Тема: «Изучение степени защиты одежды от ультрафиолетовых лучей солнца»

Республиканский этап Всероссийского конкурса проектов учащихся «СОЗИДАНИЕ И ТВОРЧЕСТВО»

Здоровьесберегающие и здоровьеразвиваюшие проекты

Номинация : »Будьте здоровы»

Тема:

«Изучение степени защиты одежды от ультрафиолетовых лучей солнца»

Автор: Хандохова Милана

          Класс: 9

МОУ »СОШ№2» с.п.Баксаненок

         Район  Баксанский

         Научный  руководитель: Виндижева З. Х.

2018г.

СОДЕРЖАНИЕ

1. Введение…………………………………………………………………………..3-4

2.   Теоретическая  часть……………………………………………………………5-6

3.   Практическая часть…………………………………………………………….7-9

4.  Заключение  …………………………………………………………………….10-11                                                                                            

5.Список использованной литературы  ………………………………………….12                                          

6.Приложения             ……………………………………………………………....13-24                                                                                  

1.Введение

Актуальность работы. В наше время озоновых дыр и повышенной солнечной радиации уже недостаточно  только нанести солнцезащитный крем на открытые участки тела, чтобы защитить кожу от солнечных ожогов и преждевременного старения. А, значит  предотвращения  онкозаболеваний. Солнцезащитная одежда — еще один способ защитить себя от излишней солнечной радиации. Значит , нужно определить из какой ткани  безопасней шить одежду.

Цель работы:

Сравнить количество УФ-лучей, проникающих сквозь одежду в зависимости от структуры, цвета и сухости ткани.

Оборудование:

ПО Биология с компьютером в школе; ПК; система сбора данных AFS;

датчик УФ-В излучения; кабель USB;

6 квадратных лоскутков ткани (6×6 см);

кольцевой штатив и зажим;

колба с дистиллированной водой.

Задачи исследования: доказать  полезность  натуральных тканей для организма человека

Методы  исследования: эксперимент.

Предмет  изучения: способность  тканей  разных видов по (UPF, или фактору защиты от ультрафиолета).

Объект исследования: интенсивность УФ- излучения спектра  В солнечного света.

Практическая значимость работы. В Америке и Европе в универмагах появились в продаже специальные солнцезащитные купальники, брюки, рубашки, юбки, куртки, перчатки, носки и шляпы. Цена такой одежды довольно высока. Солнцезащитная одежда необходима тем, кто много времени проводит на открытом воздухе, а также детям и людям со светлой кожей. Обычная одежда действительно блокирует ультрафиолет, но лишь небольшую его часть. Солнцезащитная ткань, как правило, более плотная и темная по сравнению с обычной тканью для яркой летней одежды. Ведь ультрафиолетовые лучи в отличие от видимого солнечного света отражаются от черной ткани. Солнцезащитная одежда маркируется индексом Ultraviolet Protection Factor (UPF, или фактор защиты от ультрафиолета), обозначающим процент поглощаемой тканью солнечной радиации. Он примерно соответствует индексу SPF (sunprotectionfactor — фактор защиты от солнца), используемому в солнцезащитных кремах. Показатель UPF обычно колеблется от 15 до 50. Чем выше индекс, тем лучше защита: так, при UPF 30 одежда в 30 раз снижает солнечную радиацию, пропуская лишь 1/30 часть всех лучей. Некоторые виды тканей, в частности синтетические, пропускают 20—50% ультрафиолета. Так, нейлоновая трикотажная ткань белого цвета пропускает 25% попадающего на нее излучения, а синего цвета — 13%. А вот натуральные ткани пропускают не больше 1% излучения. Поэтому в яркий солнечный день лучше прогуляться в одежде из натуральных волокон.

 Теоретическая  часть.

Есть один фактор, действующий на каждого человека практически постоянно, —это УФ-излучение. Ультрафиолетом называют излучение с длиной волны менее 380 нм. Источником ультрафиолета является солнце. Значительная часть УФ-излучения задерживается озоновым слоем, часть ослабляется облаками, оконными стеклами, другими препятствиями и одеждой. Роговой слой кожи также задерживает определенный процент УФ-излучения, но некоторое его количество все же достигает дермы. Именно с УФ-излучением, по мнению большинства ученых, связано появление первых признаков старения на открытых участках кожи. УФ-излучение инициирует в коже дегенеративный процесс, в результате которого она становится более сухой и грубой, постепенно теряет тонус, на ней появляются морщины и пигментные пятна. Происходит утолщение  рогового слоя, атрофия эпидермиса, дегенеративное изменение коллагена с накоплением  атипичных эластиновых волокон, увеличение содержания меланина, появление атипичных меланоцитов, расширение капилляров.

Весь УФ-диапазон разделяют на следующие области:

УФ типа С (100—280 нм) полностью задерживается озоновым слоем;

УФ типа В (280—315 нм) частично задерживается озоновым слоем, практически проникает сквозь стекло, на 70% отражается роговым слоем, на 20% ослабляется при прохождении через эпидермис (в дерму проникает менее 10% излучения). УФВ называют эритемной областью УФ-излучения. Именно ультрафиолет этого диапазона вызывает эритему (покраснение кожи, или солнечный ожог) и загар. УФ типа А  (315—400 нм) не задерживается озоновым слоем, проходит сквозь стекло и роговой слой. За счет поглощения, отражения и рассеивания при прохождении через эпидермис в дерму проникает 20—30% УФА. УФА не вызывает солнечных ожогов, однако именно эта область УФ - излучения главным образом ответственна за появление признаков фотостарения. Защитить от УФ - излучения может одежда, которую мы носим. На рынке одежды появляются изделия из новых тканей, производители которых заявляют, что эти ткани не пропускают все ультрафиолетовые лучи. Существуют средства, которые при добавлении во время стирки, повышают способность одежды не пропускать свет. Но оправданы ли  эти лишние расходы? Насколько купальные костюмы и одежда защищают нашу кожу? В ходе данного эксперимента вам предстоит измерить количество ультрафиолетового излучения, проникающего сквозь ткани различного вида и цвета и, сравнить его. А затем предстоит намочить ткани и снова измерить количество УФ света, проникающего сквозь них.

Важно! Перед проведением демонстрационной работы нужно  убедиться в чистоте рук: при контакте с тканью на руках не должно быть ни солнцезащитного крема, ни лосьона.

3/. Практическая часть.

Подготовительный этап

До проведения демонстрационной работы необходимо выполнить следующее:

I. Подготовила ткань- шесть лоскутков ткани. Ткань должна быть двух видов (например, хлопок и нейлон) по три лоскутка разного цвета для каждого вида (например, черный, белый и цветной). Заполнила таблицу, записав в нее виды ткани и цвет лоскутков. Образцы 1—3 —это лоскутки ткани одного вида, 4—6 — лоскутки ткани другого вида.

II  . Подготовить карточки для испытаний.

2.1. Подготовка картонной основы.

Взяла  две картонные карточки размером 10×15 см. Обвела монету, нарисовав по три окружности на каждой карточке и расположивших, как показано на рисунке 1. Пунктиром показаны квадраты, на которые мне  предстоит наклеить лоскутки ткани. Пронумеровала  те круги от 1 до 6. Вырезала кружочки ножницами.

2.2.Подготовка образцов ткани.

Приклеила липкой лентой шесть лоскутков ткани поверх соответствующих кружочков (см. рис. 1). Нужно следить за тем, чтобы лента была только по краям и не закрывала отверстия.

2.3. Откалибровать датчик УФ- излучения по относительной интенсивности.

Для этого сделала  следующее:

• Подключила датчик к компьютеру.
• Открыла окно.
• Чтобы правильно направить датчик УФ - излучения, не глядя при этом прямо на солнце, использовала  тень датчика.
• Закрыла датчик большим пальцем и направила его в сторону солнца.

По тени датчика следила  за тем, как меняется ее форма, когда  я  перемещаю  датчик. Двигала  датчик, пока не увидела, что его тень превратилась в маленький кружочек. Это означает, что сейчас датчик направлен прямо на солнце. Запомнила это положение датчика и закрепила датчик на кольцевом штативе при помощи зажима, как показано на рисунке 2.

После того как я  надежно закрепила датчик на штативе, отрегулировала положение датчика, ориентируясь по его тени, чтобы направить датчик прямо на солнце.

Вошла в раздел Ход работы. В окне Калибровка произвела калибровку датчика. Это есть  и Первое значение. В поле Интенсивность, % ввела  ≪0≫. Накрыла  конец датчика УФВ- излучения чистым непрозрачным предметом так, чтобы свет не падал на датчик. (Рис. 3 )

Нажала  кнопку  Калибровать.  ( Рис. 3). Это и есть  Второе значение. Ввела  ≪100≫ в качестве следующего известного значения интенсивности. Последующие измерения будут проводиться относительно этой второй интенсивности. В этом случае направила  датчик на источник УФ (например, на солнце) и приняла  эту интенсивность за 100%. Нажала  кнопку Калибровать. После того, как провела калибровку, нажала  кнопку Сохранить данные. Калибровочные данные сохраняются в памяти компьютера для возможного использования при следующем запуске программы. Калибровку желательно производить непосредственно перед проведением эксперимента. Это позволит избежать ситуации, когда измеренное значение интенсивности  солнца выше заданного при калибровке (принятого за 100 %).

Внимание! Перед началом работы с датчиком УФВ-излучения обязательно ознакомьтесь  с инструкцией и рекомендациями, содержащимися в паспорте к прибору.

2.4.Порядок подключения датчика

Подсоединила кабель датчика УФ к каналу аналогового входа системы сбора данных AFS Сh 1.Подключила один конец кабеля USB к системе сбора данных AFS, а другой — к USB компьютера.

При правильном подключении датчик определится автоматически, после чего можно приступать к проведению исследования. Сбор данных и их визуализация осуществляются программным обеспечением AFS.

Методические рекомендации

Объектом изучения является интенсивность УФ-излучения спектра В солнечного света. Значение будет определяться с помощью специального датчика. В ходе работы регистрируем  показания датчика. По окончании работы  проанализировала полученные экспериментальные данные.

2.5.Порядок проведения работы

Важно! Эксперимент проводится в яркий солнечный день в классной комнате, в которой легко открываются оконные рамы.

Внесла  сведения об образцах тканей (цвет, вид) в таблицу данных.

Я потренировалась  держать одну из карточек так, чтобы кружок одного из образцов был над щупом датчика УФ- излучения (рис. 4). Ткань может слегка касаться щупа датчика. Нажала  кнопку  Измерить. Начинается сбор данных. Я проводила  измерения УФ прямого солнечного света в течение 15 с. Данные автоматически будут занесены в таблицу. Повторила измерения для всех шести образцов ткани (рис.5). Данные автоматически будут занесены в таблицу. Аккуратно налила  немного воды на каждый образец ткани, чтобы смочить их. Некоторые ткани могут отталкивать воду. Чтобы такие лоскутки впитали воду, их нужно намочить еще раз. Карточка намокнет. (Рис. 6) Как только все шесть образцов пропитаются водой, слегка встряхнула  карточки, чтобы удалить остатки воды, которые могут попасть на датчик. Влажная ткань может касаться щупа датчика, но нужно следить за тем, чтобы вода не попала в датчик. Повторить  подобное с  3—5 с мокрыми лоскутками.

4.Заключение .

Вывод о  действии  вида  и влажности ткани на количество пропущенных УФ лучей: на основании проведенного эксперимента можно утверждать, что:

1. Черная ткань отражает бoльшее  количество ультрафиолета, чем белая.

2. Натуральные ткани пропускают меньше ультрафиолета, чем синтетические.

3. Мокрая ткань пропускает больше ультрафиолета по сравнению с сухой (рис.7, диаграммы 1-4).

5.Список использованной литературы

5.1.http://shei-sama.ru/publ/materialy/razdel_3/4_svojstva_tkanej/66-1-0-806

5.2. http://otravleniya.net/izluchenie/ultrafioletovoe-izluchenie-vozdejstvie-na-organizm-cheloveka.html

Приложения  5.1.Геометрические свойства и вес тканей. Толщина ткани для одежды.

Толщина материалов для одежды очень разнообразна и изменяется в зависимости от назначения (табл. II-1).Под толщиной материала принято понимать расстояние между участками нитей, наиболее выступающими с лицевой.

Толщина различных материалов для одежды.

стороны и изнанки. Толщина ткани Т определяется диаметром d нитей и высотой h их волн:

Например, на рис. 11-1      

Толщина ткани в этом случае определяется расстоянием А— А1, соответствующим участкам перекрытий системы нитей, имеющих наибольшее численное значение суммы высот волн hу и диаметров dy. Высота волн нитей определяется не только диаметром нитей, но и переплетением, плотностью и фазой строения данной ткани. Длинные перекрытия сообщают тканям большую толщину, чем короткие, поэтому при прочих равных условиях ткани полотняного переплетения тоньше, чем сатинового. Чем сильнее натянуты нити, чем они жестче, тем большее усилие необходимо для их изгиба.

Приложение 5.2.

Рис.2.1.Подготовка карточек для испытаний

Рис.2.2. Подготовка оборудования

Рис.2.3

Калибровка датчика AFS

   Рис.2.4.Измерение данных

Рис.2.5. Измерение  толщины  нити тканей с помощью виртуального   штангенциркуля.

Рис.2.6.Измерение данных влажных тканей

Рис. 2.7.Оригиналы тканей и их изображение под микроскопом.

Диаграммы о действии вида и влажности ткани на количество  пропущенных УФ - лучей

Рис.2.8.1

  Рис.2.8

Рис.2.8.2

Рис.2.8.3

Рис.2.8.4

Рис.2.8.5