Научно - исследовательская работа "Влияние магнитных бурь на человека".

Муниципальное бюджетное  общеобразовательное учреждение

«Аксубаевская  средняя общеобразовательная школа  № 2»

Аксубаевского муниципального района Республики Татарстан

Научно – исследовательская работа

Влияние магнитных бурь на человека.

Выполнила:

 ученица 10 класса

 Маклакова Ю.

Руководитель:

 Ванюкова С.А.

учитель физики и математики.

2013 год.

Содержание:

1.Введение

1.1. Магнитное поле Земли

1.2. Процессы, происходящие на солнце

1.3. Магнитные бури.

2.Историческая справка

3.Влияние магнитных бурь на человека

3.1. Причины воздействия магнитных бурь на человека.

3.2. Влияние магнитных бурь на кальциевый обмен

3.3. Способы защиты от  магнитных бурь.

4.Прогнозирование космических аномалий.

5. Выводы.

6. Рекомендации.

7. Литература.

Цель работы:

рассказать о магнитных бурях и доказать необходимость исследования этого явления.

Задачи:

1. Объяснить причины возникновения магнитных бурь
2. Узнать о последствиях магнитных бурь
3. Понять принцип действия магнитных бурь
4. Ознакомиться с достижениями науки в этой области
5. Исследовать влияние магнитных бурь на  человека.

Методы исследования: аналитический, практические, экспериментальный, метод сравнения.

Актуальность и практическая значимость темы:

В настоящее время в этой области физической науки проводится много практических исследований. Данная тема имеет большое практическое значение, ее изучение расширяет кругозор.

Объект исследования магнитное поле, солнечный ветер.

1. Введение.

Явления, происходящие в космосе, то есть магнитные бури, влияют на организм человека, нарушая тем самым его нормальную жизнедеятельность.

1.1. Магнитное поле Земли. Наша планета окружена особой материей – магнитным полем. Магнитное поле Земли – своеобразный щит, оберегающий нас и весь органический мир. Не будь у земли магнитного поля, защищающего его от солнечной радиации, наша планета превратилась бы в выжженную пустыню, а живые существа погибли бы.

1.2. Процессы, происходящие на солнце. Процессы, происходящие на солнце, изменяют магнитное поле Земли, а это в свою очередь ведёт к изменению земной погоды. Солнце представляет собой кипящий атомный котёл – это природная термоядерная станция, уже много миллиардов лет стабильно поставляющая в Космос (в том числе и на Землю) практически неизменный поток лучистой энергии. В период усиления солнечной активности с поверхности Солнца в мировое пространство выбрасываются потоки заряженных частиц, электронов и протонов. Магнитное поле, образуемое этими движущимися частицами, изменяет магнитное поле Земли и вызывает магнитную бурю.

1.3. Магнитные бури. Магнитные бури – сильные искажения магнитного поля Земли; могут делиться несколько суток; вызываются воздействием усиленных потоков солнечной плазмы на магнитосферу Земли. Но при этом они могут вызывать знакомое всем явление, получившее название полярное сияние.

Они в значительной степени зависят от 11-ти летнего цикла солнечной активности (когда энергия  светила должна уже уменьшаться, однако а его поверхности из недр по-прежнему устремляются очередные сгустки плазмы, образующие новые пятна и активные области, с которыми связано возникновение солнечных вспышек) и солнечных бурь, вызывающих на Земле магнитные бури.

Они вызывают помехи радиосвязи, систем навигации космических кораблей, разрушение энергитичеких систем, повреждение трубопроводов, выход из строя линий электропередач, взрывы трансформаторов на телефонных подстанциях. Некоторые учёные строят гипотезы о воздействии магнитных бурь на ДТП и на рост преступности. Учёные провели ряд исследований, подтверждающих тесную связь активности Солнца и социальных процессов в нашем городе. В частности, они утверждают, что во время магнитных бурь увеличивается число преступлений и аварий, также было установлено резкое возрастание числа самоубийств в 4-5 раз по сравнению с днями спокойного Солнца. Происходит обострение таких заболеваний, как сердечно-сосудистые, гипертонические, приводящие к смерти больного.

2. Историческая справка.

Мы выяснили, что учёные занимаются магнитными бурями уже достаточно долго. В частности, влияние магнитных бурь на организм человека, и особенно на больных сердечно-сосудистыми заболеваниями, било выявлено французскими медиками в 1915-1919 гг. Они установили, что во время таких бурь больных охватывают продолжительные приступы болей, длящиеся 2-3 дня.

Почти пол жизни посвятил великий русский учёный Чижевский изучению этого явления. Александр Леонидович Чижевский в 1931 году написал книгу «Земля в объятьях солнца». В ней впервые было прослежено влияние солнечной активности - «космической погоды» - на биологические и социальные явления: изменение численность животных, возникновение эпидемий и даже начало войн и революций. Сегодня многое из этой работы имеет скорее исторический интерес, но солнечно-земные связи, о которых впервые заговорил А.Л.Чижевский, привлекают всё более пристальное внимание исследователей. А.Л.Чижевский, посвятивший всю свою жизнь изучению влияния Солнца на биосферу Земли, считал, что существует специфическое солнечное излучение, к которому особенно чувствительны биосистемы. Это биоактивное солнечное излучение он назвал «зет» - излучением.

Немецкий микробиолог Г.Бортельс пришёл к выводу, что кроме собственно солнечного излучения имеются: и вызываемые им излучения атмосферы, одно из которых  (Н-фактор) стимулирует биологические окислительные процессы, а так же половое размножение бактерий, а второе (Т-фактор) стимулирует восстановительные реакции и рост микроорганизмов.

3. Влияние магнитных бурь на человека

Всех учёных, в первую очередь, интересовало влияние магнитных бурь на человека. Они нередко сопровождались головными болями, мигренями, учащённым сердцебиением, бессонницей, плохим самочувствием, пониженным жизненным тонусом, перепадами давления. Что же происходит во время магнитных бурь? Установлено, что образуются агрегаты кровеносных телец (у здоровых людей в меньшей степени), то есть кровь густеет. Из - за такого сгущения крови ухудшается кислородный обмен, и первые, кто реагирует на нехватку кислорода – это мозг и нервные окончания. И нервы, и головной мозг являются очень чувствительными «приёмниками», реагирующими с большой быстротой. К действию этих полей чувствителен эпифиз, вырабатывающий меланин – вещество, регулирующее, в частности, обмен веществ и адаптацию организма к неблагоприятным условиям. Магнитные бури у кардиологических больных подавляют выработку меланина, который «работает» антиоксидантом, укрепляет иммунитет и отвечает за суточные биоритмы. Недостаток меланина может привести к серьёзным поломкам в организме. Нет никого, кто бы был свободен от воздействия геомагнитного поля. Было отмечено так же. Что мужчины более подвержены воздействию магнитных бурь, чем женщины. В магнитоактивные дни инфаркты миокарда случаются на 4,5% чаще, чем в магнитоспокойные дни. По статистике, во время магнитных бурь число инфарктов увеличивается более чем в три раза, инсультов – в два, приступов стенокардии –  в полтора раза.

3.1. Причины воздействия магнитных бурь на человека. Учёных заинтересовал вопрос, почему магнитные бури могут воздействовать на человека. Мы реагируем не на саму бурю, а на этот сигнал – предупреждение о возможной опасности. Организм впадает в стресс, мобилизирует все силы для борьбы. Так что метеозависимость – один из способов борьбы за выживание. Известно, что магнитное поле действует на движущиеся электрические заряды, электрические токи, магниты. В биологических системах, в том числе в организме человека, существуют упорядоченные движения электрических зарядов (электронов и ионов), определяющие все основные процессы жизнедеятельности клеток. Кроме токов и зарядов в живом организме имеются маленькие «магнитики»; это молекулы различных веществ, прежде всего молекулы воды. Известно, что магниты взаимодействуют. Именно поэтому меняющееся магнитное поле вызывает переориентацию маленьких «магнитиков» в организме, располагая их иначе, чем прежде. Отклоняясь от обычного направления, они перестают нормально выполнять свои функции, отчего начинает страдать весь организм. В организме человека возникают дополнительно к существующим в нём биотокам иные электрические токи, что ещё больше нарушает его нормальную жизнедеятельность. Практически всё это обусловлено тем обстоятельством, что живой организм является системой электромагнитной. Это значит, что все функции живого организма обеспечиваются благодаря процессам, которые являются электромагнитными.

3.2. Влияние магнитных бурь на кальциевый обмен в организме. Все учёные, которые длительно время занимались исследованиями этого излучения, пришли к выводу, что оно оказывает влияние на живые организмы потому, что изменяет скорость процессов в водной среде. Из этого становится ясно, что человек подвержен влиянию излучений, так как состоит примерно на 70% из воды. Опыты Д.Пиккарди показали, что скорость реакций в водной среде действительно зависит от того, подает ли на водную среду некое излучение или нет. Что же конкретно происходит в организме (в водной среде) под действием этого излучения?

Учёные установили, что вода имеет структуру, похожую на кристаллическую. При этом молекулы связаны между собой водородными связями. Эти связи слабее, нежели химические. Они так же быстро разрушаются, как и возникают. Это может происходить под действием различных, незначительных по силе внешних факторов, таких как температура, излучение или присутствие различных ионов. Именно на роль наличия ионов кальция в водном растворе обратили внимание исследователи. Оказалось, что особенно важную роль имеют именно ионы кальция. Они управляют молекулами воды и определённым образом группируют их вокруг себя. Кальций с водой связан водородными связями, но они очень неустойчивы.

Но живому организму и нужны такие высокочувствительные датчики, которые позволяли улавливать маленькие изменения во внешней среде с тем, чтобы строить работу организма, исходя из новых условий во внешней среде. Специалисты считают, что такими комплексами и служат кальциевые комплексы. Почему речи идёт именно о кальции? Потому что он играет очень важную роль в развитии и формировании живого организма. Соли кальция способствуют свёртыванию крови, управляют нервно-мышечным возбуждением, активируют отдельные ферменты, управляют проницаемостью клеточных мембран. Во внутриклеточных структурах (митохондриях) на каждый атом поглощённого кислорода накапливается до трёх ионов кальция. Ионы кальция участвуют в процессах, которые влияют на переход нервного импульса через нервные соединения между окончаниями нервных клеток. Активного кальция в организме должно быть строго определённое количество. От него зависит состояние межклеточной жидкости. Если ионное равновесие нарушается, комплексы кальция перестраиваются. Меняется проницаемость мембран, от которой зависит обмен веществ между клеткой и межклеточной средой, что обусловливает возбудимость клетки. Это может приводить к изменению концентрации кальция в крови, которая омывает сердце, а так же в самой мышце сердца, то есть это приведёт к нарушению нормального функционирования сердца.

Электромагнитные свойства крови имеют существенное значение для её движения; если бы кровь не обладала этими свойствами, то нагрузка на сердце значительно бы возросла, и оно должно было бы иметь большие размеры.

3.3. Способы защиты от магнитных бурь. А.Л.Чижевский считал, что физик может помочь оградить человека от ряда вредных влияний природной среды. По его мнению, в роли спасителя выступает металл. Учёный предлагал помещать больных на период магнитных бурь в экранированные металлом палаты. В реальных же условиях люди в период магнитных бурь остаются незащищёнными. По этому большое значение имеет заблаговременное прогнозирование магнитоактивных дней: люди могут заранее принять лекарство.

4.Прогнозирование космических аномалий.

Кто же занимается прогнозированием различных аномалий в космосе? Сегодня информацию о состоянии космической среды поставляет в основном американский центр космического окружения. Но государственные интересы России и престиж отечественной науки, внесшей огромный вклад в знания о космосе, требуют создания собственной надёжной системы регистрации и прогнозирования космических событий, а также оповещения об опасных проявлениях космической погоды. С целью создания такой системы специальная комиссия Российской академии наук под руководством директора Института солнечно – земной физики Сибирского отделения РАН, академика Г.Жеребцова разработала концепцию отечественной программы «Космическая погода», которую обсудили в прошлом году участники Всероссийской конференции пол физике солнечно – земных связей в г.Иркутске.

Её реализация может быть осуществлена на безе ранее созданной сети гелиофизических и геофизических обсерваторий (правда, в последние годы часть из них закрыта и нуждается в восстановлении) и физических научных институтов, связанных с разработкой космической тематики.

Ясно, что для того, чтобы разобраться в явлениях космической погоды и потом использовать эти знания в прогнозах, необходимо не просто собирать данные, а осмысливать их, строить теоретические модели, обобщать все сведения в целостную картину происходящего. Для этого нужен комплекс наблюдательных, инженерных, теоретических работ. Российские учёные имеют хорошие результаты в области исследований солнечной активности, межпланетной среды, магнитосферы, ионосферы и нейтральной атмосферы Земли. Они создали и некоторые образцы уникальных приборов, например, специалисты нижегородского Научно – исследовательского радиофизического института, сделали оригинальный (в мире такого нет) детектор – космический томограф, который через поверхности Земли одновременно может вести наблюдения по множеству направлений.

Кроме того, в России есть станции, расположенные в уникальных местах, как, например, полярная обсерватория Тикси, где наиболее ярко наблюдаются явления космической непогоды: сюда попадают большие потоки частиц, вызывающие возмущение атмосферы, и здесь легче отслеживать процессы, происходящие в космосе. Поэтому у России есть реальные шансы выйти на ведущее место в изучении этого вопроса.

5. Выводы.

В магнитоактивные дни происходит резкое ухудшение здоровья человека, увеличивается число аварий и преступлений, а также число самоубийств. Благодаря этой работе я выявила принцип действия магнитных бурь на живые организмы. Оказывается, люди реагируют не на саму бурю, а на сигнал – предупреждения о возможной опасности.

Взрослым желательно исключить:

1. алкоголь
2. физические нагрузки
3. в дни магнитных штормов в крови повышается уровень холестерина (старайтесь не есть жирного и сладкого).

Но необходимо:

1. Людям с хроническими болезнями сердца держать под рукой привычные лекарства.
2. восстановить приём противовоспалительных препаратов (вольтарен, диклоберг, метиндол и т.д.)
3. Включить аспирин, если нет противопоказаний.

6.Рекомендации.

Молодой и здоровый организм легко приспосабливается и хорошо переносит бури.

Взрослым желательно исключить:

1. Алкоголь
2. Физические нагрузки
3. Не есть жирного и сладкого

Но необходимо:

1. Людям с хроническими болезнями сердца держать под рукой привычные лекарства.
2. Восстановить приём противовоспалительных препаратов (вольтарен, диклоберг, метиндол и т.д.)
3. Включить аспирин, если нет противопоказаний.
4. Компрессы из эвкалиптового масла, так же компрессы с мазями из донника, хмеля и зверобоя. Мази легко приготовить в домашних условиях. Для этого две столовые ложки свежесушённых и истолчённых в порошок равных частей растений смешивают с 50 г вазелина и тщательно растирают. Хранить мазь в прохладном, тёмном месте.

Взрослые могут подстегнуть свои адаптивные механизмы лекарственными растениями, влияющими на тканевой обмен. Сюда относят:

• Сок из свежих листьев алоэ. Принимают в свежем виде два раза в день за 20 минут до еды
• Настойка эвкалипта, по 15 капель три раза в день после еды
• Чай из листьев земляники
• Валерьянка, настойка пиона
• Чёрная смородина, абрикос, персик, черника в свежем или консервированном виде

Более детальные рекомендации, с учётом вашей индивидуальности, должны быть согласованы с вашим лечащим врачом или специалистом.

7. Литература.

1. Зильберман Г.Е. Электричество и магнетизм. М., 1970 г
2. Воронцов – Вельяминов Б.А. Астрономия для 11 кл. сред. шк.-2003г.
3. Перышкин А.В.Физика 9 кл. 14-е изд.,стереотип. - М.: Дрофа, 2009.-300с.:ил.