Работа телефона с точки зрения физики

Разделы: Физика

Эпиграф: «Без сомнения, всё наше знание начинается с опыта».
Кант

Тип урока: практического применения знаний и навыков.

Вид урока: урок-исследование.

• экспериментально исследовать влияние электромагнитного излучения сотовых телефонов на здоровье человека;
• раскрыть сущность вредного воздействия излучения сотовых телефонов на здоровье человека.

2. Развивающие: развивать у учащихся умения формулировать проблемы, предлагать пути их решения, развивать у учащихся умения сравнивать, анализировать и выделять главное, развивать исследовательские качества.

3. Воспитательные: убедить учащихся в жизненной важности бережного отношения к своему здоровью и правильного, безопасного использования сотовых телефонов.

1. Организационный момент.
   1. Видеоклип. Использование сотовых телефонов (3 минуты).
   2. Объявление темы урока, порядка работы на уроке (1 минута).
2. Активизация учащихся. «+» и «–» сотового телефона (3 минуты).
3. Механизм действия ЭМИ. Презентация учащихся (7 минут).
4. Теоретическое исследование (7 минут).
5. Практическое исследование (10 минт).
6. Составление рекомендаций (5 минут).
7. Подведение итогов. Рефлексия (4 минуты).

I. Организационный момент.

Внимание на экран, (видеоклип). Необычное, интригующее начало урока пробуждает интерес к теме урока.

1. Видеоклип. (Использование сотовых телефонов с использованием фотографий учащихся данного класса.)

— Как вы думаете, о чем мы сегодня будем говорить?

Все правильно, эти вопросы мы постараемся рассмотреть на уроке. Посмотрев видеоклип, учащиеся сами формулируют тему урока.

Тема нашего урока: Влияние электромагнитного излучения сотовых телефонов на здоровье человека.

2. Объявление темы урока, порядка работы на уроке.

II. Активизация учащихся.

— Поднимите, пожалуйста, руку те, у кого есть сотовые телефоны? (Практически у всех.)

— А теперь подумайте и скажите, сколько времени вы можете обойтись без сотового телефона?

Как видите, почти все присутствующие пользуются сотовым телефоном, без сотового телефона обойтись сегодня достаточно сложно. Давайте попытаемся назвать достоинства и недостатки мобильного телефона, то есть его «+» и «–» запишем в два столбика.

Вы видите плюсов на много больше и это понятно. Минусов внешне меньше.

Мы сегодня на занятии попытаемся выяснить, насколько существенны эти минусы.

К нашему уроку Алина и Ира подготовили информацию (презентацию) о механизме действия электромагнитного излучения на человека.

III. Механизм действия электромагнитного излучения на человека.

(Презентацию подготовили учащиеся.)

Слайд 1. Механизм действия электромагнитного излучения сотового телефона на человека.

Слайд 2. В процессе жизнедеятельности человек постоянно находился в зоне действия электромагнитного поля (ЭМП) Земли. Такое поле, называемое фоном, считается нормальным и не наносит здоровью людей никакого вреда.
В настоящее время большинство населения живет в очень сложном, техногенном ЭМП, интенсивность которого, в тысячи раз превосходит уровень естественного магнитного поля. Техногенные ЭМП неблагоприятно влияют на человека.
Многочисленные исследования доказали восприимчивость человеческого организма даже к самым слабым магнитным полям, не говоря уже о более мощных излучениях, исходящих от мобильных телефонов. Техногенные излучения, воздействуют на организм человека на межклеточном уровне, вызывая в организме различные нарушения, и заболевания.

Слайд 3. Все источники ЭМП можно разделить на естественные и техногенные.
К первым относятся электрическое и магнитное поля Земли, атмосферные разряды, радиоизлучение Солнца и галактик.
К техногенным источникам ЭМП относятся: воздушные линии электропередач, трансформаторные подстанции, электростанции, радиостанции,
Слайд 4 телепередатчики, компьютерные мониторы, телевизоры, сотовые телефоны, микроволновые печи, медицинское оборудование.

Слайд 5. Мобильные радиотелефонные аппараты представляют собой приемопередатчики, в диапазоне 400 – 1800 МГц. В момент активного использования сотового телефона тело человека поглощает до 98% излучаемой энергии.

Слайд 6. Учеными установлено, что излучение сотовых телефонов оказывает следующие воздействия: Мелатониновое, туннелирующее, резонансное, термическое.

Слайд 7. Мелатониновое воздействие. Электромагнитное поле обладает способностью подавлять выработку гормона мелатонина, ответственного за ход «биологических часов» — чередование сна и бодрствования. Это нарушает сон, влияет на эндокринную систему организма и ведет к различным заболеваниям.

Слайд 8. Туннелирующее воздействие. Электромагнитное поле обладает туннелирующим эффектом на клетки головного мозга: В стенках клетки образуются поры, благодаря чему открывается доступ в мозг токсинам, нарушаются функции клетки.

Слайд 9. Резонансное воздействие. Человеческий организм состоит из большого количества клеток. (10 15 ). Клетки различных тканей создают очень слабые электрические сигналы, с помощью которых осуществляется межклеточное взаимодействие (так называемый «электронный шепот») Сверхслабые ЭМП согласуют работу всех клеток. Внешнее ЭМИ сотового телефона нарушает согласованную работу клеток.

Слайд 10. Термическое воздействие. Вследствие поглощения энергии электромагнитного поля повышается температура тела. Термическое воздействие телефона на на хрусталик глаза может привести к развитию катаракты (помутнению хрусталика). Излучение сотового телефона, в течение 30 мин приводит к нагреву тела примерно на 1°С . Повышение же температуры даже на десятые доли градуса может сильно изменить состояние человека.

Слайд 11. Несмотря на многолетние исследования, сегодня ученым еще далеко не все известно о влиянии ЭМП на здоровье человека. поэтому лучше ограничивать действие излучения сотового телефона.
Дети, беременные женщины, люди с заболеваниями центральной нервной системы, с ослабленным иммунитетом должны оберегать себя от воздействия электромагнитного излучения.

Наша задача провести теоретическое и практическое исследование по теме нашего урока.

VI. Теоретическое исследование.

Проведем исследования публикаций по вопросу влияния ЭМИ сотовых телефонов на здоровье человека и проанализируем их.

Работать будем по группам. На столе есть статьи по этому вопросу, ваша задача выделить главное, найти на ваш взгляд важные моменты. Факты и коротко их рассказать присутствующим. (Приложение 1)

Работать можно по парам, индивидуально, по группам. Как вам будет удобно.

В конце исследования, желающие от групп, делятся результатами исследования. На работу дается 5-7минут.

(Для каждого учащегося на столе лежит карта оценивания, которую вы заполняете самостоятельно, ставя + выполнив определенную работу. В конце урока выставите себе оценку за работу на уроке.) (Приложение 2)

2.Выступление представителей от групп.

А теперь давайте на практике убедимся, в правильности нашего вывода.

«Один опыт я ставлю выше, чем тысячу мнений, рождённых только воображением». М. В. Ломоносов

V. Практическое мини-исследование.

Проводим практическое мини-исследование, используя измерительные приборы. На столах имеются упрощенные варианты этапов проведения мини-исследований и инструкции по пользованию приборами. (Приложение 3)

Результаты исследований каждая группа представляет в произвольной форме.

Задания для групп (выбирают по жребию):

1. Выяснить, изменяется ли кровяное давление человека при разговоре по сотовому телефону.
2. Выяснить, как зависит кровяное давление человека от времени разговора по сотовому телефону.
3. Выяснить, как зависит температура в ухе человека от времени разговора по сотовому телефону.
4. Как зависит мощность излучения сотового телефона от расстояния до человека?
5. Выяснить, изменяется ли пульс человека при разговоре по сотовому телефону.
6. Выяснить, изменяется ли температура височной области головы при разговоре по мобильному телефону.

Если вас заинтересовала определенная тема исследования, вы можете перейти в другую группу.

Приборы: тонометр, термометр электронный, термометр бесконтактный, секундомер, измерительная лента, сотовые телефоны.

Оглашение результатов исследования. Вывод.

Первая группа провела исследование и установила:

а) При разговоре по сотовому телефону значительно изменяется артериальное давление человека.

Было измерено артериальное давление (верхнее значение) двух участников до и после разговора по сотовому телефону при одинаковых условиях.

Вторая группа провела исследование и установила:

а) При разговоре по сотовому телефону изменяется температура в ухе человека.

Вторая группа провела исследование и установила:

а) При разговоре по сотовому телефону значительно изменяется артериальное давление человека, изменение зависит от времени разговора.

Было измерено артериальное давление Анастасии до и после разговора по сотовому телефону при разной продолжительности разговора.

Вывод: сотовый телефон имеет массу достоинств и несомненно это одно из замечательных изобретений человечества, но мы должны знать и о негативном влиянии излучения сотового телефона на здоровье человека, и чтобы уменьшить это воздействие, соблюдать рекомендации по безопасному пользованию.

VI. Составление рекомендаций по безопасному пользованию сотовой связью.

Каждой группе нужно подумать и предложить 2-3 рекомендации по безопасному пользованию сотовым телефоном.

Над составлением рекомендаций уже работала исследовательская группа в составе Ковалевича А, Глебовой Инны, Москового Александра.

Ребята подготовили документ, в который мы добавим ваши рекомендации. Используя эти рекомендации можно провести беседы в начальной школе, в других классах на классных часах, на родительских собраниях.

На экране текст рекомендаций. Прочитать некоторые. (Приложение 4)

VII. Рефлексия.

В карте ответов поставьте себе объективную оценку и ответьте на вопросы.

1. Узнали ли вы для себя что-то новое на уроке?
2. Какая информация вас очень удивила?
3. Измените ли вы свои привычки после этого урока?

Авторский образовательный сайт Артема Полежаки

Основы сотовой связи

Организация сети

Изначально, еще до появления сотовой связи, радиопередача осуществлялась напрямую, от одного устройства к другому. У такой системы были существенные недостатки :

1. Устройства могли быть удалены друг от друга на расстояние нескольких сотен, и даже тысяч километров. Следовательно передатчики должны были обладать огромными мощностями, чтобы сигнал дошел до цели.
2. Сигналы от различных передатчиков часто пересекались на одной частоте и мешали друг другу.
3. На одном радиочастотном канале, без помех мог работать только один передатчик. Соответственно каналов не хватало.

Применение сотовой связи избавляет нас от этих проблем. Наша страна сплошь усыпана огромным количеством базовых станций – приемопередающих устройств, приподнятых над землей. При совершении звонка, мобильный телефон отправляет сигнал не на телефон собеседника, а на соседнюю базовую станцию. Базовая станция превращает радиосигнал в световой, и отправляет его по оптоволоконному кабелю на коммутатор. Коммутатор перенаправляет световой сигнал на базовую станцию расположенную возле собеседника:

Как правило, в досягаемости мобильного телефона находится сразу несколько базовых станций. Соединение происходит с той, которая расположена ближе. Учитывая маленькие расстояния между телефоном и станцией мощности их передатчиков – минимальны. Хочется заметить, что чем плотнее буду устанавливаться станции, тем более слабым радиоизлучения вокруг нас. И если прямо возле вас установили одну из таких станций – волноваться не стоит. Излучения от современных станций мобильной связи очень слабые, и быстро рассеваются, а вот излучения от вашего телефона, возможно, многократно уменьшиться. О вреде мобильных телефон читайте тут.

Несмотря на огромную плотность базовых станций, они практически не пересекаются на одной частоте и не мешают друг другу. Как этого удается достичь показано на рисунке:

Каждая сота – это основная зона покрытия одной из станции мобильной связи. F1-F7 – обозначение радиочастотного канала. Расстояние межу соседними станциями, передающими на одной частоте D, значительно меньше их радиуса действия R. Именно от этих сот произошло название – сотовая связь.

Как работает мобильный телефон?

Мобильный, или сотовый, телефон — это миниатюрная комбинация телефона, радиоприемника и радиопередатчика, ставшая возможной только благодаря достижениям современной физики (рис. 18.11).

Главное преимущество такого телефона состоит в том, что он поддерживает постоянную радиотелефонную связь при перемещении абонента в пределах так называемой «зоны покрытия».

Вся зона покрытия разделена на ячейки, называемые также «сотами» (отсюда и название телефона). В каждой ячейке имеется свой приемник-передатчик (их антенны устанавливают на телебашнях, высоких зданиях и на специально построенных вышках). Включенный сотовый телефон автоматически через определенный промежуток времени посылает сигналы, поддерживая радиосвязь с ближайшим приемником-передатчиком, который предоставляет ему один из свободных каналов.

При перемещении мобильного телефона из одной ячейки в другую он автоматически переключается на свободный канал ближайшего приемника-передатчика.

Презентация на тему «Исследование влияния мобильного телефона на человека»

• Скачать презентацию (1.6 Мб) 89 загрузок 4.8 оценка

Содержание

Исследование влияния мобильного телефона на человека

Излучение мобильного телефона оказывает вредное воздействие на организм человека и многие об этом не задумываются.

изучить степень воздействия сотового телефона на здоровье человека. Задачи: изучить принципы работы и историю возникновения мобильной связи привести примеры научных исследований влияния сотовой связи на организм человека выяснить, как сотовый телефон влияет на здоровье провести анкетирование на тему: значение и популярность мобильного телефона составить памятку, в которой дать советы для пользователей мобильного телефона.

Первый мобильный телефон

3 апреля 1973 года, Мартин Купер, лично руководивший проектом в компании «Motorola», прогуливаясь по Манхеттену достал из кармана предмет, походивший на кирпич с антенной. Под недоумевающие взгляды прохожих, с помощью клавиатуры своего «кирпича», по имени Dyna-TAC, он набрал номер ДжоэляЭнгеля, начальника исследовательского отдела фирмы – конкурента AT&T BellLaboratoriesи поднес аппарат к уху.

Принципы работы сотовой связи

Электромагнитное поле (ЭМП) — это особая форма материи, посредством которой осуществляется воздействие между электрическими заряженными частицами. Любой прибор, работающий на электрической энергии способен создавать вокруг себя электромагнитное поле, но не один прибор не находится так близко к нашему телу и такое длительное время, как мобильный телефон.

Основные составляющие сотовой сети — это сотовые телефоны и базовые станции. Базовые станции обычно располагают на крышах зданий и вышках. Будучи включённым, сотовый телефон прослушивает эфир, находя сигнал базовой станции. После этого телефон посылает станции свой уникальный идентификационный код. Телефон и станция поддерживают постоянный радиоконтакт, периодически обмениваясь пакетами.

Самым распространенным стандартом сотовой связи является GSM, кроме него также используются стандарты CDMA, UMTS, а также новейший WiMAX. Сотовые сети подразделяются на поколения, которые обычно обозначаются числом со следующей за ним буквой G (от слова «Generation» — «Поколение»). Так, самый распространенный стандарт GSM относится к сетям второго поколения 2G, а, например, UMTS — к сетям третьего поколения (3G). Считается что CDMA безопаснее GSM, т.к. обладают меньшей мощность излучения, но в моменты пиковой нагрузки сети CDMA по уровням излучения не лучше сетей GSM.

Влияние телефона на организм человека

Человек не способен обнаружить ЭМП своими органами чувств, однако биологическое действие на организм человека оно оказывает. Сердце Московский институт биофизики – эксперимент: Лягушки помещались в высокочастотное электромагнитное поле на 5-10 минут. Даже при очень низкой интенсивности сигнала сердце у каждой второй жертвы эксперимента останавливалось, а у выживших снижалась частота его сокращений. Крысы и кролики переносили облучение не лучше, но и у них в 30% случаев отмечались изменения сердечной деятельности.

Слух Берите мобильные телефоны у которых звук исходит из тыльной, а не из лицевой стороны – пусть это не так удобно, но зато безопаснее для слуха. Ученые обнаружили, что риск развития опухоли в том ухе, к которому прикладывается мобильный телефон, в 3,9 раза выше, чем в противоположном.

Зрение Достаточно двух-часового общения в день с вашим мобильным другом, чтобы через год ваше зрение упало на 12-14%. Хрусталик глаза, при значительном нагреве начинает разрушаться и мутнеть. Внешне это выражается сильной резью в глазах. Справа здоровый хрусталик, слева – после облучения телефоном

Иммунитет При воздействии ЭМП нарушаются иммунные процессы двояко: с одной стороны, повышается восприимчивость организма к инфекционным заболеваниям, с другой — возрастает активность аутоиммунных процессов, когда организм начинает вырабатывать защитные тела против клеток и тканей собственного организма.

SAR (Specific Absorbtion Rate)

Стандарты, определяющие воздействие на человека радиочастот, излучаемых мобильными телефонами, используют такое понятие, как SAR — единицу измерения удельной величины поглощения излучения организмом человека. Общепринята следующая градация величин SAR для мобильных телефонов: Информацию об излучении вашего телефона можно посмотреть здесь: www.vrednost.ru

Результаты анкетирования

Всего было опрошено 93 человека: учителя и учащиеся 5 – 11 классов. Приведём наиболее интересные данные анкетирования Какова марка Вашего телефона?

Какова средняя продолжительность разговоров в день?

Какова средняя продолжительность использования приложений вашего телефона?

Испытывали ли Вы дискомфорт после разговора по телефону?

Знаете ли вы о влиянии электромагнитных полей на организм человека?

О вреде ЭМП и телефонов в частности, нашим школьникам известно очень мало. Несмотря на дискомфорт они продолжают пользоваться мобильным телефоном по несколько часов в сутки.

Рекомендации по уменьшению вредного воздействия телефона

Уменьшите использование сотового до необходимых пределов, уменьшите длительность звонка. Приобретайте телефоны с меньшими показателями SAR. Старайтесь не вести телефонные разговоры в тех местах, где трудно установить связь. Подносите телефон к уху только тогда, когда человек на другом конце поднимет трубку. Не пользуйтесь сотовым телефоном в закрытых, металлических пространствах, таких как автомобиль или лифт.

Не пользуйтесь телефоном, когда индикатор его заряда уменьшился до одной черты. Пользуйтесь проводными гарнитурами. Старайтесь выключать телефон в ночное время. Не носите включенные сотовые телефоны в карманах или на ремне.

Заключение

Не стоит отказываться от сотовых телефонов совсем, а следует правильно их выбирать и разумно ими пользоваться.

Мобильные радиотелефоны (MPT) очень быстро внедряются в нашу повседневную жизнь. Миллионы людей ежедневно пользуются МРТ, которые становятся непременным атрибутом современного человека. Все чаще среди разговаривающих по мобильному телефону можно встретить не только деловых людей, но и домохозяек, детей. И все чаще у медиков, ученых, а в последнее время и у самих пользователей МРТ возникает вопрос: а безопасны ли мобильные телефоны? Проблема биологической безопасности сотовых телефонов в нашей стране весьма актуальна. Это связано с тем, что включенный телефон является источником СВЧ (сверхвысокочастотное) облучения, даже в режиме ожидания. Следует заметить, что человек практически всю свою историю прожил в условиях природного фона радиоизлучения — это слабое космическое излучение и довольно заметное импульсное излучение за счет молний. И организм человека приспособлен к природному фону. С момента открытия радио прошло уже больше 100 лет, и по мощности радиоизлучения Земля стала во много раз ярче Солнца, но основная доля этой мощности пока приходится на сравнительно низкие частоты, к которым человек адаптирован. Поэтому пока не заметны особенно вредные массовые последствия работы мощных радиостанций и мощных телецентров, хотя их мощность составляет десятки и даже сотни киловатт. Гораздо более вредным является высокочастотное излучение сантиметрового диапазона. Мобильная связь находится пока в самом начале этого диапазона, но постепенно продвигается все дальше (GSM 1800, 1900). Знают ли многие о правилах пользования мобильными телефонами? Какие телефоны необходимо приобретать?

Остановить прогресс невозможно. Мобильная телефонная связь очень полезна, удобна, в ряде случаев просто необходима, но при ее неразумном использовании может оказаться небезопасной. Каждый пользователь мобильного телефона уже сейчас должен знать результаты имеющихся на настоящий момент исследований, чтобы принять меры предосторожности и обезопасить себя от возможных неблагоприятных последствий использования современных достижений радиотелефонии.

Устройство сотового телефона

Мобильный телефон — переносное средство связи, предназначенное преимущественно для голосового общения. В настоящее время сотовая связь самая распространенная из всех видов мобильной связи, поэтому часто мобильным телефоном называют сотовый телефон, хотя мобильными телефонами помимо сотовых являются также спутниковые телефоны, радиотелефоны и аппараты магистральной связи.

Сотовый телефон — вид мобильного телефона (за исключением стационарного сотового телефона) предназначенный для работы в сетях сотовой связи; использует радиоприёмопередатчик и традиционную телефонную коммутацию для осуществления телефонной связи на территории зоны покрытия сотовой сети.

В настоящее время сотовая связь — самая распространённая из всех видов мобильной связи, поэтому обычно мобильным телефоном называют сотовый телефон, хотя мобильными телефонами помимо сотовых являются также спутниковые телефоны, радиотелефоны и аппараты магистральной связи.

Трубка — сложное высокотехнологичное (технология ?13 мкм) электронное устройство, включающее в себя: приемопередатчик 2-4 ультракоротковолновых (УКВ) диапазонов, специализированный контроллер, дисплей, устройства интерфейса, аккумулятор. Большинство трубок имеет свой уникальный номер IMEI (en:International Mobile Equipment Identify — международный идентификатор мобильного устройства). IMEI присваивается при производстве сотового телефона и состоит из 15 цифр. Номер расположен на телефоне под аккумулятором и на коробке от телефона под штрих-кодом. В большинстве телефонов его также можно узнать, набрав на клавиатуре код *#06#

Некоторые стандарты мобильной связи используют для идентификации абонента SIM-карту. Она представляет собой флэш-чип (смарт-карту, по-русски — микросхему-компьютер) с программным управлением, содержит уникальный идентификационный номер IMSI (en:International Mobile Subscriber Identification — международный идентификационный номер подвижного абонента) и индивидуальный цифровой пароль. Напряжение питания SIM-карты: 3,3 В (постоянный ток).

Последние несколько лет характеризуются интенсивным развитием системы сотовой телефонной радиосвязи. Как следствие, широкое распространение получили новые функциональные источники электромагнитного поля радиочастотного диапазона (ЭМП) — базовые станции (БС) и мобильные (переносные и ручные) радиотелефоны (РТ), способные генерировать ЭМП гигиенически значимые уровни. Всё вышесказанное делает проблему санитарно-гигиенического надзора за объектами системы сотовой радиосвязи особенно актуальной и социально важной.

Работа этой системы основана на принципе деления некоторой территории на зоны (т. н. соты) радиусом обычно 0,5-2 километра (в условиях городской застройки), в центре или в узлах которых расположены БС, которые обслуживают РТ, находящиеся в зоне их действия (рис. 1). Эффективное использование выделяемого для функционирования системы частотного спектра — многократное использование одних и тех же частот, применение различных методов доступа — делает возможным обеспечение телефонной связью значительного числа пользователей в рамках одной сети.

Рис 1. Базовые станции (БС) и мобильные радиотелефоны (РТ) в сети сотовой связи

В Российской Федерации действуют следующие стандарты системы сотовой радиосвязи:

· Аналоговый NMT-450 -рабочий частотный диапазон БС: 463-467,5 МГц; -рабочий частотный диапазон РТ: 453-457,5 МГц.

· Цифровой D-AMPS (IS-136), практически вытеснивший аналоговый стандарт AMPS — рабочий частотный диапазон БС: 869-894 МГц; — рабочий частотный диапазон РТ: 824-849 МГц.

· Цифровой CDMA — рабочий частотный диапазон БС: 869-894 МГц; — рабочий частотный диапазон РТ: 824-849 МГц.

· Цифровой GSM-900 — рабочий частотный диапазон БС: 925-965 МГц; — рабочий частотный диапазон РТ: 890-915 МГц.

· Цифровой DCS (GSM-1800) — рабочий частотный диапазон БС: 1805-1880 МГц;- рабочий частотный диапазон РТ: 1710-1785 МГц.

Все вышеупомянутые стандарты используют ту или иную разновидность угловой (фазовой или частотной) модуляции.

Базовые станции системы сотовой радиосвязи

БС являются приемо-передающими радиотехническими объектами, излучающими электромагнитную энергию в УВЧ диапазоне (300-3000 МГц). Кроме того, каждая БС дополнительно оснащена комплектом приемо-передающего оборудования радиорелейной связи, работающим в диапазоне 3-40 ГГц, отвечающим за интеграцию данной БС в сеть в целом.

Мощность передатчиков БС обычно не превышает 5-10 Вт на несущую.

В основном применяются два типа передающих (приемо-передающих) антенн БС:

· слабонаправленные с круговой диаграммой направленности (ДН) в горизонтальной плоскости — тип «Omni» (рис. 2);

Рис2. Диаграмма направленности антенны типа «Omni»

-направленные (секторные) с углом раствора (шириной) основного лепестка ДН в горизонтальной плоскости обычно 60 или 120 градусов (рис. 3,

Рис. 3. Диаграмма направленности секторной антенны (угол раскрыва основного лепестка в горизонтальной плоскости 60)

Рис. 4. Примеры диаграмм направленности антенн базовых станций

Значение коэффициента усиления по мощности антенн БС относительно изотропного излучателя обычно находится в пределах 8-18 дБ.

Антенны БС устанавливаются на высоте 15-100 метров от поверхности земли на уже существующих постройках: общественных, служебных, производственных и жилых зданиях, дымовых трубах промышленных предприятий и т. д., или на специально сооруженных мачтах (рис. 5).

Рис. 5. Примеры размещения антенн базовых станций сотовой связи на зданиях и отдельно стоящих мачтах

В соответствии с п. 6.5 Санитарных правил и норм СанПиН 2.2.4/2.1.8.055-96 «Электромагнитные излучения радиочастотного диапазона (ЭМИ РЧ)» установка антенн передающих радиотехнических объектов (ПРТО) на крышах домов разрешается при условии, что интенсивность ЭМП в доступных для населения местах не превышает установленных предельно допустимых значений.

К особенностям БС как объектов санитарно-эпидемиологического контроля можно отнести следующее:

· БС являются видом ПРТО, мощность излучения которых (загрузка) непостоянна во времени и зависит от количества абонентов, обслуживаемых БС в данный момент. Количество абонентов в свою очередь связано с местоположением БС, временем суток и днем недели. Типичный график загрузки БС показан на рис. 6.

Рис. 6. Типичный график почасовой загрузки базовой станции сотовой связи

· Благодаря относительно большой высоте размещения и характеристикам ДН передающих антенн в подавляющем большинстве случаев у данного вида ПРТО отсутствует санитарно-защитная зона, т. е. интенсивность ЭМП, создаваемого БС, на селитебной территории на «уровне земли» не превышает предельно допустимых значений.

· Гигиенически значимые уровни ЭМП могут наблюдаться только в непосредственной близости, на расстоянии до 3-5 метров от передающих антенн БС и от антенн радиорелейной связи. Из-за многолучевого распространения ЭМП (переотражения) существует гипотетическая возможность обнаружения таковых в помещениях и на балконах последних этажей зданий, на которых расположены антенны БС, и в помещениях последних этажей зданий первой линии застройки в радиусе 200-300 метров вокруг БС.

· Приемопередающие оборудование БС (кроме антенн) не является источником, потенциально опасным с точки биоэлектромагнитной совместимости.

Антенны РТ имеют ДН типа «Omni», форма которой в значительной мере может искажаться при приближении РТ к телу человека.

Особенностями РТ с точки зрения санитарно-эпидемиологического надзора являются:

· Максимальное приближение достаточно мощного источника ЭМП к жизненно важным органам человека, прежде всего к головному мозгу.

· При оценке интенсивности ЭМП, создаваемого РТ, необходимо рассматривать единую систему «РТ пользователь «, так как присутствие последнего существенно меняет картину распределения и поглощения поля.

· Выходная мощность РТ и, следовательно, условия воздействия ЭМП, зависят от качества связи с БС.

· РТ цифровых стандартов являются источниками импульсно модулированного ЭМП УВЧ диапазона и магнитного поля СНЧ диапазона (30 300 Гц).

Ограничения использования сотовых телефонов

· В местах с повышенной опасностью взрыва (там, где например, рекомендуется выключать двигатель автомобиля)

С 2000 года в большинстве стран запрещено даже включать телефон на борту самолета. Сейчас на некоторых рейсах разрешено разговаривать по мобильному телефону. Японцы предпочитают не разговаривать по мобильному в общественном транспорте из вежливости.

· В медицинских учреждениях это связано с влиянием на медицинскую аппаратуру, в частности, искусственного жизнеобеспечения.

· При вождении — в России, на Украине и в Республике Беларусь — водителю запрещено пользоваться средством связи, удерживая его в руке (то есть разрешено при использовании гарнитуры hands-free)

· В учебных заведениях

· В государственных и др. учреждениях

Здоровье и мобильный телефон

Шведские ученые («Lund University»), экспериментируя на крысах, показали, что постоянное воздействие электромагнитных полей, создаваемых мобильными телефонами во время разговора, приводит к изменению структуры и функции отделов головного мозга. Кроме того, микроскопическое исследование тканей головного мозга крыс выявило в них клеточные изменения, аналогичные тем, что наблюдаются при болезни Альцгеймера.

Ношение мобильного телефона в кармане может привести к снижению на треть мужской способности к воспроизведению потомства. Особенно опасно носить включенный мобильный телефон недалеко от паха — в кармане брюк или на ремне. Автор исследования Имре Фейес из Университета Сегеда обследовал 221 добровольца на протяжении 13 месяцев. Оказалось, что число сперматозоидов в сперме тех, кто пользовался телефоном, было в среднем на 30 процентов ниже. Кроме того, отмечался и больший процент поврежденных сперматозоидов, что еще более повышало риск бесплодия.

Споры о вреде или безвредности мобильных ведутся постоянно. Сторонники вреда часто высказывают версию о том, что финансовый интерес производителей телефонов является причиной сокрытия или «приукрашивания» результатов исследований на эту тему.

Исследовательская работа по физике «Влияние мобильных телефонов на организм человека»

Исследовательская работа по физике «Влияние мобильных телефонов на организм человека» на районную научно-практическую конференцию школьников «Первые шаги в науку»

Просмотр содержимого документа
«Исследовательская работа по физике «Влияние мобильных телефонов на организм человека»»

Районная научно-практическая конференция школьников

«Первые шаги в науку»

Название работы: «Влияние мобильных телефонов на

Автор работы: Харгатаева Александра, ученица 11 класса

Место выполнения работы: Лаганский р-он, МКОУ «ДСОШ

Руководитель: Убушаева Т.А., учитель физики 1 категории

2.1 Электромагнитное поле………………………………………….4

2.2 История создания телефона …….………………………. 5

2.3Удельный показатель поглощенияSAR………………………. 6

2.4Влияние сотового телефона на здоровье школьников………. 6

2.5Результаты анкетирования учащихся школы…………………. 7

Мобильные телефоны крепко вошли в жизнь человека, сейчас мало кто представляет себе жизнь без мобильного телефона. Для многих это не только средство общения, но, и средство развлечения, и получения разнообразной информации. Сейчас уже трудно представить жизнь без мобильной связи. Каждый абонент прекрасно понимает, какие неблагоприятные последствия для здоровья может иметь использование сотовой связи вследствие электромагнитного излучения, но дороги назад уже нет.
Прежде всего, необходимо сказать о том, что огромное количество взрослых и детей при использовании мобильного телефона добровольно подвергают электромагнитному облучению свой головной мозг и находящиеся во внутреннем ухе сложные нервные образования, обеспечивающие нормальную деятельность слухового и вестибулярного анализаторов, а также сетчатку глаза. Электромагнитные поля (ЭМП) базовых станций (БС) принудительно, ежедневно и круглосуточно, уже в течение нескольких лет подвергают облучению все население (детей и взрослых, беременных и больных, гиперчувствительных лиц). Иными словами, электромагнитные поля базовых станций сотовой связи осуществляют тотальное облучение всего тела человека.
Нельзя не брать во внимание возможное отрицательное влияние электромагнитных полей сотовых телефонов на здоровье ребенка. В настоящее время сложилась весьма сложная ситуация в оценке риска воздействия ЭМП на детей.

В процессе исследовательской работы мы хотели проверить, какое же всё-таки влияние оказывает мобильный телефон на здоровье школьников, и в чём оно проявляется.

О влиянии сотового телефона на организм подростка. Изучить положительные и отрицательные стороны использования сотового телефона для снижения его вредного воздействия на здоровье.

Познакомиться с историей происхождения телефонов.

Изучить положительные и отрицательные свойства сотовых

Провести анкетирование учащихся 5-11классов МКОУ «Джлыковской средней общеобразовательной школы имени Бембеева Т.О.» на предмет их информированности о влиянии сотовых телефонов на здоровье человека.

Методы исследования: наблюдение, исследования публицистических и научных источников, работа с литературой, анкетирование, анализ, обобщение.

Медики предупреждают, что сотовые телефоны не только могут спровоцировать развитие онкологических заболеваний, но и разрушительно влияют на психику, особенно если речь идёт о подростках. Учителей волнует тот факт, что дети почти не владеют письменной литературной речью.

Ослабить психологическую зависимость подростков от сотовых телефонов возможно посредством большей информированностью.

2.1 Электромагнитное поле

. Электромагнитное поле (ЭМП) – это особая форма физической материи, посредством которой осуществляется воздействие между электрически заряженными частицами. ЭМП также можно охарактеризовать как поле, создаваемое электромагнитными волнами, испускаемыми ускоренно движущимися электрическими зарядами, возбужденными атомами и молекулами, а также другими излучающими системами.

На заре цивилизации для быстрой передачи информации на большие расстояния использовались примитивные способы — сигнальные костры, барабаны, каменные молотки, луки и многое другое. Первым шагом к появлению мобильных средств связи была гипотеза английского физика Джеймса Клерка Максвелла о том, что в природе существуют электрическое и магнитное поля, которые являются составляющими единого электромагнитного поля. Изменение электрического поля вызывает появление магнитного, и наоборот. В пространстве начинает распространяться электромагнитная волна. Учёные математически доказали, что скорость этого процесса равна скорости света в вакууме.

Для получения электромагнитных волн Г.Герц использовал простое устройство, которое в его честь было названо вибратором Герца. Это устройство представляет собой открытый колебательный контур. Герц получал электромагнитные волны, возбуждая в вибраторе с помощью источника высокого напряжения серию импульсов быстропеременного тока. Колебания электрических зарядов в вибраторе создают электромагнитную волну. В электромагнитной волне векторы Е и В перпендикулярны. Для излучения электромагнитных волн нужно создать электромагнитные колебания высокой частоты в открытом колебательном контуре. Опыты Герца, описание которых появилось в 1888г., заинтересовали физиков всего мира. Ученые стали искать пути усовершенствования излучателя и приёмника электромагнитных волн. В России одним из первых изучением электромагнитных волн занялся преподаватель офицерских курсов в Кронштадте А.С.Попов.

2.2 История создания телефона

Развитие коммерческих сетей мобильной связи в России было стимулировано приказом Министерства связи РФ №18 от 24 февраля 1996г. Тогда начала свою работу сотовая компания «Дельта-Телеком», сети появились в Москве и Челябинске.

Современные сотовые телефоны компактные, усовершенствованные. Мобильный телефон — это небольшое устройство, по которому можно разговаривать и которое вы можете взять с собой, передвигаясь по городу, стране и миру. С каждым годом моделей мобильных телефонов становится все больше, а их функции постоянно усложняются. Современный мобильный аппарат — это маленький компьютер, который, помимо установления качественной связи, может подключаться к сети Интернет, снимать цифровые фотографии. Первоначально мобильные телефоны служили лишь для передачи речи, но затем были введены и другие сервисы — теперь Вы можете с помощью телефона отснять фото или даже видеоролик и отправить своим знакомым.

Некоторые мобильные телефоны оснащены MP3-плеером, так что проблемы поиска свежих мелодий для них не существует. Как правило, на мобильный телефон можно записать встроенным диктофоном звук и поставить его на звонок. Мелодию на телефон проще всего скачать с WAP-сайта. Если такой возможности нет, то простую монофоническую мелодию можно получить с помощью EMS-сообщения. Предоставление компаниями широкополосной связи расширяет возможности для получения самой разнообразной информации.

Если б в мобильных телефонах не было игр, то у скольких людей не было бы мобильных телефонов! Технология Java — стандарт для программ и игр для мобильных телефонов. Разработчику игры требуется минимум усилий для переделки игры или программы под другую модель телефона. Программа или игра на Java может обращаться ко всем возможностям телефона — загружать данные через Интернет, управлять подключаемыми аксессуарами и так далее. На Java написаны почтовые клиенты, что забирать и отправлять электронную почту, фоторедакторы, чтобы редактировать отснятые камерой снимки, и многое другое. Некоторые телефоны имеют собственные игровые платформы — как правило, более быстрые, чем Java, позволяющие зачастую использовать даже полноценную трехмерную графику! Разрабатывают даже специальные телефоны, предназначенные для игр. Со временем мобильные телефоны стали не только средством связи, но и предметом роскоши, модным аксессуаром

Удельный показатель поглощения SAR

Каждый мобильный телефон испускает электромагнитное излучение, которое влияет на здоровье человека. Данную характеристику назвали SAR (или Specific Absorbtion Rate) – это единица измерения, показывающая максимальную удельную мощность, поглощаемую человеческим телом при обычном разговоре по сотовому телефону. Этот параметр численно соответствует мощности электромагнитного поля сотового телефона, воздействующей на каждый килограмм головного мозга человека. Максимальный безопасный уровень – 2,0. Подавляющее большинство современных телефонов имеют SAR от 0,5 до 1,0.

Для нашего здоровья, чем меньше SAR, тем лучше. Принятые нормы подразумевают полную безопасность использования для людей, у которых всё в порядке со здоровьем, но таких уже не много.

2.4 Влияние мобильного телефона на здоровье школьников

В наше время многие бытовые вещи являются источниками электромагнитного излучения (телевизор, компьютер, микроволновая печь). Но если, смотря телевизор, мы все-таки находимся на определенной дистанции от него, то при использовании мобильного телефона наша голова целиком облучается. Среди технических средств нет таких, которые могли бы сравниться с мобильным телефоном по уровню воздействующего на человека излучения.

Излучение мобильных телефонов повреждает области мозга связанные с обучением, памятью и передвижением. Ученые исследовали воздействие излучения мобильного телефона на крыс в возрасте от 12 до 26 недель, чей мозг находится в той же стадии развития, что и мозг подростков. Спустя 50 дней исследователи обнаружили множество мертвых мозговых клеток у крыс, подвергшихся излучению. Сходство между мозгом крысы и человека дает ученым повод предположить, что схожие эффекты сотовый телефон оказывает и на людей. Учёный Шильников Е.Н. считает, что при разговоре по телефону «энергия той же природы, что вращает, электромоторы и варит курицу в микроволновой печи, проникает в голову, воздействуя на мозг и другие органы человека».

Венгерские исследователи представили данные о возможности развития опухоли головного мозга у пользователей сотовых телефонов. Ими установлена связь между развитием опухоли головного мозга у людей от 20 до 29 лет, которые использовали сотовые с детского возраста.

Радиочастотные сигналы, воздействуя на химические процессы, протекающие в нашем организме, способствуют выделению стрессовых белков. Обычно стрессовые белки выделяются организмом при высокой температуре, во время тяжелой болезни, а тут они образуются при использовании обыкновенного телефона.

Доказано, что если человек разговаривает по сотовому ежедневно более 45-60 минут, то никуда не скрыться от головной боли.

По итогам исследований ученых Норвегии и Дании был сделан вывод, что пользователи сотовой связи больше всех подвержены сонливости, раздражительности, эти люди чаще всех жалуются на головные боли.

Отрицательные свойства мобильного телефона

Исследователи пришли к выводу, что человеку, пользующемуся сотовым, доставляет удовольствие не содержание разговора, а сам факт общению по аппарату. Между тем еще с момента появления мобильной связи идут споры о вреде телефонов для здоровья. Неоспоримых данных, доказывающих, что это действительно так, нет. Но ряд фактов говорит сам за себя.

Зафиксированы случаи изменения в организме, возможно, возникшие под воздействием электромагнитного излучения сотовых телефонов.

Люди, увлекающиеся SMS-сообщениями, испытывают боль в руке из-за постоянной работы одним пальцем.

Человек, постоянно находящийся на связи, не может отключиться от тревожности, проявляющейся в боязни пропустить важный звонок.

Так владельцы сотовых телефонов попадают в зависимость от своих мобильников, в своеобразное психологическое рабство.

2.5 Результаты анкетирования учащихся школы

Цель нашей работы включает в себя физические (история создания), биологические (влияние телефонов на живой организм) знания учащихся по теме «Электромагнитные волны».

В сегодняшней России мобильная связь заняла прочное место в жизни. Сегодня практически у каждого, от дошкольника до пожилого человека, есть хотя бы один мобильный телефон. Мы решили выяснить, какую роль в жизни учеников нашей школы играет мобильный телефон. Для этого мы провели анкетирование среди учащихся нашей школы, в котором участвовали 63 из 106 учащихся. (см. приложение 1 «Анкетирование учащихся 5-11 классов»)

В опросе участвовали 5-11 классы. Было выявлено количественно и в процентах:

— имеют личные мобильные телефоны; (см. приложение 2 «Диаграмма 1»)

— зависимость учащихся от телефона; (см. приложение 3 «Диаграмма 2»)

— где в основном находятся телефоны; (см. приложение 4 «Диаграмма 3»)

При опросе учащихся, имеющие сотовые телефоны, почти каждый второй жалуется на сонливость, головную боль, зрение, слабость. А с годами те учащиеся, которые часто пользуются наушниками, будут жаловаться на органы слуха. С точки зрения науки, доказано, что частые колебания мембраны в ухе приводят к снижению слуха. Длительное пользование телефоном приводит к высокой утомляемости, раздражительности, нарушению сна.

И всё-таки для большинства ребят телефон, в первую очередь, это средство связи, передачи информации и прослушивания музыки.

Мы рассмотрели вопросы посвященные использованию сотового телефона, собрали и проанализировали информацию о влиянии электромагнитных волн. В частности, наша задача — биологическое действие электромагнитного излучение, исходящих от современных мобильных телефонов различных марок. . Электромагнитное поле (ЭМП) – это особая форма физической материи, посредством которой осуществляется воздействие между электрически заряженными частицами. ЭМП также можно охарактеризовать как поле, создаваемое электромагнитными волнами, испускаемыми ускоренно движущимися электрическими зарядами, возбужденными атомами и молекулами, а также другими излучающими системами.

Рассмотрели такие вопросы как историю создания телефона и удельный показатель поглощения этими телефонами. В частности выявили, что так как в основу работы сотовых телефонов входит электромагнитное излучение, то уровень его безопасности оценивается в SAR (максимальной удельной мощности, поглощаемой человеческим телом при обычном разговоре по сотовому телефону, — она выражается в Вт/кг). Чем SAR меньше, тем безопаснее устройство. Максимальный безопасный уровень SAR составляет 2,0.Но чем старше, учащиеся мечтают приобрести модели телефонов другого уровня: WAP-браузером, MP3-плеер, веб-камеру и т.д.

В результате исследования мы узнали, что все источники излучения в трехмерном пространстве образуют совокупное объемное излучение, которое распространяется во все стороны. Поэтому вред от мобильного телефона получают и рядом сидящие люди, а в особо неблагоприятном случае и люди в соседнем помещении и каждый присутствующий задумался о важности сохранения собственного здоровья. Все вместе мы пришли к выводу, что сотовый телефон как средство связи с родными и близкими людьми, наполненный различными опциями (фото- и видео камера, игровая приставка, калькулятор, медиа-плеер) не должен мешать главной задаче каждого подростка – учебе. Выяснилось, что при пользовании мобильным телефоном организм ребенка гораздо быстрее и чаще взрослых утомляется, быстрее формируется психическая неустойчивость, стрессы, агрессивность и подавленное настроение, разрушается иммунная система.

При проведении своей работы мы опирались на сведения отраженные в газете, использовала источники из учебников, журналов и научных трудов.

Итогом моей исследовательской работы по изучению влияния электромагнитного поля на здоровье школьника стал заключительный этап — анкетирование. Проанализировав анкеты, можно сделать вывод, что большинство школьников не представляют, себя жизни без телефонов, и при этом практически не информированы о последствиях злоупотребления сотовым телефоном. (см. приложение 5 «фотографии»)

Для улучшения существующей ситуации необходимо проводить регулярную просветительскую работу среди учащихся и их родителей с целью доведения до их сведения негативных последствий использования сотовых телефонов.

Используйте сотовую связь лишь в случае крайней необходимости.

Сократите продолжительность разговоров.

Делайте перерывы не менее 15 минут между разговорами.

С близкими и друзьями общайтесь не по телефону, а непосредственно.

Провести в средних и начальных классах ряд классных часов,

Из собеседования с одноклассниками также выяснилось, что большую часть времени пользования сотовым телефоном, подростки не разговаривают по телефону, а пользуются широким спектром приложений от ICQ и SMS до прослушивания музыки. Использование ICQ — централизованной службы мгновенного обмена сообщениями сети Интернет, достигает 7 часов в сутки. Такое длительное пользование телефоном приводит к высокой утомляемости, раздражительности, нарушению сна. После проведения тематического классного часа одноклассники обратили внимание на возрастающую психологическую зависимость — беспокойство по поводу:

отсутствия телефона (забыл дома, в кармане)

долгого отсутствия звонков (что-то случилось)

хочется купить новый телефон!

показалось, что телефон звонил и т.д.

Основными направлениями в защите своего здоровья от электромагнитного излучения телефона подростки видят в снижении частоты разговоров, нахождении места устойчивого приема сигнала, использование гарнитуры.

1. Мякишев Г.Я., Буховцев Б.Б., Чаругин В.М. Физика 11 кл М., Просвещение 2008г,17-ое изд.

2.Научно- методическая газета «Первое сентября», Физика №4,2010г.

3. Васимехина Т.В. Библиотечка «Первое сентября» серия «Физика» М., «Чистые пруды» 2000г, Выпуск 27

4. Шишилова А., Зайцев В. «Все свое ношу с собой». Наука и жизнь. 2000г, №9

5. Физика -10 Учебник для школ с углубл. изучением физики. М., Просвещение, 1999г