Человек и звезда - МБОУ Краснощёковская СОШ №1
advertisement
Барсуков Роман учащийся 11 «а» класса МБОУ «Краснощёковская СОШ №1» Неоднократный победитель районной научно-практической конференции «Первый шаг в науку». Внеурочный проект на тему: «Человек и звезда» Руководитель: Григоренко Л.П. Работа отмечена грамотой районной научно-практической конференции «Первый шаг в науку». 2010год Муниципальное общеобразовательное учреждение Краснощёковская средняя школа №1. Внеурочный проект по физике Выполнил: Барсуков Роман, Ученик 8 «б» кл. Руководитель: Григоренко Л.П., учитель физики Краснощёково 2010 2 Содержание Введение…………………………………………………………………………...…3 Глава 1. Что такое Солнце?........................................................................................4 Глава 2. Солнце на Земле……………………………………………………………5 Глава 3. Человек и звезда………………………………………………...….………6 3.1. Отрицательное влияние Солнца на организм человека……………..……6 3.2. Плюсы солнечного излучения………………………………………..…….9 Заключение……………………………………………….........................................11 Список литературы…………………………………………………………………12 3 Введение Солнце всегда привлекало к себе внимание человека, и не зря. Оно обожествлялось от начала времён, считалось главным чудом этого мира, и такое отношение вполне оправдано, ведь именно Солнце поддерживает оптимальную температуру на Земле для существования на ней живых организмов, освещает планету. Оно оказывает положительное и отрицательное воздействие, но является неотъемлемой частью жизни. В последнее время учёные уделяют большое место исследованиям светила, так как оно является причиной многих процессов, происходящих на Земле. Актуальность темы В последние годы всё чаще говорится о солнечной активности и её влиянии на людей. Так как солнечная активность нарастает, то вопрос о влиянии этого явления на здоровье становится в достаточной степени актуальным. Солнце оказывает прямое воздействие на живые организмы на планете, а так же является причиной магнитных бурь. Его роль в жизни человека чрезвычайно велика. Данный вопрос заинтересовал меня, и я решил самостоятельно узнать, насколько тесно связаны человек и звезда. 4 Цели проекта: Изучить Солнце, его влияние на человека и Землю; Привлечь внимание на важность солнечного света для организма Задачи проекта: Изучить виды солнечного влияния на организм человека; Выяснить плюсы и минусы солнечного влияния на организм человека; Развивать навыки поиска информации с помощью разных поисковых систем; Формировать исследовательские навыки. Гипотеза: Солнце – один из основных источников жизни на Земле. Его излучение необходимо для нормальной жизнедеятельности почти всех живых организмов, однако Солнце даёт не только тепло и свет, но и оказывает некоторое негативное влияние. Методы исследования: Анализ материалов различных источников. Продукты исследовательской работы: презентация; информационный буклет; участие в научно-практической конференции. 5 Глава 1. Что такое Солнце? Мы привыкли видеть звёзды маленькими светящимися точками в ночном небе, однако, наше яркое дневное солнце тоже является звездой. Оно согревает Землю и освещает её, подвергает своему излучению, которое разносторонне сказывается на живых организмах, населяющих планету. Внутри Солнца протекают сложные реакции изменения веществ, а главное – “сжигание топлива” – превращение атомов водорода в атомы гелия, что является причиной выделения огромного количества энергии. Нашему Солнцу примерно 5 миллиардов лет. За это время оно почти не изменило своих размеров и светимости. Огромное хранилище и генератор химических элементов. Как же оно устроено? Начнём с самого начала. В центральной части Солнца находится источник его энергии, или, говоря образным языком, та печка, которая не даёт ему остыть. Эта область называется ядром. Здесь температура достигает 15млн. градусов, где и происходит выделение энергии. Сразу вокруг ядра начинается зона лучистой передачи энергии. Через неё энергия от ядра переходит к конвективной зоне, а потом и к поверхностным солям – солнечной атмосфере. Нижний слой называется фотосферой, температура которого мы воспринимаем, равная 6000 градусов. Иногда на поверхности фотосферы видны более тёмные области – пятна. Постепенно фотосфера переходит в более разреженные слои атмосферы – хромосферу и корону. Первая видна при затмениях в виде тонкого яркого розоватого кольца вокруг диска Луны. Так же во время затмений можно увидеть некое подобие арок или фонтанов, это выбросы звёздного вещества, которые носят название протуберанцы. Помимо протуберанцев на поверхности Солнца происходит взрывы – хромосферные вспышки, что, как и пятна, и протуберанцы являются проявлением солнечной 6 активности. Следом за хромосферой идёт область протяжённостью в миллионы километров – корона. Её отчётливо можно видеть при затмениях, как светлые длинные лучи. Именно корона и является последней зоной в солнечной атмосфере. Состоит солнце примерно на ¾ из водорода, на ¼ из гелия, с небольшой добавкой (примерно 2%) более тяжелых элементов. Но как же появился такой гигант? Все звёзды имеют определённое время жизни. Когда звезда "умирает"(т.е. сжигает весь водород), она взрывается и на её месте образуется газопылевое облако или туманность. Впоследствии это облако уплотняется, и под действием взаимного притяжения спустя много тысячелетий образуется горячий газовый шар из звёздного вещества. Рождающаяся звёзда уплотняется и разогревается до тех пор, пока при температуре в ядре в 10 млн. градусов не начинается термоядерная реакция, сжатие останавливается и в один момент звезда взрывается. Шар низвергает остатки газопылевого облака в космос. В этот момент появляется новая звезда. Именно так было создано и наше Солнце. Основная часть Глава 2. Солнце на Земле Земля получает от Солнца не только тепло и свет. Различные виды солнечного излучения и потоки частиц оказывают влияние на неё. Солнце постоянно посылает на Землю электромагнитные волны. Окрестности планеты достигают многокилометровые радиоволны, солнечные космические лучи, потоки солнечного ветра, выбросы от вспышек. Солнечное излучение подвергается строгому отбору в земной атмосфере. Поглощение рентгеновских и жёстких ультрафиолетовых лучей начинается на высотах 300-350 км. Мягкое, или длинноволновое ультрафиолетовое излучение может проникать ещё глубже 7 в атмосферу. Озон поглощает часть этих гибельных лучей. Та часть, которая всё же проходит через озоновый слой вызывает загар, или ожоги. Особенно большое влияние оказывают вспышки на Солнце. Постоянный интерес к нему проявляют астрономы, врачи, метеорологи, связисты, навигаторы и другие специалисты, профессиональная деятельность которых сильно зависит от степени активности нашего дневного светила. Одной из самых замечательных особенностей Солнца являются почти периодические, регулярные изменения различных проявлений солнечной активности, то есть всей совокупности наблюдаемых изменяющихся (быстро или медленно) явлений на Солнце. Это и солнечные пятна – области с сильным магнитным полем и вследствие этого с пониженной температурой, и солнечные вспышки – наиболее мощные и быстроразвивающиеся взрывные процессы, затрагивающие всю солнечную атмосферу над активной областью. Самое сильное проявление солнечной активности, влияющее на Землю, – солнечные вспышки. Они развиваются в активных областях со сложным строением магнитного поля и затрагивают всю толщу солнечной атмосферы. Энергия большой солнечной вспышки достигает огромной величины, сравнимой с количеством солнечной энергии, получаемой нашей планетой в течение целого года. Это приблизительно в 100 раз больше всей тепловой энергии, которую можно было бы получить при сжигании всех разведанных запасов нефти, газа и угля. Глава 3.Человек и звезда Всё на Земле зависит от Солнца, поставляющего ей значительную часть энергии. Спокойное Солнце (при отсутствии на его поверхности пятен, протуберанцев, вспышек) характеризуется постоянством во времени электромагнитного излучения во всём его спектральном диапазоне, включающем рентгеновские лучи, 8 ультрафиолетовые волны, видимый спектр, инфракрасные лучи, лучи радиодиапазонов, а также постоянством во времени так называемого солнечного ветра – слабого потока электронов, протонов, ядер гелия, представляющего собой радиальное истечение плазмы солнечной короны в межпланетное пространство. 3.1. Отрицательное человеческий организм влияние Солнца на Волновое излучение Солнца распространяется прямолинейно со скоростью 300 тыс. км/сек и доходит до Земли за 8 минут. Периодически, с ритмом приблизительно 11 лет, происходит усиление солнечной активности (возникают солнечные пятна, хромосферные вспышки, протуберанцы в короне Солнца). В это время усиливается волновое солнечное излучение на разных частотах. Магнитная буря – это изменение магнитного поля Земли под действием солнечного ветра. Период, когда магнитное поле увеличивается, называется начальной фазой магнитной бури и продолжается 4–6 часов. Далее магнитное поле возвращается к норме, а затем его величина начинает уменьшаться, так как солнечный поток уже прошёл за пределы Земной магнитосферы, а процессы внутри самой магнитосферы привели к уменьшению напряжённости магнитного поля. Этот период пониженного магнитного поля называется главной фазой мировой магнитной бури и длится 10–15 часов. Александр Леонидович Чижевский внёс большой вклад в изучение влияния Солнца на возникновение 9 эпидемических заболеваний. Результаты этих исследований имеют особую ценность: ведь он работал с материалом тех эпох, когда медицина ещё не умела бороться ни с чумой, ни с холерой, ни с тифом. Стихийный характер возникновения и распространения эпидемий давал надежду выявить их взаимосвязь с солнечной активностью. На обширном материале учёный показал, что самые сильные и смертоносные эпидемии всегда совпадали с максимумами солнечной активности. Такая же закономерность была обнаружена для заболеваний дифтерией, менингитом, полиомиелитом, дизентерией и скарлатиной. В начале 60-х годов появились научные публикации о связи сердечнососудистых заболеваний с солнечной активностью. В них было показано, что наиболее подвержены солнечному воздействию люди, уже перенёсшие один инфаркт. При этом выяснилось, что их организм реагирует не на абсолютное значение уровня активности, а на скорость его изменения. Замечено, что ухудшение состояния больных максимально проявляется, во-первых, сразу после солнечной вспышки и, во-вторых, – с началом магнитной бури. Это объясняется тем, что спустя примерно 8 минут от начала солнечной вспышки, солнечный свет (а также рентгеновское излучение) достигают атмосферы Земли и вызывают там процессы, которые влияют на функционирование организма, а примерно через сутки начинается сама магнитосферная буря Земли. В 30-х годах XX столетия в городе Ницце (Франция) случайно было замечено, что число инфарктов миокарда и инсультов у пожилых людей резко возрастало в те же самые дни, когда на местной телефонной станции наблюдались сильные нарушения связи вплоть до её полного прекращения. Как впоследствии выяснилось, нарушения телефонной связи были вызваны магнитными бурями. 10 Из всех заболеваний, которые подвержены воздействию магнитосферных бурь, сердечнососудистые были выделены, прежде всего, поскольку их связь с солнечной и магнитной активностью была наиболее очевидной. Проводились сопоставления зависимости количества и тяжести сердечнососудистых заболеваний от многих факторов внешней среды (атмосферное давление, температура воздуха, осадки, облачность, ионизация, радиационный режим и так далее), но достоверная и устойчивая связь сердечнососудистых заболеваний выявляется именно с хромосферными вспышками и геомагнитными бурями. Во время магнитных бурь проявлялись субъективные симптомы ухудшения состояния больных, учащались случаи повышения артериального давления, ухудшалось коронарное кровообращение, что сопровождалось отрицательной динамикой ЭКГ. Исследования показали, что в день, когда на Солнце происходит вспышка, число случаев инфаркта миокарда увеличивается. Оно достигает максимума на следующий день после вспышки (примерно в 2 раза больше по сравнению с магнитоспокойными днями). В этот же день начинается магнитосферная буря, вызванная вспышкой. Проведённые исследования показали, что наиболее пагубно на больных действует буря в её начальный период. Анализ многочисленных медицинских данных вывел также сезонный ход ухудшения здоровья во время магнитных бурь; он характеризуется наибольшим ухудшением в весеннее равноденствие, когда увеличивается число и тяжесть сосудистых катастроф (в частности, инфарктов миокарда). Сведения о влиянии магнитного поля на организм человека изменились уже в глубокой древности. Лечебные свойства магнита описывали Аристотель и Плиний Старший, немецкий врач Парацельс и английский естествоиспытатель Уильям Гилберт. Сейчас установлено, 11 что магнитное поле влияет, прежде всего, на регуляторные системы организма (нервную, эндокринную и кровеносную). Его воздействие затормаживает условные и безусловные рефлексы, меняет состав крови. Такая реакция на магнитное поле объясняется, в первую очередь, изменением свойств водных растворов в организме человека. Необходимо отметить, что больной и здоровый организм по-разному реагирует на изменения космических и геофизических условий. У больных, ослабленных, утомлённых, эмоционально неустойчивых лиц в дни, характеризующиеся изменением космических и геофизических условий, ухудшаются показатели энергетики, иммунологической защиты, состояния различных физиологических систем организма, появляется психическое напряжение. А психологически и физически здоровый организм оказывается в состоянии перестроить свои внутренние процессы в соответствии с изменившимися условиями внешней среды. При этом активируется иммунная система, соответственно перестраиваются нервные процессы и эндокринная система; сохраняется или даже увеличивается работоспособность. Субъективно это воспринимается здоровым человеком как улучшение самочувствия, подъём настроения. Детский организм подвержен влиянию солнечных вспышек больше, чем организм взрослого человека. Известно, что любая нагрузка даётся детям большим напряжением психических, эмоциональных и физических функций. Во время экстремальных космических и геофизических ситуаций страдает энергетика ребёнка, развиваются функциональные расстройства со стороны нервной, эндокринной, сердечнососудистой, дыхательной и других систем. Ребёнок ощущает дискомфорт, который не может объяснить. Появляются нарушения сна, беспокойство, теряется аппетит, иногда может подниматься температура. После окончания 12 экстремальной ситуации всё приходит в норму, и в этом случае прибегать к лечению неизвестной болезни не нужно. 3.2. Плюсы солнечного излучения Солнечные лучи обладают способностью нагревать наружные ткани человеческого организма – это происходит под действием инфракрасного излучения. Инфракрасные лучи проникают на 2–3 сантиметра в ткани и очень активно воздействуют на кровеносные сосуды, которые расширяются и усиливают кровообращение в коже и подкожно-жировой клетчатке. Благодаря этому активизируется окислительно-восстановительные процессы в этих тканях. Одним из компонентов в многообразии воздействия Солнца является ультрафиолет. Насколько он может быть полезен? Ультрафиолетовое излучение несет наиболее высокую энергию. По своей химической активности оно значительно превосходит все остальные участки светового спектра. Вместе с тем ультрафиолетовые лучи имеют наименьшую глубину проникновения в ткани - всего до 1 мм. Поэтому их прямое влияние ограничено поверхностными слоями облучаемых участков кожи и слизистых оболочек. Ультрафиолетовое облучение повышает активность защитных механизмов, оказывает десенсибилизирующее действие, нормализует процессы свертывания крови, улучшает показатели липидного (жирового) обмена. Под влиянием ультрафиолетовых лучей улучшаются функции внешнего дыхания, увеличивается активность коры надпочечников, усиливается снабжение миокарда кислородом, повышается его сократительная способность. Применение ультрафиолетовых лучей в лечебных целях при хорошо подобранной индивидуальной дозе и четком контроле дает высокий терапевтический эффект при многих заболеваниях. Он складывается из обезболивающего, противовоспалительного, 13 десенсибилизирующего, иммуностимулирующего, общеукрепляющего действия. Их использование способствует эпителизации раневой поверхности, а также регенерации нервной и костной ткани. Показаниями к использованию ультрафиолетового излучения служат острые и хронические заболевания суставов, органов дыхания, женских половых органов, кожи, периферической нервной системы, раны (местное облучение), а также компенсация ультрафиолетовой недостаточности с целью повышения сопротивляемости организма различным инфекциям, закаливания, профилактики рахита, при туберкулезном поражении костей. Противопоказания опухоли, острые воспалительные процессы и хронические воспалительные процессы в стадии обострения, кровотечения, гипертоническая болезнь III стадии, недостаточность кровообращения II-III стадии, активные формы туберкулеза. Умеренное загорание активизирует работу иммунной системы, улучшает жировой обмен в организме. Под влиянием ультрафиолетовых лучей увеличивается кожное дыхание, активней работает кора надпочечников, усиливается снабжение миокарда (сердечная мышца) кислородом, повышается его сократительная способность. Поэтому регулярное пребывание под солнечными лучами рекомендуется при: • болезнях внутренних органов (бронхиты, пневмония, астма, атеросклероз, язвенная болезнь); • заболеваниях опорно-двигательного аппарата (артриты, миозиты); • заболеваниях нервной системы (невралгия, дистония, травмы спинного мозга); • заболеваниях кожи (экземы, псориаз). 14 Заключение Оно восходило над динозаврами, над Великим Оледенением, над строящимися египетскими пирамидами, оно видело Столетнюю войну и взрыв ядерной бомбы в Хиросиме, наблюдало создание Земли и её протекающую жизнь. Наше Солнце – огромная, древняя пылающая звезда, которая делает возможным существование живых организмов на Земле. Данный проект заставил меня задуматься, насколько глубока роль Солнца в жизни человечества. Оно разносторонне воздействует не только на человека, но и на всю планету в целом. Негативное влияние Солнца велико, но его силу можно использовать и в полезных целях для здоровья организма. К сожалению, жизнь любой звезды, как и человеческая, имеет предел. Постепенно оно начнёт увеличиваться и становиться горячее. Земля, некогда бывшая нашим домом, просто сгорит в объятиях Солнца. Где-то после прошествия 10 миллиардов лет оно погаснет. К этому моменту люди уже смогут путешествовать к другим далёким неизведанным мирам и селиться на новых планетах. А Солнце будут помнить всегда, даже спустя бесчисленные годы, как звезду, которая дала жизнь человечеству. 15 Список литературы 1. Кауров Э. “Человек, Солнце и Магнитные Бури” // "Астрономия" РАН. 2. Кульневич С. В., Лакоценина Т.П. «Не совсем обычный урок». – Воронеж, 2006. 3. Чижевский А.Л. “Земное эхо солнечных бурь”: М., Мысль 1976г. 4. Энциклопедия “Астрономия”. Издательство «Аванта». 2007. 5. Энциклопедия «Что такое, кто такой». Издательство «Педагогика». 1990. 6. Материалы сайтов: http://www.5ballov.ru/ http://ru.wikipedia.org/wiki 16
