Исследование мощности электромагнитного излучения цифровой техники и его влияния

Секция:
Физико-математическая
Исследование мощности электромагнитного
излучения цифровой техники и его влияния
на организм человека.
Автор: Замбржицкий Илья, Фошин Иван
обучающиеся 8 «Б» класса
Научный руководитель:
Мельниченко Ирина Васильевна
учитель физики
Место выполнения работы:
Муниципальное бюджетное
общеобразовательное учреждение
«Средняя общеобразовательная
школа № 5 с углубленным изучением
отдельных предметов», г.Старый Оскол
2013г.
Тема исследования:
Исследование мощности электромагнитного излучения цифровой
техники и его влияния на организм человека.
Актуальность: современная жизнь невозможна без
использования
цифровой техники. Однако всем известно о негативном электромагнитном
излучении,
источником которого является так же и цифровая техника.
Данные вопросы широко освещены в научно – популярной литературе, но
мы решили ещё раз изучить эту тему, попытавшись измерить мощность
электромагнитного излучения, используя магнитную стрелку компаса.
Цель: исследование мощности электромагнитного излучения современной
цифровой техники и его влияния на организм человека
Задачи:
 изучение теоретических основ природы электромагнитного поля;
 исследование мощности излучения электромагнитного поля различных
видов цифровой техники с помощью магнитной стрелки;
 выяснение условий влияния электромагнитного излучения на организм
человека;
 разработка рекомендаций для безопасного использования цифровой
техники.
Гипотеза:
Обладает ли современная цифровая техника меньшим электромагнитным
воздействием на организм человека, чем ранее выпущенные модели?
Практическая ценность данной работы заключается
 в развитии исследовательских навыков обучающихся;
 в возможности изучения и исследования сложных электромагнитных
полей с помощью подручных средств;
 использование материалов работы при проведении уроков физики по
данной теме, а так же при проведении мероприятий по ЗОЖ.:я.
Методы
исследования:
аналитический,
проблемный,
анкетирование, статистический, метод обобщения.
эксперимент, анкетирование, статистический, метод обобщения.
эксперимент,
проблемный,
Содержание
I. Введение.
II. Теория электромагнитного поля.
III. Исследование мощности электромагнитного поля цифровой техники.
IV. Изучение влияния электромагнитного поля сотового телефона и
компьютера на здоровье человека.
V. Выработка рекомендаций
для безопасной эксплуатации
цифровой
техники.
Введение.
Современное общество нельзя представить без цифровой техники. Ещё
совсем недавно
персональные компьютеры казались утопией, а сегодня
каждый ребёнок, буквально с 4 - 6 лет без особого труда управляется с
сотовым телефоном или ноутбуком. Весь мир опутан социальными сетями, и
уже Интернет для
подростков
не является чем - то неизведанным и
недоступным. Цифровая техника прочно занимает лидирующие позиции в
быту современного человека, но, несмотря на это, мы не должны забывать и
о своей безопасности. С бурным развитием цифровой индустрии активно
стали изучаться вопросы безопасности для здоровья человека. Современные
производители
утверждают, что используют технологии,
позволяющие
практически свести к нулю это вредное воздействие. Нам стало интересно –
действительно ли современные цифровые устройства безопасны.
С чего же начать исследование? Мы провели опрос наших сверстников –
учеников школы. (приложение 1) В анкетировании приняло участие 140
человек, 70 обучаемых
5-7 классов и 70 старшеклассников.
Анализ
полученных результатов показал, что все респонденты активно пользуются
цифровой техникой, как то сотовым телефоном, компьютером и планшетом,
при чём 65% и 72% соответственно, не расстаются со своими «друзьями» в
течение всего дня. 56% и 71% понимают, что цифровая техника приносит
вред организму человека, однако же на считают нужным оберегать своё
здоровье. А 24% и 10% вообще считают цифровую технику абсолютно
безвредной. Поразил и тот факт, что с этим согласны не только подростки,
которые ещё не знакомы с понятием электромагнитного поля, но и
старшеклассники,
с
полной
уверенностью
описывающие
природу
электромагнитных полей.
0,8
0,7
0,6
пользуются постоянно цифровой
техникой
знают, что ЭМИ
вредно для здоровья, однако
пренебрегают ТБ
вообще не читают,
что ЭМИ является
вредным для здоровья человека
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0
12-14 лет
15-16 лет
Эти же вопросы мы задали в КОНТАКТЕ в опросе приняли участие 120 человек
результаты их анкетирования практически совпадает с данными первого опроса.
Поэтому, результаты опроса
Интернета,
что
бы
побудили нас обратиться к материалам
познакомиться
с
физическими
основами
электромагнитных полей.
II. Теория электромагнитного поля.
Так что же это такое – электромагнитное излучение и почему оно опасно для
человека? Мы обратились к теории электромагнитного поля.
ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ - это особая форма материи, посредством
которой осуществляется взаимодействие между заряженными частицами.
Представляет собой взаимосвязанные переменные электрическое поле и
магнитное поле. Взаимная связь электрического Е и магнитного Н полей
заключается в том, что всякое изменение одного из них приводит к появлению другого: переменное электрическое поле, порождаемое ускоренно
движущимися зарядами (источником), возбуждает в смежных областях
пространства переменное магнитное поле, которое, в свою очередь,
возбуждает в прилегающих к нему областях пространства переменное
электрическое поле, и т. д. Таким образом, электромагнитное поле
распространяется от точки к точке пространства в виде электромагнитных
волн,
бегущих
от
источника.
Благодаря
конечности
скорости
распространения электромагнитное поле может существовать автономно от
породившего его источника и не исчезает с устранением источника
(например, радиоволны не исчезают с прекращением тока в излучившей их
антенне).
ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ
ВОЛНЫ
представляют собой электромагнитные
колебания, распространяющиеся в пространстве с конечной скоростью,
зависящей от свойств среды.
Существование электромагнитных волн предсказано английским физиком М.
Фарадеем в 1832 г. Другой английский ученый, Дж. Максвелл, в 1865 г.
теоретически показал, что электромагнитные колебания не остаются
локализованными в пространстве, а распространяются во все стороны от
источника. Теория Максвелла позволила единым образом подойти к
описанию радиоволн, оптического излучения, рентгеновского излучения,
гамма-излучения.
Оказалось,
что
все
эти
виды
излучения
–
электромагнитные волны с различной длиной волны λ, т. е. родственны по
своей природе. Каждое из них имеет своё определённое место в единой
шкале электромагнитных волн.[ 3]
Так как сотовый телефон и персональный компьютер являются
неотъемлемой частью современного школьника, то особое внимание мы
уделили изучению их электромагнитной истории.
Сотовая связь
Основными элементами системы сотовой связи являются базовые
станции
(БС),
которые
поддерживают
радиосвязь
с
мобильными
радиотелефонами (МРТ). Базовые станции БС и МРТ являются источниками
электромагнитного излучения в УВЧ-диапазоне.
Некоторые технические характеристики действующих в настоящее время в
России стандартов системы сотовой радиосвязи приведены в табл. 2.
ТАБЛИЦА 2
Краткие
технические
характеристики
стандартов
системы
сотовой радиосвязи, действующих в России
Диапазон Диапазон
Наименование рабочих
стандарта
рабочих
частот
частот
БС
МРТ
869 – 894
824 – 849
МГц
МГц
CDMA
869 – 894
824 – 849
цифровой
МГц
МГц
GSM-900
925 – 965
890 – 915
цифровой
МГц
МГц
1805 –
1710 –
D-AMPS
(IS-136)
цифровой
GSM-1800
(DCS)
цифровой
1880 МГц 1785 МГц
Макси-
Макси-
мальная
мальная
излучаемая
излучаемая
мощность
мощность
БС
МРТ
50 Вт
0,2 Вт
0,5 – 20 км
100 Вт
0,6 Вт
2 – 40 км
40 Вт
0,25 Вт
0,5 – 35 км
20 Вт
0,125 Вт
0,5 – 35 км
Радиус
"соты"
Базовые станции поддерживают связь с находящимися в их зоне действия
мобильными радиотелефонами и работают в режиме приема и передачи
сигнала. В зависимости от стандарта, БС излучают электромагнитную
энергию в диапазоне частот от 463 до 1880 МГц.
Мобильный радиотелефон (МРТ) представляет собой малогабаритный
приемопередатчик. В зависимости от стандарта телефона, передача ведется в
диапазоне частот 453 – 1785 МГц. Мощность излучения МРТ является
величиной переменной, в значительной степени зависящей от состояния
канала связи «мобильный радиотелефон – базовая станция», т. е. чем выше
уровень сигнала БС в месте приема, тем меньше мощность излучения МРТ.
Максимальная мощность находится в границах 0,125–1 Вт, однако в
реальной обстановке она обычно не превышает 0,05 – 0,2 Вт.
Персональный компьютер
Основными составляющими частями персонального компьютера (ПК)
являются: системный блок (процессор) и разнообразные устройства
ввода/вывода информации: клавиатура, дисковые накопители, принтер,
сканер и т. п. Каждый персональный компьютер включает средство
визуального отображения информации, называемое по-разному – монитор,
дисплей. ПК часто оснащают сетевыми фильтрами (например, типа «Pilot»),
источниками
бесперебойного
питания
и
другим
вспомогательным
электрооборудованием. Все эти элементы при работе ПК формируют
сложную электромагнитную обстановку на рабочем месте пользователя.
Частотные характеристики электромагнитного излучения ПК
Источник
Монитор
сетевой трансформатор блока питания
Диапазон частот
(первая гармоника)
50 Гц
статический преобразователь
напряжения в импульсном блоке
20 - 100 кГц
питания
блок кадровой развертки и
синхронизации
блок строчной развертки и
синхронизации
48 - 160 Гц
15 - 110 кГц
ускоряющее анодное напряжение
монитора (только для мониторов с
0 Гц (электростатика)
ЭЛТ)
Системный блок (процессор)
50 Гц - 1000 МГц
Устройства ввода/вывода информации
0 Гц, 50 Гц
Источники бесперебойного питания
50 Гц, 20 - 100 кГц
III. Исследование мощности электромагнитного поля цифровой
техники.
Нам
стало интересно,
возможно ли
используя подручные средства
определить насколько мощное электромагнитное излучение.
В качестве
индикатора мы попробовали магнитную стрелку компаса. Вот что у нас
получилось:
 За отметку 0 мы приняли положение стрелки строго на север.
 Определили
условную
единицу
мощности
электромагнитного
излучения равную углу поворота магнитной стрелки. α~Р
 Измерили мощность электромагнитного излучения различных видов
цифровой техники.
Итак, мы убедились в том, что вся цифровая техника является источником
электромагнитного излучения.
Как же влияет это излучение на организм человека? Мы снова обратились за
помощью в Интернет.
IV. Воздействие Электромагнитных полей на организм человека
Слабые электромагнитные поля (ЭМП) мощностью в сотые и даже тысячные
доли Ватт высокой частоты для человека опасны тем, что интенсивность
таких полей совпадает с интенсивностью излучений организма человека при
обычном функционировании всех систем и органов в его теле. В результате
этого взаимодействия собственное поле человека искажается, провоцируя
развитие различных заболеваний, преимущественно в наиболее ослабленных
звеньях организма.
Наиболее негативное свойство электромагнитных сигналов в том, что
они имеют свойство накапливаться со временем в организме.
У людей, по роду деятельности много пользующихся различной оргтехникой
– компьютерами, телефонами (в т.ч. мобильными) – обнаружено понижение
иммунитета, частые стресс, повышенная утомляемость.
Проблема в том, что опасность невидимая и неосязаемая, а проявляться
начинает только в виде различных болезней.
Наиболее подвержены влиянию электромагнитных полей кровеносная
система, головной мозг, глаза, иммунная и половая системы.
Незаметное
влияние
электромагнитного
излучения
каждодневно
и
ежеминутно оказывается на наши глаза и мозг, желудочно-кишечный тракт и
мочеполовая система, кроветворные органы и иммунная система. Кто-то
скажет: «Ну и что?»
Факты:
Знаете ли Вы, что уже через 15 минут после начала работы на компьютере у
9-10 летнего ребёнка изменения в крови и моче почти совпадают с
изменениями крови человека больного раком? Аналогичные изменения
проявляются у 16-летнего подростка через полчаса, у взрослого – через 2
часа работы за монитором.
Сигнал от переносного радиотелефона проникает в мозг на 37,5 мм? [ 4]
В
качестве
доказательства
вредного
воздействия
электромагнитного
излучения на организм человека, мы решили провести следующий опыт:
 Взяли сырое яйцо
 Поместили его между двумя телефонами, соединёнными в разговоре.
 Разговор по телефону состоялся в течении 1 часа.
 Затем яйцо разбили.
 Сделали вывод.
Яйцо, конечно, не сварилось, так как выше было сказано, что температура
повышается на 1градус, но когда яйцо разбили, то было отчётливо видна
область
сгущения
белка.
Что
ещё
раз
говорит
о
воздействии
электромагнитного поля на живой организм.
V. Выработка рекомендаций для безопасной эксплуатации
цифровой техники.
Итак, мы окончательно убедились в том, что современная цифровая техника
имеет меньшее электромагнитное излучение чем её предшественники, но
она так же приносит вред организму человека, поэтому решили рассказать об
этом своим одноклассникам и друзьям. Дать им рекомендации для более
безопасной эксплуатации данной техники, ведь никто не откажется от так
всем, необходимых сотовых телефонов, планшетов и компьютеров!
Для тех, кто много работает за компьютером, есть простое правило:
между лицом и экраном должно быть расстояние около метра. И конечно,
плазменные или жидкокристаллические экраны более безопасны, чем
электронно-лучевые трубки. Не надо забывать, что наибольший источник
электромагнитного излучения является процессор компьютера, поэтому
располагайтесь как можно дальше от него.
Радио- и мобильные телефоны – ещё один источник излучения,
которого нам никак не избежать. В качестве мер предосторожности можно
предложить следующее: носить телефон в сумке или портфеле, в
специальном чехле. Ни в коем случае нельзя носить сотовый телефон на
поясе или в кармане. При разговоре по телефону можно использовать
наушники, уменьшая воздействие ЭМП на голову до минимума.
Если
соблюдать все меры безопасности, то вред от электромагнитных полей,
можно свести к минимуму.
Литература:
 Электромагнитные поля и здоровье человека. Материалы 2
Международной конференции «Проблемы электромагнитной
безопасности человека. Фундаментальные и прикладные
исследования. Нормирование ЭМП: философия, критерии и
гармонизация» М., 1999. – 406с.
 Федорович Г.В. Экологический мониторинг электромагнитных полей.
М., 2004 – 100 с.

http://grachev.distudy.ru/Uch_kurs/sredstva/Templ_1/templ_1_1.htm

http://gamma7.m-l-m.info/zashhita-ot-elektromagnitnogo-izlucheniya/vliyanieelektromagnitnogo-izlucheniya-na-cheloveka/***
 http://nsp-zdorovje.narod.ru/eko/f-vlijanije-EM.html