Конференция по физике на тему "Магнитное поле – добро или зло?"

Разделы: Физика, Внеклассная работа

Введение

Обучая физике, стараюсь студентам не только сообщить определенную сумму знаний, но и раскрыть перед ними поэзию этой важнейшей науки, показать необычайность и подчас кажущуюся невероятность многих выводов и логическую стройность физических теорий, всеобщность ее законов, применение их в ветеринарных дисциплинах.

Опыт работы показал, что в развитии интереса к предмету нельзя полностью полагаться на содержание изучаемого материала, поэтому в формировании познавательных интересов студентов особое место принадлежит такому эффективному педагогическому средству как внеклассные занятия по предмету. Внеклассные занятия помогают лучше узнать индивидуальные особенности студентов, выявить среди них одаренных, проявляющих интерес к физике, и всячески направлять развитие этого интереса. Внеклассные занятия углубляют и расширяют знания учащихся основных вопросов содержания учебной программы.

Одной из форм внеклассной работы являются конференция. Хочу поделиться опытом проведения конференции “Магнитное поле – добро или зло?” Конференция проводится после изучения темы “Магнитное поле”, так как физику преподаю в нескольких параллельных группах, то одной из групп предлагаю тему конференции. Выявляю студентов, желающих участвовать в проведении конференции, и даю им темы докладов, указывая литературу. Через неделю обсуждаем подготовленный материал и составляем программу конференции. В процессе подготовки и проведении конференции студенты приучаются работать с литературой, давать научно-обоснованные объяснения высказанным положением, приобретают навыки внимательно слушать, участвовать в обсуждении. Преимуществом конференции является большая возможность свободного обмена мнениями.

Составляя вопросы конференции, основное внимание уделяла профессиональной направленности, вопросам истории магнетизма. Важным в проведении конференции является наличие обратной связи. С целью повышения интереса слушателей и привлечения их внимания между докладами вместе с двумя ассистентами провожу занимательные опыты, суть которых предлагается объяснить.

Можно подготовить и выставку научно-популярной литературы по теме конференции, с которой студенты могут ознакомиться перед началом работы конференции и после ее окончания.

Цели конференции:

Учебные:

  • углубить и расширить знания студентов об одном из наиболее удивительных природных явлений – магнетизме;
  • раскрыть историю магнетизма в преданиях, легендах и сказках;
  • показать использование свойств магнита богословами, философами и естествоиспытателями всех времен и народов;
  • привести примеры проектов “вечных двигателей” создаваемых на основе магнита;
  • рассказать о дошедших до нас из седых глубин древности сведениях о лечебных свойствах магнита;
  • показать влияние магнитного поля Земли на животный и растительный мир, человека;
  • рассказать о магнитном поле человека, использовании магнитного поля в лечебных и диагностических целях, и вредных воздействиях магнитного поля на организм человека.

Развивающие:

  • формирование и развитие познавательного интереса студентов;
  • способствовать раскрытию индивидуальных способностей студентов;
  • развивать умения студентов самостоятельно работать с дополнительной литературой при подготовке сообщений, докладов;
  • вырабатывать умения проведения физического эксперимента, изложения в доступной форме предлагаемого материала;
  • способствовать развитию риторики.

Воспитательные:

  • способствовать формированию мировоззренческой идей – познаваемости явлений и свойств окружающего мира;
  • раскрыть значение накопления фактов и их уточнения в процессе познаваемости явлений;
  • способствовать развитию у студентов любви к избранной профессии;
  • реализовать на материалы темы профессиональное и нравственное воспитание.

Вид внеклассного занятия: конференция.

Место проведения: актовый зал.

Оснащение:

I) Выставка научно-популярной литературы по теме: “Магнитное поле”.

II) Оборудование для демонстрации занимательных опытов: демонстрационный столик, подковообразные и полосообразные магниты, иголки, медная и железная пластинки, лист бумаги, лист картона, яйцо с удаленным содержимым, и заполненное железными гвоздями или опилками, географическая карта, бумажный самолет с вставленными иголками, магнитные стрелки, компас, чайник, железные банки.

III) Таблица “Мнимый вечный двигатель”.

ПЛАН КОНФЕРЕНЦИИ

I. Вступительное слово преподавателя. Актуальность темы в древности и в настоящее время.

II Выступления студентов

1. Изменение магнитного поля Земли – причина геологических и климатических катаклизмов нашей планеты.
2. Проекты вечных двигателей на основе магнита:

а) магнитный “вечный” двигатель
б) магнитная летательная машина.

3. История магнетизма в сказках и легендах.
4. Лечебные свойства магнитов.
5. Человек и его магнитное поле.
6. Вредное воздействие магнитного поля.
7. Магнитное поле лечит.
8. Влияние магнитного поля на насекомых, птиц и рыб.
9. Воздействие магнитного поля на растения.
10. Магнитные фокусы.

III .Заключительное слово преподавателя.

Ход конференции

Преподаватель. Человека пронизывают мириады магнитных полей различного происхождения. Мы привыкли к магниту и относимся к нему снисходительно, как к устаревшему атрибуту школьных уроков физики, порой даже не подозревая, сколько магнитов вокруг нас.

Земля, на которой мы живём, – гигантский голубой магнит. Солнце – жёлтый плазменный шар – ещё более грандиозный магнит. Галактики и туманности, едва различимые радиотелескопами,– непостижимые по размерам магниты...

Студент 1. Я подсчитал – у меня в квартире их десятки: в электробритве, динамике, магнитофоне, в банке с гвоздями, наконец, я сам тоже магнат: биотоки, текущие во мне, рождают вокруг причудливый пульсирующий узор магнитных линий.

Преподаватель: Сегодня вы узнаете о вечном интересе к магнетизму, о том, что он вездесущ, как воздух.

О заблуждениях и ошибках мудрецов древности.
О гипотезах и спорах современных учёных.
Об изобретениях, которые сделаны и которые можно сделать на основе магнитных явлений.

ПОЧЕМУ О МАГНЕТИЗМЕ?

Мы живём в мире удивительных природных явлений. Однако как это ни парадоксально, даже с помощью мощных инструментов познания, которыми располагает современная наука, многие из них до конца расшифровать не удалось. И, пожалуй, наибольший интерес в течение тысячелетий вызывает магнетизм. Какова его природа? Почему действие магнита практически вечно?06ладает ли человек, извечно живущий в естественном магнитном поле Земли, чувствительностью к нему? Есть ли такая чувствительность у животных и растений? Вопросы эти далеко не праздные: проблемы магнетизма небезразличны биологам и техникам, космонавтам и агрономам, морякам и шахтёрам, медикам ...

НЕМНОГО ИСТОРИИ.

“Точных данных о времени и месте открытия магнита не имеется” – так свидетельствует Большая Советская Энциклопедия, издание достоверное и точное, как сама наука. Однако сколько помнит себя человечество, внимание к этому удивительному явлению природы никогда не ослабевало. О нём писали богословы, философы и естествоиспытатели всех времён и народов. Размышления о магнитных явлениях вы найдёте у Платона, Аристотеля и Агриколы.

Позже о магните писали Авиценна, Марцелл Агриппа, Аквинат, Фома Эраст и многие другие. Некоторые естествоиспытатели прошлого объясняли природу магнетизма с идеалистических позиций, обожествляя “геркулесов камень” (так называли магнит) или, наоборот, связывая его необычную для неживой природы силу с происками дьявола. Иногда от поколения к поколению, из книги в книгу кочевали самые невероятные небылицы о свойствах магнита. Приведем примеры и раскроем вопрос добра и зла магнита.

Студент 1. Я хочу начать разговор с той беды, которую приносит магнитное поле.

Известно, что наша планета пережила много геологических и климатических катаклизмов. Коснулись они и животного мира. В живой природе случалось, когда по непонятным причинам вымирали или замещали друг друга различные виды животных на огромных территориях. Не связаны ли эти потрясения с изменением магнитного поля Земли? Такую догадку высказал советский учёный И.М. Белоусов, и вот на каком основании. Однажды со дна моря был извлечён многометровый столб осадочных пород. Когда начали определять намагниченность частиц, из которых состояла эта проба, обнаружилось, что на протяжении миллионов лет магнитные полюса Земли неоднократно менялись. Южный полюс становился северным и наоборот. Причины этих удивительных смещений пока не ясны. Но, так или иначе, в периоды смены полярности магнитного поля земной шар мог оказаться беззащитным от космического излучения. Не оно ли изменяло биологический лик планеты?

Я читала, что одной из причин гибели цивилизации на Марсе тоже послужило изменение полюсов. Но Земля моложе Марса. Не ждёт ли подобное и нашу планету. Это гипотеза. Но она наводит на мысль о том, как странно и страшно всё неизведанное.

И действительно ещё не так давно земной магнетизм связывали с наличием в центре планеты металложелезного ядра. Но позже, когда температуру Земли на большой глубине стали оценивать в тысячу градусов, ферромагнитная теория земного магнетизма была поставлена под сомнение.

А скольких людей магнит, магнитное поле вводило в заблуждение. Об этом говорит история техники, которая сохранила огромное количество подлинных и мнимых чудес, главным “героем” которых был магнит.

А сколько проектов “вечных двигателей” создавалось на основе магнита? Это были колёса с намагниченными спицами и экранирующими заслонками, наклонные плоскости с магнитом на их вершине и вечно

катящимися железными шарами, шестерни с чередующимися железными и серебряными зубьями и другие конструкции, авторы которых пытаются обойти нерушимые законы сохранения энергии.

МАГНИТНЫЙ “ВЕЧНЫЙ” ДВИГАТЕЛЬ

В истории попыток изобрести “вечный” двигатель магнит сыграл не последнюю роль. Неудачники-изобретатели на разные лады старались использовать магнит, чтобы устроить механизм, который вечно двигался бы сам собой. Вот один из проектов подобного “механизма” (описанный в ХУII веке англичанином Джоном Вилькенсом, епископом в Честере).

Сильный магнит А помещается на колонке. К ней прислонены два наклонных желоба М и N, один под другим, причём верхний М имеет небольшое отверстие С в верхней части, а нижний N изогнут. Если,– рассуждал изобретатель, – на верхний желоб положить небольшой железный шарик В, то вследствие протяжений магнитом А шарик покатится вверх; однако дойдя до отверстия, он провалится в нижний желоб N, покатится по нему вниз, взбежит по закруглению Д этого желоба и попадёт на верхний желоб М; отсюда, притягиваемый магнитом, он снова покатится вверх, снова провалится через отверстие, вновь покатится вниз и опять очутится на верхнем желобе, чтобы начать движение сначала. Таким образом, шарик безостановочно будет бегать взад и вперёд, осуществляя “вечное движение”.

В чем абсурдность этого изобретения?

Указать ее не трудно. Почему изобретатель думал, что парик, скатившись по желобу N до его нижнего конца, будет ещё обладать скоростью, достаточной для поднятия его вверх по закруглению Д? Так было бы, если бы шарик катился под действием одной лишь силы тяжести: тогда он катился бы ускоренно. Но наш шарик находится под действием двух сил: тяжести и магнитного притяжения. Последнее по предположению настолько значительно, что может заставить шарик подняться от положения В до С. Поэтому по желобу N шарик будет скатываться не ускоренно, а замедленно, и если даже достигнет нижнего конца, то во всяком случае не накопит скорости, необходимой для поднятия по закруглению Д.

Описанный проект много раз вновь всплывал в последствии во всевозможных видоизменениях. Один из подобных проектов был даже, как ни странно, патентован в Германии в 1878 г., т.е. тридцать лет спустя после провозглашения закона сохранения энергии! Изобретатель так замаскировал нелепую основную идею своего “вечного магнитного двигателя”, что ввёл в заблуждение техническую комиссию, выдающую патенты. И хотя, согласно уставу, патенты на изобретения, идея которых противоречит законам природы, не должны выдаваться, изобретение на этот раз было формально запатентовано. Вероятно, счастливый обладатель этого единственного в своём роде патента скоро разочаровался в своём детище, так как уже через два года перестал вносить помину, и курьёзный патент потерял законную силу: “изобретение” стало всеобщим достоянием. Однако оно никому не нужно.

Студент 2. МАГНИТНАЯ “ЛЕТАТЕЛЬНА Я” МАШИНА

В сочинении французского писателя Сирано де Бержерака “История государств на Луне и Солнце”. В ней, между прочим, описана любопытная летательная машина, действие которой основано на магнитном притяжении и с помощью которой один из героев повести прилетел на Луну. Привожу это место сочинения дословно:

“Я приказал изготовить лёгкую железную повозку; войдя в неё и устроившись удобно на сиденье, я стал подбрасывать высоко над собой магнитный шар. Железная повозка тотчас же поднималась вверх. Каждый раз, как я приближался к тому месту, куда меня притягивал шар, я снова подбрасывал его вверх. Даже когда я просто приподнимал шар в руках, повозка поднималась, стремясь приблизиться к шару. После многократного бросания шара вверх и поднятия повозки я приблизился к месту, откуда началось моё падение на Луну. И так как в этот момент я крепко держал в руках магнитный шар, повозка прижималась ко мне и не покидала меня. Чтобы не разбиться при падении, я подбрасывал свой шар таким образом, чтобы падение повозки замедлилось его прижатием. Когда я был уже всего в двух-трёх сотнях саженей от лунной почвы, я стал бросать шар под прямым углом к направлению падения, пока повозка не оказалась совсем близко к почве. Тогда я выпрыгнул из повозки и мягко опустился на песок”.

Никто, конечно, ни автор романа, ни читатели его книги – не сомневается в полной непригодности описанной летательной машины. В чём кроется причина неосуществимости этого проекта: в том ли, что нельзя подкинуть магнит, находясь в железной повозке, в том ли, что повозка не притянется к магниту, или в чём-либо ином?

Нет, подбросить магнит можно, и он подтянул бы повозку, если достаточно силён, а всё-таки летательная машина нисколько не подвигалась бы вверх.

Случалось ли вам бросать тяжёлую вещь с лодки на берег? Вы, без сомнения, замечали при этом, что сама лодка отодвигается от берега. Ваши мускулы, сообщая, бросаемой веши толчок в одном направлении, отталкивают одновременно ваше тело (а с ним и лодку) в обратном направлении. Здесь проявляется тог закон равенства действующей и противодействующей сил. При бросании магнита происходит то же самое: седок, подкидывая магнитный шар вверх (с большим усилием, потому что шар притягивается к железной повозке),неизбежно отталкивает всю повозку вниз. Когда же затем шар и повозка снова сближаются взаимным притяжением, они только возвращаются на первоначальное место. Ясно, следовательно, что если бы даже повозка ничего не весила, то бросанием магнитного шара можно было бы сообщить ей только колебания вокруг некоторого среднего положения; заставить её таким способом двигаться поступательно невозможно.

Студент 3. История магнетизма очень богата на легенды и сказки.

История I.

В древней Греции рассказывали о чабане, которые, перегоняя стада овец, вроде бы попал вблизи города Магнессы (Малая Азия) на гору, с которой не смог сойти, так как железные гвозди; а его обуви крепко прилипали к почве.

С магнитным камнем связана сказка о корабле, который рассыпался в море через то, что железные гвозди были вынуты с его досок, когда этот корабль проплывал вблизи магнитной скалы.

В народной памяти сохранилась старинная легенда о том, как ещё за 1100 лет до нашей эры человечество использовало магнитный “указатель юга” для определения сторон мира. Случилось так, что послы страны Юс Чан, которая была на территории современного Вьетнама, при возвращении с Китая домой заблудились. Тогда им подарили дорожные колесницы, которые имели устройство в виде маленького человечка на острие, которым вытянутой правой рукой всё время показывал на юг. Про образ современного компаса, восточный прибор “Чи-нан-тин” (стрелка, что показывает на юг) стал известен европейцам только в XX–XII столетий нашей эры.

История II.

Студент 4.. Но ведь всё эго чепуха. Ведь с помощью самых простейших опытов даже в то время можно было доказать, что, например, сила магнита одинакова и днём и ночью. А ведь одни утверждали, а другие верили, как в абсолютную истину, что магнит ночью спит и поэтому бездействует.

Мы уже говорили о большом интересе древних учёных к “мудрому” или геркулесову камню. Однако достоверных письменных источников первого тысячелетия до нашей эры сохранилось немного. Большая часть сведений была получена из устных легенд и преданий. В частности, остаётся не вполне ясным, кто первый вдохнул в магнит “душу” и уподобил его живым организмам.

Сложилось так, что эго идеалистическое, наивное толкование сущности магнита закрепилось за Фалесом Милетским, крупнейшим философом и мыслителем Древней Греции.

Нам нелегко поверить, что в одно и тоже время уживались столь наивные представления о магните и его практическое применение. Вот, например, как оценивал значение компаса известный английский математик Эдуард Райт: “Благодаря божественному благодеянию этого камня, оставшиеся неизвестными в течение стольких веков столь обширные материки земного шара, столь бесконечное число стран, островов, народов, племен были чуть ли не на нашей памяти – легко открыты и многократно обследованы, а земной шар был не раз объезжен вокруг… Подумает о том, какая радость охватила всех капитанов, как неистово они ликовали, когда этот указатель впервые явил себя как надежный водитель.

История III.

Студент 5. Я остановлюсь на вреде магнита. Так, например, считали, что “притягательные силы магнита, проходящие по кускам железа, подобны вредоносному действию электрического ската, яд которого проходит по телам и незаметно ползёт вперёд”. Или: будто магнитный камень возник для воровства, ибо он “своим дымом и чадом” помогает ворам, открывая запоры и замки. Если магнит потеряет свою силу (рекомендовали некоторые авторы), следует смочить его козлиной кровью. А чтобы с помощью магнита извлекать золою из глубоких колодцев,”необходимо хранить его в рассоле с рыбой прилипалой.”

Тысячелетиями люди удивлялись чудесным свойствам магнита, но не могли разгадать его тайну.

Первое научное сочинение о магнетизме принадлежит английскому врачу Гильберту, написавшему в 1600 г. книгу “О магните, магнитных телах и большом магните – Земле”. Здесь впервые уточняется понятие полюсов магнита, а также делается попытка понять строение магнита: если разделить магнит на части, то получится множество маленьких магнитов. Следовательно, магнит состоит из множества маленьких магнитиков.

В истории человечества было время, когда магнит называли “камнем любви”,”камнем мудрости”.Рассказывают, что в средневековье магнит охранял дома горожан от злодеев. Кусок магнита клали возле дверей и тогда металлические вещи, которые держал злодей, крепко прикреплялись до этого куска металла. Злодей пугался и убегал. Затем магнит был передан на пользование учёным. Он имел такую громкую славу, что даже знаменитый Ньютон носил в своём перстне вместо драгоценного камня, кусочек очень сильного магнита.

Студент 6. ЛЕЧЕБНЫЕ СВОЙСТВА МАГНИТОВ.

Из седых глубин древности до нас доходяг сведения о лечебных свойствах магнитных полей. Для лечебных целей магнит стал употребляться, вероятно, раньше, чем для определения сторон света. Каждый известный врач прошлого предлагал собственный рецепт использования магнитов. Магнит окутывался плотным мистическим ореолом, о нём слагали стихи, ему приписывали сотни самых невероятных свойств.

Древние холдеи, евреи и египтяне смотрели на магнит как на средство достижения бессмертия .Для некоторых магнит был ядом, в таком случае противоядием считался чесночный сок. Как местное наружное средство магнит пользовался большим успехом у китайцев, индусов, египтян, арабов, греков, римлян и т.д.

Двадцать его лечебных свойств упоминали в своих грузах Аристотель и Плиний. В более позднее время в разные эпохи на первый план выступали различные стороны лечебных свойств магнита. Диоскрид (I век) рекомендовал его для избавления от дурного расположения духа. Гален (III век) хвалил магнит как слабительное средство и прописывал его от водянки, парцелл из Бордо (17 век) считал, что при ношении на шее магнит успокаивает головную боль. Аэций д'Амида (5 век) использовал магнит при конвульсиях и болях в суставах. Знаменитый Авиценна (XI век) отмечал облегчение болей под влиянием магнита при болезнях селезёнки. Альберт Великие (XIII век) говорил, что при ношении магнита на левом руке магнит разгоняет сновидения, удаляет яд из организма, излечивает безумие.

Активным проповедником лечебных свойств магнита был великий немецкий врач Парацельс (Х1У век). Вот как писал он о магните: “...Я утверждаю, ясно и открыто, на основании произведённых мною опытов с магнитом, что в нём скрыта тайна высокая, без которой против множества болезней ничего сделать невозможно. Он излечивает истечения из глаз, ушей, носа и из наружных покровов, тем же способом излечиваются раскрытые саны на бёдрах, фистулы, рак, истечения крови у женщин. Кроме того, магнит оттягивает грыжу, исцеляет переломы, он вытягивает желтуху, оттягивает водянку, как я неоднократно убедился в этом на собственной практике”.

Вот ещё одно высказывание не менее авторитетного лейбмедика королевы Елизаветы Вильяма Гильберта: “Наилучшее железо, атома или халиос, сталь или ациарит превращают с помощью пил в мелкий порошок, этот порошок обливают очень едким уксусом, сушат на солнце, снова обливают уксусом и сушат, а после этого промывают ключевой или какой-нибудь другой подходящей водой и сушат. Затем оно, снова превращенное в порошок и размельчённое на порфире, процеживается через мелкое сито и храниться для употребления

Дают его при болезнях расширенной и слишком влажной печени, при увеличенных селезёнках. Оно возвращает здоровье и красоту некоторым девушкам, страдающим бледностью и дурным цветом лица, так оно сильно сушит и оттягивает, не причиняя вреда.”

Но Гильберт предостерегал против использования магнита в качестве универсального средства при лечении всех болезней. Он считал, что природа магнита двойственна и пагубна. И если иногда в чистом виде магнит может быть не только безвредным, но и “иметь” способность привести в порядок слишком влажные и гниющие внутренности и улучшить их состав, то в большинстве случаев магнит оказывается бессильным.

В России первые сообщения о лечащем действии магнита относятся к 1861 году. В книге известного врача Григорьева “Металлоскопия и металлотерапия” подводятся итоги работам Боткина и Шарко в этом направлении. Они пришли к выводам, что магнит может: 1) вызывать в месте действия ощущения зуда, ползания мурашек, покалывания или боли; 2) восстанавливать нарушенную чувствительность кожи и сетчатки или осуществлять “перенос” анестезии с больной половины тела на здоровую;

3) уничтожать или выявлять параличи и судороги;
4) успокаивать боли различного происхождения или вызывать прошедшие боли;
5) вызывать общую слабость, головную, боль и сонливость.

Современная медицина, отбросив мистическое представление о магнитах, продолжает исследовать влияние магнитного поля на организм человека и ищет в магнитном поле союзника для лечения и диагностики.

Студент 7. Я ХОЧУ РАССКАЗАТЬ О ЧЕЛОВЕК Е И ЕГО МАГНИТНОМ ПОЛЕ

Наблюдения показывают, что магнитное поле есть у каждого человека. Правда, оно очень слабое. Так, сгибая и разгибая руку, человек создаёт на её поверхности магнитное поле с индукцией в одну стотысячную долю тесла. Сердце человека – тоже магнит. Напряжённость магнитного поля сердца очень мала. Её максимальное значение составляет 10-6 напряжённости магнитного поля Земли. Магнитное поле сердца является переменной величиной, возникающей одновременно с его электрической активностью.

Запись изменяющегося магнитного поля сердца – магнита – кардиограмма – может быть произведена при помощи специальных приборов – магнитокардиографов. Обследуемого человека и датчик помечают в поле магнита – экранируемую камеру (стальной экран). Меняя позиции датчика, можно регистрировать магнитные поля отдельных участков сердца. Преимуществом этого метода перед электрокардиографическим является то, что при его помощи можно получить сведения об электрически “немых” областях сердца.

Магнита – кардиограммы позволили получить принципиально новые сведенья о работе сердца, открыв путь ранней диагностики целого ряда заболеваний: дистрофии миокарда, гипертрофии сердечной мышцы и т.п. Развивая идею биоэлектрического управления, ученые построили систему, в которой биотоки сердечной мышцы использованы для управления рентгеновскими аппаратами. Система позволяет сделать рентгеновский снимок сердца в любой момент его сокращения.

При помощи индукционных датчиков удалось зафиксировать магнитное поле возбуждённого нерва и магнитное поле вокруг головы человека. Это было особенно трудно, ведь магнитное поле мозга в 1000 раз слабее магнитного поля сердца. Надо было изолировать прибор от внешних воздействий поля Земли, полей промышленных установок, электросети: изучать биологический магнит мозга можно лишь при абсолютной “тишине”.

Студент 8. А Я ОСТАНОВЛЮСЬ НА ВРЕДНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ МАГНИТНОГО ПОЛЯ

Исследования показывают, что у людей, подвергшихся длительному воздействию магнитных полей (руки находились б поле напряжённостью 350-3500 ,а голова – не выше 150-250)на протяжении 20-60% рабочего времени, чаще всего отмечались отклонения со стороны нервной и сердечно-сосудистой системы. Неврологические отклонения характеризовались возникновением головных болей во второй половине дня, и после работы болей в области сердца, утомляемости, головокружения, снижением и неустойчивостью аппетита, бессонницей, повышенным потоотделением, появлением ощущения зуда и жжения на кистях.

При исследовании электроэнцефалограмм (ЭЭГ) у этих людей преобладал процесс торможения в головном мозгу. На неприятные ощущения в области сердца жаловались 19 из 32 обследованных.В II из 43 случаев обнаруживали изменения звучности сердечных тонов. Замедление частоты сердцебиения (брадикардия) отмечалось у 5 из 43 обследованных.Причём брадикардия встречалась тем чаще, чем интенсивнее магнитное поле было на производстве. У 34 из 43 лиц обнаружено снижение максимального артериального давления на 10–18 мм рт.ст.

Интересно, что уровень заболеваемости гипертонической болезнью у работающих в магнитном поле ниже, чем у остальных людей. Как тут не вспомнить магнитные браслеты! Тем более, что частота гипертонической болезни у обследованных была обратно пропорциональна напряжённости магнитного поля. У людей, работающих в магнитных полях, наблюдали повышенное содержание в крови гамма – глобулина и понижение содержания нуклеиновых кислот и некоторых ферментов. Кровь характеризовалась снижением числа лейкоцитов и снижением скорости оседания эритроцитов.

Большинство изменений, возникающих в организме человека под влияние магнитных полей, носит функциональный, т.е. обратимый характер, если не считать стойких патологических поражений кистей рук. На кистях рук у 36 из 41 рабочих были обнаружены своеобразные сосудисто-вегетативные нарушения. Кисти на ощупь были тёплые, будто только что вынуты из горячей воды, иногда наблюдалось истончение кожи на ладонях, почти полное отсутствие ее рисунка. Замечено некоторое уменьшение подвижности в межу фаланговых суставов. Болевая чувствительность часто была пониженной.

Следовательно, нельзя не учитывать вредное действие магнитного поля на организм. В производственных условиях напряженность магнитного поля не должна превышать 300.

Студент 9. Я ХОЧУ ВЫСТУПИТЬ В ЗАЩИТУ МАГНИТНОГО ПОЛЯ И РАССКАЖУ КА К МАГНИТ ЛЕЧИТ.

Медицинская специальность электромагнита – удаление ферромагнитных осколков из ран или глаза. Для этого один из полисов электромагнита изготовляется в форме спицы.

Используют электромагниты и для магнитного массажа желудка. Больной принимает какой-нибудь магнитный порошок, например Fe 2 O3 после чего к области желудка подносят электромагнит. При замыкании тока порошок притягивается к магниту и фиксируется слизистой оболочкой желудка. Меняя ток, можно производить массаж с внутренней стороны желудка.

Сейчас у нас очень широко исследуют магнитное влияние на течение различных заболеваний до и после оперативного вмешательства. В частности, накоплен интересный опыт наблюдений рассасывания рубцов, образовавшихся после операций, под действием магнитного поля.

Исследования дают возможность надеяться, что недалёк тог день, когда можно будет уверенно прогнозировать степень замедления оседания эритроцитов (оседание эритроцитов – важная диагностическая проба).

Ю.А.Холодов впервые доказал, что постоянное магнитное поле, влияя на мозг, вызывает торможение коры. Это приводит к понижению порога болевой чувствительности. Концентрируя в небольшом объёме достаточно большие поля, можно применять электра наркоз при меньших дозах наркотических веществ и даже надеяться на успешное применение магнитных полей для местного обезболивания. Не исключено, что пациент стоматологического кабинета завтрашнего дня будет спокойным, т.к. чувствительности его зубного нерва под действием магнитного поля уменьшится в 2-3 раза.

По сути взаимодействие постоянного магнитного поля с живыми организмами нужно рассматривать как взаимодействие со средней на 60-70% состоящей из воды. Интересными являются данные о том, что предварительное “омагничивание” биологических объектов снижает их смертность при радиоактивном поражении.

Студент 10. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ НЕ ТОЛЬКО НА ЧЕЛОВЕКА, НО И НА ВСЕ ЖИВОЕ. Я ОСТАНОВЛЮСЬ НА ВЛИЯНИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ПТИЦ, РЫБ, НАСЕКОМЫХ.

Немецкий энтомолог Г.Беккер с 1963 г. публикует данные об исследовании ориентации насекомых в магнитном поле. Оказалось, что при посадке в конце полёта и при отдыхе мухи, жуки, свечки, кузнечики пчёлы и другие насекомые предпочитают направление север-юг и запад-восток. Если в лабораторных условиях с помощью колец Гельмгольца – специальных соленоидов – на 95% скомпенсировать геомагнитное поле, т.е. довести его почти до 0, то отмеченная ориентация не наблюдается. Другие немецкие учёные наблюдали в таких “немагнитных” условиях нарушения в танцах пчёл, с помощью которых рабочая пчела обычно информирует своих собратьев по улью о местонахождении взятка.

Оказалось, что голуби, у которых были закреплёны на спине магнитом массой 0,7 г, создавшим в области головы поле напряжённостью 0,15-0,20, возвращаются домой гораздо позже контрольных. При наблюдении за траекторией полёта голубы их дезориентация была отмечена как раз в местах магнитных аномалий. Наблюдения показывают, что кроме доминирующей звёздной ориентации при миграции еще существует и дублирующая ориентация по геомагнитному полю. Последняя, используется птицами только в том случае, если нет звёздных ориентиров.

При создании увеличенного, (по сравнению с земным) магнитного поля Г.Беккер, швейцарский энтомолог Ф.Шнейдер и советский энтомолог В.Б.Чернышёв отмечали нарушения ориентации и увеличения двигательной активности насекомых. Кроме того, В.Б.Чернышёв обнаружил такой же эффект во время геомагнитных бурь. Уменьшение до нуля напряжённости геомагнитного поля может привести к гибели, даже кроликов.

Интересное объяснение этому явлению дал Ж. Бариотти в 1964 г. Суть его заключается в том, что птицы способны воспринимать индукционные ток, который они создают, пересекая силовые линии геомагнитного поля к превращая постоянный ток в переменный благодаря взмахам своих крыльев при различном направлении полёта индуцированный переменны: ток не обязательно будет синхронным в обоих крыльях. Соответствено птица должна иметь какой-то орган для восприятия этих различий.

Очень интересной является ориентация птиц по геомагнитному полю. Каждой весной стаи птиц летят на север, а каждой осенью они повторяют свой полёт в обратном направлении. Как птицы находят путь в этом многокилометровом странствовании? В 1885 году русский академик А.Т.Миндендорф, изучая сроки весенних перелётов некоторых птиц Сибири, высказал предложение об их ориентации по магнитному полю Земли. За норму напряженности геомагнитного поля принято 0,5 эрстеда.

Поведение животных изучалось при отклонении значения напряжённости от этой величины.

Умение ориентироваться по геомагнитному полю не является только птичьей привилегией, если использовать юридический прием ''кому это выгодно”, то вслед за птицами кандидатами на обладание чувствительности к геомагнитному полю будут рыбы. Некоторые представители этого класса позвоночных животных (угорь, лососевые, осетровые) переплывают огромное расстояние без всяких видимых ориентиров. Партия молодых угрей длиной 9-10 см в апреле 1970 г. была выловлена в реках западной Франции и самолётом переправлена в Калининград. Там их поместили в аквариум, при .движении угрям приходилось выбирать один из двух поворотов. Угри предпочитали направление 60-2400 и избегали 0-180°, т.е.направления магнитного меридиана. Если исследуемые рыбы помещались в уменьшенное (по сравнению с геомагнитным) поле, ориентация не проявлялась, угри с одинаковым “удовольствием” посещали различные участки лабиринта. Когда же над лабиринтом помечались постоянные магниты, создающие магнитные поля в дополнение к геомагнитному, ориентация угрей изменялась. Наконец, если рыб помещали на 1 ч. в сильное магнитное поле (2700),они “забывали” о действии геомагнитного поля и на некоторое время теряли способность к ориентации.

Студент 11. МАГНИТНОЕ ПОЛЕ В БОТАНИКЕ.

Физиолог растений А.В.Крылов провёл серию очень интересных опытов. Он изучал влияние магнитного поля Земли на прорастание семян. Результаты эксперимента показали, что скорость прорастания семян кукурузы меняется с изменением ориентации их в магнитном поле Земли.

Суть явления заключается в том, что семена кукурузы или пшеницы, ориентированные корешки зародыша к южному магнитному полюсу или (ориентироваться должны сухие семена, а не влажные!), в темноте при температуре 18-25°С прорастают на сутки раньше; рост корневой системы и стеблей более интенсивный, чем у семян, ориентированных противоположным образом. Корешки семян, ориентированных к северному магнитному полюсу Земли, изгибались на 180 и росли в сторону южного магнитного полюса. Это явление наблюдается и в искусственных магнитных полях, оно было названо магнитотропизмом.

Данный А.В.Крылова об ориентационном влиянии геомагнитного поля на расстоянии подтверждаются последующими исследованиями. Так, при ориентированном севе семян (зародышем к северу) канадский агроном У. Питманн наблюдал, что прорастание семян пшеницы происходило на 6-12 часов раньше. По данным советских и зарубежных исследований, корни редиса и свеклы располагаются преимущественно в направлении север-юг и запад-восток, т.е.напоминают поведение насекомых. Подобную ориентацию отмечали и у хвойного растения. Значит, и животные, и растения, возможно, обладают своеобразным живым компасов.

Студент 12. МАГНИТНЫЕ ФОКУСЫ.

Силой электромагнитов пользуются иногда и фокусники; легко представить, какие эффектные трюки проделывают они с помощью этой невидимой силы. Дары, автор известной книги “Электричество в его применениях”, приводит следующий рассказ одного французского фокусника о представлении, данном им в Алжире. На невежественных зрителей фокус произвел впечатление настоящего чародейства.

“На сцене, – рассказывает фокусник, – находится небольшой окованный ящик с ручкой на крышке. Я вызываю из зрителей человека посильнее. В ответ на мой вызов выступил араб среднего роста, но крепкого сложения, представляющий собой аварийного геркулеса. Выходит он с бодрым и самонадеянным видом и, немного насмешливо улыбаясь, останавливается около меня.

– Очень вы сильны? – спросили, оглядев с ног до готовы.
– Да, – отвечал он небрежно.
– Уверены ли вы, что всегда останетесь сильными?
– Совершенно уверен.
– Вы ошибаетесь: в одно мгновение ока я могу отнять у вас силу, и вы сделаетесь слабым, подобно малому ребенку.
Араб презрительно улыбнулся в знак недоверия к моим словам.
– Подойдите сюда, – сказал я, – и поднимайте ящик.
Араб нагнулся, поднял ящик и высокомерно спросил:
– Больше ничего?
– Подождите немножко, – отвечал я.
Затем, приняв серьезный вид, я сделал повелительный жест и произнес торжественным тоном:
– Вы теперь слабее женщины. Попробуйте снова поднять ящик.

Силач, нисколько не устрашаясь моих чар, опять взялся за ящик, но на этот раз ящик оказывает сопротивление и, несмотря на отчаянные усилия араба, остается неподвижным, словно прикованный к месту. Араб силится поднять ящик с такой силой, которой хватило бы для поднятия огромной тяжести, но все напрасно. Утомленный, запыхавшись и сгорая от стыда, он, наконец, останавливается. Теперь он начинает верить в силу чародейства”.

Секрет чародейства представителя “цивилизаторов” был прост. Железное дно ящика помещено на подставке, представляющей полюс сильного электромагнита. Пока тока нет, ящик поднять нетрудно, но стоит пустить ток в обмотку электромагнита, чтобы ящик нельзя было оторвать усилиями 2-3 человек.

Преподаватель.

Еще не родился и, наверное,
Не родится никогда человек,
Который мог бы сказать:
“Я знаю о магните все”.

Вопрос, почему магнит притягивает, всегда будет волновать людей, и рождать жажду новых знаний и новых открытий.

ЗАНИМАТЕЛЬНЫЕ ОПЫТЫ

1. “Волшебная банка”. Положите на экспериментальный стол стекло таким образом, чтобы часть его выдвигалась за край стола. На эту часть стекла положите боком железную банку из под консервов. Ученик, находящийся под столом, перемещает сильный подковообразный магнит снизу стола, чем вызывает движение банки. Чтобы банка не скатилась со стола, по краям его можно положить линейки.

Опыт проходит следующим образом.

Ведущий. Сейчас покажем опыт, который называется “волшебная банка”. Он берет банку и показывает ее учащимся со словами: “Вот перед Вами банка. Она как будто “обыкновенная”, но вместе с тем может выполнять мои приказания. После этого, ведущий кладет банку боком на стекло и отдает приказания: “Банка повернись влево. Банка остановись. Банка повернись вправо и т.д.”

2. Полет самолета. Из бумаги вырежьте самолет длинной 5 см. Вдоль него в бумагу вставьте иголку. Перед классом на стойке повесьте карту. С обратной стороны карты отметьте главные города.

Перед опытом незаметно для учащихся за карту входит один из ассистентов ведущего с подковообразным магнитом.

Ведущий говорит, что самолет может перемещаться по карте из одного города в другой. Допустим, он перемещается из одного из аэродромов Москвы. С последними словами ведущий подносит самолет к Москве и отпускает его. Самолет удерживается на карте подковообразным магнитом.

Ученики называют города, и самолет “перелетает” в указанные на карте места. Этот занимательный опыт увлекает присутствующих. В конце вечера, они узнают суть физического опыта.

3. На дно колбы (бутылки) за полненной водой, упала стальная булавка. Как вынуть ее, не опрокидывая колбы и не опуская внутрь ее каких-либо предметов.

Ответ: Булавку достают магнитом.

4. Легкую иголку подвесьте на короткой тонкой нити вблизи магнита так, чтобы она притягивалась к магниту, не касаясь его, и висела в воздухе. Поднесите к иголке горящую спичку, иголка падает. Остыв, она вновь притягивается к магниту.

Ответ: Находясь в магнитном поле, иголка намагничивается и притягивается к магниту. При нагревании горящей спичкой магнитные свойства ее теряются. Остыв, она вновь намагничивается.

5. Подковообразный магнит положите на край стола. Возьмите тонкую иглу с ниткой и положите на один из полюсов магнита. Затем осторожно тяните иглу за нить до тех пор, пока игла не соскочит с полюса. При этом наблюдается интересное явление: игла висит в воздухе.

В зазор между иглой и полюсом магнита в 4-5 мм внесите лист бумаги, фанерную дощечку, пластинку из латуни. В каждом случае игла висит в воздухе. Но стоит внести в зазор пластинку из железа и замкнуть полюсы магнита, как игла падает.

Почему? Если пластинку из железа вносит сбору, не касаясь полюсов магнита, то игла отталкивается от ближайшего конца пластинки, оставаясь висеть в воздухе. Объясните это явление.

Ответ: Внесение железной пластинки в зазор между магнитом и иглой с замыканием полюсов магнита приводит к замыканию магнитных силовых линий через пластинку. Игла размагничивается и под действием силы тяжести падает.

Во втором случае пластинка и игла, находясь в магнитном поле, намагнитились. На взаимодействующих концах образовались одноименны полюса, которые при взаимодействии, отталкиваются.

6. Подковообразный магнит своими полюсами удерживает железные предметы. Поднесите сверху второй такой же магнит.

Почему железные предметы отпадают?

Ответ: С внешней стороны магнитное поле ослабевает. В результате сила притяжения уменьшается.

7. К подковообразному магниту подвесьте якорь с крючком. На крючок подвесьте максимальный грузок, который может удержать магнит. Железной пластинкой замкните полюсы магнита выше якоря.

Груз с якорем падает. Почему?

Ответ: Железная пластинка является шунтом, по которому проходит частичное замыкание магнитного поля. В результате сила взаимодействия между якорем и полюсами магнита уменьшается, и груз с якорем падает.

8. Подвести на нитях несколько иголок и поднесите к полюсу магнита. Обратите внимание, что концы иголок около полюса расходятся.

Почему?

Ответ: Иголки, находясь в магнитном поле, намагничиваются. Причем на концах, расположенных к полюсу, образуются разноименные относительно магнита, но одноименные между собой полюсы. Взаимодействуя, они отталкиваются.

9. Поднесите компас или большую магнитную стрелку на подставке к нижнему и верхнему концу штатива, железного ведра, железной ручки двери или другим железным предметам.

Почему стрелка поворачивается к нижнему концу штатива с любой стороны южным полюсом, а к верхнему концу северным полюсом.

Ответ: Все железные предметы дома, в школе и на улице находятся в магнитном поле Земли. Под действием этого поля они намагничиваются, причем нижняя часть предмета обнаруживает северный магнитный полюс, а верхний – южный.

10. “Магнитное яйцо”. В скорлупе сырого яйца просверливают две маленькие дырочки тонким шилом, через которое выливают его Содержимое. Когда внутренность подсохнет, одно из отверстий закрывают шляпкой маленького гвоздя. Такое яйцо в отличие от других притягивается к магниту.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Лянина И.Я. Не уроком единым. – М.: Просвещение, 1991.
  2. Безденежных Е.А., Брикман И.С. Физика в живой природе и медицине. – Киев: “Радянська школа”, 1976.
  3. Перельман Я.И. Занимательная физика. – М. Наука, 1986.
  4. Горев Л.А. Занимательные опыты по физике. – М.: Просвещение, 2002.