Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение «Краснощёковская средняя общеобразовательная школа № 1» «Влияние солнечной активности на здоровье и психоэмоциональное состояние человека» Исследовательская работа Выполнила: ученица 8 «в» класса Шипилова Анна Руководитель: учитель физики Григоренко Л. П. Краснощёково 2015 Содержание Введение…………………………………………………………………..................3 Глава I. Что такое Солнце?……………………………………………...…………..5 Глава II. Солнце и Земля………………………………..…………………………..7 Глава III. Человек и Солнце……………………………….………………………..9 3.1. Плюсы солнечного излучения………………………………..…………......9 3.2. Отрицательное влияние Солнца на человека……………………………...10 3.2.1. Влияние магнитных бурь на здоровье человека……………………13 Глава IV. Собственные исследования……………………………………………..15 Заключение………………………………………………………………………….19 Литература…………………………………………………………………………..20 Приложение………………………………………………………………………....21 2 Введение Солнце – самый знакомый всем людям астрономический объект; источник света и тепла, дающий нам жизнь, и источник ультрафиолетового излучения. Расстояние между нашей планетой и Солнцем, масса и орбита Земли, сам тип звезды – Солнца – создали гармонические предпосылки для возникновения и развития жизни на Земле. «Дыхание» Солнца (процесс пятнообразования) связан с жизнью на Земле. Живые организмы преобразуют энергию Солнца и за счёт этого живут. Воздействие Солнца сказывается на работе различных радиосистем, энергосетей, проводных линий в Арктике, на интенсивности электрического тока. Энергии Солнца достаточно, чтобы вызвать полярные сияния и магнитные бури. Влияние солнечной активности на человека установил ещё в 20-х годах А. Л. Чижевский. Учёные заметили, что ухудшение состояния больных людей максимально проявляется или сразу после солнечной вспышки, или с началом магнитной бури. И пришли к выводу, что уровень солнечной активности в год рождения ребёнка существенно отражается на его конституционных особенностях. Согласно принципу закона аналогии, «как вверху, так и внизу», организм человека – это Вселенная в бесконечности космоса. Мы живём в Солнечной системе, и её центром является солнце. В соответствии с законом в нашем организме тоже есть центр, и этот центр – сердце. Меня заинтересовал вопрос, как связаны эти два центра, как влияет Солнце на здоровье человека. Актуальность темы В последние годы все чаще говориться о солнечной активности и её влиянии на людей. Так как солнечная активность нарастает, то вопрос о влиянии этого явления 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 решила узнать, насколько тесно связаны человек и Солнце. 3 Цель работы - Изучить Солнце, влияние его активности на здоровье человека. Для достижения данной цели я поставила следующие задачи: Изучить научную литературу об активности Солнца и ее влиянии на человека; Выяснить плюсы и минусы солнечного влияния на организм человека; Провести собственные исследования и сделать по ним выводы; Развивать навыка поиска информации с помощью разных поисковых систем; Формировать исследовательские навыки. Гипотеза: Солнце – один из основных источников 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. Объект исследования: Солнце и человек. Предмет исследования: солнечная активность и ее влияние на организм человека. Методы исследования: изучение и анализ литературы; сбор фактических данных; анкетирование; обработка полученных данных; систематизация и обобщение собранного материала. Продукты исследования: презентация; информационный буклет; участие в практической конференции. 4 Глава I. 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 15 млн. 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 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 5 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. 6 Глава II. Солнце и Земля. Солнце освещает и согревает нашу планету, без этого была бы невозможна жизнь на ней не только человека, но даже микроорганизмов. Солнце — главный (хотя и не единственный) двигатель происходящих на Земле процессов. Но, не только тепло и свет получает Земля от Солнца. Различные виды солнечного излучения и потоки частиц оказывают постоянное влияние на её жизнь. Солнце посылает на Землю электромагнитные волны всех областей спектра — от многокилометровых радиоволн до гамма-лучей. Окрестностей Земли достигают также заряженные частицы разных энергий — как высоких (солнечные космические лучи), гак и низких и средних. Наконец, Солнце испускает мощный поток элементарных частиц — нейтрино. Однако их воздействие на земные процессы пренебрежимо мало: для этих частиц земной шар прозрачен, и они свободно сквозь него пролетают. Только очень малая часть заряженных частиц из межпланетного пространства попадает в атмосферу Земли. Но их энергии достаточно для того, чтобы вызвать полярные сияния и возмущения магнитного поля нашей планеты. 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. 7 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 *. _________________________________________________________ * http://ru.wikipedia.org/wiki 8 Глава III. Человек и Солнце Солнце - это не только центральное светило Солнечной системы, но и частное проявление космического универсального света. Проявление солнечной активности оказывает сильное влияние на человека. 3.1. 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, десенсибилизирующего, иммуностимулирующего, общеукрепляющего действия. Их использование способствует эпителизации раневой поверхности, а также регенерации нервной и костной ткани.* * http://ru.wikipedia.org/wiki 9 3.2. Отрицательное влияние Солнца на человеческий организм 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 корне Солнца). В этот 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 прошел за пределы Земной магнитосферы, а процессы внутри самой магнитосферы привели к уменьшению напряженности магнитного поля. Этот период пониженного магнитного поля называется главной фазой мировой магнитной бури и длится 10-15 часов. Александр Леонидович Чижевский внес большой вклад в изучение влияния Солнца на возникновение эпидемических заболеваний. Результаты этих исследований имеют особую ценность: ведь он работал с материалом тех эпох, когда медицина еще не умела бороться ни с чумой, ни с холерой, ни с тифом. Стихийный характер возникновения и распространения эпидемией давал надежду выявить их взаимосвязь с солнечной активностью. На обширном материале ученый 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 перенесшие 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 рентгеновские излучения) достигают 10 атмосферы Земли и вызывают там процессы, которые влияют на функционирование организма, а примерно через сутки начинается сама магнитная буря Земли. В 30-х годах ХХ столетия в городе Ницце (Франция) случайно было замечено, что 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 ее полного прекращения. Как впоследствии выяснилось, нарушения телефонной связи были вызваны магнитными бурями. 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. Проведенные исследования показали, что наиболее пагубно на больных действует буря ее 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 11 Плиний Старший, немецкий врач Парацельс и английский естествоиспытатель Уильям Гилберт. Сейчас установлено, 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 отметь, что больной и здоровый организм по-разному реагирует на изменения космических и геофизических условий. У больных, ослабленных, утомленных, эмоционально неустойчивых лиц в дни, характеризующиеся изменением космических и геофизических условий, ухудшаются показатели энергетики, иммунологической защитой, 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, подъем настроения. Детский организм подвержен влиянию солнечных вспышек больше, чем организм взрослого человека. Известно, что любая нагрузка дается детям большим напряжением психических, эмоциональных и физических функций. Во время экстремальных космических и геофизических ситуаций страдает энергетика ребенка, развиваются функциональные расстройства со стороны нервной, эндокринной, сердечнососудистой, дыхательной и других систем. Ребенок ощущает дискомфорт, который не может объяснить. Появляются нарушения сна, беспокойств, теряет аппетит, иногда может подниматься температура. После окончания экстремальной ситуации все приходит в норму, и в этом случае прибегать к лечению неизвестной болезни не нужно. 12 3.2.1. Влияние магнитных бурь на здоровье человека Метеочувствительность — свойство организма реагировать не только на магнитные бури, но и на перепады атмосферного давления, смену температуры, возмущения гравитационного поля, то есть на весь комплекс космических, геофизических и погодных факторов. В периоды магнитных бурь, вызванных активностью Солнца, в организме увеличивается выброс адреналина в кровь, она начинает двигаться более медленно и прерывисто, на сердце ложится большая нагрузка. Это может стать причиной гипертонического криза, инфаркта, инсульта, Поэтому важно вовремя почувствовать перемену космической погоды и своевременно принять меры. Среди тех, кто может быть отнесен к жертвам погоды, выделяются три группы. Первая – те, для кого источник плохого самочувствия – именно определенные погодные факторы. Вторая группа — те, кто страдает какими-либо острыми или хроническими заболеваниями, а погодные условия лишь усиливают или ослабляют течение основного заболевания. У больных гипертонией, например, неблагоприятная погода может вызвать гипертонический криз. У страдающих бронхиальной астмой — приступ удушья, ревматизмом — боль в суставах. И, наконец, к третьей группе относятся псевдометеочувствительные люди, то есть на кого действуют не сами погодные условия, а некоторые сопутствующие им обстоятельства. У людей, которые часто находятся в зонах аномальных явлений, ухудшается самочувствие, появляются сильные головные боли, изменяется артериальное давление, нарушается сердечный ритм, у некоторых происходят приступы бронхиальной астмы и гипертонические криз, возникает бессонница. Что происходит: 1. На Солнце появляются темные пятна, затем происходит вспышка. Поток плазмы и излучения — электромагнитного, рентгеновского, ультрафиолето13 вого — летит к нам со скоростью до 1000 км/сек. Через 3–4 дня он достигает Земли. 2. Магнитное поле Земли принимает на себя удар заряженных частиц. Именно это и называют «возмущенным геомагнитным фоном» 3. В геомагнитном поле от «встряски» возникают радиоволны низкой частоты — 1, 5, 10 Герц. Они и действуют на нас. Ученым до конца не ясен ме- ханизм нашего отклика на магнитные бури. Скорее всего, дело в резонансе: биоритмы человека — биение сердца, нервные импульсы — “работают” тоже в диапазоне нескольких Герц. Электромагнитные волны способны изменить вязкость крови. 4. Кровь стала гуще, значит, она медленнее течет по сосудам, особенно тоненьким сосудикам головного мозга. Клетки хуже снабжаются кислородом — отсюда головные боли, мигрени, быстрая и беспричинная усталость, вялость, сонливость. 5. Нарушается регуляция тонуса сосудов, непредсказуемо “скачет” давление. Поэтому к магнитным бурям чувствительнее всего люди с болезнями сердечно–сосудистой системы. Самое опасное оружие бури — электромагнитный импульс в диапазоне частот сердечного ритма. Он может привести к внезапной смерти. Даже у здоровых людей сбивается сердечный ритм, растет артериальное давление. Работая над темой и изучая специальную литературу, труды ученых в этой области, я узнала, что на магнитные бури реагируют 60 процентов людей! Также я выяснила, что магнитные бури у кардиологических больных подавляют выработку меланина — гормона, который «работает» антиоксидантом, укрепляет иммунитет и отвечает за суточные биоритмы. Недостаток меланина может привести к серьезным изменениям в организме. 14 Глава IV. Собственные исследования. Изучив теорию, я провела анкетирование среди 100 учащихся 3-10 классов. Им были заданы 6 различных вопросов (см. Приложение II). Результаты анкетирования предлагаю посмотреть в виде диаграмм. 1. Сколько времени вы проводите на улице днём, т.е в светлое время суток? А. 30 минут Б. Более часа В. По-разному Г. Не засекаю Вывод: Учащиеся нашей школы светлому времени суток отводят разное время. Вероятнее всего это зависит от различных обстоятельств, складывающихся у каждого ученика по-своему. 2.Как меняется твое самочувствие в солнечный день? А. Улучшается Б. Не меняется В. Ухудшается 15 Вывод: Большинство учащихся нашей школы, замечают улучшение самочувствия в солнечный день. Солнце повышает жизненный тонус, дает чувство счастья, поддерживает и вдохновляет человека. 3. Что оказывает влияние на жизнь больше всего? А. Луна Б. Земля В. Солнце Луна Земля Солнце Вывод: Большинство учащихся нашей школы считают, что Солнце оказывает влияние на жизнь больше всего. 4. От какого фактора настроение улучшается быстрее? 16 А. Вкусная еда Б. Солнечная погода В. Удачный день Г. Хорошая оценка Хорошая оценка Удачный день Солнечная погода Вкусная еда 0 Вывод: У большинства проведённого дня. 5 10 учащихся 15 20 25 30 35 40 настроение улучшается 45 от 50 удачно 5. В какое время суток ты чувствуешь себя лучше всего? А. Раннее утро Б. Полдень В. Поздний вечер (см. Приложение I) Вывод: Большинство учащихся нашей школы в полдень чувствуют себя лучше всего. 6. В какое время года ты чувствуешь себя лучше всего? А. Зима; Б. Весна; В. Лето; Г. Осень. 17 Зима Весна Лето Осень Вывод: Конечно же, именно летом учащиеся чувствуют себя лучше всего. Солнце стимулирует выработку «гормонов удовольствия», поэтому считается, что солнечный свет – лучший природный антидепрессант. Его положительное влияние распространяется и на сферу межличностных отношений: если холод побуждает нас «закрыться», то Солнце, напротив, «раскрывает» нас по отношению к внешнему миру и окружающим. Именно поэтому летом нам легче заводить новых друзей. От Солнца исходит «энергия счастья». Мои исследования это наглядно показывают. 18 Заключение. Таким образом, в результате исследований подтверждена гипотеза, что эмоциональное и физическое состояние человека зависит от интенсивности солнечных лучей. Кроме того, многое зависит и от самого человека, его отношения к окружающему миру. В результате своего исследования я выяснила, что процессы, происходящие на Солнце, оказывают огромное влияние на здоровье человека и его психоэмоциональное состояние, причем наблюдаются не только положительные результаты, но и негативные тоже. Таким образом, о поддержании общей устойчивости организма к неблагоприятным факторам надо заботиться постоянно, а не только в дни повышенной солнечной активности. Это означает выполнение целого комплекса закаливающих процедур, физических упражнений, соблюдение принципов здорового питания. Разумеется, в эти дни следует избегать сильных умственных и физических нагрузок, что само по себе и так не очень полезно; мне кажется, надо сохранять хорошее настроение и не паниковать. Материалы данной работы можно использовать на родительских собраниях, классных часах и внеклассной работе. 19 Литература: 1. Кауров Э. Человек, Солнце и Магнитные бури. Астрономия. РАН, 2000. 2. Косидовский, Зенон. Когда Солнце было Богом. Изд.: Детская литература. М., 1980. 3. Мирошниченко Л.И. Солнечная активность и Земля. - М.: Наука, 1981. 4. Дж. К. Харгвирс. Верхняя атмосфера и солнечно-земные связи, М., 1982. 5. Чижевский А.Л. Земное эхо солнечных бурь. - М.: Мысль, 1976 6. Энциклопедия «Астрономия». Издательство «Аванта». 2007. Интернет – сайты: 1. http://ru.wikipedia.org/wiki 2. http://astrologic.ru/library/chizhevsky/04.htm 20 Приложение I Приложение II Вопросы анкеты 1. Сколько времени вы проводите на улице днем, т. е в светлое время суток? а)30 мин в) По-разному б) Более часа г) Не засекаю 2. Как меняется твое самочувствие в солнечный день? а) Улучшается б) Не меняется в) Ухудшается 3. Что оказывает влияние на жизнь больше всего? а) Луна б) Земля в) Солнце 4. От какого фактора настроение улучшается быстрее? а) Вкусная еда 21 б) Теплая погода в) Удачный день г) Хорошая оценка 5. В какое время суток ты чувствуешь себя лучше всего? а) Раннее утро в) Поздний вечер б) Полдень 6. В какое время года ты чувствуешь себе лучше всего? а) Зима б) Весна в) Лето г) Осень 22