Главная страница «Первого сентября»Главная страница журнала «Физика»Содержание №4/2009

Спецвыпуск

Л. И. Дубровская,
< 89212009772@mail.ru >, учитель физики, МОУ СОШ с УИХиБ № 5, г. Старая Русса, Новгородская обл.

Ученические научно-исследовательские работы

1. Влияние магнитных бурь на человека. 10-й класс

Астрономия как предмет в нашей школе не изучается. По общеобразовательной программе при изучении физики в 11-м классе на астрономию выделено 6 ч, а вопросов у ребят возникает много. В частности, при изучении темы «Солнце» их обычно интересуют солнечная активность, магнитные бури и их воздействие на человека. В нашей школе углублённо изучают химию и биологию. Учитывая хороший уровень знаний по этим предметам и большой интерес учащихся к химическим и биологическим процессам в организме, я решила организовать ученическую исследовательскую деятельность. По желанию учащихся выбрала тему и определила цели: углубление и расширение знаний учеников, привитие вкуса к исследовательской работе, развитие познавательного интереса, формирование исследовательских умений (таких, как видение структуры проблемы, прогнозирование, анализ материалов, выдвижение гипотез, планирование, использование ИКТ).

Оформление работ и выступления решили провести с компьютерной поддержкой, для чего было необходимо:

– создать конспект выбранной темы с основными понятиями, определениями, формулами, примерами в текстовом редакторе Word;

– сделать презентацию, включив в неё диаграммы, таблицы, заголовки, рисунки, чертежи;

– придумать задания для самопроверки (кроссворд, тест, контрольные вопросы);

– научиться пользоваться гиперссылками для повышения эффективности использования времени урока.

В процессе работы над проектом класс разделили на семь групп:

– «Физики» – собирают материал о магнитном поле Земли и процессах, происходящих на Солнце;

– «Историки» изучают работы А.Л.Чижевского, посвятившего свою жизнь изучению влияния Солнца на биосферу Земли;

– «Медики» изучают влияние магнитных бурь на человека и делают выводы, как от них защититься;

– «Биологи» выясняют причины воздействия магнитных бурь на человека;

– «Химики» подробно изучают их влияние на кальциевый обмен в организме;

– «Астрономы» занимаются проблемами прогнозирования космических аномалий;

– «Социальные работники» опрашивают учителей и учащихся об их самочувствии, о возникновении конфликтных ситуаций в магнитоактивные и магнитоспокойные дни (зная заранее об этих днях), посещают приёмный покой, изучают архив больницы, выясняя количество больных, поступивших в магнитоактивные и магнитоспокойние дни.

Кроме того, из представителей каждой группы, наиболее владеющих ИКТ, сформировали группу «Информатики», которые обеспечивали техническую поддержку. Командиры групп организовывали работу, распределяли задания, учитывали вклад каждого при оценивании работы.

Защиту проекта провели на уроке в форме «Круглого стола», куда пригласили учителей, учеников из других классов и родителей. Каждый гость получил на руки лист, куда должен был поставить оценки: X – посредственно; Y – хорошо; Z – отлично. Ход этого урока был оформлен в виде доклада с презентацией, который впоследствии был представлен на районный конкурс профессионального мастерства работников образования.

Аналогично в 10-м классе был подготовлен проект «Влияние шума на здоровье человека».

Публикуем в сокращённом виде фрагменты с малоизвестным и оригинальным материалом. Полностью обе работы представлены в рубрике «Дополнительные материалы» к № 4 на сайте газеты.

1. Можаева М., Николаева Е., Марков М. (ученики 11-Т класса). Влияние магнитных бурь на человека

Содержание

1. Введение

– Магнитное поле Земли.

– Процессы, происходящие на Солнце.

2. Историческая справка

3. Влияние магнитных бурь на человека

– Причины воздействия.

– Влияние магнитных бурь на кальциевый обмен.

– Способы защиты от магнитных бурь.

4. Прогнозирование космических аномалий.

Цель работы: рассказать о магнитных бурях и доказать необходимость исследования этого явления.

Задачи: объяснить причины возникновения магнитных бурь. Узнать о последствиях магнитных бурь. Понять принцип действия магнитных бурь. Ознакомиться с достижениями науки в этой области. Исследовать влияние магнитных бурь на жителей Старой Руссы.

Влияние магнитных бурь на человека. Магнитные бури нередко сопровождаются головными болями, мигренями, учащённым сердцебиением, бессонницей, плохим самочувствием, снижением жизненного тонуса, резким изменением давления. Что же происходит? Во время магнитных бурь образуются агрегаты кровеносных телец (у здоровых людей – в меньшей степени), т.е. кровь густеет. Из-за такого сгущения крови ухудшается кислородный обмен, и первыми реагируют на нехватку кислорода мозг и нервные окончания. Чувствителен также эпифиз, вырабатывающий меланин, – вещество, которое регулирует, в частности, обмен веществ, отвечает за адаптацию организма к неблагоприятным условиям, является антиоксидантом, укрепляет иммунитет и ответствен за суточные биоритмы. У кардиологических больных выработка меланина подавляется, что может привести к серьёзным поломкам в организме. Нет никого, кто был бы свободен от воздействия геомагнитного поля.

Мужчины более подвержены воздействию магнитных бурь, чем женщины. В магнитоактивные дни число инфарктов увеличивается более чем в три раза, инсультов – в два, приступов стенокардии – в полтора раза.

Причины воздействия магнитных бурь на человека. Мы реагируем на бурю как на сигнал предупреждения о возможной опасности. Организм впадает в стресс, мобилизирует все силы для борьбы. Так что метеозависимость – один из способов борьбы за выживание. Известно, что магнитное поле действует на движущиеся электрические заряды, электрические токи, постоянные магниты. В биологических системах, в том числе в организме человека, существуют упорядоченные движения электрических зарядов (электронов и ионов), определяющие все основные процессы жизнедеятельности клеток. Кроме токов и зарядов в живом организме имеются маленькие магнитики – молекулы различных веществ, прежде всего воды. Известно, что магниты взаимодействуют. Именно поэтому меняющееся магнитное поле вызывает переориентацию этих маленьких магнитиков в организме. Отклоняясь от обычного направления, они перестают нормально выполнять свои функции, от чего начинает страдать весь организм. В организме человека возникают дополнительные биотоки, что ещё больше нарушает нормальную жизнедеятельность. Практически всё это обусловлено тем обстоятельством, что живой организм является системой электромагнитной и все его функции обеспечиваются благодаря электромагнитным процессам.

Влияние магнитных бурь на кальциевый обмен в организме. При магнитных бурях изменяется скорость процессов в водной среде. Ясно, что и человек должен быть подвержен их влиянию, т.к. он состоит примерно на 70% из воды. Что же конкретно происходит в организме?

Учёные установили, что вода имеет структуру, похожую на кристаллическую. При этом молекулы связаны между собой водородными связями, более слабыми, нежели химические. Они так же быстро разрушаются, как и возникают под действием различных, незначительных по силе, внешних факторов – таких, как температура, излучение или присутствие различных ионов. Оказалось, что особенно важную роль играют ионы кальция. Они управляют молекулами воды и определённым образом группируют их во­круг себя. Кальций с водой связан очень неустойчивыми водородными связями. Но живому организму и нужны такие высокочувствительные датчики, которые позволяли бы улавливать слабые изменения во внешней среде с тем, чтобы выстраивать работу организма уже в новых условиях. Именно кальций играет очень важную роль в развитии и формировании живого организма. Соли кальция способствуют свёртыванию крови, управляют нервно-мышечным возбуждением, активируют отдельные ферменты, управляют проницаемостью клеточных мембран. Во внутриклеточных структурах (митохондриях) на каждый атом поглощённого кислорода накапливается до трёх ионов кальция. Ионы кальция участвуют в процессах, которые влияют на переход нервного импульса через нервные соединения между окончаниями нервных клеток. Активного кальция в организме должно быть строго определённое количество. От него зависит состояние межклеточной жидкости. Если ионное равновесие нарушается, комплексы кальция перестраиваются. Меняется проницаемость мембран, от которой зависит обмен веществ между клеткой и межклеточной средой, что обусловливает возбудимость клетки. Это может приводить к изменению концентрации кальция в крови, которая омывает сердце, а также в самой сердечной мышце, что ведёт к нарушению нормального функционирования сердца.

Способы защиты от магнитных бурь. А.Л.Чижевский считал, что можно оградить человека от ряда вредных влияний природной среды. По его мнению, в роли спасителя выступает металл. Учёный предлагал помещать больных на период магнитных бурь в экранированные палаты. Обычно же люди остаются незащищёнными. Поэтому большое значение имеет заблаговременное прогнозирование магнитоактивных дней.

Прогнозирование космических аномалий. Сегодня информацию о состоянии космической среды поставляет в основном центр космического окружения США. Но государственные интересы России требуют создания собственной надёжной системы регистрации и прогнозирования космических событий, а также службы оповещения об опасных проявлениях космической погоды. Специальная комиссия Российской академии наук под руководством директора Института солнечно-земной физики Сибирского отделения РАН академика Г.А.Жеребцова разработала концепцию отечественной программы «Космическая погода». Она может быть реализована на базе уже созданной сети гелиофизических и геофизических обсерваторий (правда, в последние годы часть из них закрыта и нуждается в восстановлении), а также физических научных институтов, связанных с разработкой космической тематики.

Чтобы использовать знания о космической погоде в прогнозах, необходимо не просто собирать данные, а осмысливать их, строить теоретические модели, обобщать все сведения в целостную картину. Для этого нужен комплекс наблюдательных, инженерных, теоретических работ. Российские учёные имеют хорошие результаты в области исследований солнечной активности, межпланетной среды, магнитосферы, ионосферы и нейтральной атмосферы Земли. Разработаны опытные образцы уникальных приборов. например, специалисты Нижегородского научно-исследовательского радиофизического института создали оригинальный детектор – космический томограф, – который с поверхности Земли одновременно может вести наблюдения по множеству направлений.

Кроме того, в России есть станции, расположенные в уникальных местах, как, например, полярная обсерватория Тикси, где наиболее ярко проявляется космическая непогода: сюда попадают большие потоки частиц, вызывающие возмущение атмосферы. У России есть реальные шансы выйти на ведущее место в изучении этого вопроса <...>

диаграммы1

Выводы. В магнитоактивные дни происходит резкое ухудшение здоровья человека, увеличивается число аварий, конфликтов, преступлений и самоубийств (см. диаграммы). Поэтому в такие дни рекомендуется:

– исключить алкоголь, физические нагрузки, жирное и сладкое;

– сердечным больным держать под рукой привычные лекарства, восстановить приём противовоспалительных препаратов (вольтарен, диклоберг, метиндол и т.д.), включая аспирин (если нет противопоказаний);

– делать компрессы из эвкалиптового масла, компрессы с мазями из донника, хмеля и зверобоя. Мази легко приготовить в домашних условиях: две столовые ложки свежесушённых и истолчённых в порошок равных частей растений смешивают с 50 г вазелина и тщательно растирают. Хранится мазь в прохладном, тёмном месте;

– активизировать тканевый обмен, принимая сок из свежих листьев алоэ (в свежем виде 2 раза в день за 20 мин до еды); настойку эвкалипта (по 15 капель 3 раза в день после еды); чай из листьев земляники; валерьянку, настойку пиона; чёрную смородину, абрикос, персик, чернику;

– избегать находиться в самолётах, на земле в северных районах (Архангельске, Петрозаводске, Мурманске, Сыктывкаре), в метро (электромагнитные поля сверхнизкой частоты в сотни раз опаснее, чем даже сильные геомагнитные ураганы).

2. Яковлев А., Трофимов С., Глотов М., Никитина Е. (ученики 10-Т класса). Влияние шума на здоровье человека

Содержание

1. Введение.

2. Понятие звука.

3. Распространение звука в разных средах.

4. Шум.

5. Последствия воздействия шума.

6. Защита от шума.

7. Выводы.

Цель работы: выявить влияние шума на организм; указать возможные способы защиты от шума; выяснить влияние плеера на здоровье; привести исследование уровня шумового загрязнения на предприятиях и на улицах города.

Задачи: отобрать литературу по теме (в т.ч. из интернета); разобраться в проблеме влияния шума на организм; посетить СЭС с целью выяснения норм и ГОСТов по уровню шума; посетить завод ХМЗ и лабораторию при нём с целью получения информации; выяснить уровень шумового загрязнения в городе; провести опрос учащихся по пользованию плеером, сделать рекомендации.

Производственные шумы. Допустимые шумовые характеристики рабочих мест регламентируются ГОСТом 12.1.003-83 «Шум, общие требования безопасности» (изменение 1.III.89) и Санитарными нормами допустимых уровней шума на рабочих местах (СН 3223-85 с изменениями и дополнениями от 29.03.1988 г. № 122-6/245-1). Норма уровня громкости 80 дБ, однако на большинстве производств (в кузнечных, сборочных, литейных, штамповочных цехах и т.п.) она не соблюдается. Начальные проявления профессиональной тугоухости чаще всего встречаются у лиц со стажем работы в условиях шума около 5 лет. Риск потери слуха у работающих при 10-летнем воздействии шума составляет 10% при уровне 90 дБ, 29% – при 100 дБ и 55% – при 110 дБ.

Шум в наушниках плеера. Плеер позволяет удовлетворять музыкальные запросы молодых людей с минимальным вредом для окружающих, но при неразумном его использовании может нанести непоправимый вред уху. В результате опроса школьников мы выяснили, что: • примерно 75% учеников средних и старших классов пользуются плеером постоянно и 100% хотя бы иногда. Главной целью обычно является прослушивание музыки • в среднем ученики пользуются плеером около 5 ч в день: от 0,5 ч до «пока не сядет аккумулятор» • примерно 40% учеников замечают, что после прослушивания плеера начинает болеть голова, звенеть в ушах • каждый учащийся время от времени проверяет свой слух • ученики плохо информированы об опасностях неграмотного применения плеера.

Полезно также знать, что: • платой за пользование плеером является ухудшение звуковосприятия в области высоких частот, которое долгое время остаётся незамеченным • патологический процесс ухудшения слуха невозможно выявить методами традиционной аудиометрии – только снятие аудиограмм в диапазоне «неречевых частот (от 8 до 20 кГц) позволяет осуществить раннюю диагностику изменений слуха, вызванных пользованием аудиотехникой или воздействием шумовых загрязнений, характерных для мегаполисов • наибольшую опасность для слуха представляет неконтролируемый уровень громкости «плеерной музыки» • на дискотеках сила звука достигает иногда 120 дБ (реактивный самолёт на старте создаёт шум 110 дБ), что ведёт к повреждению и даже разрушению тонких структур мозга. Низкие частоты безвозвратно уничтожают хранилище памяти, а высокие разрушают высшие центры мозга, ответственные за формирование интеллекта. Трёхчасовая дискотека эквивалентна по наркотическому воздействию бутылке водки и требует двух недель для восстановления расстроенной психики и умственного потенциала • одной из главных причин успеха современной музыки является шумовое опьянение.

Статья подготовлена при поддержке сайта www.legrand-sales.ru. Если вы решили приобрести качественный и надежный светорегулятор или систему УЗО, то оптимальным решением станет посетить сайт www.legrand-sales.ru. Перейдя по ссылке: «светорегуляторы legrand», вы сможете, не отходя от экрана монитора, заказать УЗО, розетки, переключатели по выгодной цене. Более подробную информацию о ценах и акциях действующих на данный момент вы сможете найти на сайте www.legrand-sales.ru.

В результате изучения представителей разных профессий доказано, что напряжённость умственного труда биологически по своему воздействию на нервную систему эквивалентна воздействию шума, в среднем с уровнем громкости 7–13 дБ.