Публикация материалов

Темы исследований

Наш баннер

Мы будем благодарны, если Вы установите наш баннер!
Баннер нашего сайта
Код баннера:
<a href="http://obuchonok.ru/" target="_blank"> <img src="http://obuchonok.ru/banners/banob2.gif" width="88" height="31" alt="Обучонок. Обучающие программы и исследовательские работы учащихся"></a>
Все баннеры...
магнитные бури
Тематика: 
Физика
Автор работы: 
Фролов Артём Антонович
Руководитель проекта: 
Мохов Дмитрий Васильевич
Учреждение: 
ГБОУ "Лицей 150"
Класс: 
11

В индивидуальной ученической работе по физике на тему «Влияние магнитного поля на человека» рассматривается влияние магнитных полей на человека, анализируются имеющиеся сведения о магнитных полях и их воздействии на организм человека, выясняется, как магнитное поле влияет на развитие болезней у людей.

Подробнее о работе:


В рамках исследовательской работы по физике о магнитных полях подробно изучаются теоретические сведения и дается определение низкочастотных магнитных полей, солнечных геомагнитных бурь, солнечного воздействия и проводится практическое исследование магнитного поля на примере изучения состояния здоровья жителей г. Азнакаево в период магнитных бурь.

В ходе учебного исследовательского проекта по физике «Влияние магнитного поля на человека» учащийся школы изучает данные по количеству посетивших поликлиники г. Азнакаево в период магнитных бурь, демонстрирует графики Геомагнитного фона Земли в определенный период времени, выясняет, связано ли самочувствие человека с магнитным полем Земли.

Оглавление

Введение
1. Влияние магнитного поля на человека.
2. Основные знания о магнитных полях.
3. Низкочастотные магнитные поля.
4. Солнечные геомагнитные бури.
5. Солнечное воздействие.
6. Влияние магнитного поля на развитие болезней.
7. Исследование магнитного поля.
Заключение
Литература

Введение


Цель проекта: узнать, влияет ли магнитное поле Земли на здоровье человека.

Актуальность: в наше время все знают о неблагоприятных днях (сильных магнитных возмущениях на Солнце), влияющих на здоровье человека (особенно наших бабушек и дедушек). Так это или нет, мы решили выяснить в данной работе.

Задачи проекта:

  1. собрать теоретический материал по теме;
  2. показать графики Геомагнитного фона Земли в определенный период времени
  3. найти данные по количеству посетивших поликлиники г. Азнакаево в данный период
  4. проанализировать собранный материал;
  5. сделать выводы.

Область исследования: физика.

Предмет исследования: Азнакаевский район, детская и взрослая поликлиники.

Объём исследования: информация о вызовах врачей на дом на период с октября по ноябрь 2017-го года.

Характер работы: прикладной.

Этапы работы:

  1. Сбор материала по данной теме в поликлинике города, интернете, учебниках по физике, энциклопедиях и т.д.
  2. Анализ и обобщение собранного материала.
  3. Выполнение экспериментально-исследовательской части.
  4. Письменное изложение результатов исследования.
  5. Защита проекта.

Методы исследования:

  1. Изучение литературы по теме.
  2. Систематизация материала.
  3. Выполнение расчетов, построение таблиц, графиков.

Влияние магнитного поля на человека

Перед началом необходимо понять, что ежедневные и бытовые приборы, создающие магнитные поля вокруг себя, такие как микроволновые печи, телевизоры и т д не имеют веского влияния на человека, так как они низкочастотны и организм легко к ним адаптируется без значительных изменений, за исключением некоторых особенностей, упомянутых далее.

Поэтому в данном проекте акцент будет сделан именно на влияние Солнечных магнитных бурь, поскольку они наиболее сильные и симптомы их влияния выражены наиболее ярко.

Основные знания о магнитных полях


Магнитное поле — это силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и тела, обладающие магнитным моментом. Это одна из пяти известных нам сил, управляющих Вселенной от микромасштабов до масштабов межгалактических. Похоже, что магнитное поле — непременное условие для существования жизни. Оно представляет собой единственную защиту от убивающей радиации Солнца.

Северное сияние – это итог столкновения электрически заряженных солнечных частиц и атомов из нашей атмосферы — энергия от столкновения выделяется в виде света. То, что северное сияние наблюдается в основном на полюсах, объясняется тем, что там магнитное поле Земли особенно сильное.

Человек на планете Земля постоянно находится под воздействием магнитного поля. Человеческое тело также обладает собственным магнитным полем, различным для разных органов. Важным моментом является поддержание относительного баланса между внешними и внутренними магнитными полями. Бесспорным является факт, что внешние магнитные поля в значительной мере определяют состояние наших внутренних магнитных полей.

В макромолекулах (нуклеиновые кислоты, протеины и т.п.) под влиянием магнитных полей возникают заряды и изменяется их магнитная восприимчивость. Магнитная энергия макромолекул в результате такого воздействия превышает энергию теплового движения. Именно данный эффект даёт возможность использовать магнитное поле для запуска ориентационных и концентрационных изменений внутри биологически активных макромолекул.

Этот эффект влияет на скорость биохимических и биофизических процессов. Активность ионов является важнейшим регуляторным механизмом человеческого организма. Эта активность определяется, в первую очередь, связью с макромолекулами и степенью гидратации (то есть связью с молекулами воды). Благодаря возрастанию ионной активности в тканях организма под воздействием магнитных полей происходит стимуляция клеточного метаболизма, то есть увеличение обмена веществ.

Врачи и ученые эксперты в области физиологических процессов, происходящих под влиянием магнитного поля в человеческом организме, обращают повышенное внимание на влияние магнитного поля на кровеносно-сосудистую систему человека, эффективность переноса кислорода кровью, транспортировку питательных веществ, но наиболее чувствительной к магнитному полю является нервная система.

На магнитные поля реагирует и многие другие системы организма: эндокринная, сердечно-сосудистая, дыхательная, костно-мышечная и пищеварительная системы, органы чувств и кровь.

Низкочастотные магнитные поля


Слабые магнитные поля - техногенного и естественного происхождения - оказывают влияние на физиологические функции человека, что в итоге сказывается на общем состоянии. Особенности влияния магнитного поля на человека принципиально отличаются от любого другого воздействия — химического, теплового, радиационного, электрического. Например, если мускулатура и система кровообращения могут отчасти шунтировать опасный ток, а радиация частично поглотиться поверхностными слоями тела, то магнитное поле воздействует на организм целиком.

В природных условиях человек подвержен лишь естественным электромагнитным полям, на которые он настроился на протяжении всего процесса эволюции на планете Земля. Когда же в этот процесс взаимодействия вмешиваются искусственные источники магнитных, электрических и электромагнитных полей, то происходит нарушение синхронизации. Магнитное поле Земли изменяется с частотой в среднем 8 Гц, хотя это значение может значительно колебаться. Наш организм уже настроен на то, чтобы воспринимать эту частоту и считает её естественным фоном. Наши клетки таким образом являются чувствительными к данной частоте воздействия магнитного поля.

Различные научные исследования показали, что низкочастотное (2 — 8 Гц) электромагнитное поле воздействует на скорость реакции человека и на оптический сигнал. Магнитное поле в диапазоне 5 — 10 Гц изменяет время реакции мозга человека на многие другие внешние воздействия.

Исследования показали, что при воздействии на человеческий организм кратковременного переменного магнитного поля с частотой 0,01 — 5 Гц происходит резкое изменение характера электроэнцефалограммы мозга человека. Под воздействием слабых переменных магнитных полей у человека возрастает частота пульса, начинает болеть голова, ухудшается самочувствие и чувствуется слабость во всём организме.

При этом происходит сильное изменение электрической активности мозга.Человеческий организм реагирует на низкочастотные колебания геомагнитного поля: при увеличении поля на фундаментальной частоте магнитосферы Земли (8 Гц) время реакции человека уменьшается на 20 мс, а при наличии нерегулярных колебаний магнитного поля с частотой 2 — 6 Гц время реакции увеличивается на 15 мс.

По данным измерения артериального давления в течение года и определения количества лейкоцитов в крови у 43 пациентов было достоверно показано, что суточные изменения диастолического давления и содержания лейкоцитов совпадают с ежедневными изменениями магнитного поля Земли. Так же зависит от возмущенности магнитного поля Земли и частота сердечного ритма.

Солнечные геомагнитные бури

Наряду с повседневными окружающими нас магнитными полями, воздействие Солнца и его геомагнитных бурь оказывает на человека наиболее сильное и негативное влияние. Так же, влияние этих бурь наиболее ярко проявляет симптомы человека.

Геомагнитная Буря - возмущение геомагнитного поля длительностью от нескольких часов до нескольких суток. Причина возникновения геомагнитных бурь - взрывы на Солнце, отголоски которых долетают до Земли. Звезда выбрасывает множество заряженных частиц, которые на огромной скорости несет солнечный ветер. До земной атмосферы эти частицы долетают через день или два.

Большинство частиц поглощает электромагнитное поле, которое защищает нашу планету и ее обитателей. Оно выполняет роль купола, который отражает атаки из космоса. Именно эту защитную реакцию магнитного поля Земли называют бурей. "Оборона" планеты приводит к быстрому и сильному изменению характеристик купола.

Таким образом, геомагнитная буря - это быстрые и сильные изменения в магнитном поле Земли, которые возникают в периоды повышенной активности Солнца.

Наряду с суббурями, геомагнитные бури являются одним из видов геомагнитной активности. Они вызываются поступлением в окрестности Земли возмущённых потоков солнечного ветра и их взаимодействием с магнитосферой Земли. Геомагнитные бури являются проявлением усиления кольцевого тока Земли, постоянно существующего в области радиационных поясов Земли.

Это явление является одним из важнейших элементов солнечно-земной физики и её практической части, обычно обозначаемой термином «космическая погода». Геомагнитные бури имеют несимметричный по времени характер развития: в среднем фаза нарастания возмущения (главная фаза бури) составляет около 7 часов, а фаза возвращения к исходному состоянию (фаза восстановления) — около 3 суток.

Частота появления умеренных и сильных бурь на Земле имеет чёткую корреляцию с 11-летним циклом солнечной активности: при средней частоте около 30 бурь в год их число может составлять 1-2 бури в год вблизи солнечного минимума и достигать 50 бурь в год вблизи солнечного максимума. Это означает, что в годы солнечного максимума человечество до 50 % времени года живёт в условиях умеренных и сильных бурь, а за свою 75-летнюю жизнь среднестатистический человек проживает в условиях умеренных и сильных бурь в общей сложности 2250 бурь или около 15 лет.

Распределение геомагнитных бурь по их интенсивности имеет в области высоких интенсивностей быстро спадающий характер, и поэтому экстремально сильных магнитных бурь за историю их измерения было сравнительно мало.

Мощнейшей геомагнитной бурей за всю историю наблюдений была геомагнитная буря 1859 года («событие Кэррингтона»). С 28 августа по 2 сентября на Солнце наблюдались многочисленные пятна и вспышки. Сразу после полудня 1 сентября британский астроном Ричард Кэррингтон наблюдал наибольшую вспышку, которая вызвала крупный корональный выброс массы.

Он устремился к Земле и достиг её через 18 часов, что очень быстро, так как это расстояние обычно проходится выбросом за 3—4 дня. Выброс двигался так быстро потому, что предыдущие выбросы расчистили ему путь.

1—2 сентября началась крупнейшая за всю историю регистрации геомагнитная буря, вызвавшая отказ телеграфных систем по всей Европе и Северной Америке. Северные сияния наблюдались по всему миру, даже над Карибами; также интересно, что над Скалистыми горами они были настолько яркими, что свечение разбудило золотоискателей, которые начали готовить завтрак, думая, что наступило утро.

Геомагнитные бури являются одним из важнейших элементов космической погоды и влияют на многие области деятельности человека, из которых можно выделить нарушение связи, систем навигации космических кораблей, возникновения вихревых индукционных токов в трансформаторах и трубопроводах и даже разрушение энергетических систем.

На человека они влияют так же негативно, вызывая крайне сильные головные боли, нередко головокружение, явное замедление реакции, невнимательность и рассеянность.

Солнечное воздействие


В современном мире очень сильному воздействию подвержен озоновый слой Земли. Ценность озонового слоя заключается в том, что он выступает своеобразным фильтром, поглощает некоторое количество ультрафиолетовых лучей. Он защищает биосферу и людей от прямого солнечного излучения. Самыми большими врагами слоя модификации кислорода являются соединения водорода и хлор.

Это происходит из-за разложения фреонов, которые используются в качестве распылителей. При определенной температуре они способны закипать и увеличиваться в объеме, что актуально для изготовления различных аэрозолей. Именно из-за дефицита озонового слоя радиоактивные частицы проникают в большей степени в атмосферу и подрывают человеческое здоровье, иммунитет в особенности. Именно в этом ослабленном состоянии человек наиболее чувствителен к влиянию магнитных полей, симптомы которого описаны ниже.

Влияние магнитного поля на развитие болезней

Современная наука уже доказала, что магнитное поле Земли влияет на живые организмы. Установлено также, что живые существа не только воспринимают электромагнитные потоки, но и генерируют собственные.

Эксперименты подтверждают существование прямого воздействия крайне низкочастотных колебаний геомагнитного поля на организм человека. Исходя из этих сведений можно заключить, что во время магнитных возмущений на Земле (то есть во время магнитных бурь) низкочастотные вариации геомагнитного поля будут отрицательно воздействовать на самочувствие и здоровье людей.

Поскольку магнитные поля воздействуют на весь организм человека - в той или иной степени подвергаются воздействию все системы. Однако, если здоровый организм ещё может справляться, то есть адаптироваться к воздействию магнитных полей, то чем сильнее он заболевает, тем существеннее становится негативное воздействие. Организму, ослабленному продолжительной болезнью, даже незначительное, слабое воздействие может нанести существенный, а иногда и непоправимый урон.

Исследования показали, что в день прохождения магнитной бури и на протяжении ближайших 1-2 дней после неё сильно возрастает количество обращений людей с сердечно-сосудистыми проблемами и летальных исходов. Наш организм реагирует на воздействие не мгновенно, поэтому пик обращений приходится не на день самой магнитной бури, а на первый или второй день после неё. Также влияет и изменение самого магнитного поля, частота, амплитуда и модуляция которого изменяется по мере прохождения и спада магнитной бури.

Как уже было сказано: даже у здоровых людей во время магнитных бурь происходят некоторые изменения в составе крови. При непосредственном синхронном измерении концентрации лейкоцитов в крови и уровнем возмущённости магнитного поля Земли выяснилось, что они изменяются практически одновременно. Во время магнитных бурь повышается вероятность тромбообразования. Вертикальная составляющая магнитного поля Земли изменяется в течение суток и это приводит к изменению скорости оседания эритроцитов в крови.

Во время геомагнитных бурь у здоровых молодых людей замедляется свертываемость крови, в крови уменьшается количество лейкоцитов и тромбоцитов, увеличивается скорость оседания эритроцитов и активность тромбооразования. Исследования в различных городах показали, что характер изменения гемоглобина и эритроцитов в крови является схожим и связан с глобальными изменениями геомагнитной активности.

В Ереванском медицинском институте исследовали взаимосвязь между возмущениями геомагнитного поля и уровнем заболеваемости инфарктом миокарда. Инфаркт миокарда очень удобен для исследования, так как можно чётко определить время его возникновения, а затем соотнести с временем различных гелио-геофизических явления, например, магнитных бурь.

Исследование магнитного поля


Второй летний месяц, июль 2019, стал сильным испытанием для метеозависимых людей. Кроме несносной жары +27 в течение нескольких недель, на Солнце наблюдалась череда вспышек. Наиболее опасной для землян стала солнечная вспышка в середине месяца. Она была не просто сильной, но и многократной, меняющей свою амплитуду и характер воздействия. На 17 июля, день с самой опасной вспышкой, у меня имелась запись к врачу в районной поликлинике.

Цель визита – выявить отклонения от нормы. К слову, к 12 часам дня, фактически к моменту, когда Солнце находится в зените, мое давление с приемлемого для меня 120/75 возросло до 134/83, что вело за собой мучительные головные боли и потемнение в глазах.

Зрачки значительно сужены, нетерпимость к свету и раздражительность. Я сдал кровь на свертываемость, и исследование показало, что она заметно ниже моей привычной нормы, а в придачу, в ней уменьшилось количество лейкоцитов и тромбоцитов. Все вышесказанное вело к снижению реакции на 0.5 секунды. Данный аспект является опасным как для водителей, так и для пешеходов, которые могли бы попросту вовремя не успеть среагировать.

Заключение

Снижение уровня внешнего магнитного поля ведёт к нарушению магнитного поля в кровеносной системе, в результате чего нарушается кровообращение, транспортировка кислорода и питательных веществ к органам и тканям, что может в итоге привести к развитию болезни.

Таким образом, недостаточный уровень внешнего магнитного воздействия по степени вреда, наносимого им организму, может вполне соперничать с дефицитом минералов и витаминов.Следовательно, неимоверно важно подготовить организм человека к воздействию на него сильных м/бурь, и при этом чтобы человек чувствовал себя комфортно.

Для этого я подготовил специальный список рекомендаций с перечнем необходимых must-to-do пунктов, которые следует выполнять:

  1. нужно пить в 1,5 раза больше, чем обычно, даже если не чувствуется жажды. Сладкие напитки, молоко, компот –довольно сладкие и густые напитки, усиливающие жажду и требующие большей траты энергии для усвоения, которую лучше сберечь на укрепление иммунитета. Восполнять нехватку жидкости в организме нужно простой водой, причем лучше негазированной. Если обычная норма – 2 литра воды в день, то сейчас необходимо пить 3л. Вода разгущает кровь, что позволяет ей проще протекать по венам, снижая давление.
  2. Прием адаптогенов. Адаптогены - это препараты, которые улучшают приспособляемость организма к факторам окружающей среды. Если говорить про жаркое время года, специалисты рекомендуют помимо стандартных витаминов принимать препараты, содержащие микроэлементы калий и магний. Калий - отвечает за нормальное возбуждение мышечного волокна. Магний, наоборот, нужен для расслабления мышечных волокон, без него мышца не "отдыхает". Таким образом, при дефиците калия и магния увеличивается риск скачков давления, нестабильности сердечного ритма. Магний, кроме того, участвует в регуляции работы нервной системы. Он входит в препараты, обладающие выраженным успокаивающим и антистрессовым эффектом.
  3. Избежание нахождения на Солнце. Лучше вообще старайтесь не выходить из дома в часы максимальной солнечной активности. Это приблизительно с 11:00 до 17:00. Снижение скорости реакции в это время провоцирует различного вида аварии и катастрофы.
  4. Находиться в прохладном помещении с мягким воздухом
  5. Бойтесь холодной воды. Это касается любого водоема, фонтана и даже обычного душа. Дело в том, что при резком перепаде температур расширенные кровеносные сосуды сужаются. Происходит так называемый спазм, который может спровоцировать приступ стенокардии и даже инфаркт. Помните, вода должна быть чуть теплой. Комфортной для тела и ни в коем случае не холодной.
  6. Однозначно, необходима смена питания. Ничего тяжелого в это время принимать не стоит. Самый лучший вариант – фрукты и овощи. Организму не требуется много сил и энергии для переваривания этих продуктов.

Литература

  1. «Курс общей физики» Г. А. Зисман, О. М. Тодес, Киев 1994 г.
  2. Энциклопедический словарь юного физика, Москва «Педагогика» 1985 г.
  3. Физический энциклопедический словарь, Москва «Советская энциклопедия» 1988 г.
  4. Физика Касьянов В. А., «Дрофа» 2003 г.


Если страница Вам понравилась, поделитесь ссылкой с друзьями:

Партнеры и статистика