Методическая разработка на тему: «Формирование экологической культуры студента на занятиях физики» (стр. 5 )

Снижение аэродинамического сопротивления, Это мера может быть очень эффективной, если оптимизация формы автомобиля ведется с самого начала разработки проекта. Дизайн автомобиля и пассивная безопасность существенно влияют на его аэродинамические свойства.  Снижение аэродинамического сопротивления на 10% уменьшают средний расход топлива автомобиля на 1-2%.  Снижение сопротивления качению. Прогресс в области изготовления шин направлен прежде всего на снижение сопротивления качению без ущерба для комфорта, устойчивости, управляемости и тормозных свойств автомобиля. Вполне выполнимым считается сниже-ние расхода топлива на 1-1,5% за счет уменьшения сопротивления качению.  Снижение веса автомобиля. Снизить массу автомобиля без ущерба для пассивной безопасности и вместимости — трудная задача. Продолжаются споры по поводу того, в какой степени допустимо снижение массы автомобиля и как это повлияет на пассивную безопас-ность. Можно выделить три основных способа снижения веса автомобиля: 
- применение легких материалов; 
- оптимальное размещение оборудования; 
- применение новых технологий, позволяющих уменьшить количество или размеры оборудования.  Бортовая сеть с повышенным напряжением. Большинство производителей планирует переход на 42-вольтовые электрические сис-темы, чтобы обеспечить электроэнергией постоянно возрастающее чисто потребителей в автомобилях следующих поколений. Высокое напряжение в сети снижает потери и повышает эффективность работы электрооборудования автомобиля. Это также позволит внедрить такие новые технологии, как электроусилитель руля и другие. Благодаря переходу на 42-вольтовые электрические системы расход топлива может быть снижен на 1-3%.  

Стартер/генератор. 

В реальных условиях дорожного движения значительное улучшение топливной экономичности можно получить с помощью от-ключения двигателя при работе на холостом ходу, временно переключая все необходимое оборудование, например, кондиционер, на элек-трические источники питания. Стартер и генератор, интегрированные в один узел, обеспечивают почти мгновенную остановку и запуск двигателя, и многие фирмы планируют в скором времени освоить производство такого узла. Отключение двигателя на холостом ходу и ряде других условий эксплуатации дает 4-7% экономии топлива в зависимости от размеров и типа аккумуляторных батарей. 

Автомобили с гибридными силовыми установками и автомобили, работающие на топливных элементах, позволяют снизить расход топлива на 15-30%, но их широкое применение начнется не раньше 2015 года. Это — технологии будущего и тема для отдельного разговора. 
 
Вывод 

Снижение расхода топлива и выбросов СО2 становится приоритетным направлением развития автомобильной техники, судя по большому количеству нововведений и разработок в этой области в последние годы. Они наглядно иллюстрируются таблицей, в которой при-ведены данные по эффективности и стоимости основных технологий двигателя, трансмиссии и автомобиля в целом, промышленное освое-ние которых в ближайшие 10-15 лет приведет к 20-30%-ному снижению расхода топлива и выбросов С02. 

Состояние экологических проблем и природоохранные меры, принимаемые в России. (сообщение учащегося) слайд №10

Доля автотранспорта  во вредных выбросах в атмосферу доходит до 60%. Ежегодно с отработанными газами в окружающую среду попадает 800 тысяч тонн токсических веществ. Всего по России на долю  автомобильного парка приходится свыше 20 млн. тонн выбросов в год. Выхлопные газы ДВС вызывают 70% детских болезней. Медики считают, что болезни человечества на 68% вызваны вдыханием отравленного воздуха. Так, заболевание раком на 60-80% зависит от состояния окружающей среды.

Основными направлениями работ в области защиты атмосферы от загрязнения выбросов автотранспорта являются:

Увеличить зеленую зону. Необходимо обеспечивать равномерное движение машин на улице, предотвращая заторы, задержки на перекрестках, когда автомобиль стоит, вхолостую расходуя горючее, и загрязняет воздух отработанными газами. Соблюдение предельной скорости 60 км/ч. При ее уменьшении и увеличении  вредные выброса увеличиваются в 2 раза. Проводить экологическое просвещение населения: каждый водитель должен знать, что причина дымления автомобиля – неисправность двигателя, неотлаженность системы питания или зажигания. Только за счет правильной регулировки автодвигателей выброс вредных веществ в атмосферу  можно уменьшить до 5 раз.

слайд № 11 Что перетянет в ближайшем будущем? Как добиться равновесия?

Приложение 3.

Урок по теме «Шкала электромагнитных волн»

ЦЕЛИ УРОКА:

Обобщить и систематезировать знания по теме "Электромагнитные поле", познакомить обучающихся со свойствами и практическим значением различных видов волн Дать представление о воздействии электромагнитных полей на человека Развивать интерес к изучению физики; показать связь физики с биологией, медициной и техникой Научить обучающихся строить план исследования, формировать умения проводить исследования Формировать навыки групповой работы и сотрудничества

ОБРУДОВАНИЕ: таблица "Шкала электромагнитных излучений"

ХОД УРОКА

I. Организационный момент

Приветствие обучающихся, проверка готовности к уроку, сообщение темы урока и плана занятия.

II. Психологическая подготовка к восприятию нового материала (актуализация знаний)

Беседа по вопросам:

- что представляет собой электромагнитная волна?

- как расположены относительно друг друга вектор напряжённости электрического поля Е и вектор магнитной индукции В?

- на каком основании можно утверждать, что магнитные волны - поперечные?

- с какой скоростью распространяются электромагнитные воздействия в вакууме?

- по какой формуле определяется длина волны электромагнитного излучения?

- когда и кем было экспериментально подтверждено существование электромагнитных волн?

III. Формулирование проблемных вопросов

- Какое действие оказывает электромагнитное поле на человека?

- Что должен знать каждый человек, чтобы не навредить здоровью?

IV. Игра "РЕКЛАМА"

Правила игры

Класс делится на группы. Каждой группе предлагается представить рекламу определённому виду излучения и описать его по плану:

Физические характеристики (диапазон длин волн и частот). Источники излучения. Применение излучения. Воздействие на человека.

Продолжительность выступления - 2-3 минуты.

Темы для рекламы

Природа света. Спектр. Ультрафиолетовые лучи. Инфракрасное излучение. Рентгеновское излучение. Гамма-излучение.

Информационный модуль к выступлениям обучающихся по теме урока "Электромагнитные поля и здоровье человека"

СВЕТ

Свет - это электромагнитное излучение, которое имеет свойства электромагнитной волны и потока частиц, согласно волновой и корпускулярной теории света. Искусственное освещение, получаемое с помощью люминисцентных источноков, ламп накаливания, - видимая часть спектра при взаимодействии с организмом - отражается, преломляется, поглащается. Поглащение энергии видимого спектра сопровождается превращением световой энергии в тепловую и химическую. Инфракрасные, красные, жёлтые и оранжевые лучи дают выраженный тепловой эффект, а ультрафиолетовые обладают преимущественно химическим воздействием.

В медицине в основном применяются два вида излучения: инфракрасное и ультрафиолетовое.

УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЕ ЛУЧИ

Особое влияние ультрафиолета отмечено на молекулы ДНК: нарушается удвоение ДНК и деление клеток, идёт окислительное разрушение белковых структур, которое приводит к гибели клеток. Облученная клетка сначала теряет способность к делению, а затем, два-три раза разделившись, погибает. Повреждённые ядра клеток могут восстанавливаться под влиянием энергии видимого света и длинноволнового ультрафиолетового излучения.

В этих процессах участвуют определённые ферменты; данный процесс получил название темновой репарации. Фотореактивация и темновая репарация являются защитно-приспособительными реакциями, создпнными природой для защиты организма человека от воздействия ультрафиолетовых лучей. Немаловажно и витаминообразующее действие этого излучения. Провитамины, находящиеся в коже, под влиянием средволнового ультрафиолетового излучения превращаются в витамин Д. Под влиянием ультрафиолетовых лучей средневолнового спектра в коже возникает асептическая воспалительная реакция. На вторые сутки она достигает максимума, а к седьмому-девятому дню исчезает. И появляется загар. Ультрафиолетовые лучи коротковолнового спектра вызывают эритему быстрее, оставляя слабовыраженную пигментацию.

Все современные защитные кремы по уходу за кожей содержат комплексы, осуществляющие ультрафиолетовую протекцию.

В месте воздействия ультрафиолета усиливается кровообращение и лимфоток, улучшается регенерация эпителия, ускоряется синтез коллагеновых волокон.

В косметологии ультрафиолетовое излучение используется в соляриях для получения ровного красивого загара. В соляриях, в отличие от естественных условий, применяют фильтры, которые поглощают коротко - и средневолновые лучи, которые приводят к преждевременному старению, снижению эластичности кожи, развитию кожных и онкологических заболеваний, как и передозировка ультрафиолета.

ИНФРАКРАСНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

Инфракрасное излучение возникает в веществе при его нагревании и поглощаются веществом, т. е. служат средством переноса тепловой энергии. Оно стимулирует образование в тканях биологически активных веществ (брадикинин, гистамин, ацетилхолин), которые определяют скорость кровотока.

На коже человека под влиянием инфракрасного излучения появляется асс.-эритема в месте воздействия, которая имеет пятнистый характер без чётких границ и исчезает после прекращения облучения.

Это излучение широко применяется в медицине косметологии при работе с лицом в аппаратах вапозон: для расслабления мимической мускулатуры, улучшения кровообращения, расширения пор, через которые активно выводятся продукты обмена. Данный вид излучения применяется в сочетании с лечебной гимнастикой и массажем. Оно ускоряет рассасывание гематом, инфильтратов, улучшает общую и местную гемодинамику. Проникновение тепловых волн на глубину 4 см в тело прогревает ткани, органы, мышцы, кисти и суставы и ускоряет поток крови и других жидкостей тела. Возрастающая кровяная циркуляция в мускулах увеличивает метпболистический обмен, который, в свою очередь, усиливает действие иммунной системы, улучшает питание мускулов, резко повышает снабжение тканей кислородом. Прогрев тканей тела вызывает естественное потоотделение.

Тело заряжается энергией и оздоравливается, при этом подавляется деятельность болезнетворных микробов и вирусов.

ГАММА ИЗЛУЧЕНИЕ. СВЧ ПОЛЯ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В МЕДИЦИНЕ

СВЧ - это излучение с длиной волны более 3 см весьма опасно, т. к. вызывает локальный перегрев внутренних органов и частей тела. В результате воздействия СВЧ излучения на организм возможны серьёзные расстройства здоровья и значительно возрастает риск возникновения онкологических заболеваний. Поэтому существуют жёсткие санитарные нормы на предельный уровень мощности ВЧ и СВЧ излучения в различных частотных диапазонах.

Высокочастотное электромагнитное поле используется в онкологии, поскольку одной из особенностей раковых клеток является их повышенная чувствительность к высокой температуре по сравнению с обычными клетками. Этот метод получил название гипертермии. Больной помещается в специальную камеру, представляющую собой не что иное, как гигантскую микроволновую печку. Такой способ можно ещё назвать микроволновой или электролучевой терапией. Конечно, нагрев должен быть во много раз меньше того, что используется в кулинарии и оно должно быть настроено таким образом, чтобы, с одной стороны, убивать раковые клетки;с другой стороны, оставлять невредимыми здоровые. Это возможно.

Можно воздействовать на больные органы сериями из коротких импульсов в секунды или даже доли секунды. Импульс, перерыв, снова импульс и снова перерыв и т. д. За короткое время жидкости не успеют слишком сильно нагреться, а раковые клетки получат ощутимый удар, намного более, чем обычные клетки, т. к. помимо жидкости они имеют свойство концентрировать в себе соединения металлов.

Конечно, даже у самого хорошего метода не может не быть побочных эффектов. Предстоит огромная исследовательская работа по изучению как положительных, так и отрицательныхсторон электролучевой терапии. К примеру, надо узнать, как скажется такое воздействие, особенно если оно массированное, на естественные механизмы терморегуляции организма, а также, как влияет присутствие мощного электромагнитного поля на проводимости нервных импульсов, от которых зависит деятельность нервной и сердечно-сосудистой систем.

При воздействии на тело человека (22 кГц) колебаний электрополя высокой напряжённости возникают следующие физические факторы:

коронный разряд высокочастотный ток, протекающий в тканях тепло и озон под действием коронного разрядаи проникающий в поры кожи слабое ультрафиолетовое излучение слабые механические колебания в тканях за счёт дипольного взаимодействия клеток

Коронный разряд и высокочастотный ток активизируют жизненную силу клеток, заставляет их бороться с болезнями, возвращает их в исходное, здоровое состояние, разрушает нездоровые и чуждые образования.

Тепло, возникающее в толще ткани и внутри больных органов, намного лучше и мягче прогревает их, чем приложенное снаружи тела. Тепло даёт дополнительную энергию, которой так не хватает клеткам и органам для борьбы с болезнью. При этом улучшаются обменные процессы, уменьшаются застойные явления, боли, зуд, ускоряется рассасывание инфильтратов и излечиваются воспалительные процессы. Слабые механические ультразвуковые колебания, проникающие в толщу тканей, дают небольшой массажный эффект, а также приводят к возникновению акустических микропотоков, следствием чего является изменение пространственных взаимоотношений стркутурных элементов клетки(органелл, мембран), что влечёт за собой сдвиг в лучшую сторону обменных процессов.

Слабое УВЧ и озон оказывают мощное бактерицидное воздействие, которое способствует активизации обменно-трофических процессов в тканях, лучшему очищению и заживлению ран и язв, быстрому снятию воспаления. Ускорению процессов регенерации и восстановлению функций.

Собственно лечебно-профилактические методы прогрева и способы их воплощения всегда делились на два вида: локальный прогрев заболевшего органа (рефлекторы "Уголёк", расплавленный воск, УВЧ и пр.); тотальный прогрев (сауна, русская баня). К недостаткам локального метода можно отнести то, что глубинное проникновение тепла происходит только на маленьком участке, не воздействуя на организм в целом. К недостаткам тотального - поверхостный прогрев тела без проникновения тепла внутрь

МЕТЕОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ

Штормы и бури, бушующие на Солнце, доходят до нас. Они, как ещё в 30-е годы установил наш замечательный учёный А. Чижевский, неизбежно влияют на земные биологические процессы, в том числе и на человека. Известно, что в дни беспокойного Солнца люди быстро утомляются, им труднее сосредоточиться, концентрировать внимание.

В эти дни больше аварий и производственных травм, обостряются болезни. Зная это, мы стараемся запомнить те числа, когда нужно быть настороже, поскольку наше светило несёт не только тепло и ласку, но и опасность. В последние годы некоторые американские фирмы стали выпускать портативные магнитомеры, которые можно носить на поясе. Спрос на них растёт очень быстро.

СОТОВЫЕ СТРАСТИ

Сегодня в мире более 350 миллионов человек имеют мобильный телефон. Немало абонентов сотовой телефонной связи появилось в России.

И всё чаще приходится слышать об отрицательном влиянии на здоровье людей этой удобной "игрушки". Правда, фирмы, производящие и реалиизующие мобильные телефоны, уверяют, что их товар безвреден.

Вообще-то, все электромагнитные поля небезопасны для здоровья человека. По сравнению с другой бытовой техникой мобильный телефон более вреден. Ведь он вместе с излучающей антенной, создающей довольно большой поток электромагнитных волн в момент разговора, располагается в непосредственной близости от головы. Поток волн с частотой от 400 до 1800МГц (частота, на которой работает сотовый телефон) облучает головной мозг, причём уровень плотности энергии довольно велик - несколько микроватт на квадратный сантиметр. /кв. см.

Безвредным принято считать аппарат, излучающий не более 100мкВт/кв. см.

Западные исследователи отмечают, что самое сильное облучение человек получает от мобильного телефона, действующего на частоте 812 МГц. А это наиболее современный цифровой стандарт.

Как показали исследования, когда человек разговаривает по мобильному телефону, его мозг подвергается локальному перегреву. В ткани мозга есть микроскопические участки так называемой высокой проводимости. Именно они способны поглотить довольно большую дозу электромагнитного излучения, под действием которого происходит тепловой перегрев, что может привести к раку мозга. Это подтвердили и эксперименты на животных: при увеличении доз высокочастотного излучения в их мозгу образовались буквально "сваренные" участки.

Исследования, проводившиеся в лаборатории сна университетской клиники Майнца (Германия ), показали, что электромагнитные волны радиотелефона могут стать причиной нарушения сна, фаз сновидений и токов мозга, приводят к ухудшению памяти. А когда во время эксперимента электромагнитному облучению подвергали самцов крыс, то у них нарушался ритм сперматогенеза, появлялись изменения в сперматозоидах и семенниках, часто рождалось мёртвое потомство.

Справедливости ради надо отметить, что в этих экспериментах излучекие было более высоким, чем в сотовой связи. Однако сегодня практичесневозможно установить, где начинается грань этого, более "высокого" излучения. Ведь пока ни в одной стране мира нет конкретных официальных нормативов допустимого электромагнитного излучения, которое бы действительно не вызывало никаких опасений за здоровье людей.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

Масштабы электромагнитного загрязнения среды стали столь существенны, что семирная организация здравоохранения (ВОЗ) включила эту проблему в число наиболее актуальных для человечества. За несколько последних десятилетий сформировался новый фактор окружающей среды - электромагнитные поля (ЭМП) антропогенного происхождения. Некоторые специалисты относят ЭМП к числу сильнодействующих экологических факторов с катастрофическими последствиями для всего живого. Особенно резко напряжённость полей возросла вблизи ЛЭП, радио-, телестанций, средств радиолокации и радиосвязи (в том числе мобильной и спутниковой), различных энергетических энергоёмких установок, городского электротранспорта.

Результатом продолжительного воздействия ЭМП даже относительно слабого уровня могут быть раковые заболевания, изменения поведения, потеря памяти, болезни Паркинсона и Альцгеймера, синдром внезапной смерти внешне здорового ребёнка, угнетение половой функции и многие другие другие состояния, включая повышение уровня самоубийств в крупных городах. Особое место занимает опасность воздействия ЭМП для разввивающегося организма в утробе матери(эмбриона) и детей, а также людей, подверженных аллергическим заболеваниям, поскольку они обладают исключительно большой чувствительностью к ЭМП. Все "сердечники" в больших городах хорошо знают, что лучше всего они себя чувствуют на даче за городом, а хуже всего в вагоне транспорта особенно метрополитена. Основной причиной является не качество воздушной среды, а низкочастотные ЭМП, сопровождающие нас в городах. Большая часть инфарктов миокарда может быть вызвана именно "скачками" этихтехногенных полей.

В последнее время появились данные, свидетельствующие, что низкочастотные поля доставляют человеку не меньше неприятностей, чем их высокочастотные "собратья". Эти поля генерируются при работе многочисленных силовых электроустановок производственных предприятий и городского транспорта, в вагонах метро, трамваев и электричек. В период выходных дней по сравнению с рабочей неделей интенсивность ЭМП уменьшается в 1,5 раза.

Проявление электромагнитного напряжения города замечают водители, пользующиеся т. н. антирадарами, а по сути индикаторами СВЧ поля, которые фиксируют повышенный уровень ЭМП. Наблюдения показали, что в разных местах города разная степень неоднородности электромагнитного излучения (ЭМИ) даже в пределах нескольких сот метров. Передвигаясь, человек в течение короткого времени попадает в зоны с разной напряжённостью поля, а это значит, что каждый раз должны срабатывать механизмы адаптации. Такой режим не является естественным для человека, а следовательно, опасен. Отмечается, что в крупных городах интенсивность ЭМП превышает загородный фон примерно в 1000 раз и соответствует ситуации высокой геомагнитной активности(магнитные бури), а тому, что творится на отдельных участках, и вовсе трудно подобрать природный аналог.

Электромагнитные поля сотовых телефонов

Наиболее вредными являются высокочастотные излучения сан­тиметрового диапазона. Облучение вызывает нагревание, что может привести к изменениям и даже повреждениям тканей организма. Действие электромагнитных полей на организм проявляется на функциональном расстройстве центральной нервной системы. Субъ­ективные ощущения - повышенная утомляемость, сонливость или нарушение сна и т. д. При систематическом облучении наблюдаются нервно-психические заболевания, изменение кровяного давления, замедление пульса.

Внешние признаки - поредение волос, сухая кожа, желтоватого оттенка, хриплый голос.

Меры безопасности:

- не разговаривайте много по мобильному телефону;

- не подносите телефон к голове сразу же после нажатия кнопки начала набора номера. В этот момент электромагнитное излучение в несколько раз больше, чем во время разговора;

- опасайтесь находиться подолгу вблизи антенны ретранслятора провайдера;

- при выборе телефона отдайте предпочтение аппаратам с внешними антеннами.

Электромагнитные поля бытовой техники

Наиболее распространенным является низкочастотное (50 Гц) переменное магнитное поле. В порядке убывания опасности для здоровья человека: микроволновая печь, электроплита, телевизор, стиральная машина
, холодильник, электробритва, утюг, электрочайник. Если их поставить рядом или близко друг к другу, они создадут сильное электромагнитное поле. Самое опасное место в квартире – кухня. Обезопасить можно себя самым простым способом – как можно меньше времени проводить на кухне.

Покупайте маломощные приборы, не включайте несколько элек­тробытовых приборов одновременно.

На данный момент наукой количественно не доказано прямой свя­зи между уровнем электромагнитных полей и онкологическими и дру­гими видами заболеваний. Однако качественно связь прослеживается: в местах, где люди подвергаются воздействию электромагнитных об­лучений, чаще выявляются раковые заболевания и расстройства сер­дечно-сосудистой и нервной системы. Искусственные электромагнит­ные поля вредны для всех, но особенно для беременных женщин, лю­дей с заболеванием центральной нервной системы, сердечно­сосудистой системы, гормональными нарушениями, аллергетиков.

Специалисты советуют не ставить кровать ближе 2 м к кабельным подводкам и ближе 1,5 м к холодильнику. Телевизоры излучают элек­тромагнитное поле во всех направлениях, даже в режиме ожидания.

В России не установлено предельно допустимые уровни пере­менного магнитного поля частотой 50 Гц для населения, поэтому этот вид излучения не контролируется в местах работы и жилищах.

Как установлено шведскими учеными, при повышении уровня магнитного поля от 0,1 мкТл до 0,4 мкТл риск развития лейкемии у детей возрастает в 3,6 раза.

Персональный компьютер

Многие пользователи полагают, что опасность исходит от мони­тора - это рентгеновское излучение. В действительности рентгенов­ские и ультрафиолетовые, инфракрасные излучения, как правило, не превышают биологическую опасность. Главную опасность пред­ставляют электромагнитные поля. Уровень их превышает биологи­ческую опасность. Чувства человека не воспринимают электромаг­нитные поля рассеянного диапазона и пользователь не может оце­нить опасность.

У пользователя, работающего за монитором 2-6 часов в сутки, нарушение центральной нервной системы происходит в 4-6 раз ча­ще. Даже при кратковременной работе (45 мин.) под влиянием элек­тромагнитного излучения происходят значительные изменения гор­монального состояния и изменения биотоков мозга. Особо ярко это проявляется у женщин.

Магнитные поля бытовых приборов

Безопасный уровень - 0,2 мкТл: кофеварка - 0,12 мкТл; фен-0,1 мкТ; утюг - 0,3 мкТ; электрокамин - 0,4 мкТ; стиральная машина - 0,4 мкТл.

Общие свойства и характеристики электромагнитных волн

Свойства	Характеристики
1. Распространение в простран­стве с течением времени	Скорость электромагнитных волн в вакууме постоянная и равна приблизительно 300000 км/с
2. Все волны поглощаются ве­ществом	Различные коэффициенты по­глощения
3. Все волны на границе раздела двух сред частично отражают­ся, частично преломляются	Законы отражения и преломле­ния. Коэффициенты отражения для различных сред и различ­ных волн
4. Все электромагнитные излу­чения проявляют свойства волн: складываются, огибают препят­ствие. Несколько волн одновре­менно могут существовать в одной области пространства	Принцип суперпозиции. Для когерентных источников прави­ла определения максимумов. Принцип Гюйгенса - Френеля. Волны между собой не взаимо­действуют __
5 Сложные электромагнитные волны при взаимодействии с веществом раскладываются в спектр - дисперсия	Зависимость показателя пре­ломления среды от частоты волны. Скорость волны в веще­стве зависит от преломления среды и = — п
6. Волны разной интенсивности	Плотность потока излучения

Радиоволны

у = 105-10п Гц; /1«1(Г3-103 м.

Получают с помощью колебательных контуров и макроскопиче­ских вибраторов.

Свойства

Радиоволны различных частот и с различными длинами волн по-разному поглощаются и отражаются средами, проявляют свойства дифракции и интерференции.

Применение

Радиосвязь, телевидение, радиолокация.

Инфракрасное излучение Тепловое

у = 3-10п-4-1014 Гц; Л = 8-1(Г7-2-1(Г7 м. Излучаются атомами и молекулами вещества. Инфракрасное излучение дают все тела при любой температуре. Человек излучает электромагнитные волны:

Я «9-Ю"6 м.

Свойства

Проходит через некоторые непрозрачные тела, производит хими­ческое действие на фотопластинки, поглощаясь веществом, нагрева­ет его, вызывает внутренний фотоэффект у германия, невидимо, спо­собно к явлениям интерференции и дифракции.

Регистрируется тепловыми методами, фотоэлектрическими и фо­тографическими.

Применение

Получают изображения предметов в теплоте, приборы ночного видения, системы самонаведения. Используют в криминалистике, физиотерапии, в промышленности для сушки окрашенных изделий, стен зданий, древесины, фруктов.

Видимое излучение

Часть электромагнитного излучения, воспринимаемая глазом (от красного до фиолетового):

1/ = 4.10п-8.1014 Гц; А = 8-1(Г7 -4-Ю'7 м, Свойства

Отражается, преломляется, воздействует на глаза, способно к дисперсии, интерференции, дифракции.

Ультрафиолетовое излучение

к = 8-10п-3-1015 Гц; А = 10"8 -4-1(Г7 м

(меньше, чем у фиолетового света).

Источники: газоразрядные машины с трубками из кварца (квар­цевые лампы).

Излучается всеми твердыми телами, у которых I > 1000 °С, а так­же светящимися парами ртути.

Свойства

Высокая химическая активность (разложение хлорида серебра, свечение кристаллов сульфида цинка), невидимо, большая прони­кающая способность, убивает микроорганизмы, в небольших дозах благотворно влияет на организм человека (загар), но в больших до-зах оказывает отрицательное биологическое воздействие: изменение в развитии клеток и обмене веществ, действует на глаза.

Применение

В медицине, промышленности.

Рентгеновские лучи

Излучаются при большом ускорении электронов, например, их торможении в металлах.

Получают при помощи рентгеновской трубки: электроны в ваку­умной трубке (р = 10"3-105 Па) ускоряются электрическим полем при высоком напряжении, достигая анода, при соударении резко тормозят.

При торможении электроны движутся с ускорением и излучают электромагнитные волны с малой длиной от 100 нм до 0,01 нм.

Свойства

Интерференция, дифракция рентгеновских лучей на кристалли­ческой решетке, большая проникающая способность. Облучение в больших дозах вызывает лучевую болезнь.

Применение

В медицине (диагностика заболеваний внутренних органов), в промышленности (контроль за внутренней структурой различных изделий, сварных швов).

у-измерение

к = 3-1020 Гц; Л = 3,3-КГ18 м. Источники: ядерные реакции.

Свойства

Имеет огромную проникающую способность, оказывает сильное биологическое воздействие.

Применение

В медицине, промышленности (у-дефектоскопия).

Вывод

Вся шкала электромагнитных волн является свидетельством того, что все излучения обладают одновременно квантовыми и волновыми свойствами. Квантовые и волновые свойства в этом случае не ис­ключают, а дополняют друг друга. Волновые свойства ярче прояв­ляются при малых частотах и менее ярко - при больших. И наобо­рот, квантовые свойства ярче проявляются при больших частотах и менее ярко - при малых. Чем меньше длина волны, тем ярче прояв­ляются квантовые свойства, а чем больше длина волны, тем ярче проявляются волновые свойства. Все это служит подтверждением закона диалектики (переход количественных изменений в качест­венные).

V. ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ ИГРЫ

Эту работу выполняет компетентное жюри, в состав которого, помимо учителя физики, могут входить учитель биологии и медицинский работник.

VI. ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЙ ЭТАП УРОКА

-Турнир "За и против:" (личностное отношение обучающихся)

ВОПРОС: "Электромагнитные поля наш друг или враг?"

VII. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

Параграф № 52, заполнить таблицу по образцу.

Вид излучения	Источники	Свойства	История открытия	Применение

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Громов .- М.: Просвещение, 1985 , 145с.

2. , Пеннер задания по физике для 9 класса. М.: Просвещение, 1983, 108с.

3. Суорц КЛ. Э. необыкновенная физика обыкновенных явлений.- М.: Наука 1987, !!"с.

4. , Синяков . Электродинимика.- М.: Дрофа, 1998, 203с.

5. Колтун Марк. Мир физики. - М.: Детская литература, 1984, 198с.

6. 100 игр по физике.- М.: Просвещение, 1995. *?с.

7. Электив 9 Физика. Химия. Биология.- М.: 5 за знания, 2006, 303с.

8. Мокрова 9 класс.- Волгоград: Учитель-АСТ, 200Волгоград: Учитель-АСТ, 2003, 92с.

Приложение 4

Урок по теме «Биологическое действие радиоактивного излучения»

Цель: доказать необходимость защиты от излучения.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Проверка домашнего задания. Повторение

В связи, с чем в середине XX в. возникла необходимость на­хождения новых источников энергии?

- Назовите два основных преимущества АЭС перед ТЭС.

- Назовите три принципиальные проблемы современной атом­ной энергетики?

Приведите примеры путей решения проблем атомной энерге­тики.

III. Изучение нового материала

Воздействие атомных станций на окружающую среду

Техногенное воздействие на окружающую среду при строитель­стве и эксплуатации атомных электростанций многообразен. Обычно говорят, что имеются физические, химические, радиационные и дру­гие факторы техногенного воздействия эксплуатации АЭС на объек­ты окружающей среды.

Наиболее существенные факторы:

- локальное механическое воздействие на рельеф при строи­тельстве;

- сток поверхностных и грунтовых вод, содержащих химиче­ские и радиоактивные компоненты;

- изменение характера землепользования и обменных процес­сов в непосредственной близости от АЭС;

- изменение микроклиматических характеристик прилежащих районов.

Возникновение мощных источников тепла в виде градирен, водо­емов-охладителей при эксплуатации АЭС обычно заметным образом изменяет микроклиматические характеристики прилежащих рай­онов. Движение воды в системе внешнего теплоотвода, сбросы тех­нологических вод, содержащих разнообразные химические компо­ненты, оказывают травмирующее воздействие на популяции живот­ных, флору и фауну экосистем.

Особое значение имеет распространение радиоактивных веществ в окружающем пространстве. В комплексе сложных вопросов по защите окружающей среды большую общественную значимость имеют проблемы безопасности атомных станций (АС), идущих на смену тепловым станциям на органическом ископаемом топливе. Общепризнанно, что АС при их нормальной эксплуатации намного, не менее чем в 5-10 раз, «чище» в экологическом отношении тепло­вых электростанций (ТЭС) на угле. Однако при авариях АС могут оказывать существенное радиационное воздействие на людей, эко­системы. Поэтому обеспечение безопасности экосферы и защиты окружающей среды от вредных воздействий АС - крупная научная и технологическая задача ядерной энергетики, обеспечивающая ее будущее.

Отметим возможность не только радиационных факторов воз­можных вредных воздействий АС на экосистему, но и тепловое и химическое загрязнение окружающей среды, механическое воздей­ствие на обитателей водоемов-охладителей, изменения гидрологи­ческих характеристик прилежащих к АС районов, т. е. весь комплекс техногенных воздействий, влияющих на экологическое благополучие окружающей среды.

Выбросы и сбросы вредных веществ при эксплуатации АС. Перенос радиоактивности в окружающей среде

Исходными событиями, которые могут привести к вредным воздействиям на человека и окружающую среду, являются выбросы и сбросы радиоактивных и токсических веществ из системы АС. Эти выбросы делят на газовые и аэрозольные, выбрасываемые в атмо­сферу через трубу, и жидкие сбросы, в которых вредные примеси присутствуют в виде растворов или мелко дисперсных смесей, попа­дающих в водоемы. Возможны и промежуточные ситуации, как при некоторых авариях, когда горячая вода выбрасывается в атмосферу и разделяется на пар и воду.

Выбросы могут быть как постоянными, находящимися под кон­тролем эксплуатационного персонала, так и аварийными. Включаясь в многообразные движения атмосферы, поверхностных и подземных потоков, радиоактивные и токсические вещества распространяются в окружающей среде, попадают в растения, в организмы животных и человека.

Воздействие радиоактивных выбросов на организм человека

Рассмотрим механизм воздействия радиации на организм челове­ка: пути воздействия различных радиоактивных веществ, их распро­странение в организме, депонирование, воздействие на различные органы и системы организма и последствия этого воздействия. Су-' ществует термин «входные ворота радиации», обозначающий пути попадания радиоактивных веществ в организм.

Различные радиоактивные вещества по-разному проникают в ор­ганизм человека. Это зависит от химических свойств радиоактивного элемента.

Пути проникновения радиации в организм человека

Радиоактивные изотопы могут проникать в организм вместе с пищей или водой. Через органы пищеварения они распространяются по всему организму.

Радиоактивные частицы из воздуха во время дыхания могут по­пасть в легкие. Но они облучают не только легкие, а также распро­страняются по организму.

Изотопы, находящиеся в земле или на ее поверхности, испуская гамма-излучения, способны облучить организм снаружи. Эти изото­пы также переносятся атмосферными осадками.

IV. Закрепление изученного материала

- В чем причина негативного воздействия радиации на живые существа?

- Что называется поглощенной дозой излучения?

- Расскажите о способах защиты от воздействия радиоактивных частиц и излучения.

- Что используют для защиты от нейтронов?

- С помощью какого прибора можно зарегистрировать величину радиоактивного излучения?

- Как зависит интенсивность радиации от расстояния до источника радиоактивного излучения?

V. Подведение итогов урока

Домашнее задание

Прочитать и выучить материалы § 1 14.

Дополнительный материал

Обойтись без использования радиоактивности и изотопов человечество не может. Мы используем эти явления практически во всех областях дея­тельности: медицине, археологии, дефектоскопии, селекции сельскохозяйст­венных культур.

Например, использование меченых атомов позволяет провести диагно­стику многих заболеваний, с помощью радиоактивного изотопа йода диаг­ностируют заболевание щитовидной железы на ранней стадии, раковые но­вообразования сначала облучают радиоактивным кобальтом, а затем уже удаляют больные ткани, заболевания легких распознают на ранней стадии благодаря флюорографии, моментальному рентгеновскому снимку.

По количеству радиоактивного изотопа углерода и органических остат­ков (дерево, угли из костра, кости животных) археологи достаточно точно определяют возраст своих находок. В промышленности с помощью радио­активных изотопов определяют качество изделия, однородность постав­ляющих (например, в бетоне), степень механического износа трущихся и вращающихся поверхностей и многое другое. Современная селекция просто не может обойтись без радиоактивного облучения, с его помощью получают новые сорта уже через несколько поколений, а то и в следующем.

И еще одно использование - ядерные взрывные технологии. К настоя­щему времени выполнено 115 мирных ядерных взрывов. Глубинное сейсмо­зондирование земной коры с целью поиска полезных ископаемых, интенси­фикация нефтяных и газовых месторождений, создание подземных емкостей для хранения газа и конденсата, гашение аварийных газовых фонтанов и многое другое. Достоверные данные о нанесении при этом ущерба жизни и здоровью хотя бы одного человека отсутствуют. Надо помнить, что абсо­лютно безопасных технологий не бывает.

Материалы для хранения радиоактивных отходов

Немалые трудности возникают с захоронением радиоактивных отходов. Общепринятый подход к разработке материалов для этих целей состоит из трех стадий:

1. Отходы вводятся в относительно нерастворимое химически стойкое вещество.

2. Это вещество заключают в герметичный контейнер.

3. Контейнеры захоранивают в сухой и стабильной геологической струк­туре.

Для первой стадии применялись и применяются боросиликатное стек­ло и боросиликатная керамика. Главное требование, предъявляемое к та­кой керамике, - сильная поглощающая способность по отношению к^ ядер­ным частицам - нейтронам и /-квантам. Из всех веществ наибольшей по­глощающей способностью нейтронов обладают легкие элементы Н, 1л, В, но при поглощении нейтронов происходят ядерные реакции, результатом которых является вторичное излучение. По этой причине защитный мате­риал должен содержать, наоборот, тяжелые элементы, главным образом свинец.

Применение чистого свинца оказывается нецелесообразным из-за его зна­чительной текучести под влиянием даже собственного веса защитной кладки, состоящей из свинцовых кирпичей. Более эффективными /-защитными мате­риалами являются РЬО и более сложные оксиды типа 2РЬО, РЬ8О4. Они обла­дают высокими плотностями, достаточно высокими рабочими температурами и технологичны в процессах изготовления порошка, при прессовании и спека­нии. До прессования эти оксиды смешивают с борсодержащими веществами, например с В2О3, с карбидом бора В4С или с боратидами МеВОз и боридами типа МеВ или МеВ2 какого-либо металла Ме, дающего, в свою очередь, низ­кий уровень вторичного /-излучения. После спекания подобные смеси обра­зуют плотную керамику малой пористости.

Но керамика из боро - и свинцовосодержащих веществ имеет много не­достатков. Основной из них - пониженная химическая стойкость. Следует отметить еще более низкую стойкость остальных известных и широко при­меняемых материалов, например бетонов различного состава. По этой при­чине, в большинстве случаев, и бетоны, и борсодержащая керамика исполь­зуются скорее на второй стадии в виде герметичных контейнеров. Для пер­вой стадии общепризнанно, что лишь борсодержащее стекло хорошо удер­живает радиоактивные отходы.

Для второй стадии кроме рассмотренных выше керамических материалов испытываются и специальные сплавы, образующиеся в системах РЬ-В, РЬ-Ы и сплавы на основе титана. Сам защитный материал изготовляется в виде ке­рамики, спеченной из порошков таких сплавов. Возможность их практическо­го применения можно выяснить только после глубокого изучения их устойчи­вости к коррозии в условиях облучения /-квантами и при повышенных темпе­ратурах. Например, радиоактивный цезий и стронций способны сохранять без разрушения оболочку из таких сплавов, при температуре почти 200 °С, около 100 лет. Кроме того, нужно добиться высокой механической прочности пред­лагаемых сплавов, во избежание повреждения контейнеров с радиоактивными отходами при перевозке к местам захоронения.