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.
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.
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 С.В. Физика.- М.: Просвещение, 1985 , 145с.
2. Корж Э.Д., Пеннер Д.И. Программированные задания по физике для 9 класса. М.: Просвещение, 1983, 108с.
3. Суорц КЛ.Э. необыкновенная физика обыкновенных явлений.- М.: Наука 1987, !!"с.
4. Мякишев Г.Я., Синяков А.З. Физика. Электродинимика.- М.: Дрофа, 1998, 203с.
5. Колтун Марк. Мир физики. -М.: Детская литература, 1984, 198с.
6. Ланина И.Я. 100 игр по физике.- М.: Просвещение, 1995. *?с.
7. Дендебер С.В.Электив 9 Физика.Химия.Биология.- М.: 5 за знания, 2006, 303с.
8. Мокрова И.И. Физика 9 класс.- Волгоград: Учитель-АСТ, 200Волгоград: Учитель-АСТ, 2003, 92с.