Реферат по Физике на тему: Волны, поля и излучения в повседневной жизни человека. Реферат на тему излучение по физике

«Радиация и её источники. Воздействие радиации на жизнь и здоровье человека, меры защиты» + презентация.

Муниципальное бюджетное образовательное учреждение

Дивинская средняя школа

Радиация и её источники. Воздействие радиации на жизнь и здоровье человека, меры защиты.

Информативно-реферативная

исследовательская работа по физике

обучающиеся 11 класса

Руководитель:

Орлова Елена Александровна, учитель I квалификационной категории, учитель физики

д. Плоское

2016г.

Оглавление

6

1.1. Корпускулярное излучение ……………………………………………………….

7

1.2. Электромагнитные излучения…………………………...........................................

8

Глава II. Естественные источники радиации ……………………………………..

9

2.1. Внешнее облучение …………………………………………………………………

10

2.1.1.Космическое излучение ……………………………………………………….

10

2.1.2.Земная радиация ………………………………………………………………

10

2.2. Внутреннее облучение …………………………………………………………….

12

2.2.1.Дыхание ………………………………………………………………………

12

2.2.2. Пища и питьё ………………………………………………………………….

12

2.2.3. Жильё …………………………………………………………………………

13

Глава III. Искусственные источники радиации ………………………………….

14

3.1. Источники излучения, используемые в медицине ………………………………..

15

3.2. Ядерные взрывы …………………………………………………………………….

16

3.3. Атомная энергетика …………………………………………………………………

17

3.4. Чернобыльская трагедия …………………………………………………………..

19

Глава IV. Механизм воздействие радиации на ткани живого организма………

20

4.1. Особенности действия радиации на живой организм……………………………

22

4.2. Процессы, происходящие в биотканях организма ………………………………

23

Глава V. Анализ статистических данных д. Плоское Починковского района,

ЦРБ Починковского района, измерения радиационного фона д.Плоское, г.Починок, г.Смоленск ………………………………………………………………

24

Глава VI. Меры защиты ……………….………………………………………………

28

Заключение……………………………………………………………………………….

29

Список использованной литературы……………………………………………………

30

Приложения……………………………………………………………………………….

Введение

Явление радиоактивности было открыто в 1896 году французским ученым Анри Беккерелем, В настоящее время оно широко используется в науке, технике, медицине, промышленности. Радиоактивные элементы естественного происхождения присутствуют повсюду в окружающей человека среде. В больших объемах образуются искусственные радионуклиды, главным образом в качестве побочного продукта на предприятиях оборонной промышленности и атомной энергетики. Попадая в окружающую среду они оказывают воздействия на живые организмы, в чем и заключается их опасность. Для правильной оценки этой опасности необходимо четкое представление о масштабах загрязнения окружающей среды, о выгодах, которые приносят производства, основным или побочным продуктом которых являются радионуклиды, и потерях, связанных с отказом от этих производств, о реальных механизмах действия радиации, последствиях и существующих мерах защиты.В массовом сознании населения доминирует настороженное отношение к производствам, деятельность которых приводит к образованию радиоактивных изотопов и в первую очередь к предприятиям ядерного цикла. Этому способствуют как объективные (крупные аварии), так и субъективные (некомпетентность, искаженная картина в средствах массовой информации) факторы. При этом не принимаются во внимание два обстоятельства.    Первое - это необходимость сравнительного подхода. Например, ценой за использование автомобиля являются десятки тысяч людей, ежегодно погибающих в авариях, еще большее количество получает травмы. Происходит загрязнение окружающей среды выхлопными газами автомобилей, особенно в густонаселенных городах. И это далеко не полный перечень негативных последствий от использования автомобильного транспорта.    Второе обстоятельство — это экономическая и технологическая необходимость использования атомной энергии в современном мире.

   Привлекательность использования АЭС связана с ограниченностью и постоянным ростом стоимости энергоносителей для тепловых электростанций, меньшими радиоактивными и значительно более низкими химическими загрязнениями окружающей среды, гораздо меньшими объемами транспортных перевозок у предприятий ядерного цикла, отнесенными к единице производимой в конечном счете электроэнергии, по сравнению с аналогичными показателями для предприятий топливного цикла.

Альтернативы использованию АЭС в глобальной экономике в настоящее время нет, а в обозримом будущем она может появиться только со стороны термоядерных установок. Первая в мире опытно-промышленная АЭС мощностью в 5 МВт была пущена в СССР 27 июня 1954 г. в г. Обнинске. В последующий период производство электроэнергии на АЭС быстро росло и в настоящее время в развитых странах они превратились в основного поставщика электроэнергии.

Работа предприятий ядерного цикла в режиме нормальной эксплуатации не наносит человеку сколько-нибудь заметного вреда и значительно безопаснее последствий других видов деятельности. Аварии на АЭС значительно увеличивают экологическую угрозу, но не в большей степени, чем аварии на крупных химических производствах, бесконтрольное использование пестицидов и минеральных удобрений, аварии на транспорте и т.д.Следует также иметь в виду, что радиация, связанная с нормальным развитием ядерной энергетики, составляет лишь малую долю радиации, порождаемой деятельностью человека. Значительно, большие дозы мы получаем от других источников, вызывающих меньше нареканий. Применение рентгеновских лучей в медицине, сжигание угля, использование воздушного транспорта, пребывание в хорошо герметизированных помещениях могут привести к значительному увеличению уровня облучения.

Отметим, что и зарождение жизни на Земле и ее последующая эволюция протекали в условиях постоянного воздействия радиации.

Хорошее знание свойств радиации, и ее воздействия позволяет свести к минимуму связанный с ее использованием риск и по достоинству оценить те огромные блага, которые приносит человеку применение достижений ядерной физики в различных сферах.

В выбранной теме реферата «Радиация и её источники. Воздействие радиации на жизнь и здоровье человека, меры защиты» определена следующая цель: изучение явления радиации её свойств и источников, а также воздействие радиации на жизнь и здоровье человека, профилактических рекомендаций негативного воздействия радиации.

Задачи:

1. Изучить и проанализировать литературу по данной теме;

2. Провести социологический опрос учащихся 7-8 классов МБОУ Дивинской СШ, собрать и проанализировать статистические данные Починковской ЦРБ;

3. Исследовать уровень МЭД жилых, общественных, панельных и кирпичных зданий д.Плоское , измерения радиационного фона д.Плоское, г.Починок, г.Смоленск;

4. Анализ полученных результатов исследования;

5. Сформулировать профилактические рекомендации учёных.

Глава I. Радиация

Радиация - это явление, происходящее в радиоактивных элементах, ядерных реакторах, при ядерных взрывах, сопровождающееся испусканием частиц и различными излучениями, в результате чего возникают вредные и опасные факторы, воздействующие на людей.

Особенности действия радиации на живой организм:

• Не ощутимо человеком;

• Действие малых доз может суммироваться и накапливаться ;

• Действует на потомство, вызывая генетический эффект;

• Разные органы имеют свою чувствительность к облучению.

Оно включает различные виды излучений, часть которых встречается природе, другие получаются искусственным путем.

    Прежде всего, следует различать корпускулярное излучение, состоящее из частиц с массой отличной от нуля, и электромагнитное излучение. Корпускулярное излучение может состоять как из заряженных, так и из нейтральных частиц. [11,с. 15].

1.1. Корпускулярное излучение

    Альфа-излучение - представляет собой ядра гелия, которые испускаются при радиоактивном распаде элементов тяжелее свинца или образуются в ядерных реакциях. Энергии альфа-частиц, возникающих в результате радиоактивного распада, не хватает даже для преодоления мёртвого слоя кожи, поэтому радиационный риск при внешнем облучении такими альфа-частицами отсутствует. Внешнее альфа-облучение опасно для здоровья только в случае высокоэнергичных альфа-частиц (с энергией выше десятков МэВ), источником которых, является ускоритель.

Из всех видов ионизирующих излучений поток альфа-частиц считается самым безобидным, поскольку при внешнем облучении он не требует специальных средств защиты. Достаточно отдалиться от источника излучения на 10–20 сантиметров. Впрочем, экран из обычной бумаги, ткани или тонкого слоя алюминия и одежда, полностью поглощает это излучение.

    Бета-излучение - это электроны или позитроны, которые образуются при бета-распаде различных элементов от самых легких (нейтрон) до самых тяжелых. Значительные дозы внешнего бета-излучения могут вызвать лучевые ожоги кожи и привести к лучевой болезни. Ещё более опасно внутреннее облучение от бета-активных радионуклидов, попавших внутрь организма. Бета-излучение имеет значительно меньшую проникающую способность, чем гамма-излучение (однако на порядок большую, чем альфа-излучение). Слой любого вещества с поверхностной плотностью порядка 1 г/см2 (например, несколько миллиметров алюминия или несколько метров воздуха) практически полностью поглощает бета-частицы с энергией около 1 МэВ.

В качестве защиты от бета-излучения используют: ограждения (экраны), с учётом того, что лист алюминия толщиной несколько миллиметров полностью поглощает поток бета-частиц; методы и способы, исключающие попадание источников бета-излучения внутрь организма. [11,с. 98].

1.2. Электромагнитное излучение

Га́мма-излуче́ние (гамма-лучи, γ-лучи) —вид электромагнитного излучения с

чрезвычайно малой длиной волны — менее 2·10−10 м.

Гамма-лучи, в отличие от α-лучей и β-лучей, не содержат заряженных частиц и поэтому не отклоняются электрическими и магнитными полями и характеризуются большей проникающей способностью при равных энергиях и прочих равных условиях. Гамма-кванты вызывают ионизацию атомов вещества.

Облучение гамма-квантами в зависимости от дозы и продолжительности может вызвать хроническую и острую лучевые болезни. Стохастические эффекты облучения включают различные виды онкологических заболеваний. В то же время гамма-облучение подавляет рост раковых и других быстро делящихся клеток. Гамма-излучение является мутагенным и тератогенным фактором.

Защитой от гамма-излучения может служить слой вещества. Эффективность защиты (то есть вероятность поглощения гамма-кванта при прохождении через неё) увеличивается при увеличении толщины слоя, плотности вещества и содержания в нём тяжёлых ядер (свинца, вольфрама,

 обеднённого урана и пр.).

Таким образом, можно сделать следующий вывод: научно доказано, что все излучения: альфа-излучение , бета-излучение, га́мма-излуче́ние опасны для жизни человека и нужно обязательно выполнять меры защиты. Также нужно учесть, что самым опасным излучением является гамма-излучение. [11,с. 105].

Глава II. Естественные источники радиации

Основную часть облучения население земного шара получает от естественных источников радиации. Большинство из них таковы, что избежать облучения от них совершенно невозможно. На протяжении всей историй существования Земли разные виды излучения падают на поверхность Земли из космоса и поступают от радиоактивных веществ, находящихся в земной коре. Человек подвергается облучению двумя способами. Радиоактивные вещества могут находиться вне организма и облучать его снаружи; в этом случае говорят о внешнем облучении. Или же они могут оказаться в воздухе которым дышит человек, в пище или в воде и попасть внутрь организма. Такой способ облучения называют внутренним.

Облучению от естественных источников радиации подвергается любой житель Земли, однако одни из них получают большие дозы, чем другие. Уровень радиации в некоторых местах земного шара, особенно там, где залегают радиоактивные породы, оказывается значительно выше среднего. Доза облучения зависит также от образа жизни людей. Применение некоторых строительных материалов, использование газа для приготовления пищи, открытых угольных жаровень, герметизация помещений и даже полеты на самолетах - все это увеличивает уровень облучения за счет естественных источников радиации. [10,с. 185].

Земные источники радиации в сумме ответственны за большую часть облучения, которому подвергается человек за счет естественной радиации. В среднем они обеспечивают более 5/6 годовой эффективной эквивалентной дозы, получаемой населением, в основном вследствие внутреннего облучения. Остальную часть вносят космические лучи и источники земной радиации, главным образом путем внешнего облучения.

2.1. Внешнее облучение

    Облучение по критерию месторасположения источников излучения делится на внешнее и внутреннее. Внешнее облучение обусловлено источниками, расположенными вне тела человека. Источниками внешнего облучения являются космическое излучение и наземные источники. Источником внутреннего облучения являются радионуклиды, находящиеся в организме человека

2.1.1.Космическое излучение

Радиационный фон, создаваемый космическими лучами, дает чуть меньше половины внешнего облучения, получаемого населением от естественных источников радиации. Космические лучи в основном приходят к нам из глубин Вселенной, но некоторая их часть рождается на Солнце во время солнечных вспышек. Космические лучи могут достигать поверхности Земли или взаимодействовать с ее атмосферой, порождая вторичное излучение и приводя к образованию различных радионуклидов. Одни участки земной поверхности более подвержены действию лучей, чем другие. Северный и Южный полюсы получают больше радиации, чем экваториальные области, из-за наличия у Земли магнитного поля, отклоняющего заряженные частицы (из которых в основном и состоят космические лучи). Уровень облучения растет и с высотой, поскольку воздух выполняет роль защитного экрана.

Люди, живущие на уровне моря, получают в среднем из-за космических лучей эффективную эквивалентную дозу около 300 микрозивертов (миллионных долей зиверта) в год; для людей же, живущих выше 2000 м над уровнем моря, это величина в несколько раз больше. Еще более интенсивному, хотя и относительно непродолжительному облучению, подвергаются экипажи и пассажиры самолетов. При подъеме с высоты 4000 м (максимальная высота, на которой расположены человеческие поселения: деревни шерпов на склонах Эвереста) до 12000 м (максимальная высота полета трансконтинентальных авиалайнеров) уровень облучения за счет космических лучей возрастает примерно в 25 раз и продолжает расти при дальнейшем увеличении высоты до 20000 м (максимальная высота полета сверхзвуковых реактивных самолетов) и выше.

2.1.2. Земная радиация

Земная радиация – излучение радиоактивных элементов, входящих в состав земной коры. Земная радиация, исходит в основном от тех пород полезных ископаемых, которые содержат : калий – 40, рубидий – 87, уран – 238, торий – 232.

Все эти радиоактивные элементы образовались вместе с образованием земной коры 3 млрд. лет назад. Со временем, вследствие распада, количество радиоактивных элементов уменьшалось, а многие практически полностью исчезли. Подсчитано, что двадцатикилометровом слое земной коры содержится 100 млн. т. Радия, 1014т. Урана и еще больше тория. А в водах мирового океана содержится около 4 млрд.т. урана.

Все эти радиоактивные вещества, входящие в состав земной коры, при своем распаде и создают земную радиацию. Конечно, уровни земной радиации неодинаковы для различных мест земного шара. Они зависят от концентрации радионуклидов в том или ином участке земной коры. Средняя эффективная доза внешнего облучения, которую человек получает от земных источников естественной радиации, составляет примерно 0,35мЗв в год. Как мы видим это немногим больше средней дозы облучения, создаваемого космическими лучами на уровне моря. [10,с. 125].

2.2. Внутреннее облучение

Источником внутреннего облучения являются радионуклиды, находящиеся в организме человека. Внутреннее облучение складывается из облучения воздуха, которым человек дышит, пищи и питья человека и его жилища, в которых присутствуют различные химические элементы, обладающие естественной радиоактивностью. Эквивалентная доза этого облучения составляет примерно 1,25 мЗв в год.

2.2.1.Дыхание

Лишь недавно стало известно, что наиболее весомым из всех естественных источников радиации является невидимый, не имеющий вкуса и запаха тяжелый газ (в 7,5 раза тяжелее воздуха) радон. Самый большой вклад в эту дозу вносит радиоактивный газ радон, являющийся продуктом распада урана и тория, содержащихся в земной коре. Содержащийся в воздухе радон, попадая при дыхании в организм человека, дает около 60% эквивалентной дозы внутреннего облучения, то есть 0,8 мЗв в год. В природе радон встречается в двух основных формах: в виде радона-222, члена радиоактивного ряда, образуемого продуктами распада урана-238, и в виде радона-220, члена радиоактивного ряда тория-232. Радон высвобождается из земной коры повсеместно, но его концентрация в наружном воздухе существенно различается для разных точек земного шара. Основную часть дозы обличения от радона человек получает, находясь в закрытом, непроветриваемом помещении. В зонах с умеренным климатом концентрация радона в закрытых помещениях в среднем примерно в 8 раз выше, чем в наружном воздухе.

Еще один, как правило менее важный, источник поступления радона в жилые помещения представляют собой вода и природный газ. Концентрация радона в обычно используемой воде чрезвычайно мала, но вода из некоторых источников, особенно из глубоких колодцев или артезианских скважин, содержит очень много радона. Радон проникает также в природный газ.

2.2.2. Пища и питьё

За счет радиоактивных элементов, содержащихся в пище, воде, организм человека получает эквивалентную дозу около 0,4мЗв в год. Из них около 23% человек получает за счет радиоактивного калия – 40, который усваивается организмом вместе с нерадиоактивными изотопами калия, необходимыми для жизнедеятельности организма. Радиоактивный йод-131 через траву попадает в мясо и молоко коров, а затем и в организм человека, питающегося этими продуктами. Исследования последних лет показали, что грибы и лишайники способны накапливать в себе достаточно большие дозы радиоактивных изотопов свинца-210 и, особенно, - полония-210.

Жители Крайнего Севера питаются в основном мясом северного оленя. А олени питаются лишайниками. Таким образом, доза внутреннего облучения жителей Крайнего Севера резко возрастает. Нуклиды свина-210 и полония-210 накапливаются в рыбе и моллюсках. Поэтому люди, потребляющие много рыбы, могут получить дополнительные дозы внутреннего облучения.

2.2.3. Жильё

Свой вклад в эквивалентную дозу внутреннего облучения вносит и жилище человека, так как различные строительные материалы обладают различной радиоактивностью. Самые распространенные строительные материалы обладают различной радиоактивностью. Самые распространенные строительные материалы – дерево, кирпич и бетон выделяют относительно немного радона. Но гораздо большей радиоактивностью обладают такие строительные материалы, как гранит и глинозем.

Самые распространенные строительные материалы - дерево, кирпич и бетон - выделяют относительно немного радона. Гораздо большей удельной радиоактивностью обладают гранит и пемза, используемые в качестве строительных материалов.

Среди других промышленных отходов с высокой радиоактивностью, применявшихся в строительстве, следует назвать кирпич из красной глины - отхода производства алюминия, доменный шлак - отход черной металлургии и зольную пыль, образующуюся при сжигании угля.

Известны случаи применения в строительстве даже отходов урановых рудников. Конечно, радиационный контроль строительных материалов заслуживает самого пристального внимания, однако главный источник радона в закрытых помещениях - это грунт. [13,с. 195].

Таким образом, можно сделать следующий вывод: объективно существующие естественные источники радиации (как внешнее так и внутреннее облучение) опасны для жизнедеятельности человека. Необходимо выполнять все меры защиты, для предупреждения радиоактивного заражения человека.

Глава III. Искусственные источники радиации.

За последние несколько десятилетий в жизнь человека в дополнение к природным вошли искусственные (или техногенные) источники радиации, связанные с возрастающим использованием ядерных технологии в медицине, промышленности, энергетике.

Индивидуальные дозы, получаемые разными людьми от техногенных источников, сильно различаются, хотя, в большинстве случаев, невелики. Основной вклад в дозу излучения от техногенных источников вносят медицинские процедуры и методы лечения, связанные с применением радиации. Медицина. Самое первое применение источники излучения нашли в медицинской практике. И сейчас это направление успешно развивается, принося огромную пользу людям в диагностике и лечении многих заболеваний.

В настоящее время основной вклад в дозу, получаемую человеком от техногенных источников радиации, вносят медицинские процедуры и методы лечения, связанные с применением облучения. Действительно, согласно последним оценкам НКДАР ООН, медицинское облучение вносит самый большой и возрастающий вклад в антропогенное облучение. Средние уровни облучения, обусловленные медицинским диагностическим использованием источников излучения, в развитых странах приблизительно эквивалентны 50% глобального среднего уровня естественного облучения.

3.1. Источники излучения, используемые в медицине

В настоящее время основной вклад в дозу, получаемую человеком от техногенных источников радиации, вносят медицинские процедуры и методы лечения, связанные с применением радиоактивности. Во многих странах этот источник ответствен практически за всю дозу, получаемую от техногенных источников радиации.

Одним из самых распространенных медицинских приборов является рентгеновский аппарат. Как ни парадоксально, но одним из основных способов борьбы с раком является лучевая терапия.

В принципе, облучение в медицине направлено на исцеление больного. Однако нередко дозы оказываются неоправданно высокими: дозы, получаемые от облучения в медицинских целях, составляют значительную часть суммарной дозы облучения от техногенных источников.

В большинстве стран около половины рентгенологических обследований приходится на долю грудной клетки. Однако по мере уменьшения частоты заболеваний туберкулезом целесообразность массовых обследований снижается. Известно также, что иногда облучению подвергается вдвое большая площадь поверхности тела, чем это необходимо. Наконец, установлено, что излишнее радиационное облучение часто бывает обусловлено неудовлетворительным состоянием или эксплуатацией оборудования.

Благодаря техническим усовершенствованиям, по-видимому, можно уменьшить и дозы, получаемые пациентами при рентгенографии зубов. Меньшие дозы должны использоваться и при обследовании молочной железы.

В настоящее время широко применяется компьютерная томография.

3.2. Ядерные взрывы

В настоящее время в мире эксплуатируют свыше 400 ядерных установок, на которых сейчас получают до 15% электроэнергии. Только атмосфере было проведено 423 испытания. Так, например, на архипелаге Новая Земля испытания ядерного оружия проводились 130 раз, из них 87 взрывов проведено в атмосфере. Радиоактивные осадки выпадают в среднем в течение 30 суток после взрыва, а зона заражения простирается вдоль направления ветров на несколько сотен или тысяч километров.

За последние 40 лет каждый из нас подвергался облучению от радиоактивных осадков, которые образовались в результате ядерных взрывов.

Максимум этих испытании приходится на два периода: первый - на 1954-1958 годы, когда взрывы проводили Великобритания, США и СССР, и второй, более значительный, - на 1961-1962 годы, когда их проводили в основном Соединенные Штаты и Советский Союз. Во время первого периода большую часть испытаний провели США, во время второго-СССР.

Эти страны в 1963 году подписали Договор об ограничении испытаний ядерного оружия, обязывающий не испытывать его в атмосфере, под водой и в космосе. С тех пор лишь Франция и Китай провели серию ядерных взрывов в атмосфере, причем мощность взрывов была существенно меньше, а сами испытания проводились реже (последнее из них - в 1980 году). Подземные испытания проводятся до сих пор, но они обычно не сопровождаются образованием радиоактивных осадков.

Часть радиоактивного материала выпадает неподалеку от места испытания, какая-то часть задерживается в тропосфере (самом нижнем слое атмосферы), подхватывается ветром и перемещается на большие расстояния, оставаясь примерно на одной и той же широте. Находясь в воздухе в среднем около месяца, радиоактивные вещества во время этих перемещений постепенно выпадают на землю. Однако большая часть радиоактивного материала выбрасывается в стратосферу (следующий слой атмосферы, лежащий на высоте 10-50 км), где он остается многие месяцы, медленно опускаясь и рассеиваясь по всей поверхности земного шара. Вклад в ожидаемую коллективную эффективную эквивалентную дозу облучения населения от ядерных взрывов, превышающий 1 %, дают только четыре радионуклида. Это углерод-14, цезий-137, цирконий-95 и стронций-90.

3.3. Атомная энергетика

Источником облучения, вокруг которого ведутся наиболее интенсивные споры, являются атомные электростанции, хотя в настоящее время они вносят весьма незначительный вклад в суммарное облучение населения. При нормальной работе ядерных установок выбросы радиоактивных материалов в окружающую среду очень невелики.

Атомные электростанции являются лишь частью ядерного топливного цикла, который начинается с добычи и обогащения урановой руды. Следующий этап-производство ядерного топлива. Отработанное в АЭС ядерное топливо иногда подвергают вторичной обработке, чтобы извлечь из него уран и плутоний. Заканчивается цикл, как правило, захоронением радиоактивных отходов.

На каждой стадии ядерного топливного цикла в окружающую среду попадают радиоактивные вещества. Доза облучения от ядерного реактора зависит от времени и расстояния. Чем дальше человек живет от атомной электростанции, тем меньшую дозу он получает. Несмотря на это, наряду с АЭС, расположенными в отдаленных районах, имеются и такие, которые находятся недалеко от крупных населенных пунктов. Каждый реактор выбрасывает в окружающую среду целый ряд радионуклидов с разными периодами полураспада. Большинство радионуклидов распадается быстро и поэтому имеет лишь местное значение. Однако некоторые из них живут достаточно долго и могут распространяться на значительные расстояния, а определенная часть изотопов остается в окружающей среде практически бесконечно.

Примерно половина всей урановой руды добывается открытым способом, а половина - шахтным. И рудники, и обогатительные фабрики служат источником загрязнения окружающей среды радиоактивными веществами. Обогатительные же фабрики создают проблему долговременного загрязнения: в процессе переработки руды образуется огромное количество отходов - «хвостов».

Эти отходы будут оставаться радиоактивными в течение миллионов лет. Таким образом, отходы являются главным долгоживущим источником облучения населения, связанным с атомной энергетикой. Однако их вклад в облучение можно значительно уменьшить, если отвалы заасфальтировать или покрыть их поливинилхлоридом. Конечно, покрытия необходимо будет регулярно менять.

В мировом масштабе примерно 10% использованного на АЭС ядерного топлива направляется на переработку для извлечения урана и плутония с целью повторного их использования. Сейчас имеются лишь три завода, где занимаются такой переработкой в промышленном масштабе: в Маркуле и Ла-Аге (Франция) и в Уиндскейле (Великобритания).

До сих пор мы совсем не касались проблем, связанных с последней стадией ядерного топливного цикла - захоронением высокоактивных отходов АЭС. Эти проблемы находятся в ведении правительств соответствующих стран. В некоторых странах ведутся исследования по отверждению отходов с целью последующего их захоронения в геологически стабильных районах на суше, на дне океана или в расположенных под ними пластах. Предполагается, что захороненные таким образом радиоактивные отходы не будут источником облучения населения в обозримом будущем.

90% всей дозы облучения, обусловленной короткоживущими изотопами, население получает в течение года после выброса, 98 %-в течение 5 лет. Почти вся доза приходится на людей, живущих не далее нескольких тысяч километров от АЭС.

Люди, проживающие вблизи ядерных реакторов, без сомнения, получают гораздо большие дозы, чем население в среднем. Тем не менее в настоящее время эти дозы обычно не превышают нескольких процентов естественного радиационного фона.

Все приведенные выше цифры, конечно, получены в предположении, что ядерные реакторы работают нормально. Однако количество радиоактивных веществ, поступивших в окружающую среду при авариях, может оказаться гораздо больше.

3.4. Чернобыльская трагедия

Авария на Чернобыльской АЭС – это самая крупная авария за всю историю атомной энергетики. При взрыве четвертого блока АЭС был полностью разрушен ядерный реактор и в атмосферу было выброшено почти 7 т ядерного топлива. Таким образом, в атмосферу попало примерно 15 кг плутония-239, что почти в 20 раз превышает его количество при взрыве атомной бомбы в Хиросиме. Еще более значительными были выбросы радиоактивного йода и цезия.

Радиоактивное загрязнение местности вокруг атомной станции привело к необходимости эвакуации жителей. При этом 170 тысяч человек получили дозу общего облучения от 10 до 50 мЗв, а около 90 тысяч человек – от 50 до 100 мЗв. (Для сравнения, предельно допустимая доза облучения для лиц, профессионально связанных с использованием источников радиации, составляет 50 мЗв в год).

Из 1,5 млн. человек, проживающих в зоне радиоактивного загрязнения, примерно 1,2 млн. взрослого населения получили дозу внутреннего облучения щитовидной железы до 3 Зв. А у детей дозы внутреннего облучения щитовидной железы были еще выше.

В результате взрыва на Чернобыльской АЭС большое количество долгоживущих радионуклидов попав в верхние слои атмосферы и распределилось равномерно над всей поверхностью Земли. Поэтому все дожди в ближайшие 100 лет будут радиоактивными. А по зараженности долгоживущими радионуклидами атмосферы Чернобыльская катастрофа приравнивается к взрыву 200 – 300 бомб, сброшенных на Хиросиму.

Значительная часть радиации осела на территории, прилегающей к Чернобылю – в Киевской, Гомельской и Брянской областях. Существенная часть радиоактивных выбросов была разнесена ветром на тысячи километров и даже достигла территории Швеции, Великобритании и других стран. Радиоактивные элементы, выброшенные 25 лет назад из взорвавшегося реактора, до сих пор находятся в окружающей среде, и представляют опасность для здоровья жителей Земли, и для нас с вами. [13,с. 76].

На основе изученного материала можно сделать вывод о том, что искусственные источники радиации как необходимы, так и опасны для жизнедеятельности человека. Создание АЭС было важный прорывом в развитии общества, но только при правильной эксплуатации они не приносят вреда окружающей природе, а аварии влекут за собой неисчислимые потери, которые даже за десятки лет трудно восстановить.

Глава IV. Механизм воздействие радиации на ткани живого организма

  В органах и тканях биологических объектов как и в любой среде при облучении в результате поглощения энергии идут процессы ионизации и возбуждения атомов. Эти процессы лежат в основе биологического действия излучений.     В реакции организма на облучение можно выделить четыре фазы. Длительность первых трех быстрых фаз не превышает единиц микросекунд, в течение которых происходят различные молекулярные изменения. В четвертой медленной фазе эти изменения переходят в функциональные и структурные нарушения в клетках, органах и организме в целом.    Первая, физическая фаза ионизации и возбуждения атомов длится 10-13 сек. Вo-второй, химико-физической фазе, протекающей 10-10 сек образуются высокоактивные в химическом отношении радикалы, которые, взаимодействуя с различными соединениями, дают начало вторичным радикалам, имеющим значительно большие по сравнению с первичными сроки жизни. В третьей, химической фазе, длящейся 10-б сек, образовавшиеся радикалы, вступают в реакции с органическими молекулами клеток, что приводит к изменению биологических свойств молекул. Описанные процессы первых трех фаз являются первичными и определяют дальнейшее развитие лучевого поражения. В следующей за ними четвертой, биологической фазе химические изменения молекул преобразуются в клеточные изменения. Наиболее чувствительным к облучению является ядро клетки, а наибольшие последствия вызывает повреждение ДНК, содержащей наследственную информацию. В результате облучения в зависимости от величины поглощенной дозы клетка гибнет или становится неполноценной в функциональном отношении. Время протекания четвертой фазы очень различно и в зависимости от условий может растянуться на годы или даже на всю жизнь.  Различные виды излучений характеризуются различной биологической эффективностью, что связано с отличиями в их проникающей способности (см.рис.1) и характером передачи энергии органам и тканям живого объекта, состоящего в основном из легких элементов.

Рис.1. Схематическое изображение проникающей способности различных излучений.

Альфа-излучение имеет малую длину пробега частиц и характеризуется слабой проникающей способностью. Оно не может проникнуть сквозь кожные покровы. Пробег альфа-частиц с энергией 4 Мэв в воздухе составляет 2.5 см, а в биологической ткани лишь 31 мкм. Альфа-излучающие нуклиды представляют большую опасность при поступлении внутрь организма через органы дыхания и пищеварения, открытые раны и ожоговые поверхности.  Бета-излучение обладает большей проникающей способностью. Пробег бета-частиц в воздухе может достигать нескольких метров, а в биологической ткани нескольких сантиметров. Так пробег электронов с энергией 4 Мэв в воздухе составляет 17.8 м, а в биологической ткани 2.6 см.

Гамма-излучение имеет еще более высокую проникающую способность. Под его действием происходит облучение всего организма.

4.1 Особенности действия радиации на живой организм:

Различные органы человеческого тела по-разному реагируют на облучение и обладают разной чувствительностью к радиационному воздействию.

Биологическое действие радиации на живой организм начинается на клеточном уровне. Ионизирующее излучение вызывает поломку хромосом, что приводит к изменению генного аппарата и к мутациям.

Под влиянием ионизирующих излучений в организме происходит:

нарушение функции кроветворных органов; увеличение проницаемости и хрупкости сосудов, расстройство желудочно-кишечного тракта; снижение сопротивляемости организма, его истощение; перерождение нормальных клеток в злокачественные и др.

Воздействие радиации на различные органы человека неодинаково. Различные органы человеческого тела по-разному реагируют на облучение и обладают разной чувствительностью к радиационному воздействию

Самой высокой радиопоражаемостью отличаются клетки костного мозга, лимфатические узлы, половые клетки. (см .рис.2.). Очень восприимчив к радиации хрусталик. Его клетки погибая, становятся непрозрачными, что приводит к катаракте и полной слепоте. [7,с. 36].

Рис.2. Органы человека, подвергающие облучению

4.2 Процессы, происходящие в биотканях

Биологическое действие радиации на живой организм начинается на клеточном уровне. Ионизирующее излучение вызывает поломку хромосом, что приводит к изменению генного аппарата и к мутациям.

Под влиянием ионизирующих излучений в организме происходит:

• нарушение функции кроветворных органов;

• увеличение проницаемости и хрупкости сосудов;

• расстройство желудочно-кишечного тракта;

• снижение сопротивляемости организма, его истощение;

• перерождение нормальных клеток в злокачественные и др.

Воздействие ионизирующего излучения на ткани организма заключается в ионизации атомов вещества. Образовавшиеся при этом свободные электроны и положительные ионы принимают участие в сложной цепи реакций, в результате которых образуются новые молекулы, в том числе и свободные радикалы. Эти свободные радикалы через цепочку реакций, еще до конца не изученных, могут вызвать химическую модификацию важных в биологическом отношении молекул, необходимых для нормального функционирования клетки. Биохимические изменения могут произойти как через несколько секунд, так и через десятилетия после облучения и явиться причиной немедленной гибели клеток или таких изменений в них, которые могут привести к раку.

Для ионизирующего излучения нет барьеров в организме, поэтому любая молекула может подвергнуться радиоактивному воздействию, последствия которого могут быть самыми разнообразными. Возбуждение отдельных атомов может привести к перерождению одних веществ в другие, вызвать биохимические сдвиги, генетические нарушения и т.п. Пораженными могут оказаться белки или жиры, жизненно необходимые для нормальной клеточной деятельности. Таким образом, радиация воздействует на организм на микроуровне, вызывая повреждения, которые заметны не сразу, а проявляют себя через долгие годы. Поражение отдельных групп белков, находящихся в клетке, может вызвать рак, а также генетические мутации, передающиеся через несколько поколений. Воздействие малых доз облучения обнаружить очень сложно, ведь эффект от этого проявляется через десятки лет. [7,с. 89]. Таким образом, можно сделать следующий вывод: радиация оказывает губительное действие на организм человека, вызывая различные заболевания, а также генетические мутации.

Глава V. Анализ статистических данных д. Плоское Починковского района, ЦРБ Починковского района, измерения радиационного фона д.Плоское, г.Починок, г.Смоленск.

Среди учащихся 7-8 классов МБОУ Дивинской СШ был проведён социологический опрос на тему: «Наша радиоактивная компетентность». Были заданы следующие вопросы:

1.Как вы считаете, насколько безопасны для проживания ваши дома?

2. Может ли, по-вашему, жилище быть источником проблем со здоровьем?

3. Какие дома, по-вашему, кирпичные или панельные, более безопасны для здоровья?

4. Насколько глубоко вы знаете, какие последствия на организм оказывает

радиоактивное излучение?

5. Известны ли вам допустимые уровни излучения в городе? В деревне?

6. Что будете делать лично вы, если выясните, что в вашем доме уровень МЭД(мощность экспозиционной дозы) значительно превышает допустимые нормы?

7. Какие меры вы предпримете, если вам будет указано, что проблемы со

здоровьем связаны именно с радиоактивным излучением в вашем

доме ?

По данным опроса учащихся 7- 8 классов МБОУ Дивинской СШ была построена диаграмма: (см.рис.3).

Рис. 3. Диаграмма статистических данных

Получив ответы учащихся, мы видим, что почти по всем вопросам ребята проявляли безразличия и отсутствие самых минимальных знаний. Сразу стало ясно, что крайне важно ,вести просветительскую работу по этому направлению. Некоторые полезные советы и меры предосторожности, представленные в виде памятки (Приложение 2).

По сведениям ЦРБ г. Починок 2013- 2015 годах на учёте Починковской районной больницы по онкологическим заболеваниям находится 280 человек. Это заболевания рак кожи, желудка, молочной железы, легкого, кишечника и др. Жителей из д. Плоское поставленных на учёт в 2013году- 6 человек, 2014-8человек, 2015г - 10человек. По данным ЦРБ г. Починок была составлена диаграмма:(см.рис.4)

Рис.4. Диаграмма статистических данных

Сегодня мы с вами живём в век повышенной радиоактивности, и, величина допустимого уровня в 0,1- 0,2 мкЗв/ч (10- 20 мкР/ч) считается нормальной, уровень 0,2- 0,6 мкЗв/ч (20- 60 мкР/ч) считается допустимым, а уровень свыше 0,6-1,2 мкЗв/ч (60- 120 мкР/ч) признан повышенным [10 с.12]. Данные приведены согласно рекомендации Международной комиссии по радиационной защите (МКРЗ) и Всемирного общества здравоохранения (ВОЗ).

Надо понимать, что искусственно создаваемые источники излучения (например, АЭС, рентгеновские исследования в поликлиниках, путешествия на самолетах и многое другое) постоянно повышают уровень естественного радиационного фона.

Но об этом мало кто знает. Можно годами жить в радиоактивной зоне и не знать об этом. А последствия облучения нам хорошо известны. Некоторые полезные советы и меры предосторожности, представленные в виде памятки (Приложение 3).

Так, где же жить и работать безопаснее? Известно, что строительные материалы, такие, как гранит и глинозём, щебень и кирпич, бетон и газосиликатные блоки, имеют повышенный радиационный фон. Кроме того, нормативы, установленные ГОСТ, по экологической и радиационной безопасности строительных материалов часто не соблюдаются. Мы решили все это проверить, вооружившись дозиметром Дозиметр ДБГБ «Гриф - 1»- (см. Приложение №1).Изучив его технические характеристики (см. Приложение №1), для начала мы обратились к специалистам отдела ГО и ЧС г. Починок на предмет исправности прибора. Мы понимали, что прибор уже не выпускают в России, поэтому подстраховались. Убедившись в готовности прибора, мы начали свое исследование. Объектом исследования были: сначала жилые дома (панельные и кирпичные, деревянные), а затем, общественные (школа, музыкальная школа ,детский сад, магазин, здание администрации, медпункт, дом культуры, жкх). Это были самые разные здания нашей деревни (см. Приложение №6-№16). Предмет исследования: измерения радиоактивного фона. Места основных исследований (точки замеров) определились следующим образом: точка №1.Непосредственно вход в здание или фойе; точка №2. Площадка на первом этаже; точка №3 Самый последний этаж. В домах нестандартной постройки проводились дополнительные измерения. Каждый замер проводился по пять раз в каждой точке исследования, далее высчитывалось среднее арифметическое значение. Время проведения замеров колебалось от 15.00 часов до 16.00 часов. Все исследования проходили в течение трёх месяцев в будние дни по средам и пятницам. По данным измерения радиоактивного фона была построена диаграмма(см.рис.5)

Рис.5. Диаграмма исследовательских данных

Из данных диаграммы видно, что ни одно из жилых и общественных помещений не превышает нормы радиации (внутри 15- 20 мкР/ч).

Также был измерен радиационный фон городов , которые мы часто посещаем это: г. Смоленск, г.Починок и проведены сравнения с нашей деревней д.Плоское. (см.Приложения № 17 ) По данным измерения была построена диаграмма (см. рис.6.)

Рис.6. Диаграмма радиационных измерений.

По данным диаграммы видно, что самый большой радиационный фон в г.Смоленске ,но он не превышает допустимые нормы (25-30мкР/ч).

На основе изученного материала можно сделать вывод: изучив “Нормы радиационной безопасности» [10,с. 125], показания дозиметра внутри зданий (норма 15 – 20 мкР/ч), как известно больше в 1,5 – 2 раза, чем на улице (норма 8 – 12 мкР/ч), мы пришли к выводу: уровень мощности эквивалентной дозы гамма-излучения в нашей деревне во всех исследуемых зданиях находится в пределах нормы (допустимая норма 25 –30 мкР/ч) [12,с 10]. И также радиационный фон на открытой местности не превышает допустимых норм.

Исходя из наших исследований, мы можем жить как в кирпичных, так и в панельных домах, и сильно не переживать о радиационном уровне, когда уходим из дома на работу (в случае, если мы работаем в нашей деревне в изученных нами зданиях). Мы можем посещать г.Смоленск, г.Починок, в которых также радиационный фон на открытой местности не превышает нормы. Будем надеяться, что такая обстановка продержится еще много лет.

Глава VI. Меры защиты

Радиоизлучение действует на живые клетки нашего организма, вызывая в них необратимые изменения. В тяжелых случаях у человека наступает лучевая болезнь. Радиация в организме накапливается постепенно, и далеко не сразу влияние радиации сказывается на здоровье. Последствия облучения – это такие заболевания, как рак, склероз, нарушения в работе половых органов, катаракта, снижение иммунитета. Как защитить организм от пагубного воздействия радиации ?

• Защита временем: сокращение продолжительности работы в поле излучения; чем меньше время пребывания вблизи источника радиации, тем меньше полученная от него доза облучения.

• Защита расстоянием заключается в том, что излучение уменьшается при удалении от компактного источника. То есть если на расстоянии 1 метра от источника радиации дозиметр показывает 1000 микрорентген в час, то на расстоянии 5 метров — около 40 мкР/час, вот почему часто источники радиации так сложно обнаружить. На больших расстояниях они «не ловятся», надо чётко знать место, где искать.

• Защита веществом. Необходимо стремиться к тому, чтобы между Вами и источником радиации было как можно больше вещества. Чем оно плотнее и чем его больше, тем значительнее часть радиации, которую оно может поглотить.

• экранирование источника излучения;

• дистанционное управление;

• использование манипуляторов и роботов;

Для того чтобы уменьшить радиоизлучение действующее на живые клетки нашего организма, рекомендуется следующее: (см. Приложение 4, Приложение 5)

Заключение

Радиация играет огромную роль в развитии цивилизации на данном историческом этапе. Благодаря явлению  радиоактивности был совершен существенный прорыв в области медицины и в различных отраслях промышленности, включая энергетику. Но одновременно с этим стали всё отчётливее проявляться негативные стороны свойств радиоактивных элементов: выяснилось, что воздействие радиационного излучения на организм может иметь трагические последствия. Подобный факт не мог пройти мимо внимания общественности.

Облученность от  естественных  источников  радиации  увеличилась за  последние  десятилетия за  счет  использования  авиатранспорта, испытаний  ядерного  оружия, ввода в строй многочисленных атомных электростанций, широкого использования рентгенодиагностики в медицине, использования радиоизотопов и электронных устройств в быту.

Радиация оказывает  пагубное влияние на здоровье человека, вызывая не только различные заболевания, но и различные генные мутации у будущих поколений. 

Изучив тему реферата «Радиация и её источники. Воздействие радиации на жизнь и здоровье человека, меры защиты», проанализировав статистические данные можно сделать следующие выводы, что:

1. изучение радиации её источников требует необходимости, т.к. её воздействие связано с жизнью людей на планете;

2. следуя мерам защиты от радиации можно справиться с пагубным влиянием радиации на здоровье человека;

3. необходимо выполнять рекомендации по защите от радиации для безопасности жизни и деятельности людей;

4. по мере возможности употреблять продукты, помогающие вывести радиацию из организма человека.

Надо всегда помнить, что не существует безобидных доз радиации, даже малейшее облучение  может повлечь за собой гибель!

Ведите здоровый образ жизни, не пускайте все на самотек, и Здоровье обязательно скажет вам «спасибо»!

Список использованной литературы

1. Авдиенко И.В. и др. – Большая энциклопедия фельдшера и медсестры – М.: Эксмо, 2009г.

2.  Бондин В.И., Лысенко А.В.. Безопасность жизнедеятельности. Ростов Н/Д: «Феникс»,2003г.

3. Быханов А.К. — Популярная медицинская энциклопедия – Ростов н/Д: Владис, 2009г.

4. Гладкий Ю.Н., Лавров С.Б. — Дайте планете шанс!: кн. для учащихся. – М.: Просвещение, 1995г.

5. Доклад о санитарно-эпидемиологической обстановке в Смоленской области

в 2014 году : «Смоленск»- 2014г.

6. Информация об аварии на Чернобыльской АЭС и ее последствиях, подготовленная для МАГАТЭ - Атомная энергия, 1986г.

7. Корешкин И.А., Загарова Е.В — Большая медицинская энциклопедия – М.: ЗАО «ОЛМА Медиа Групп», 2009г.

8. Кукин П.П , Ланин В.Л.,. Подгорных Е.А и др.- М.: Высш. шк., 1999г.

9. Куклев Ю.И. Физическая экология: Учеб. Пособие.2-е изд., испр.- М.: Высш. шк., 2003г.

10. “Нормы радиационной безопасности (НРБ-99).

11. Радиация. Дозы, эффекты, риск: Пер. с англ.- М.: Мир, 1988г.

12. Санитарные правила СП 2.6.1.1292-03”.

13. Федеральный Закон “О радиационной безопасности населения” № 3-ФЗ от 05.12.96.14. Хазов П.Д. Лучевая диагностика. Цикл лекций. Рязань. 2006г.

15. Чуянов В.А. Энциклопедический словарь юного физика – 2-е изд., испр. и доп. – М: Педагогика, 1991г.

infourok.ru

Волны, поля и излучения в повседневной жизни человека

Министерство общего и профессионального образования Ростовской области Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Ростовской области “Белокалитвинский многопрофильный техникум”

Реферат по Физике

на тему:

Волны, поля и излучения в повседневной жизни человека

Тематика работы: Колебания и волны, волновая оптика.

Выполнил: обучающийся ГБПОУ РО “БКМТ” гр. 173 Небыков Андрей СергеевичРуководитель: преподаватель ГБПОУ РО “БКМТ”Самойленко Анна Альбертовна

г. Белая Калитва2018 г.

Содержание

1. Гравитационные волны 3

2. Видимый солнечный свет 7
   1. Инфракрасное излучение 8
   2. Ультрафиолетовое излучение. 9
3. Реликтовое излучение Большого взрыва 10
4. Космические лучи 10
5. Радиационный фон: α-, β- и γ-излучение 11

   1. α-частицы 11

   2. β-излучение 12

   3. γ-излучение 13

   4. Другие источники радиоактивного воздействия на человека. 13

6. Радиоволны 15

7. Электростатическое поле 19

8. Излучения промышленной частоты 20

9. Излучения тела человека 21

Волны, поля и излучения в повседневной жизни человека

От излучения невозможно спрятаться. Где бы не находился человек, на Земле или в космосе, излучение настигнет вас. При этом не все излучения электромагнитные: например, гравитация не имеет отношения к электромагнитным полям, но её гипотетические волны называют излучением.

Гравитация и всемирное тяготение – это одно и то же. Гравитационные волны являются одним из решений теории относительности. Распространяться они должны со скоростью света. Излучает его любое тело, движущееся с переменным ускорением.

Например, планета вокруг Солнца вращается по своей орбите с переменным ускорением, направленным к звезде. И это ускорение постоянно изменяется. Солнечная система излучает энергию порядка нескольких киловатт в гравитационных волнах. Это ничтожная величина, сравнимая с излучением трех старых цветных телевизоров.

Другое дело – два вращающихся вокруг друг друга пульсара (нейтронных звезды). Они вращаются по очень тесным орбитам. Такая «парочка» была обнаружена астрофизиками и наблюдалась долгое время. Объекты готовы были друг на друга упасть, что косвенно свидетельствовало, что пульсары излучают волны пространства-времени, то есть энергию в их поле.

1.1. Открытие и исследование гравитационных волн.

11 февраля 2016-го года международная группа ученых, на пресс-конференции в Вашингтоне объявила об открытии, которое рано или поздно изменит развитие цивилизации. Удалось на практике доказать гравитационные волны или волны пространства-времени. Их существование предсказал еще Альберт Эйнштейн в своей общей теории относительности.

Учёные не торопятся говорить о его практическом применении. Но напоминают, что еще совсем недавно человечество точно также не знало, что делать с электромагнитными волнами, которые в итоге привели к настоящей научно-технической революции.

В сентябре 2015 года, двойная обсерватория LIGO — детекторы Laser Interferometer Gravitational-wave Observatories в Ханфорде, штат Вашингтон, и Ливингстоне, штат Луизиана — одновременно обнаружили слияние двух черных дыр в первую же рабочую сессию, хотя их чувствительность была установлена на 30% от возможной. Слияние двух черных дыр массой в 36 и 29 солнечных, обнаруженное 14 сентября 2015 года, и других черных дыр в 14 и 8 солнечных масс, обнаруженное 26 декабря 2015 года, обеспечило первое определенное и прямое подтверждение существования гравитационных волн. Потребовалось целое столетие, чтобы это сделать. Наконец технологии смогли проверить теорию и подтвердить ее. Но обнаружение этих волн только начало: в астрономии назревает новая эпоха.

101 год назад Эйнштейн выдвинул новую теорию гравитации: общую теорию относительности. Вместе с ней пришло осознание: далекие массы не притягивают подобные мгновенно по всей вселенной, это присутствие материи и энергии деформирует ткань пространства-времени. Эта совершенно новая картина гравитации принесла с собой целый ряд неожиданных последствий, включая гравитационное линзирование, расширяющуюся Вселенной, гравитационное замедление времени и существование нового типа излучения: гравитационных волн. Когда массы движутся или ускоряются относительно друг друга через пространство, реакция самого пространства порождает рябь. Эта рябь движется через пространство со скоростью света и, попадая в итоге в наши детекторы, сообщает нам о далеких событиях посредством гравитационных волн.

Проще всего обнаружить объекты, которые испускают сильные сигналы, а именно:

• крупные массы,

• расположенные на небольшом расстоянии между собой,

• быстро вращающиеся,

• со значительно меняющимися орбитами.

Лучшими кандидатами, очевидно, являются сталкивающиеся, коллапсирующие объекты вроде черных дыр и нейтронных звезд. Частота, на которой можно обнаружить эти объекты, будет примерно равна длине пути детектора (длина рукава, умноженная на число отражений), разделенной на скорость света.

LIGO, с ее 4-километровыми рукавами с тысячами отражений света, может видеть объекты с частотами в миллисекундном диапазоне. Сюда входят сливающиеся черные дыры и нейтронные звезды на последней стадии слияния, а также экзотические события вроде черных дыр или нейтронных звезд, которые поглощают большой кусок вещества и переживают «бульк», становясь более сферическими. Сильно асимметричная сверхновая звезда также может создать гравитационную волну.

По мере того, как LIGO совершенствуется, можно разумно предположить, что за следующие несколько лет будет первое поколение оценок черных дыр звездных масс (от нескольких до сотни солнечных масс). LIGO также должна найти слияния нейтронных звезд с нейтронными звездами; когда обсерватории выйдут на запланированную чувствительность, они смогут наблюдать три-четыре события ежемесячно, если оценки частоты их слияния и чувствительности LIGO верны.

Большие прорывы стоит ожидать вместе с появлением большего числа детекторов. Когда детектор VIRGO в Италии начнет работать, можно точно определять, где в космосе рождаются эти события, а вслед за этим проводить и оптические измерения. За VIRGO последуют гравитационно-волновые интерферометры в Японии и Индии. Через несколько лет наше видение гравитационно-волнового неба выйдет на новый уровень.

Но самые большие успехи начнутся в космосе. В космосе нет ограничений сейсмическим шумом, грохотом грузовиков или тектоникой плит; кривизной Земли, возможной длиной рукавов обсерватории, лишь тихий космический вакуум на фоне. Можно вывести обсерваторию подальше от Земли или даже на орбиту вокруг Солнца, где можно обнаруживать гравитационные волны сверхмассивных черных дыр, включая крупнейшие из известных во Вселенной объекты.

Наконец, можно построить достаточно большую и достаточно чувствительную космическую обсерваторию и увидеть гравитационные волны, оставшиеся от самого Большого Взрыва, непосредственно обнаружить гравитационные возмущения космической инфляции и не только подтвердить наше космическое происхождение, но и доказать, что гравитация сама по себе является квантовой силой природы. В конце концов, эти инфляционные гравитационные волны не могли бы появиться, если бы гравитация сама по себе не была квантовым полем.

В настоящее время не утихают споры относительно того, какая миссия для NASA станет приоритетной в 2030-х годах. Предлагают множество хороших миссий, но отдельно стоит отметить строительство космической гравитационно-волновой обсерватории на орбите вокруг Солнца. Будущее гравитационно-волновой астрономии ограничено лишь тем, что сама Вселенная может нам предоставить, и тем, как много мы на это потратим. Расцвет новой эпохи уже начался. Остается вопрос, насколько ярко засияет это новое поле астрономии.

Солнце излучает электромагнитные волны практически всех длин. Светом является спектр электромагнитных волн, доступных для восприятия глазами. Если посмотреть на шкалу электромагнитных излучений, то видимый свет занимает на ней очень незначительное место. Получается, человеку доступна лишь малая часть из того, что излучается. Важно здесь отметить, что указанный диапазон доступен именно для человека. То есть, возможно, некоторые животные, к примеру, могут видеть недоступное людям, и наоборот. Какое значение для здоровья человека имеет солнечный свет?

Видимый солнечный свет оказывает вполне конкретное влияние на человеческий организм, а именно:

- повышает активность коры головного мозга;

- улучшает работу сердечно-сосудистой системы;

- активизирует обмен веществ.

Кроме видимого света, доля которого составляет лишь 40% в солнечном спектре, солнце посылает к Земле еще инфракрасное и ультрафиолетовое излучение.

2.1. Инфракрасное излучение λ = 750 нм — 1 мм – это электромагнитное излучение, спектр которого лежит между видимым красным светом и микроволновыми радиоволнами. Атомы нагретого тела отдают энергию и излучают тепловые фотоны. Мы его не видим, но чувствуем кожей как тепло. Это то тепло, которое мы ощущаем, находясь под солнцем, тепло радиатора отопительной батареи или лампы накаливания. Человеческая кожа практически полностью задерживает ИК-лучи, они проникают внутрь организма не более чем на 2 сантиметра. Лечебные свойства инфракрасного излучения, широко используются в медицине, обусловлены разницей температур на поверхности кожи, и в ее глубине. Такое тепловое воздействие приводит к активизации системы терморегуляции организма, что имеет ярко выраженное терапевтическое значение для лечения многих заболеваний.

Впервые экспериментально показано, что человек может видеть инфракрасный свет. Те волны, которые мы различаем, лежат в интервале от 400 до 720 нанометров — видимый свет. Инфракрасное излучение в районе 1000. Светочувствительные пигменты в сетчатке обычно не замечают такие волны, ведь у нас в глазах нет встроенных систем ночного видения. Причина в устройстве сетчатки: молекула пигмента улавливает фотоны по одной штуке за один раз, и эти фотоны должны быть вполне определенной энергии — как раз такой, какая есть у фотонов с длиной волн 400–720 нанометров. Инфракрасный свет «менее энергичный». Но уже неоднократно отмечалось, что ученые, работавшие с мощными лазерами инфракрасного излучения, иногда видят зеленые вспышки.

Команда офтальмологов из медицинской школы Университета Вашингтона в Сент-Луисе при поддержке норвежских, швейцарских и польских ученых провела эксперименты с клетками сетчатки, которые облучали пучками инфракрасных фотонов. Если импульсы света идут часто, то светочувствительные пигменты ловят фотоны парами, один за другим, их энергии складываются, и молекулы пигмента переходят в возбужденное состояние. Невидимый свет становится видимым.

2.2. Ультрафиолетовое излучение. В случае с ультрафиолетовым излучением, все несколько сложнее. Дело в том, что УФ-лучи воздействуют на человеческий организм двояко. С одной стороны они являются абсолютно необходимыми для нормального функционирования человеческого организма, а с другой – их переизбыток может привести к угнетению иммунитета и серьезным заболеваниям (вплоть до рака кожи).

Под воздействием ультрафиолетовых лучей человеческий организм вырабатывает витамин D, который принимает активное участие в формировании наших костей, зубов и ногтей, поэтому солнечные ванны рекомендуют людям, страдающим от остеопороза и младенцам, для предотвращения рахита.

Загар – это защитный механизм, придуманный природой для защиты от переизбытка ультрафиолета. Под влиянием солнечного света, кожа начинает выделять пигмент меланин, который затемняет цвет кожи и задерживает ультрафиолетовые лучи. Тем не менее, некоторые люди, в погоне за модным загаром умудряются получить не только солнечные ожоги, но и, в некоторых случаях – меланому (рак кожи).

Солнечный свет улучшает настроение, а значит, является идеальным природным антидепрессантом. Это его свойство широко используется в странах северной Европы, где людям, страдающим от зимних стрессов и депрессий, назначают посещение солярия.

Строго дозированные солнечные ванны также рекомендуют людям с расстройствами эндокринной системы (щитовидной железы, надпочечников и др.), нарушениями обмена веществ и малокровием.

Больше всего излучается видимого света с пиком в жёлто-зелёной части спектра. Оптическое излучение Солнца питает жизнь на нашей планете — как раз эти фотоны улавливают системы фотосинтеза растений.

Реликтовое излучение представляет собой космическое электромагнитное излучение, обладающее высокой степенью изотропности (то есть одинаковостью физических свойств во всех направлениях) и спектром, характерным для абсолютно чёрного тела (такого, которое поглощает всё электромагнитное излучение, ничего не отражая, но способно на самостоятельное излучение). Ценность реликтового излучения в том, что оно является подтверждением теории Большого взрыва и эволюции Вселенной.

Дело в том, что по этой теории на начальном этапе своего существования Вселенная представляла собой плазму из элементарных частиц нескольких видов – электронов, барионов и фотонов. В определённый момент электроны начали соединяться с другими частицами и формировать атомы, что позволило фотонам беспрепятственно распространяться по расширяющейся Вселенной. Это распространение фотонов и является реликтовым излучением, успешно зафиксированным учёными и тем самым косвенно подтвердившим модель расширяющейся Вселенной. Реликтовое излучение является практически ровесником самой Вселенной и не имеет единого источника, как остальные виды электромагнитного излучения

Так вот, эти фотоны, дошедшие до нас сквозь 13,7 миллиарда лет, — обычное электромагнитное излучение микроволновой части спектра с длиной волны 1,9 мм. То есть это миллиметровые радиоволны. Собственно, реликтовое излучение и обнаружили в 1965 году как помехи на астрономической радиоантенне. Для здоровья в наше время и в нашей части Вселенной это излучение совершенно безопасно.

Реликтовое излучение пользуется особым вниманием учёных. И дело здесь не только в его роли в обосновании теории Большого взрыва, реликтовое излучение благодаря своим свойствам оказывает исследователям неоценимую помощь в обнаружении и анализе других явлений, важных для понимания принципов построения и законов построения Вселенной.

Космические лучи − одно из интереснейших явлений природы, изучение которого дало значительные результаты и представляет интерес в связи с актуальными проблемами ядерной физики и астрофизики. Космические лучи были открыты в начале XX века в экспериментах Кольхерстера, Гоккеля, Гесса. Последний высказал гипотезу о существовании особого проникающего, ионизующего излучения, идущего сверху и ослабляющегося вследствие поглощения атмосферой по мере проникновения в нижние слои. Земля бомбардируется прилетающими из космоса частицами высоких энергий. На 90% это протоны, остальное — ядра гелия и некоторых более тяжёлых элементов, около 1% — электроны. Вся эта смесь рождается, например, при взрывах звёзд, столкновениях галактик, вспышках на Солнце. До уровня моря долетает лишь 0,05% первичных космических лучей, остальное задерживает магнитное поле Земли и атмосфера. Каждая частица, влетающая в атмосферу, вызывает так называемый широкий атмосферный ливень— поток электронов, позитронов, мюонов, фотонов, протонов. До нас эти ливни добираются ослабевшими и безопасными.

Вокруг и внутри нас всё понемногу фонит. Воздух, земля, стены зданий, бумага, — всё-всё понемногу испускает ионизирующее излучение. Состоит оно из частиц, фотонов высоких энергий, электронов.

5.1. α-частицы. α-частицы – положительно заряженные ядра гелия, обладающие высокой энергией. Когда α-частица проходит в непосредственной близости от электрона, она притягивает его и может вырвать с нормальной орбиты. Атом теряет электрон и таким образом преобразуется в положительно заряженный ион. Так α-частицы обычно ионизируют вещество. Ионизация атома требует приблизительно 30–35 эВ энергии.

В воздухе пробег α-частицы равен нескольким сантиметрам. Толстый лист бумаги остановит частицу полностью. В тканях тела человека пробег частицы – менее 0,7 мм. α-излучение, воздействующее на незащищенную часть тела, не может проникнуть даже через внешний слой клеток кожи и не причиняет вреда организму. Поэтому альфа-излучение опасно только тогда, когда альфа-частицы попадают внутрь организма (с воздухом, питьевой водой и пищевыми продуктами) и напрямую воздействуют на клетки органов, вызывая их повреждения.

5.2. β-излучение. β-излучение - это процесс испускания электронов непосредственно из ядра атома. Электрон в ядре создается при распаде нейтрона на протон и электрон. Протон остается в ядре, в то время как электрон испускается в виде β- излучения. Вылетевший из ядра электрон (β- частица) выбивает один из орбитальных электронов стабильного химического элемента. Эти два электрона имеют одинаковый электрический заряд и массу. Поэтому, встретившись, электроны оттолкнутся друг друга, изменив свои первоначальные направления движения. Когда атом теряет электрон, то он превращается в положительно заряженный ион. Проникающая способность β-частицы значительно больше, чем α-частицы, потому что электрический заряд β-частицы - вдвое меньше заряда α-частицы. Кроме того, масса β-частицы - приблизительно в 7000 раз меньше массы α-частицы. Из-за ее маленькой массы и маленького заряда ионизация, вызванная β-частицей меньше, и, как следствие, энергия β-частицы расходуется на более значительном расстоянии. Проникающая способность β-частицы в воздухе изменяется от 0,1 до 20 метров в зависимости от начальной энергии частицы. В большинстве случаев средства индивидуальной защиты и обувь обеспечивают достаточную защиту от внешнего облучения организма β-частицами. Большой риск облучения β-частицами связан с попаданием их внутрь организма при приеме пищи.

5.3. γ-излучение. γ-излучение это - электромагнитное (фотонное) излучение, состоящее из γ-квантов и испускаемое при переходе ядер из возбужденного состояния в основное при ядерных реакциях или аннигиляции частиц. Это излучение имеет высокую проникающую способность вследствие того, что оно обладает значительно меньшей длиной волны, чем свет и радиоволны. Энергия γ-излучения может достигать больших величин, а скорость распространения γ- квантов равна скорости света. Как правило, γ-излучение сопутствует α и β-излучениям, так как в природе практически не встречаются атомы, излучающие только γ-кванты. γ-излучение сходно с рентгеновским излучением, но отличается от рентгеновского излучения природой происхождения, длиной электромагнитной волны и частотой. -излучение, проходящее через вещество, имеет возможность ионизировать это вещество, передавая свою энергию электронам атомов, составляющих его. Энергия излучения постепенно уменьшается. Поскольку - излучение не имеет никакого электрического заряда, его способность ионизировать атомы вещества намного меньше, чем у α- и β-излучения.

Защититься от воздействия γ-излучения сложнее, чем от воздействия α- и β-частиц. Проникающая способность его очень высока, и γ-излучение способно насквозь пронизывать живую человеческую ткань. Толщина материала, требуемого, чтобы уменьшить излучение в два раза - называется слоем половинного ослабления. Толщина слоя половинного ослабления, естественно, изменяется в зависимости от применяемого материала защиты и энергии излучения. Уменьшить мощность γ-излучения на 50% могут, например, 1 см свинца, 5 см бетона, или 10 см воды

5.4. Другие источники радиоактивного воздействия на человека.

5.4.1.Уголь. Подобно большинству других природных материалов, содержит ничтожные количества первичных радионуклидов. Радионуклиды извлеченные вместе с углем из недр земли, после сжигания угля попадают в окружающую среду, и могут служить источником облучения людей. Концентрация радионуклидов в разных угольных пластах различается в сотни раз, в основном уголь содержит меньше радионуклидов, чем земная кора в среднем. При сжигании угля большая часть его минеральных компонентов спекается в шлак или золу, куда в основном и попадают радиоактивные вещества.

На приготовление пищи и отопление жилых домов расходуется меньше угля, но зато больше зольной пыли летит в воздух в пересчете на единицу топлива. Таким образом, из печек и каминов всего мира вылетает в атмосферу зольной пыли, возможно, не меньше, чем из труб электростанции. Кроме того, в отличии от большинства электростанций жилые дома имеют относительно невысокие трубы и расположены обычно в центре населенных пунктов, поэтому большая часть загрязнений попадает непосредственно на людей.

До последнего времени на это обстоятельство почти не обращали внимания, но по весьма предварительной оценке из-за сжигания угля в домашних условиях для приготовления пищи и обогревания жилищ во всем мире в 1979 году ожидаемая коллективная эффективная эквивалентная доза облучения населения Земли возросла на 100 000 чел-Зв. Не много известно также о вкладе облучения населения от зольной пыли, собираемой очистными устройствами. В некоторых странах более трети ее используется в хозяйстве. Все эти применения могут привести к увеличению радиационного облучения, но сведений по этим вопросам публикуется крайне мало.

5.4.2.Термальные водоемы. Некоторые страны эксплуатируют подземные резервуары пара и горячей воды для производства электроэнергии и отопления домов; один такой источник вращает турбины электростанции в Лардерелло в Италии с начала двадцатого века. Измерения эмиссии радона на этой и еще на двух, значительно более мелких, электростанциях в Италии показали, что на каждый гигаватт-год вырабатываемой ими электроэнергии приходится ожидаемая коллективная эффективная эквивалентная доза 6 чел-Зв, т.е. в три раза больше аналогичной дозы облучения электростанций, работающих на угле. Однако, поскольку в настоящее время суммарная мощность энергетических установок, работающих на геотермальных источниках, составляет всего 0,1% мировой мощности, геотермальная энергетика вносит ничтожный вклад в радиационное облучение населения. Но этот вклад может стать весьма весомым, поскольку ряд данных свидетельствует о том, что запасы этого вида энергетических ресурсов очень велики.

5.4.3. Внутреннее облучение. В среднем примерно 2/3 эффективной эквивалентной дозы облучения, которую человек получает от естественных источников радиации, поступавших в организм с пищей, водой и воздухом. Совсем небольшая часть этой дозы приходится на радиоактивные изотопы типа углерода- 14 и трития, которые образуются под воздействием космической радиации. Все остальное поступает от источников земного происхождения. В среднем человек получает около 180 микрозивертов в год, за счет калия-40, который усваивается организмом вместе с нерадиоактивными изотопами калия, необходимыми для жизнедеятельности организма. Однако, значительно большую дозу внутреннего облучения человек получает от нуклидов радиоактивного ряда урана-238 и в меньшей степени от радионуклидов рада тория-232. Некоторые из них, например нуклиды свинца-210 и полония-210, поступают в организм с пищей. Они концентрируются в рыбе и моллюсках, поэтому люди, потребляющие много рыбы и других даров моря, могут получить относительно высокие дозы облучения. Десятки тысяч людей на Крайнем Севере питаются в основном мясом северного оленя (карибу), в котором оба упомянутых выше радиоактивных изотопа присутствуют в довольно высокой концентрации. Эти изотопы попадают в организм оленя зимой, когда они питаются лишайниками, в которых накапливаются оба изотопа. А в другом полушарии люди, живущие в Западной Австралии в местах с повышенной концентрацией урана, получают дозы облучения, в 75 раз превосходящие средний уровень, поскольку едят мясо и требуху овец и кенгуру. Прежде чем попасть в организм человека, радиоактивные вещества, как и в рассмотренных выше случаях, проходят по сложным маршрутам в окружающей среде, и это приходится учитывать при оценке доз облучения, полученных от какого-либо источника.

5.4.4. Внешнее облучение. Радиоактивные элементы, содержащиеся в строительных материалах, из которых сооружены наши дома, испускают лучи, образуя внешний источник гамма-радиации. Большинство строительных материалов непосредственно являются природными компонентами экосистемы и поэтому имеют свои специфические радиационные свойства. Например, все строительные материалы минерального состава содержат в различном количестве химические элементы, изотопы которых радиоактивны. Наиболее опасными в этом отношении могут быть строительные материалы из природного камня и материалы на основе минеральных вяжущих. Кроме того, необходимо знать, что для одного и того же вида материала показатели по радиоактивности могут отличаться в зависимости от местоположения месторождения, поэтому возможен некоторый разброс данных от средних фоновых значений. Радиационную активность СМ можно прогнозировать по их химическому составу и содержанию в них называемых элементов тяжелых металлов, изотопы которых наиболее радиационно активны.

Что такое радиоволны? Это электромагнитное излучение, при помощи которого в радиосетях происходит передача данных. Оно переносит энергию через пространство. Длина волны имеет очень большой диапазон, она распространяется со скоростью света (300 000 км/сек). Частотам радиоволн присваивают условные названия. Они зависят от их длины и распределяются между определенными службами.

Радиоволны были открыты в 1887 году Генрихом Герцом, и с тех пор единица измерения частоты волн носит его имя. Радиоволны мы не видим, но они повсюду: солнечные, атмосферные, галактические, внегалактические… А в 1895 году инженер Гульельмо Маркони передал радиосигнал на расстояние в 1,5 километра, и Земля взорвалась техногенным радиоэфиром, отчего мы до сих пор полагаем, что нас заметят инопланетяне. Сейчас техногенное радиоизлучение Земли — радары, радиовещание, телевидение, интернет — многократно превышает естественный фон. Множество исследований проводилось разными государствами, их число измеряется десятками тысяч. Однако, однозначного ответа о том, что вредное влияние радиоволн на здоровье человека имеет место быть, до сих пор получить не удалось.

По каким параметрам различается воздействие радиоволн на организм?

1. Термическое действие можно объяснить на примере человеческого тела: встречая на пути препятствие – тело человека, волны проникают в него. У человека они поглощаются верхним слоем кожи. При этом, образуется тепловая энергия, которая выводится системой кровообращения.

2. Нетермическое действие радиоволн. Типичный пример – волны, исходящие от антенны мобильного телефона. Здесь можно обратить внимание на опыты, проводимые учеными с грызунами. Они смогли доказать воздействие на них нетермических радиоволн. Однако, не сумели доказать их вред на организм человека. Чем успешно и пользуются и сторонники, и противники мобильной связи, манипулируя сознанием людей.

Влияние радиоволн на организм человека

Кожный покров человека, точнее, его внешние слои, абсорбирует (поглощает) радиоволны, вследствие чего выделяется тепло, которое абсолютно точно можно зафиксировать экспериментально. Максимально допустимое повышение температуры для человеческого организма составляет 4 градуса. Из этого следует, что для серьёзных последствий человек должен подвергаться продолжительному воздействию довольно мощных радиоволн, что маловероятно в повседневных бытовых условиях.

Впрочем, отдельные части тела (к примеру, глазные яблоки) вследствие меньшего снабжения кровью менее приспособлены к отводу тепла.

Нетепловые эффекты от воздействия радиоволн также часто указываются в качестве возможных вредных факторов влияния на здоровье человека. Среди вероятных негативных эффектов озвучивают ухудшение кровообращения, затруднение деятельности головного мозга и даже генетические мутации. Кое-какие из этих предположений доказаны экспериментально, но дело заключается в том, что испытания проводились либо на животных, либо на клеточных культурах. Соответственно, вопрос о вредности нетермических эффектов от радиоволн для человека остаётся открытым.

Много говорится в околонаучных и научных кругах и о помехах, которые радиоволны могут создавать для электроприборов.

Широко известно, что электромагнитное излучение препятствует качественному приёму телесигнала. Смертельно опасны радиоволны для владельцев электрических кардиостимуляторов – последние имеют чёткий пороговый уровень, выше которого электромагнитное излучение, окружающее человека, подниматься не должно.

Все приборы, позиционируемые производителями как защищающие от вредного воздействия радиоволн, на практике бесполезны. Единственно правильным способом является нахождение на максимально возможном расстоянии от передающей антенны. Установлено, что приближение к источнику излучения на близкое расстояние увеличивает дозу облучения чуть ли не в геометрической прогрессии.

Объекты, являющиеся излучателями радиоволн с которыми человек сталкивается в процессе своей жизнедеятельности:

• мобильные телефоны;

• радиопередающие антенны;

• радиотелефоны системы DECT;

• сетевые беспроводные устройства;

• бытовые электроприборы;

• высоковольтные линии электропередач.

Мобильные телефоны Частота волн, излучаемых «мобильниками», различается в зависимости от используемого стандарта мобильной связи: от 880 до 2170 МГц. У телефонов, работающих по стандарту GSM-900, мощность излучения не превышает 2 Вт, а по стандарту GSM-900 – 1 Вт. Частота модуляции стандарта GSM составляет 217 Гц, стандарт CDMA же работает в непульсирующем режиме. Человек, говорящий по мобильному телефону, наверняка замечает, что у него нагревается ухо. Сила нагрева зависит от типа телефона и его антенны, а также мощности излучения. Степень такого излучения контролируется по специальному показателю SAR. Согласно нему, предельно допустимое значение мощности составляет 2 Вт на килограмм живого веса. Наиболее подвержены воздействию излучения от мобильных телефонов глаза. В 2003 году исследования шведских учёных доказали, что радиоизлучение повреждает нервные клетки головного мозга и нарушает его токи. Немецкое федеральное ведомство по защите от радиоизлучений, правда, заявило, что не признаёт этих выводов, так как располагает другими данными. Также, исследования компании Interphone позволили утверждать, что между использованием мобильной связи и риском развития рака головного мозга нет никакой взаимосвязи. Не получили никаких весомых доказательств и предположения о том, что радиоволны, генерируемые мобильными телефонами, несут опасность для функциональности сперматозоидов и вызывают нарушения цепочек ДНК. В России для определения максимально возможной мощности излучения мобильных телефонов существует понятие значения Плотности потока энергии (ППЭ), которое не должно превышать 500 мкВт на кв. см. Для минимизации вредного воздействия телефонов на организм, специалисты рекомендуют выбирать модели с меньшей мощностью излучения и использовать беспроводные гарнитуры.

Радиопередающие антенны. Антенны, в основном, обладают мощностью излучения до 100 Вт. Предельно допустимые значения сводят к минимуму их вредное термическое воздействие. Австрийские медики заявляли, что имеется корреляция между мощностью используемых антенн и жалобами на головную боль от проживающих в округе людей. Другая же группа учёных из Германии установила, что более склоны страдать от болей в голове как раз те люди, которые верят во вред радиоволн, испускаемых антеннами. Радиотелефоны системы DECT. Подобные радиотелефоны имеет рабочую частоту от 1880 до 1900 МГц. При максимальной плотности излучения в 250 мВт, показатель ППЭ для них равен 20 мкВт/кв. см. Современные модели гораздо лучше, нежели ранние, защищают человека от вредного воздействия радиоволн, снижая мощность излучения до безопасного уровня. Импульсы, генерируемые радиотелефоном настолько коротки во времени, что не могут причинять термического воздействия. Как и в случае с мобильными аналогами, радиотелефоны не удалось «обвинить» в возникновении рака головного мозга. Предельно допустимые значения, требуемые для радиотелефонов, не отличаются от подобных ограничений, накладываемых на мобильные телефоны.

Сетевые беспроводные устройства. Устройства WLAN используют различную частоту, при её значении в 2400 МГц максимальная мощность излучения составляет 0,1 Вт, а при 5400 МГц – 1 Вт. Термическое воздействие на организм человека, учитывая удалённость устройств от тела, маловероятно. Биологи утверждают, что волны, генерируемые сетевыми беспроводными устройствами, «перекрывают» диапазон альфа-волн человеческого мозга, но конкретных доказательств вредного воздействия найдено не было. Максимально допустимый уровень излучения WLAN-устройств составляет 0,08 Вт на килограмм живого веса.

Бытовые электроприборы. Собственно, радиоволны вызывают не сами приборы, а их электропровода, особенно опасны в этом плане электродрели, пылесосы, отопительные приборы и телевизоры с кинескопами. Частота волн, исходящих от шнуров питания составляет 50 Гц. Напряжённость электромагнитного поля вокруг работающих приборов возрастает в случае нахождения поблизости других устройств, потребляющих электроэнергию. Влияние подобных волн на функции головного мозга и риска развития рака грудной железы, несмотря на проводимые исследования, доказано не было.

Как можно защититься? И все же, люди не ждут, когда ученые докажут им негативное влияние радиоволн на организм, они ищут способы защититься от него. При этом особо эффективных способов пока не существует. Единственный действенный метод – находиться от них дальше. Доза излучения снижается пропорционально расстоянию: тем меньше, чем дальше от излучателя находится человек.

Действие электростатического поля на организм человека

Электростатические заряды, возникающие на поверхностях некоторых материалов, как жидких, так и твердых, вследствие электризации образуют электростатическое поле (ЭСП).

Электростатические заряды возникают при трении двух диэлектрических или диэлектрического и проводящего материалов, если последний изолирован от земли. При разделении двух диэлектрических материалов происходит разделение электрических зарядов. Материал, имеющий большую диэлектрическую проницаемость, заряжается положительно, а меньшую – отрицательно. Чем больше различаются диэлектрические свойства материалов, тем интенсивнее происходит разделение и накопление зарядов.

Электростатическое поле большой напряженности способно изменять и прерывать клеточное развитие, вызывать катаракту с последующим помутнением хрусталика.

К воздействию электростатического поля наиболее чувствительны ЦНС, сердечно-сосудистая система, анализаторы. Люди жалуются на раздражительность, головную боль, нарушение сна, снижение аппетита и др. Длительное пребывание человека в условиях, когда напряженность ЭСП имеет величину более 1 кВ/м, вызывает нервно-эмоциональное напряжение, утомление, снижение работоспособности, нарушение суточного биоритма, снижение адаптационных резервов организма. Характерны своеобразные “фобии”, обусловленные страхом ожидаемого разряда. Склонность к фобиям обычно сочетается с повышенной эмоциональной возбудимостью.

ЭМП в диапазоне частот от 0 до 3000 Гц условно называют электромагнитными полями промышленной частоты. Источники электромагнитных излучений промышленной частоты — это в первую очередь системы передачи и распределения электроэнергии (электростанции, трансформаторные подстанции, линии электропередачи, электросети административных зданий и др.), а также электрооборудование (электродвигатели, контроллеры, щиты и др.) и электропроводка производственного оборудования.

Высоковольтные линии электропередач.

Мощными источниками излучения электромагнитной энергии являются провода высоковольтных линий электропередач (ЛЭП) промышленной частоты 50 Гц. Мощность генерируемых волн зависит от силы напряжения, при 400 кВ она не превышает 60 мкТл. Напряженность ЭМП непосредственно над проводами и в определенной зоне вдоль трассы ЛЭП может значительно превышать ПДУ электромагнитной безопасности населения.

Воздействие ЭМП промышленной частоты на организм человека. Эффект взаимодействия тканей тела человека с электромагнитным полем зависит от поглощенной тканями за определенное время энергии поля, т.е. дозы облучения. В основе взаимодействия лежит эффект преобразования энергии поля внутри организма в тепло. Воздействие ЭМИ особенно вредно для тканей с недостаточным кровообращением (глаза, мозг, почки, желудок, желчный пузырь и мочевой пузырь).

В условиях постоянного воздействия на рабочем месте ЭМП промышленных частот, превышающих предельно допустимые уровни, у работников могут наблюдаться: нарушения функций иммунной, сердечнососудистой и дыхательной систем, пищеварительного тракта, изменения в крови. Возможны последствия на генетическом уровне. При местном воздействии ЭМП (прежде всего на руки) проявляются ощущение зуда, бледность, синюшность, отечность, уплотнение, а иногда ороговение кожных покровов.

Человек как биологическое тело, имеющее температуру в интервале от 31 до 42°С, является источником преимущественно ИК излучения. Основная часть собственного излучения кожи человека приходится на диапазон волн с длиной от 4 до 50 мкм.

Картинка с тепловизора.

Исследования показали, что в длинноволновой ИК области (8-14 мкм) кожа человека излучает как абсолютно черное тело независимо от возраста, степени пигментации и других особенностей. Поэтому коэффициент излучения кожи человека можно считать равным единице. На практике доказано, что различие между характеристиками излучения кожи человека и абсолютно черного тела все же существует, но оно невелико и зависит, в основном, от влияния окружающего фона.

Любое нагретое тело, имеющее температуру выше абсолютного нуля (273оК), в том числе организм человека, излучает электромагнитные волны в широком спектре частот. Физическая сущность теплового радиоизлучения заключается в наличии заряженных частиц (электроны, ионы), которые находятся в хаотическом движении и обладают свойствами электрической или магнитной полярности. Интенсивность теплового излучения тела человека в сверхвысокочастотном (СВЧ) диапазоне на несколько порядков меньше, чем в ИК части спектра. В частности, на длине волны 17 см она меньше в 10 раз, поэтому для регистрации тепловых сигналов в этом диапазоне требуется аппаратура с более высокой чувствительностью. Преимуществом данного диапазона измерений является то, что глубина проникновения излучения гораздо больше, и можно получать данные о температурных параметрах от внутренних органов и структур тела человека.

Человеческое ухо способно улавливать звуки, частота которых находится в пределах диапазона 16-20000 колебаний в секунду. Низкочастотные (инфразвук; частота менее 16 колебаний в секунду) и высокочастотные звуковые волны (ультразвук; частота колебаний более 20 тысяч в секунду) не воспринимаются слуховым аппаратом.

Инфразвук — колебания частотой ниже 20 Гц.

Инфразвук содержится в шуме атмосферы, леса и моря. Источником инфразвуковых колебаний являются грозовые разряды (гром), а также взрывы и орудийные выстрелы. В земной коре наблюдаются сотрясения и вибрации инфразвуковых частот от самых разнообразных источников, в том числе от взрывов обвалов и транспортных возбудителей. Для инфразвука характерно малое поглощение в различных средах вследствие чего инфразвуковые волны в воздухе, воде и в земной коре могут распространяться на очень далёкие расстояния.

Подавляющее число современных людей не слышат акустические колебания частотой ниже 40 Гц. Инфразвук может вселить в человека такие чувства как тоска, панический страх, ощущение холода, беспокойство, дрожь в позвоночнике. Люди, подвергшиеся воздействию инфразвука, испытывают примерно те же ощущения, что и при посещении мест, где происходили встречи с призраками. Попадая в резонанс с биоритмами человека, инфразвук особо высокой интенсивности может вызвать мгновенную смерть.

Что представляет собой ультразвук?

Ультразвук широко используется в различных отраслях промышленности, медицине, биологии, современной военной технике, народном хозяйстве, в производстве отдельных лекарственных препаратов, в физике и в повседневной жизни. Ультразвук представляет собой высокочастотную звуковую волну (частота его колебаний превышает десятки и сотни тысяч герц), способную распространяться в жидкости, твердых материалах, а также в газообразной среде, благодаря действию упругих сил. Ультразвук имеет как искусственное, так и естественное происхождение.

В природе органами чувств, позволяющими воспроизводить и воспринимать колебания, создаваемые ультразвуковой волной, наделены летучие мыши, дельфины, киты, бабочки, кузнечики, саранча, сверчки, некоторые виды птиц и рыб. Благодаря этому они могут хорошо ориентироваться в пространстве, в том числе и в ночное время, и общаться со своими сородичами. Киты и дельфины могут посылать информацию на десятки тысяч километров. Также способны улавливать ультразвук кошки и собаки. На скорость распространения и интенсивность ультразвука оказывают непосредственное влияние свойства вещества, в котором он распространяется: удаляясь от источника в воздухе, звук ослабевает довольно быстро; и, напротив, в жидкостях и при прохождении через твердое вещество его сила снижается медленно. В отличие от обычных звуков, распространяющихся от источника сразу во всех направлениях, ультразвук представляет собой волну в виде узкого луча.

Воздействие ультразвука на человеческий организм

Аналогичным образом ультразвук воздействует и на человека. Во время проведения экспериментов в ладонь, сложенную в виде чаши, наливали воду, а затем испытуемый погружал руку в ультразвуковое поле. При этом у него возникали неприятные болезненные ощущения.

Ультразвук также способен оказывать стимулирующее действие на течение обменных процессов и нервно-рефлекторное действие. Ультразвук вызывает изменения не только в тех органах, на которые им воздействуют, но и на другие ткани и органы. При этом длительное и интенсивное его воздействие приводит к разрушению гибели клеток. Это связано с тем, что под воздействием ультразвука в жидкостях организма образовываются полости (это явление носит название «кавитация»), вследствие чего ткани отмирают. Воздействие ультразвука на белок приводит к нарушению структуры его частиц и их распаду. Под воздействием ультразвука разрушаются лейкоциты и эритроциты крови, а ее вязкость и свертываемость значительно возрастает, кроме того, ускоряется РОЭ. Ультразвук оказывает угнетающее действие на дыхание клетки, уменьшает количество потребляемого ею кислорода, а также способствует инактивации отдельных ферментов и гормонов.

Воздействие ультразвука высокой интенсивности способно привести к следующим последствиям для человека: облысению; возникновению сильного болевого синдрома; помутнению роговицы и хрусталика глаза; гемолизу; повышению содержания в крови холестерина, мочевой и молочной кислоты; мелким кровоизлияниям в различных тканях и органах организма; серьезным нарушениям со стороны слуха; разрушению клеток кортиева органа; разрушению нервных клеток; патологическому развитию и разрушению костной ткани. В результате длительного воздействия ультразвуком возникают повышенная сонливость, быстрая утомляемость, головокружения, проявления вегетососудистой дистонии (нарушения памяти, расстройства сна, нерешительность, апатия, пугливость, снижение аппетита, склонность к депрессивным состояниям и т.д.).

11. Список используемой литературы

1. http://medbe.ru/news/nauka-i-tekhnologii/vliyanie-radiovoln-na-organizm-cheloveka/© medbe.ru

2. http://zdorovi.net/prochee/vozdejstvie-ultrazvuka-na-cheloveka.html

3. http://kot.sh

4. http://wikinauka.ru/fizika/суть-гравитационных-волн-простыми.html

5. http://nlo-mir.ru/chudesa-nauki/39010-o-gravitacionnyh-volnah.html

6. http://studopedia.ru/7_99752_vliyanie-infrakrasnogo-izlucheniya-na-organizm-cheloveka.html

7. http://mir-znaniy.com/reliktovoe-izluchenie-bolshogo-vzryiva/

8. http://www.chuchotezvous.ru/universe-evolution/202.html

9.http://studme.org/15341220/bzhd/deystvie_elektrostaticheskogo_polya_organizm_cheloveka_ego_normirovanie

10. http://www.unn.ru/chem/ism/files/Radioactivity_in_the_environment.pdf

10

multiurok.ru

Волны, поля и излучения в повседневной жизни человека

Министерство общего и профессионального образования Ростовской области Государственное бюджетное профессиональное образовательное учреждение Ростовской области “Белокалитвинский многопрофильный техникум”

Реферат по Физике

на тему:

Волны, поля и излучения в повседневной жизни человека

Тематика работы: Колебания и волны, волновая оптика.

Выполнил: обучающийся ГБПОУ РО “БКМТ” гр. 173 Небыков Андрей СергеевичРуководитель: преподаватель ГБПОУ РО “БКМТ”Самойленко Анна Альбертовна

г. Белая Калитва2018 г.

Содержание

1. Гравитационные волны 3

2. Видимый солнечный свет 7
   1. Инфракрасное излучение 8
   2. Ультрафиолетовое излучение. 9
3. Реликтовое излучение Большого взрыва 10
4. Космические лучи 10
5. Радиационный фон: α-, β- и γ-излучение 11

   1. α-частицы 11

   2. β-излучение 12

   3. γ-излучение 13

   4. Другие источники радиоактивного воздействия на человека. 13

6. Радиоволны 15

7. Электростатическое поле 19

8. Излучения промышленной частоты 20

9. Излучения тела человека 21

Волны, поля и излучения в повседневной жизни человека

От излучения невозможно спрятаться. Где бы не находился человек, на Земле или в космосе, излучение настигнет вас. При этом не все излучения электромагнитные: например, гравитация не имеет отношения к электромагнитным полям, но её гипотетические волны называют излучением.

Гравитация и всемирное тяготение – это одно и то же. Гравитационные волны являются одним из решений теории относительности. Распространяться они должны со скоростью света. Излучает его любое тело, движущееся с переменным ускорением.

Например, планета вокруг Солнца вращается по своей орбите с переменным ускорением, направленным к звезде. И это ускорение постоянно изменяется. Солнечная система излучает энергию порядка нескольких киловатт в гравитационных волнах. Это ничтожная величина, сравнимая с излучением трех старых цветных телевизоров.

Другое дело – два вращающихся вокруг друг друга пульсара (нейтронных звезды). Они вращаются по очень тесным орбитам. Такая «парочка» была обнаружена астрофизиками и наблюдалась долгое время. Объекты готовы были друг на друга упасть, что косвенно свидетельствовало, что пульсары излучают волны пространства-времени, то есть энергию в их поле.

1.1. Открытие и исследование гравитационных волн.

11 февраля 2016-го года международная группа ученых, на пресс-конференции в Вашингтоне объявила об открытии, которое рано или поздно изменит развитие цивилизации. Удалось на практике доказать гравитационные волны или волны пространства-времени. Их существование предсказал еще Альберт Эйнштейн в своей общей теории относительности.

Учёные не торопятся говорить о его практическом применении. Но напоминают, что еще совсем недавно человечество точно также не знало, что делать с электромагнитными волнами, которые в итоге привели к настоящей научно-технической революции.

В сентябре 2015 года, двойная обсерватория LIGO — детекторы Laser Interferometer Gravitational-wave Observatories в Ханфорде, штат Вашингтон, и Ливингстоне, штат Луизиана — одновременно обнаружили слияние двух черных дыр в первую же рабочую сессию, хотя их чувствительность была установлена на 30% от возможной. Слияние двух черных дыр массой в 36 и 29 солнечных, обнаруженное 14 сентября 2015 года, и других черных дыр в 14 и 8 солнечных масс, обнаруженное 26 декабря 2015 года, обеспечило первое определенное и прямое подтверждение существования гравитационных волн. Потребовалось целое столетие, чтобы это сделать. Наконец технологии смогли проверить теорию и подтвердить ее. Но обнаружение этих волн только начало: в астрономии назревает новая эпоха.

101 год назад Эйнштейн выдвинул новую теорию гравитации: общую теорию относительности. Вместе с ней пришло осознание: далекие массы не притягивают подобные мгновенно по всей вселенной, это присутствие материи и энергии деформирует ткань пространства-времени. Эта совершенно новая картина гравитации принесла с собой целый ряд неожиданных последствий, включая гравитационное линзирование, расширяющуюся Вселенной, гравитационное замедление времени и существование нового типа излучения: гравитационных волн. Когда массы движутся или ускоряются относительно друг друга через пространство, реакция самого пространства порождает рябь. Эта рябь движется через пространство со скоростью света и, попадая в итоге в наши детекторы, сообщает нам о далеких событиях посредством гравитационных волн.

Проще всего обнаружить объекты, которые испускают сильные сигналы, а именно:

• крупные массы,

• расположенные на небольшом расстоянии между собой,

• быстро вращающиеся,

• со значительно меняющимися орбитами.

Лучшими кандидатами, очевидно, являются сталкивающиеся, коллапсирующие объекты вроде черных дыр и нейтронных звезд. Частота, на которой можно обнаружить эти объекты, будет примерно равна длине пути детектора (длина рукава, умноженная на число отражений), разделенной на скорость света.

LIGO, с ее 4-километровыми рукавами с тысячами отражений света, может видеть объекты с частотами в миллисекундном диапазоне. Сюда входят сливающиеся черные дыры и нейтронные звезды на последней стадии слияния, а также экзотические события вроде черных дыр или нейтронных звезд, которые поглощают большой кусок вещества и переживают «бульк», становясь более сферическими. Сильно асимметричная сверхновая звезда также может создать гравитационную волну.

По мере того, как LIGO совершенствуется, можно разумно предположить, что за следующие несколько лет будет первое поколение оценок черных дыр звездных масс (от нескольких до сотни солнечных масс). LIGO также должна найти слияния нейтронных звезд с нейтронными звездами; когда обсерватории выйдут на запланированную чувствительность, они смогут наблюдать три-четыре события ежемесячно, если оценки частоты их слияния и чувствительности LIGO верны.

Большие прорывы стоит ожидать вместе с появлением большего числа детекторов. Когда детектор VIRGO в Италии начнет работать, можно точно определять, где в космосе рождаются эти события, а вслед за этим проводить и оптические измерения. За VIRGO последуют гравитационно-волновые интерферометры в Японии и Индии. Через несколько лет наше видение гравитационно-волнового неба выйдет на новый уровень.

Но самые большие успехи начнутся в космосе. В космосе нет ограничений сейсмическим шумом, грохотом грузовиков или тектоникой плит; кривизной Земли, возможной длиной рукавов обсерватории, лишь тихий космический вакуум на фоне. Можно вывести обсерваторию подальше от Земли или даже на орбиту вокруг Солнца, где можно обнаруживать гравитационные волны сверхмассивных черных дыр, включая крупнейшие из известных во Вселенной объекты.

Наконец, можно построить достаточно большую и достаточно чувствительную космическую обсерваторию и увидеть гравитационные волны, оставшиеся от самого Большого Взрыва, непосредственно обнаружить гравитационные возмущения космической инфляции и не только подтвердить наше космическое происхождение, но и доказать, что гравитация сама по себе является квантовой силой природы. В конце концов, эти инфляционные гравитационные волны не могли бы появиться, если бы гравитация сама по себе не была квантовым полем.

В настоящее время не утихают споры относительно того, какая миссия для NASA станет приоритетной в 2030-х годах. Предлагают множество хороших миссий, но отдельно стоит отметить строительство космической гравитационно-волновой обсерватории на орбите вокруг Солнца. Будущее гравитационно-волновой астрономии ограничено лишь тем, что сама Вселенная может нам предоставить, и тем, как много мы на это потратим. Расцвет новой эпохи уже начался. Остается вопрос, насколько ярко засияет это новое поле астрономии.

Солнце излучает электромагнитные волны практически всех длин. Светом является спектр электромагнитных волн, доступных для восприятия глазами. Если посмотреть на шкалу электромагнитных излучений, то видимый свет занимает на ней очень незначительное место. Получается, человеку доступна лишь малая часть из того, что излучается. Важно здесь отметить, что указанный диапазон доступен именно для человека. То есть, возможно, некоторые животные, к примеру, могут видеть недоступное людям, и наоборот. Какое значение для здоровья человека имеет солнечный свет?

Видимый солнечный свет оказывает вполне конкретное влияние на человеческий организм, а именно:

- повышает активность коры головного мозга;

- улучшает работу сердечно-сосудистой системы;

- активизирует обмен веществ.

Кроме видимого света, доля которого составляет лишь 40% в солнечном спектре, солнце посылает к Земле еще инфракрасное и ультрафиолетовое излучение.

2.1. Инфракрасное излучение λ = 750 нм — 1 мм – это электромагнитное излучение, спектр которого лежит между видимым красным светом и микроволновыми радиоволнами. Атомы нагретого тела отдают энергию и излучают тепловые фотоны. Мы его не видим, но чувствуем кожей как тепло. Это то тепло, которое мы ощущаем, находясь под солнцем, тепло радиатора отопительной батареи или лампы накаливания. Человеческая кожа практически полностью задерживает ИК-лучи, они проникают внутрь организма не более чем на 2 сантиметра. Лечебные свойства инфракрасного излучения, широко используются в медицине, обусловлены разницей температур на поверхности кожи, и в ее глубине. Такое тепловое воздействие приводит к активизации системы терморегуляции организма, что имеет ярко выраженное терапевтическое значение для лечения многих заболеваний.

Впервые экспериментально показано, что человек может видеть инфракрасный свет. Те волны, которые мы различаем, лежат в интервале от 400 до 720 нанометров — видимый свет. Инфракрасное излучение в районе 1000. Светочувствительные пигменты в сетчатке обычно не замечают такие волны, ведь у нас в глазах нет встроенных систем ночного видения. Причина в устройстве сетчатки: молекула пигмента улавливает фотоны по одной штуке за один раз, и эти фотоны должны быть вполне определенной энергии — как раз такой, какая есть у фотонов с длиной волн 400–720 нанометров. Инфракрасный свет «менее энергичный». Но уже неоднократно отмечалось, что ученые, работавшие с мощными лазерами инфракрасного излучения, иногда видят зеленые вспышки.

Команда офтальмологов из медицинской школы Университета Вашингтона в Сент-Луисе при поддержке норвежских, швейцарских и польских ученых провела эксперименты с клетками сетчатки, которые облучали пучками инфракрасных фотонов. Если импульсы света идут часто, то светочувствительные пигменты ловят фотоны парами, один за другим, их энергии складываются, и молекулы пигмента переходят в возбужденное состояние. Невидимый свет становится видимым.

2.2. Ультрафиолетовое излучение. В случае с ультрафиолетовым излучением, все несколько сложнее. Дело в том, что УФ-лучи воздействуют на человеческий организм двояко. С одной стороны они являются абсолютно необходимыми для нормального функционирования человеческого организма, а с другой – их переизбыток может привести к угнетению иммунитета и серьезным заболеваниям (вплоть до рака кожи).

Под воздействием ультрафиолетовых лучей человеческий организм вырабатывает витамин D, который принимает активное участие в формировании наших костей, зубов и ногтей, поэтому солнечные ванны рекомендуют людям, страдающим от остеопороза и младенцам, для предотвращения рахита.

Загар – это защитный механизм, придуманный природой для защиты от переизбытка ультрафиолета. Под влиянием солнечного света, кожа начинает выделять пигмент меланин, который затемняет цвет кожи и задерживает ультрафиолетовые лучи. Тем не менее, некоторые люди, в погоне за модным загаром умудряются получить не только солнечные ожоги, но и, в некоторых случаях – меланому (рак кожи).

Солнечный свет улучшает настроение, а значит, является идеальным природным антидепрессантом. Это его свойство широко используется в странах северной Европы, где людям, страдающим от зимних стрессов и депрессий, назначают посещение солярия.

Строго дозированные солнечные ванны также рекомендуют людям с расстройствами эндокринной системы (щитовидной железы, надпочечников и др.), нарушениями обмена веществ и малокровием.

Больше всего излучается видимого света с пиком в жёлто-зелёной части спектра. Оптическое излучение Солнца питает жизнь на нашей планете — как раз эти фотоны улавливают системы фотосинтеза растений.

Реликтовое излучение представляет собой космическое электромагнитное излучение, обладающее высокой степенью изотропности (то есть одинаковостью физических свойств во всех направлениях) и спектром, характерным для абсолютно чёрного тела (такого, которое поглощает всё электромагнитное излучение, ничего не отражая, но способно на самостоятельное излучение). Ценность реликтового излучения в том, что оно является подтверждением теории Большого взрыва и эволюции Вселенной.

Дело в том, что по этой теории на начальном этапе своего существования Вселенная представляла собой плазму из элементарных частиц нескольких видов – электронов, барионов и фотонов. В определённый момент электроны начали соединяться с другими частицами и формировать атомы, что позволило фотонам беспрепятственно распространяться по расширяющейся Вселенной. Это распространение фотонов и является реликтовым излучением, успешно зафиксированным учёными и тем самым косвенно подтвердившим модель расширяющейся Вселенной. Реликтовое излучение является практически ровесником самой Вселенной и не имеет единого источника, как остальные виды электромагнитного излучения

Так вот, эти фотоны, дошедшие до нас сквозь 13,7 миллиарда лет, — обычное электромагнитное излучение микроволновой части спектра с длиной волны 1,9 мм. То есть это миллиметровые радиоволны. Собственно, реликтовое излучение и обнаружили в 1965 году как помехи на астрономической радиоантенне. Для здоровья в наше время и в нашей части Вселенной это излучение совершенно безопасно.

Реликтовое излучение пользуется особым вниманием учёных. И дело здесь не только в его роли в обосновании теории Большого взрыва, реликтовое излучение благодаря своим свойствам оказывает исследователям неоценимую помощь в обнаружении и анализе других явлений, важных для понимания принципов построения и законов построения Вселенной.

Космические лучи − одно из интереснейших явлений природы, изучение которого дало значительные результаты и представляет интерес в связи с актуальными проблемами ядерной физики и астрофизики. Космические лучи были открыты в начале XX века в экспериментах Кольхерстера, Гоккеля, Гесса. Последний высказал гипотезу о существовании особого проникающего, ионизующего излучения, идущего сверху и ослабляющегося вследствие поглощения атмосферой по мере проникновения в нижние слои. Земля бомбардируется прилетающими из космоса частицами высоких энергий. На 90% это протоны, остальное — ядра гелия и некоторых более тяжёлых элементов, около 1% — электроны. Вся эта смесь рождается, например, при взрывах звёзд, столкновениях галактик, вспышках на Солнце. До уровня моря долетает лишь 0,05% первичных космических лучей, остальное задерживает магнитное поле Земли и атмосфера. Каждая частица, влетающая в атмосферу, вызывает так называемый широкий атмосферный ливень— поток электронов, позитронов, мюонов, фотонов, протонов. До нас эти ливни добираются ослабевшими и безопасными.

Вокруг и внутри нас всё понемногу фонит. Воздух, земля, стены зданий, бумага, — всё-всё понемногу испускает ионизирующее излучение. Состоит оно из частиц, фотонов высоких энергий, электронов.

5.1. α-частицы. α-частицы – положительно заряженные ядра гелия, обладающие высокой энергией. Когда α-частица проходит в непосредственной близости от электрона, она притягивает его и может вырвать с нормальной орбиты. Атом теряет электрон и таким образом преобразуется в положительно заряженный ион. Так α-частицы обычно ионизируют вещество. Ионизация атома требует приблизительно 30–35 эВ энергии.

В воздухе пробег α-частицы равен нескольким сантиметрам. Толстый лист бумаги остановит частицу полностью. В тканях тела человека пробег частицы – менее 0,7 мм. α-излучение, воздействующее на незащищенную часть тела, не может проникнуть даже через внешний слой клеток кожи и не причиняет вреда организму. Поэтому альфа-излучение опасно только тогда, когда альфа-частицы попадают внутрь организма (с воздухом, питьевой водой и пищевыми продуктами) и напрямую воздействуют на клетки органов, вызывая их повреждения.

5.2. β-излучение. β-излучение - это процесс испускания электронов непосредственно из ядра атома. Электрон в ядре создается при распаде нейтрона на протон и электрон. Протон остается в ядре, в то время как электрон испускается в виде β- излучения. Вылетевший из ядра электрон (β- частица) выбивает один из орбитальных электронов стабильного химического элемента. Эти два электрона имеют одинаковый электрический заряд и массу. Поэтому, встретившись, электроны оттолкнутся друг друга, изменив свои первоначальные направления движения. Когда атом теряет электрон, то он превращается в положительно заряженный ион. Проникающая способность β-частицы значительно больше, чем α-частицы, потому что электрический заряд β-частицы - вдвое меньше заряда α-частицы. Кроме того, масса β-частицы - приблизительно в 7000 раз меньше массы α-частицы. Из-за ее маленькой массы и маленького заряда ионизация, вызванная β-частицей меньше, и, как следствие, энергия β-частицы расходуется на более значительном расстоянии. Проникающая способность β-частицы в воздухе изменяется от 0,1 до 20 метров в зависимости от начальной энергии частицы. В большинстве случаев средства индивидуальной защиты и обувь обеспечивают достаточную защиту от внешнего облучения организма β-частицами. Большой риск облучения β-частицами связан с попаданием их внутрь организма при приеме пищи.

5.3. γ-излучение. γ-излучение это - электромагнитное (фотонное) излучение, состоящее из γ-квантов и испускаемое при переходе ядер из возбужденного состояния в основное при ядерных реакциях или аннигиляции частиц. Это излучение имеет высокую проникающую способность вследствие того, что оно обладает значительно меньшей длиной волны, чем свет и радиоволны. Энергия γ-излучения может достигать больших величин, а скорость распространения γ- квантов равна скорости света. Как правило, γ-излучение сопутствует α и β-излучениям, так как в природе практически не встречаются атомы, излучающие только γ-кванты. γ-излучение сходно с рентгеновским излучением, но отличается от рентгеновского излучения природой происхождения, длиной электромагнитной волны и частотой. -излучение, проходящее через вещество, имеет возможность ионизировать это вещество, передавая свою энергию электронам атомов, составляющих его. Энергия излучения постепенно уменьшается. Поскольку - излучение не имеет никакого электрического заряда, его способность ионизировать атомы вещества намного меньше, чем у α- и β-излучения.

Защититься от воздействия γ-излучения сложнее, чем от воздействия α- и β-частиц. Проникающая способность его очень высока, и γ-излучение способно насквозь пронизывать живую человеческую ткань. Толщина материала, требуемого, чтобы уменьшить излучение в два раза - называется слоем половинного ослабления. Толщина слоя половинного ослабления, естественно, изменяется в зависимости от применяемого материала защиты и энергии излучения. Уменьшить мощность γ-излучения на 50% могут, например, 1 см свинца, 5 см бетона, или 10 см воды

5.4. Другие источники радиоактивного воздействия на человека.

5.4.1.Уголь. Подобно большинству других природных материалов, содержит ничтожные количества первичных радионуклидов. Радионуклиды извлеченные вместе с углем из недр земли, после сжигания угля попадают в окружающую среду, и могут служить источником облучения людей. Концентрация радионуклидов в разных угольных пластах различается в сотни раз, в основном уголь содержит меньше радионуклидов, чем земная кора в среднем. При сжигании угля большая часть его минеральных компонентов спекается в шлак или золу, куда в основном и попадают радиоактивные вещества.

На приготовление пищи и отопление жилых домов расходуется меньше угля, но зато больше зольной пыли летит в воздух в пересчете на единицу топлива. Таким образом, из печек и каминов всего мира вылетает в атмосферу зольной пыли, возможно, не меньше, чем из труб электростанции. Кроме того, в отличии от большинства электростанций жилые дома имеют относительно невысокие трубы и расположены обычно в центре населенных пунктов, поэтому большая часть загрязнений попадает непосредственно на людей.

До последнего времени на это обстоятельство почти не обращали внимания, но по весьма предварительной оценке из-за сжигания угля в домашних условиях для приготовления пищи и обогревания жилищ во всем мире в 1979 году ожидаемая коллективная эффективная эквивалентная доза облучения населения Земли возросла на 100 000 чел-Зв. Не много известно также о вкладе облучения населения от зольной пыли, собираемой очистными устройствами. В некоторых странах более трети ее используется в хозяйстве. Все эти применения могут привести к увеличению радиационного облучения, но сведений по этим вопросам публикуется крайне мало.

5.4.2.Термальные водоемы. Некоторые страны эксплуатируют подземные резервуары пара и горячей воды для производства электроэнергии и отопления домов; один такой источник вращает турбины электростанции в Лардерелло в Италии с начала двадцатого века. Измерения эмиссии радона на этой и еще на двух, значительно более мелких, электростанциях в Италии показали, что на каждый гигаватт-год вырабатываемой ими электроэнергии приходится ожидаемая коллективная эффективная эквивалентная доза 6 чел-Зв, т.е. в три раза больше аналогичной дозы облучения электростанций, работающих на угле. Однако, поскольку в настоящее время суммарная мощность энергетических установок, работающих на геотермальных источниках, составляет всего 0,1% мировой мощности, геотермальная энергетика вносит ничтожный вклад в радиационное облучение населения. Но этот вклад может стать весьма весомым, поскольку ряд данных свидетельствует о том, что запасы этого вида энергетических ресурсов очень велики.

5.4.3. Внутреннее облучение. В среднем примерно 2/3 эффективной эквивалентной дозы облучения, которую человек получает от естественных источников радиации, поступавших в организм с пищей, водой и воздухом. Совсем небольшая часть этой дозы приходится на радиоактивные изотопы типа углерода- 14 и трития, которые образуются под воздействием космической радиации. Все остальное поступает от источников земного происхождения. В среднем человек получает около 180 микрозивертов в год, за счет калия-40, который усваивается организмом вместе с нерадиоактивными изотопами калия, необходимыми для жизнедеятельности организма. Однако, значительно большую дозу внутреннего облучения человек получает от нуклидов радиоактивного ряда урана-238 и в меньшей степени от радионуклидов рада тория-232. Некоторые из них, например нуклиды свинца-210 и полония-210, поступают в организм с пищей. Они концентрируются в рыбе и моллюсках, поэтому люди, потребляющие много рыбы и других даров моря, могут получить относительно высокие дозы облучения. Десятки тысяч людей на Крайнем Севере питаются в основном мясом северного оленя (карибу), в котором оба упомянутых выше радиоактивных изотопа присутствуют в довольно высокой концентрации. Эти изотопы попадают в организм оленя зимой, когда они питаются лишайниками, в которых накапливаются оба изотопа. А в другом полушарии люди, живущие в Западной Австралии в местах с повышенной концентрацией урана, получают дозы облучения, в 75 раз превосходящие средний уровень, поскольку едят мясо и требуху овец и кенгуру. Прежде чем попасть в организм человека, радиоактивные вещества, как и в рассмотренных выше случаях, проходят по сложным маршрутам в окружающей среде, и это приходится учитывать при оценке доз облучения, полученных от какого-либо источника.

5.4.4. Внешнее облучение. Радиоактивные элементы, содержащиеся в строительных материалах, из которых сооружены наши дома, испускают лучи, образуя внешний источник гамма-радиации. Большинство строительных материалов непосредственно являются природными компонентами экосистемы и поэтому имеют свои специфические радиационные свойства. Например, все строительные материалы минерального состава содержат в различном количестве химические элементы, изотопы которых радиоактивны. Наиболее опасными в этом отношении могут быть строительные материалы из природного камня и материалы на основе минеральных вяжущих. Кроме того, необходимо знать, что для одного и того же вида материала показатели по радиоактивности могут отличаться в зависимости от местоположения месторождения, поэтому возможен некоторый разброс данных от средних фоновых значений. Радиационную активность СМ можно прогнозировать по их химическому составу и содержанию в них называемых элементов тяжелых металлов, изотопы которых наиболее радиационно активны.

Что такое радиоволны? Это электромагнитное излучение, при помощи которого в радиосетях происходит передача данных. Оно переносит энергию через пространство. Длина волны имеет очень большой диапазон, она распространяется со скоростью света (300 000 км/сек). Частотам радиоволн присваивают условные названия. Они зависят от их длины и распределяются между определенными службами.

Радиоволны были открыты в 1887 году Генрихом Герцом, и с тех пор единица измерения частоты волн носит его имя. Радиоволны мы не видим, но они повсюду: солнечные, атмосферные, галактические, внегалактические… А в 1895 году инженер Гульельмо Маркони передал радиосигнал на расстояние в 1,5 километра, и Земля взорвалась техногенным радиоэфиром, отчего мы до сих пор полагаем, что нас заметят инопланетяне. Сейчас техногенное радиоизлучение Земли — радары, радиовещание, телевидение, интернет — многократно превышает естественный фон. Множество исследований проводилось разными государствами, их число измеряется десятками тысяч. Однако, однозначного ответа о том, что вредное влияние радиоволн на здоровье человека имеет место быть, до сих пор получить не удалось.

По каким параметрам различается воздействие радиоволн на организм?

1. Термическое действие можно объяснить на примере человеческого тела: встречая на пути препятствие – тело человека, волны проникают в него. У человека они поглощаются верхним слоем кожи. При этом, образуется тепловая энергия, которая выводится системой кровообращения.

2. Нетермическое действие радиоволн. Типичный пример – волны, исходящие от антенны мобильного телефона. Здесь можно обратить внимание на опыты, проводимые учеными с грызунами. Они смогли доказать воздействие на них нетермических радиоволн. Однако, не сумели доказать их вред на организм человека. Чем успешно и пользуются и сторонники, и противники мобильной связи, манипулируя сознанием людей.

Влияние радиоволн на организм человека

Кожный покров человека, точнее, его внешние слои, абсорбирует (поглощает) радиоволны, вследствие чего выделяется тепло, которое абсолютно точно можно зафиксировать экспериментально. Максимально допустимое повышение температуры для человеческого организма составляет 4 градуса. Из этого следует, что для серьёзных последствий человек должен подвергаться продолжительному воздействию довольно мощных радиоволн, что маловероятно в повседневных бытовых условиях.

Впрочем, отдельные части тела (к примеру, глазные яблоки) вследствие меньшего снабжения кровью менее приспособлены к отводу тепла.

Нетепловые эффекты от воздействия радиоволн также часто указываются в качестве возможных вредных факторов влияния на здоровье человека. Среди вероятных негативных эффектов озвучивают ухудшение кровообращения, затруднение деятельности головного мозга и даже генетические мутации. Кое-какие из этих предположений доказаны экспериментально, но дело заключается в том, что испытания проводились либо на животных, либо на клеточных культурах. Соответственно, вопрос о вредности нетермических эффектов от радиоволн для человека остаётся открытым.

Много говорится в околонаучных и научных кругах и о помехах, которые радиоволны могут создавать для электроприборов.

Широко известно, что электромагнитное излучение препятствует качественному приёму телесигнала. Смертельно опасны радиоволны для владельцев электрических кардиостимуляторов – последние имеют чёткий пороговый уровень, выше которого электромагнитное излучение, окружающее человека, подниматься не должно.

Все приборы, позиционируемые производителями как защищающие от вредного воздействия радиоволн, на практике бесполезны. Единственно правильным способом является нахождение на максимально возможном расстоянии от передающей антенны. Установлено, что приближение к источнику излучения на близкое расстояние увеличивает дозу облучения чуть ли не в геометрической прогрессии.

Объекты, являющиеся излучателями радиоволн с которыми человек сталкивается в процессе своей жизнедеятельности:

• мобильные телефоны;

• радиопередающие антенны;

• радиотелефоны системы DECT;

• сетевые беспроводные устройства;

• бытовые электроприборы;

• высоковольтные линии электропередач.

Мобильные телефоны Частота волн, излучаемых «мобильниками», различается в зависимости от используемого стандарта мобильной связи: от 880 до 2170 МГц. У телефонов, работающих по стандарту GSM-900, мощность излучения не превышает 2 Вт, а по стандарту GSM-900 – 1 Вт. Частота модуляции стандарта GSM составляет 217 Гц, стандарт CDMA же работает в непульсирующем режиме. Человек, говорящий по мобильному телефону, наверняка замечает, что у него нагревается ухо. Сила нагрева зависит от типа телефона и его антенны, а также мощности излучения. Степень такого излучения контролируется по специальному показателю SAR. Согласно нему, предельно допустимое значение мощности составляет 2 Вт на килограмм живого веса. Наиболее подвержены воздействию излучения от мобильных телефонов глаза. В 2003 году исследования шведских учёных доказали, что радиоизлучение повреждает нервные клетки головного мозга и нарушает его токи. Немецкое федеральное ведомство по защите от радиоизлучений, правда, заявило, что не признаёт этих выводов, так как располагает другими данными. Также, исследования компании Interphone позволили утверждать, что между использованием мобильной связи и риском развития рака головного мозга нет никакой взаимосвязи. Не получили никаких весомых доказательств и предположения о том, что радиоволны, генерируемые мобильными телефонами, несут опасность для функциональности сперматозоидов и вызывают нарушения цепочек ДНК. В России для определения максимально возможной мощности излучения мобильных телефонов существует понятие значения Плотности потока энергии (ППЭ), которое не должно превышать 500 мкВт на кв. см. Для минимизации вредного воздействия телефонов на организм, специалисты рекомендуют выбирать модели с меньшей мощностью излучения и использовать беспроводные гарнитуры.

Радиопередающие антенны. Антенны, в основном, обладают мощностью излучения до 100 Вт. Предельно допустимые значения сводят к минимуму их вредное термическое воздействие. Австрийские медики заявляли, что имеется корреляция между мощностью используемых антенн и жалобами на головную боль от проживающих в округе людей. Другая же группа учёных из Германии установила, что более склоны страдать от болей в голове как раз те люди, которые верят во вред радиоволн, испускаемых антеннами. Радиотелефоны системы DECT. Подобные радиотелефоны имеет рабочую частоту от 1880 до 1900 МГц. При максимальной плотности излучения в 250 мВт, показатель ППЭ для них равен 20 мкВт/кв. см. Современные модели гораздо лучше, нежели ранние, защищают человека от вредного воздействия радиоволн, снижая мощность излучения до безопасного уровня. Импульсы, генерируемые радиотелефоном настолько коротки во времени, что не могут причинять термического воздействия. Как и в случае с мобильными аналогами, радиотелефоны не удалось «обвинить» в возникновении рака головного мозга. Предельно допустимые значения, требуемые для радиотелефонов, не отличаются от подобных ограничений, накладываемых на мобильные телефоны.

Сетевые беспроводные устройства. Устройства WLAN используют различную частоту, при её значении в 2400 МГц максимальная мощность излучения составляет 0,1 Вт, а при 5400 МГц – 1 Вт. Термическое воздействие на организм человека, учитывая удалённость устройств от тела, маловероятно. Биологи утверждают, что волны, генерируемые сетевыми беспроводными устройствами, «перекрывают» диапазон альфа-волн человеческого мозга, но конкретных доказательств вредного воздействия найдено не было. Максимально допустимый уровень излучения WLAN-устройств составляет 0,08 Вт на килограмм живого веса.

Бытовые электроприборы. Собственно, радиоволны вызывают не сами приборы, а их электропровода, особенно опасны в этом плане электродрели, пылесосы, отопительные приборы и телевизоры с кинескопами. Частота волн, исходящих от шнуров питания составляет 50 Гц. Напряжённость электромагнитного поля вокруг работающих приборов возрастает в случае нахождения поблизости других устройств, потребляющих электроэнергию. Влияние подобных волн на функции головного мозга и риска развития рака грудной железы, несмотря на проводимые исследования, доказано не было.

Как можно защититься? И все же, люди не ждут, когда ученые докажут им негативное влияние радиоволн на организм, они ищут способы защититься от него. При этом особо эффективных способов пока не существует. Единственный действенный метод – находиться от них дальше. Доза излучения снижается пропорционально расстоянию: тем меньше, чем дальше от излучателя находится человек.

Действие электростатического поля на организм человека

Электростатические заряды, возникающие на поверхностях некоторых материалов, как жидких, так и твердых, вследствие электризации образуют электростатическое поле (ЭСП).

Электростатические заряды возникают при трении двух диэлектрических или диэлектрического и проводящего материалов, если последний изолирован от земли. При разделении двух диэлектрических материалов происходит разделение электрических зарядов. Материал, имеющий большую диэлектрическую проницаемость, заряжается положительно, а меньшую – отрицательно. Чем больше различаются диэлектрические свойства материалов, тем интенсивнее происходит разделение и накопление зарядов.

Электростатическое поле большой напряженности способно изменять и прерывать клеточное развитие, вызывать катаракту с последующим помутнением хрусталика.

К воздействию электростатического поля наиболее чувствительны ЦНС, сердечно-сосудистая система, анализаторы. Люди жалуются на раздражительность, головную боль, нарушение сна, снижение аппетита и др. Длительное пребывание человека в условиях, когда напряженность ЭСП имеет величину более 1 кВ/м, вызывает нервно-эмоциональное напряжение, утомление, снижение работоспособности, нарушение суточного биоритма, снижение адаптационных резервов организма. Характерны своеобразные “фобии”, обусловленные страхом ожидаемого разряда. Склонность к фобиям обычно сочетается с повышенной эмоциональной возбудимостью.

ЭМП в диапазоне частот от 0 до 3000 Гц условно называют электромагнитными полями промышленной частоты. Источники электромагнитных излучений промышленной частоты — это в первую очередь системы передачи и распределения электроэнергии (электростанции, трансформаторные подстанции, линии электропередачи, электросети административных зданий и др.), а также электрооборудование (электродвигатели, контроллеры, щиты и др.) и электропроводка производственного оборудования.

Высоковольтные линии электропередач.

Мощными источниками излучения электромагнитной энергии являются провода высоковольтных линий электропередач (ЛЭП) промышленной частоты 50 Гц. Мощность генерируемых волн зависит от силы напряжения, при 400 кВ она не превышает 60 мкТл. Напряженность ЭМП непосредственно над проводами и в определенной зоне вдоль трассы ЛЭП может значительно превышать ПДУ электромагнитной безопасности населения.

Воздействие ЭМП промышленной частоты на организм человека. Эффект взаимодействия тканей тела человека с электромагнитным полем зависит от поглощенной тканями за определенное время энергии поля, т.е. дозы облучения. В основе взаимодействия лежит эффект преобразования энергии поля внутри организма в тепло. Воздействие ЭМИ особенно вредно для тканей с недостаточным кровообращением (глаза, мозг, почки, желудок, желчный пузырь и мочевой пузырь).

В условиях постоянного воздействия на рабочем месте ЭМП промышленных частот, превышающих предельно допустимые уровни, у работников могут наблюдаться: нарушения функций иммунной, сердечнососудистой и дыхательной систем, пищеварительного тракта, изменения в крови. Возможны последствия на генетическом уровне. При местном воздействии ЭМП (прежде всего на руки) проявляются ощущение зуда, бледность, синюшность, отечность, уплотнение, а иногда ороговение кожных покровов.

Человек как биологическое тело, имеющее температуру в интервале от 31 до 42°С, является источником преимущественно ИК излучения. Основная часть собственного излучения кожи человека приходится на диапазон волн с длиной от 4 до 50 мкм.

Картинка с тепловизора.

Исследования показали, что в длинноволновой ИК области (8-14 мкм) кожа человека излучает как абсолютно черное тело независимо от возраста, степени пигментации и других особенностей. Поэтому коэффициент излучения кожи человека можно считать равным единице. На практике доказано, что различие между характеристиками излучения кожи человека и абсолютно черного тела все же существует, но оно невелико и зависит, в основном, от влияния окружающего фона.

Любое нагретое тело, имеющее температуру выше абсолютного нуля (273оК), в том числе организм человека, излучает электромагнитные волны в широком спектре частот. Физическая сущность теплового радиоизлучения заключается в наличии заряженных частиц (электроны, ионы), которые находятся в хаотическом движении и обладают свойствами электрической или магнитной полярности. Интенсивность теплового излучения тела человека в сверхвысокочастотном (СВЧ) диапазоне на несколько порядков меньше, чем в ИК части спектра. В частности, на длине волны 17 см она меньше в 10 раз, поэтому для регистрации тепловых сигналов в этом диапазоне требуется аппаратура с более высокой чувствительностью. Преимуществом данного диапазона измерений является то, что глубина проникновения излучения гораздо больше, и можно получать данные о температурных параметрах от внутренних органов и структур тела человека.

Человеческое ухо способно улавливать звуки, частота которых находится в пределах диапазона 16-20000 колебаний в секунду. Низкочастотные (инфразвук; частота менее 16 колебаний в секунду) и высокочастотные звуковые волны (ультразвук; частота колебаний более 20 тысяч в секунду) не воспринимаются слуховым аппаратом.

Инфразвук — колебания частотой ниже 20 Гц.

Инфразвук содержится в шуме атмосферы, леса и моря. Источником инфразвуковых колебаний являются грозовые разряды (гром), а также взрывы и орудийные выстрелы. В земной коре наблюдаются сотрясения и вибрации инфразвуковых частот от самых разнообразных источников, в том числе от взрывов обвалов и транспортных возбудителей. Для инфразвука характерно малое поглощение в различных средах вследствие чего инфразвуковые волны в воздухе, воде и в земной коре могут распространяться на очень далёкие расстояния.

Подавляющее число современных людей не слышат акустические колебания частотой ниже 40 Гц. Инфразвук может вселить в человека такие чувства как тоска, панический страх, ощущение холода, беспокойство, дрожь в позвоночнике. Люди, подвергшиеся воздействию инфразвука, испытывают примерно те же ощущения, что и при посещении мест, где происходили встречи с призраками. Попадая в резонанс с биоритмами человека, инфразвук особо высокой интенсивности может вызвать мгновенную смерть.

Что представляет собой ультразвук?

Ультразвук широко используется в различных отраслях промышленности, медицине, биологии, современной военной технике, народном хозяйстве, в производстве отдельных лекарственных препаратов, в физике и в повседневной жизни. Ультразвук представляет собой высокочастотную звуковую волну (частота его колебаний превышает десятки и сотни тысяч герц), способную распространяться в жидкости, твердых материалах, а также в газообразной среде, благодаря действию упругих сил. Ультразвук имеет как искусственное, так и естественное происхождение.

В природе органами чувств, позволяющими воспроизводить и воспринимать колебания, создаваемые ультразвуковой волной, наделены летучие мыши, дельфины, киты, бабочки, кузнечики, саранча, сверчки, некоторые виды птиц и рыб. Благодаря этому они могут хорошо ориентироваться в пространстве, в том числе и в ночное время, и общаться со своими сородичами. Киты и дельфины могут посылать информацию на десятки тысяч километров. Также способны улавливать ультразвук кошки и собаки. На скорость распространения и интенсивность ультразвука оказывают непосредственное влияние свойства вещества, в котором он распространяется: удаляясь от источника в воздухе, звук ослабевает довольно быстро; и, напротив, в жидкостях и при прохождении через твердое вещество его сила снижается медленно. В отличие от обычных звуков, распространяющихся от источника сразу во всех направлениях, ультразвук представляет собой волну в виде узкого луча.

Воздействие ультразвука на человеческий организм

Аналогичным образом ультразвук воздействует и на человека. Во время проведения экспериментов в ладонь, сложенную в виде чаши, наливали воду, а затем испытуемый погружал руку в ультразвуковое поле. При этом у него возникали неприятные болезненные ощущения.

Ультразвук также способен оказывать стимулирующее действие на течение обменных процессов и нервно-рефлекторное действие. Ультразвук вызывает изменения не только в тех органах, на которые им воздействуют, но и на другие ткани и органы. При этом длительное и интенсивное его воздействие приводит к разрушению гибели клеток. Это связано с тем, что под воздействием ультразвука в жидкостях организма образовываются полости (это явление носит название «кавитация»), вследствие чего ткани отмирают. Воздействие ультразвука на белок приводит к нарушению структуры его частиц и их распаду. Под воздействием ультразвука разрушаются лейкоциты и эритроциты крови, а ее вязкость и свертываемость значительно возрастает, кроме того, ускоряется РОЭ. Ультразвук оказывает угнетающее действие на дыхание клетки, уменьшает количество потребляемого ею кислорода, а также способствует инактивации отдельных ферментов и гормонов.

Воздействие ультразвука высокой интенсивности способно привести к следующим последствиям для человека: облысению; возникновению сильного болевого синдрома; помутнению роговицы и хрусталика глаза; гемолизу; повышению содержания в крови холестерина, мочевой и молочной кислоты; мелким кровоизлияниям в различных тканях и органах организма; серьезным нарушениям со стороны слуха; разрушению клеток кортиева органа; разрушению нервных клеток; патологическому развитию и разрушению костной ткани. В результате длительного воздействия ультразвуком возникают повышенная сонливость, быстрая утомляемость, головокружения, проявления вегетососудистой дистонии (нарушения памяти, расстройства сна, нерешительность, апатия, пугливость, снижение аппетита, склонность к депрессивным состояниям и т.д.).

11. Список используемой литературы

1. http://medbe.ru/news/nauka-i-tekhnologii/vliyanie-radiovoln-na-organizm-cheloveka/© medbe.ru

2. http://zdorovi.net/prochee/vozdejstvie-ultrazvuka-na-cheloveka.html

3. http://kot.sh

4. http://wikinauka.ru/fizika/суть-гравитационных-волн-простыми.html

5. http://nlo-mir.ru/chudesa-nauki/39010-o-gravitacionnyh-volnah.html

6. http://studopedia.ru/7_99752_vliyanie-infrakrasnogo-izlucheniya-na-organizm-cheloveka.html

7. http://mir-znaniy.com/reliktovoe-izluchenie-bolshogo-vzryiva/

8. http://www.chuchotezvous.ru/universe-evolution/202.html

9.http://studme.org/15341220/bzhd/deystvie_elektrostaticheskogo_polya_organizm_cheloveka_ego_normirovanie

10. http://www.unn.ru/chem/ism/files/Radioactivity_in_the_environment.pdf

10

multiurok.ru

Смотрите также

• 
  Частная охранная и детективная деятельность реферат
• 
  Реферат о круглых червях 7 класс
• 
  Реферат по охране труда в строительстве
• 
  Реферат современный мир и россия обж
• 
  Феодальная раздробленность в западной европе реферат
• 
  Реферат феодальная раздробленность в западной европе
• 
  Блюда из овощей и грибов реферат
• 
  Останки мамонтов на территории россии реферат
• 
  Реферат по химии на тему растворы
• 
  Реферат на тему государство и экономика
• 
  Реферат по философии проблема человека философии