МБОУ В-Вознесенской СОШ

Информационный проект по биологии

на тему:

«Электромагнитные волны в жизни человека»

Руководитель проекта: Демьяненко Евгения Николаевна

Исполнитель проекта: Васильев Максим Алексеевич

Ученик 9 класса

Содержание

1.     Введение………………………………………………………….......……..2

2.     Основная часть

2.1. Что такое электромагнитные волны?.....................................................4

2.2. Открытие электромагнитных волн ……………………………………5

2.3. Измерение электромагнитных волн …………………………………..5

2.4. Классификация электромагнитных волн ……………………………..6

2.5. Радиоволны и микроволны ……………………………………………6

2.6. Инфракрасное излучение ……………………………………………...8

2.7. Видимый спектр ………………………………………………………..9

2.8. Ультрафиолетовое излучение …………………………………………9

2.9. Рентгеновское излучение …………………………………………….10

2.10.                 Гамма-излучение ………………………………………………..10

3.     Заключение …………………………………………………...... ………..12

4.     Источники …………………………………………………………………13

5.     Приложение ……………………………………………………………….14

Введение

Электромагнитные волны - два слова, которые слышал каждый, но, к сожалению не каждый способен сказать, что это такое. Именно этот факт подтолкнул на создание этого проекта, ведь электромагнитные волны не просто «Что-то про телефоны», это то, что даёт нам жизнь, и знать хотя бы немного о них, по моему мнению, нужно каждому.

Актуальность: человек постоянно находится среди источников электромагнитных волн, но мало кто знает, что это такое и как эти волны действуют на человека. (подтверждается данными опроса) (приложение 1)

Проблема: не все люди  знают, что такое электромагнитные волны, или не понимают их значения

Гипотеза: электромагнитные волны - необходимая часть жизни не только человека, но и мира в целом. Электромагнитные волны при разных условиях способны как помогать, так и вредить человеку.

Цель:

·        рассказать о том, что такое электромагнитные волны

·        рассказать о видах электромагнитных волн

·        рассказать о применении и воздействии на человека электромагнитных волн

Задачи (ход работы):

1.     В различных источниках найти информацию о электромагнитных волнах

2.     Изучить примеры применения электромагнитных волн человеком

3.     Узнать о влиянии электромагнитных волн на человека

Конечный продукт: презентация, с понятной и наглядной информацией о электромагнитных волнах. Может применяться как на уроках в образовательных учреждениях, так и на открытых уроках/лекциях для всех желающих, т.к. информация изложена простым языком. Из этого следует, что целевая аудитория не имеет чётких рамок, т.е. может быть полезна как детям начальной школы, так и пенсионерам.

Способы реализации проекта:

·        Сбор и обработка информации из различных источников

·        Консультации с учителями

·        Проведение опроса среди населения

Что такое электромагнитные волны?

«Электромагнитные волны – это электромагнитные колебания, распространяющееся в пространстве с конечной скоростью»

Такое определение не даёт нам полного понимания о том, что такое электромагнитные волны. Поэтому применим электрогидродинамическую аналогию, которая представляет движение электрического тока, как движение воды. Итак, у любых волн есть источник, представим, что это камень, брошенный в воду. По водной глади во всех направлениях начинают расходиться волны, также электромагнитные волны расходятся в пространстве.

Но есть тут и отличие, электромагнитная волна двойная, состоящая из электрических и магнитных колебаний, как можно понять из названия и картинки на слайде. Дело в том, что эти две части неразрывно связаны, ведь переменное электрическое поле порождает магнитное, а переменное магнитное порождает электрическое.

С этим разобрались, но возникает другой вопрос: откуда вообще известно об электромагнитных волнах? Кто их нашёл?

Открытие электромагнитных волн

Генрих Рудольф Герц  именно этот немецкий физик познакомил мир с этим явлением. На картинке представлена схема его экспериментальной установки.

Суть в том, что на два медных шарика установки подаётся переменный ток высокого напряжения, при этом между ними проскакивает искра, создающая электромагнитные волны. Эти волны воздействуют искровой радиоприёмник, представляющий разорванное кольцо. Как раз в месте разрыва проскакивает искра, свидетельствующая о наличии электромагнитных волн.

Измерение электромагнитных волн

Безусловно, после открытия электромагнитных волн учёные задались вопросом: как же их измерить? Оказалось, что они имеют три основные характеристики: скорость, частота и длина волны.

Связаны эти величины, следующей формулой: (формула на слайде):

Скорость, характеризует быстроту распространения волн в пространстве, она постоянна и в вакууме равна трёмстам миллионам метров в секунду. Частота показывает количество колебаний волны за единицу времени (секунду), а длина волны – длину одного колебания. При этом, чем больше длина, тем меньше частота и наоборот.

Классификация электромагнитных волн

В связи с этим существует классификация электромагнитных волн, в зависимости от их частоты и длины. Весь спектр электромагнитных волн обычно разделяют на 6 частей: радиоволны, микроволны, инфракрасные лучи, видимый спектр, ультрафиолет, рентгеновское излучение и гамма-лучи. И сейчас я расскажу о каждой из них.

Радиоволны и микроволны

Радиоволны и микроволны – первые представители электромагнитного спектра с длиной волны до 1 мм и частотой до 3 терагерц. Их объединяют в один радиодиапазон, из-за схожей сферы применения и отсутствия чётко выраженных границ между ними. Распространение волн в пространстве зависит от их длины, чем длиннее волна, тем большее расстояние она способна пройти, это связано с тем, что встречая на своём пути препятствия, волны затухают, более длинной волне легче обогнуть препятствия и поэтому она затухает меньше. Размер объекта, который может обогнуть волна, примерно равен её длине.

Сфера применения радиодиапазона чрезвычайно широка, за последние 100 лет радиоволны заполнили почти все сферы нашей жизни, благодаря им мы можем передавать информацию на большие расстояния, пользоваться средствами навигации, слушать радио, смотреть телевизор, черпать информацию из интернета. Именно благодаря такому широкому диапазону длин и частот радиоволны нашли применение в разных отраслях. Для навигации используют длинные волны, за счёт возможности распространения на дальние дистанции. Связь, радио и телевидение использует волны средней длины, они позволяют быстро передавать большой объём информации на неплохие расстояния. Радиолокация же использует микроволны с очень маленькой длинной, они отражаются от объектов, т.к. не могут пройти через них, отражаясь, они попадают в приёмник радиолокатора, который даёт информацию об объекте.

Ну и, наверное, самая интересная часть знакомства с радиоволнами – их воздействие на человека. Различные источники пугают нас чудовищными болезнями, которые может провоцировать радиодиапазон:

1.     Физиологические нарушения

2.     Психологические расстройства

3.     Быть одной из причин лейкемии у детей;

4.     Может вызывать рак и ускорять пролиферацию раковых клеток;

5.     Может нанести прямой вред генитальной системе человека, нервной системе и иммунной системе;

6.     Может вызвать психические расстройства у детей и ухудшение зрения, повлиять на развитие тканей и развитие скелета у детей;

7.     Может вызывать снижение гемопоэтической функции печени и даже вызывать отслойку сетчатки;

8.     Является одной из основных причин сердечно сосудистых заболеваний и диабета;

9.     Плохое влияние на зрительную систему человека.

И это ещё не всё! Однако, поводов для боязни мало, потому что вся суть заключается в том, что для приобретения подобных болезней необходимо в течение длительного времени находится чуть ли не вплотную к МОЩНЫМ источникам радиоизлучения, которыми выступают вышки связи или радары. В повседневной жизни человек не сталкивается с такими условиями, все приборы и гаджеты, которыми мы пользуемся, являются слабыми излучателями, из-за чего не могут нанести нам вреда, к тому же уже на расстоянии 10 см от любого прибора его и без того слабое излучение рассеивается. Поэтому тем, кто боится радиоволн, могу дать простой совет, не спите на вышках и радарах.

Инфракрасное излучение

Перейдём к следующей части спектра – инфракрасному излучению. Его второе название – тепловое. Именно эта часть спектра с длинами волн от 1 мм до 0,74 мкм греет всю вселенную, обеспечивая жизнь на нашей планете. Источниками инфракрасного излучения являются все тела, температура которых выше абсолютного нуля, -273 градусов Цельсия. То есть всё, что находится вокруг нас и мы сами это источники инфракрасного излучения. Но если говорить о планетарных масштабах, источником единственным источником тепла для Земли является Солнце, 50% излучения которого является именно инфракрасным.

Помимо необходимого условия жизни ИК излучение используется человеком в разных областях: термография, приборы ночного видения, дистанционное управление, астрономия, инфракрасные обогреватели, инфракрасные головки самонаведения, медицина. О ней немного поподробнее.

При правильном использовании и дозировке излучение способно решать множество проблем, и улучшать качество жизни человека.

Уже доказано, что оно может помочь с такими болезнями как:

1.     Пневмония;

2.     Бронхиальная астма;

3.     Различные хронические заболевания яичников;

4.     Хронический гастродуоденит;

5.     Гипермоторика желудочно-кишечного тракта;

6.     Полиневропатия нижних конечностей;

7.     Остеохондроз;

8.     Абстинентный синдром;

9.     Холецистит;

Кроме того ИК излучения используется в качестве профилактического средства.

Видимый свет

Следующая часть спектра – видимый свет с длинами волн от 380 до 740 нанометров. Как понятно из названия, это тот свет, который мы видим, который воспринимает наш глаз. Для некоторых эта информация будет звучать странно, ведь сложно представить, что радиоволны и свет, это по сути одно и то же. Я думаю, что говорить о применении и действии видимого света на человека бессмысленно, так как это и так понятно.

Ультрафиолетовое излучение

За видимым светом следует ультрафиолетовое излучение с длинами волн от 10 до 400 нанометров. Основным источником ультрафиолета для нас является Солнце, именно оно позволяет растениям осуществлять процесс фотосинтеза, главного процесса для жизни на Земле. Помимо естественного человек давно использует искусственные источники этого излучения – ультрафиолетовые лампы.

Немного о сферах применения этих ламп: прежде всего, эти лампы играют огромную роль в процессе обеззараживания и дезинфекции воды, воздуха и поверхностей. Это связано с тем, что длина волны ультрафиолета в таких лампах равна 265 нанометрам, что позволяет эффективно разрушать ДНК микроорганизмов, при этом, не оказывая влияние на обрабатываемые объекты. Кроме того излучение используют в различных анализах, так как разные вещества поглощают и отражают ультрафиолет по-разному.

Также ультрафиолетовое излучение активно применяется в медицине, оно может положительно влиять на здоровье человека. Прежде всего, ультрафиолет обеспечивает образование витамина D. В определённых дозах используется в профилактических и лечебных целей. Однако стоит опасаться избытка ультрафиолета, ведь в неограниченном количестве он приводит к ожогам кожи и роговицы глаза, связано это с тем, что излучение способно разрушать ДНК клеток.

Рентгеновское излучение

Предпоследним представителем электромагнитного спектра является рентгеновское излучение с длинами волн от  0,005 до 100 нанометров. От предыдущих видов излучений рентген отличается способностью к ионизации. Это означает, что рентгеновское излучение может отбирать у атомов различных веществ электроны, изменяя это вещество.  Источниками искусственного излучения являются рентгеновские трубки, в природе его испускают некоторые радиоактивные изотопы.

Применение рентгеновского излучения в основном основывается на его высокой проникающей способности, что позволяет видеть объекты насквозь. В медицине с его помощью делают снимки расположения костей и органов, в дефектоскопии находят мелкие изъяны в различных изделиях, в сфере безопасности для проверки внутреннего содержимого предметов.

Действие на человека рентгена заключается в его ионизирующем свойстве, при длительных взаимодействиях с организмом лучи могут привести к разрушению частей ДНК и РНК и образованию опухолей. Но боятся не стоит, так как при мед обследованиях взаимодействия с рентгеном чрезвычайно малы.

Гамма-излучение

Завершается спектр гамма-излучением, с длиной волны менее 0,01 нанометров. Так же как и предыдущее это излучение является ионизирующим. Только из-за более высокой частоты волны этот эффект сильнее. Гамма-излучение является одним из видов радиоактивного излучения, поэтому его источниками выступают радиоактивные вещества.

Гамма-излучение нашло применение в следующих отраслях:

·        Гамма-дефектоскопия — контроль изделий просвечиванием γ-лучами.

·        Пищевая промышленность: консервирование пищевых продуктов (гамма-стерилизация для увеличения срока хранения)^[6].

·        Медицина: стерилизация медицинских материалов и оборудования; лучевая терапия; радиохирургия.

·        Гамма-каротаж в геофизике.

·        Приборы для измерения расстояний: уровнемеры, гамма-высотомеры на космических аппаратах.

·        Гамма-астрономия.

·        Сельском хозяйстве для выведения новых сортов растений

Что же касается воздействия на человека, Облучение гамма-квантами в зависимости от дозы и продолжительности может вызвать хроническую и острую лучевую болезнь, различные виды онкологических заболеваний. В то же время гамма-облучение подавляет рост раковых и других быстро делящихся клеток при локальном воздействии на них.

Заключение

Суммируя всё  вышесказанное, можно с уверенностью сказать, что жизнь человека просто невозможна без электромагнитных волн. Именно за счёт электромагнитных волн мы и всё, что нас окружает, может существовать.

При этом в зависимости от вида волн, их мощности и длительности излучения человек может получить ка пользу, так и вред, либо вообще не воздействовать на человека.

Это значит, что моя гипотеза подтвердилась

Источники

1.     https://ru.wikipedia.org

2.     https://yandex.ru/images

3.     https://www.google.ru/forms/about/

4.     А.В. Пёрышкин, Е.М. Гутник «Физика 9 класс» - 7-е издание.,перераб.-М.:Дрофа,2019.-350с.

Приложение

(приложение 1)