности, в которых используются химические эффекты этих лучей.