Формирование экологической культуры студента на занятиях физики.
методическая разработка на тему

1. Методическая разработка
   на тему:

 Формирование экологической культуры студента на занятиях физики.

Содержание.

1.Введение.                                                                                                                        3

2.   Формирование экологической культуры студентов  

2.1. Сущность понятия экологической культуры.                                                         5

2.2. Основные показатели экологической культуры.             .                                      8

2.3. Состояние экологического образования студентов.                                             10

3. Практическая часть.

Формирование экологической культуры студентов на занятиях физики.                 12

4.Заключение.                                                                                                                   20

5.Литература.                                                                                                                    21

6. Приложения.                                                                                          

1. Методы формирования ЭК студентов на занятиях физики.
2. Разработка урока-конференции по теме «Тепловые двигатели и охрана окружающей среды».
3. Разработка урока по теме «Шкала электромагнитных волн».
4. Разработка урока по теме «Биологическое действие радиоактивного излучения»

1. Введение

Современная естественно научная картина мира немыслима без отражения экологических проблем. В наши дни взаимодействие общества и природы благодаря появлению новых отраслей науки, техники, производства и расширению сферы влияния трудовой деятельности людей на окружающий мир стало настолько тесным, что вторжение человека в природу уже не может быть хаотическим и безграничным. Оно должно определенным образом регулироваться, иначе человечество окажется перед лицом экологической катастрофы, не менее угрожающей его существованию, чем ядерная война.

Для предотвращения возможных отрицательных последствий вторжения человека в природу необходимо решение ряда научно-технических, социально-политических и других проблем, среди которых одно из первых мест занимают педагогические, воспитательные. Подрастающее поколение еще на школьной скамье должно быть подготовлено к научно обоснованному и бережному отношению к окружающей природной среде. Вот почему идея "экологизации" учебных дисциплин (т.е. формирования у школьников экологической культуры) приобрела в настоящее время исключительно важное значение.

Экологическое образование и воспитание студентов в процессе обучения физики связано, прежде всего, с формированием у них представлений о целостности природы, взаимосвязи протекающей в ней явлений и их причинной обусловленности, о взаимодействии человека и природы и нарушение вследствие этого некоторого баланса природных процессов. Экологическая направленность преподавания физики усилена главным образом в результате рассмотрения природных явлений, а также влияния человеческой деятельности на окружающий мир. Это позволяет добиться того, чтобы студенты глубже, полнее и правильнее понимали всё более усложняющееся взаимодействие общества и природы, знали об опасности непродуманного вмешательства человека в её жизнь, умели ориентироваться в информации об охране и использовании природных ресурсов, которую они получают из научно-популярной литературы, радио-  и телепередач, могли оценить экологические последствия некоторых технических решений и использовать свои физические знания для активной защиты окружающей среды.

Физика - эта наука о природе, поэтому в связи с возрастающим потенциалом технического прогресса и развитием технологий несущих экологическую катастрофу, необходимо рассматривать проблему охраны окружающей среды на уроках именно этого предмета.

Современный этап развития физики характеризуется увеличением потока учебной информации, это создает известные трудности в преподавании, поскольку при сохранении той же программы и прежнего учебного времени, объем учебного материала возрастает. Основное направление для совершенствования учебного процесса в этих условиях принадлежит преподавателям, которые ощущают недостаток методической литературы.

Проблемой включения вопросов экологии в курс физики занимались многие педагоги, в частности: Э.А. Турдикулов, И.Д. Зверев, А. П. Рыженков они показали важность экологического воспитания и доказали, что роль дисциплины «Физика» в изучении основ экологии велика. Разработали принципы отбора экологического материала. Принцип научности, который требует, чтобы вопросы экологии включались в содержание учебной дисциплины без искажения. Принцип краеведения предполагает систематическое обращение в процессе преподавания и во внеклассной работе к окружающей действительности, к природе родного края, к материалу с экологическим содержанием. Но имеющихся разработок на наш взгляд недостаточно. Не весь материал широко раскрывается, о некоторых вопросах только упоминается, некоторые же вообще упущены, экологический материал раскрыт плохо, нет конкретных методов экологического воспитания. В связи с вышеизложенным в данной методической работе я решила рассмотреть проблему формирования экологической культуры (в дальнейшем ЭК) в учебно-воспитательном процессе, конкретно формирования ЭК на занятиях физики.

Для выполнения данной цели были поставлены следующие задачи:

а) выявить сущность понятия экологическая культура

б) определить роль формирования ЭК в обучении;

в) разработать методику формирования ЭК на занятиях физики.

 Методическая работа содержит теоретическую и практическую часть.

В теоретической части раскрывается сущность понятия ЭК, определена роль формирования ЭК в обучении.

В практической части разработана методика формирования ЭК на занятиях физики.  В качестве приложения предлагается разработка урока-конференции по теме «Шкала электромагнитных волн» и урока по теме «Биологическое действие радиоактивного излучения».

В данной курсовой работе раскрыто содержание физико-экологических знаний, приобретаемых студентами  при изучении курса физики с учетом межпредметных связей этой естественнонаучной учебной дисциплины с другими, а также основных экологических умений,  описаны пути и методы формирования экологической культуры студентов, как на аудиторных так и внеаудиторных занятиях по физике.

2. Формирование экологической культуры студентов.

2.1. Сущность понятия экологической культуры.  

Современная естественнонаучная картина мира немыслима без отражения экологических проблем. В наши дни взаимодействие общества и природы благодаря появлению новых отраслей науки, техники, производства и расширению сферы влияния трудовой деятельности людей на окружающий мир стало настолько тесным, что вторжение человека в природу уже не может быть хаотическим и безграничным. Оно должно определенным образом регулироваться; иначе человечество окажется перед, лицом экологической катастрофы, не менее угрожающей его существованию, чем ядерная война.

Для предотвращения возможных отрицательных последствий вторжения человека в природу необходимо решение ряда научно-технических, социально-политических, экономических и других проблем, среди которых одно из первых мест занимают педагогические, воспитательные, поскольку подрастающие поколения еще на школьной скамье должны быть подготовлены к научно обоснованному и бережному отношению к окружающей природной среде. Вот почему идея «экологизации» учебных дисциплин (т.е. отражения в их содержании и методике преподавания задач формирования у школьников экологической культуры) приобрела в настоящее время исключительно важное значение. Наряду с биологическими дисциплинами велика роль в приобщении молодежи к вопросам охраны природы и рационального использования ее ресурсов в условиях стремительного развития научно-технического прогресса курса физики, поскольку достижения именно этой науки и смежных с ней дисциплин лежат сегодня в основе создания новой техники и новейших технологий, а также разнообразных природоохранительных методов и средств.

4. Серьёзнейший экологический кризис, поразивший нашу планету, внёс существенные коррективы в отношения человека и природы, заставил переосмыслить все достижения мировой цивилизации. Приблизительно с шестидесятых годов двадцатого столетия, когда перед человечеством впервые так остро встала проблема уничтожения всего живого в связи с промышленной деятельностью, стала оформляться новая наука – экология и как следствие этого возникновения, появилась экологическая культура.
   В связи с глобальным экологическим кризисом, необходимо выяснить, какие отношения человека и природы можно считать гармоничными, как человеческая деятельность влияет на окружающую среду и отметить, почему экологическая культура и экологическое воспитание так важны особенно сейчас. Немаловажно заметить, как уровень экологического воспитания соотносится с положением дел в мире, в каких корреляционных отношениях он состоит с глобальным экологическим кризисом. Вследствие этого, следует показать, что уровень экологической культуры прямо пропорционален экологической обстановке в мире, находится в прямой зависимости от экологического воспитания.
   От уровня экологического воспитания, экологической культуры зависит вопрос выживания человечества, сможет ли человек остаться на нашей планете, или его ждёт вымирание или деградация с последующей мутацией. Именно такую дисциплину как “экологическая культура” сегодня возложена миссия спасения человечества, выработки механизмов противодействия вымиранию и гибели. Поэтому необходимо внимательнейшим образом подойти к проблеме экологического кризиса, и противодействовать ему посредством образования и путём пересмотра, как достижений цивилизации, так и всего законодательства.
5. «В соответствии с Программой мероприятии по реализации Концепции экологического образования и воспитания подрастающего поколения, утвержденной постановлением Кабинета Министров РК от 3 февраля 1997 года за №137, Министерства образования культуры и здравоохранения РК и Министерства экологии и природных ресурсов РК утвердили национальную программу экологического образования в которой приняты во внимание общие принципы экологической политики в области экологического образования, выработанные ООН, ЮНЕСКО, ЮНЕП и другие, определены собственные специфические периоды роста и развития системы экологического образования и воспитания.
6. Экологическое образование выступает как сложный педагогический процесс. Знание основ экологии – это важнейший компонент экологической культуры, развиваемый у школьников.
7. Экологическое образование и воспитание возможно лишь при условии, если содержание учебных предметов способствует экологически целостных ориентаций.
   Воспитание должно обеспечить такое поведение человека, которое будет соответствовать нормам и правилам поведения, принятым в данном обществе. Социальное воспитание связано с образованием, просвещением, обучением и самообразованием ребенка. В настоящее время каждый человек, не зависимо от его специальности, должен быть экологически образован и экологически культурен. Только в этом случае он сможет реально оценивать последствия свой практической деятельности при взаимодействии с природой. Если в деле экологического образования и просвещения уже многое что начато, и самое главное, делается, то, в отношении экологической культуры мало что предпринято. Возможно, это объясняется и трудностью точного определения, что же такое «экологическая культура». В самом общем виде можно сказать, что «экологическая культура» это система знаний, умений, ценностей и чувство ответственности за принимаемые решения в отношении с природой. Основными компонентами экологической культуры личности должны стать: экологические знания, экологическое мышление, экологически оправданное поведение и чувство любви к природе.
8. Экологически культурная личность должна иметь экологические знания по основным разделам экологии и экологии родного края (краеведению), то есть:
   - иметь правильное определение и характеристику 100 терминов и понятий, широко используемых в современной экологии: экология, биосфера, ноосфера, природопользование, естественные (природные) ресурсы и т.д.;
   - знать о жизнедеятельности и трудах ученых и общественных деятелей, внесших наибольший вклад в становление и развитие экологии, как: Вернадский В.И., Геккель Э., Кэнон У., Моисеев Н.Н., Зюсс Э., Одум Ю. и др.;
   - знать организации, движения и общества, которые занимаются природоохранной деятельностью: Всемирный фонд дикой природы, Международный союз охраны природы и природных ресурсов (МСОП), Римский клуб, Гринпис, Каспий табигаты и другие;
   - знать природу своего родного края, а именно:
   - местные природные условия
   - природные особенности, реки и водоемы, ландшафты, типичные растения, и животных, климат и т.д. и т.п.;
   - местные, охраняемые природные объекты;
   - животных местной фауны;
   - местных птиц;
   - видов рыб местных водоемов;
   - лекарственные растения местной флоры;
   - памятники культуры и искусства местного и республиканского значения.
9. Экологически культурная личность должна обладать экологическим мышлением, то есть уметь правильно анализировать и устанавливать причинно-следственные связи экологических проблем и прогнозировать экологические последствия человеческой деятельности.
10. Экологическое поведение личности в быту, в процессе производственной деятельности, на отдыхе и др., которое должно быть экологически оправданным и целесообразным. Оно должно включать соблюдение следующих принципов.
11. Поведение экологически культурной личности включает соблюдение и параметров более высокого, второго порядка: эмоциональность или, наоборот, рациональность в отношении к природе; обобщение или избирательность в отношении к природе; сознательное или несознательное отношение к природе.
12. Экологически культурная личность при познании природы и общении с ней через свои чувства (восхищение, радость, удивление, умиление, гнев, возмущение, сострадание и др.) переживает свое отношение к ней и стремится сохранить дикую природу, проявляя тем самым любовь к миру природы.
13. Чувство любви к природе формируется через восприятие мира природы, что включает эстетический уровень восприятия природы; отзывчивость на жизненные проявления природных объектов; эстетическое освоение природы; познание мира природы с обработкой получаемой информации; практическое взаимодействие с миром природы. Личность, обладающая всеми компонентами экологической культуры, при общении с природой может дать психологическую и эмоциональную оценку ее восприятия, вызывая у себя определенные чувства по отношению к миру природы (положительные, отрицательные, нейтральные) и, тем самым, воспитывая у себя любовь к природе. Для того чтобы у экологически культурной личности возникли определенные чувства по отношению к миру природы, необходимо воздействие на него как отрицательных, так и положительных естественных реакций (факторов) мира природы.
14. Именно они вызывают у человека определенные эмоциональные и психологические ощущения. Но для их возникновения и оценки должны быть отложены «механизм обработки» полученных реакций мира природы.
15. Чувства экологически культурной личности под воздействием природы определяют направление и характер формирования экологического мышления и поведения и делают внутренние более содержательными экологические знания. Все компоненты экологической культуры между собой тесно взаимосвязаны и как их формирование, так и существование невозможно друг без друга. У личности обладающей экологическими знаниями, мыслящей и действующей экологически целесообразно, проявление чувства любви к природе гораздо глубже и прочнее.
    

2.2. Основные показатели экологической культуры

Основные показатели экологической культуры таковы:

знание общих закономерностей развития природы и общества;

понимание взаимосвязи их существования и истории, того, что природа составляет первооснову становления и эволюции человечества;

осознание социальной обусловленности взаимоотношений человека с природной средой;

отсутствие потребительского отношения к природе только как к источнику материальной выгоды;

умение предвидеть последствия влияния деятельности людей на биосферу Земли;

подчинение своей деятельности требованиям рационального природопользования, забота об окружающей среде;

умение сохранять благоприятные природные условия и конкретный труд в этом направлении.

«Экологическая культура личности, таким образом, предполагает наличие у человека определенных знаний и убеждений, готовности к деятельности, а также его практических действий, согласующихся с требованием бережно относиться к природе

В нашей стране сложилась и эффективно развивается система государственных и общественных форм экологического образования и воспитания молодежи. Общеобразовательная средняя школа занимает в ней особое, главенствующее место, потому что:

введение всеобщего среднего образования и изучение в школе основ охраны природы позволяют овладеть экологической культурой всему подрастающему поколению страны;

экологическое образование и воспитание молодежи может быть осуществлено в школе повсеместно, непрерывно и последовательно;

дает возможность вести экологическое просвещение наиболее эффективным образом: на межпредметной основе, комплексно, постепенно углубляя и обогащая экологические знания учеников и формируя у них соответствующие умения и навыки;

поскольку все ученики привлечены к общественно полезному труду, и после окончания школы большинство из них будет работать на производстве и в сфере обслуживания, они смогут успешно реализовать полученные экологические знания и навыки;

экологические знания необходимы для совершенствования самого учебно-воспитательного процесса: для формирования целостной картины мира, представлений о взаимодействии общества и природы в условиях НТП, глубокого и прочного усвоения программного материала, полноценной политехнической подготовки учащихся и их профессиональной ориентации.

Таким образом, экологическое образование можно рассматривать как необходимый элемент общего среднего образования молодежи, связанный с овладением ею научными основами взаимодействия природы и общества. При этом экологические знания выступают в качестве связующего звена между теоретическими сведениями, приобретаемыми в школе, и практикой, жизнью.

Экологическое образование и воспитание студентов - сложный педагогический процесс. В конечном счете, он должен обеспечить понимание важности правильного поведения в природной среде, умение предвидеть и оценить последствия своей деятельности, осознание природы как национального общественного достояния, приумножать которое - долг каждого гражданина страны. Ведь экологические знания выступают в роли теоретической основы рационального поведения человека (и общества в целом) в природе и одного из важных аспектов научной картины мира. Поэтому под экологическим образованием и воспитанием следует понимать психолого-педагогический процесс, направленный на формирование у учащихся знаний о научных основах природопользования, убеждений в необходимости действовать в соответствии с ними, практических навыков и активной жизненной позиции в области охраны природы, рационального использования и воспроизводства природных ресурсов. Экологическое образование и воспитание включает также формирование у человека сознания, отражающего различные стороны материального единства мира и взаимоотношений человека и природы, экологического стиля мышления, юридических, политических, нравственных и эстетических взглядов на окружающий мир и место в нем человека. Поэтому в содержание школьного образования должны быть включены следующие элементы: системы знаний о взаимодействии общества и природы, ценностной экологической ориентации, системы норм и правил отношения к природе, умений и навыков по ее изучению и охране. Чтобы обеспечить полноценное экологическое образование и воспитание учащихся, необходима «экологизация» всего учебно-воспитательного процесса в школе и прежде всего по предметам естественнонаучного цикла. Ведь в формировании экологического сознания важную роль играют идеи целостности природы, взаимосвязи и взаимообусловленности ее явлений и процессов, изменения и развития окружающей среды, наиболее полно выраженные в современном учении о биосфере (основоположником которого является В. И. Вернадский), а также в учении о географической оболочке как комплексе природных факторов, в условиях действия которых протекает многообразная деятельность человека. Знания об эволюции природы, законах развития ее многообразных и усложняющихся форм, о взаимодействиях и взаимообусловленности природных процессов составляют физическую, химическую и биологическую картины природы в их единстве. Раскрыть эту взаимосвязь и составить целостную картину природы необходимо при изучении всех естественнонаучных дисциплин, в том числе физики.

В соответствии с вышесказанным современное экологическое образование молодежи в нашей стране можно охарактеризовать так:

Охрана природы трактуется как охрана единого целого, а не отдельных компонентов - воды, почвы, воздуха, растительности, животного мира, космоса.

В содержание общего среднего образования включаются вопросы экологии и задача развития экологического мышления учащихся.

Основы экологии изучаются не в курсе специального предмета (такой предмет не может, в каком бы классе он ни вводился, дать целостного представления о взаимодействии общества и природы), а в процессе преподавания школьных учебных дисциплин, причем не только биологии, но и других - физики, химии, географии и т.д.

Чтобы социально ценная экологическая позиция студентов могла активно проявиться, им предоставляется возможность принять участие в простых природоохранительных работах. Практическая деятельность студентов помогает им приобрести необходимые в современной жизни умения и навыки по экологии.

2.3. Состояние экологического образования студентов. 

Одним из дискуссионных вопросов является проблема методической организации экологического образования. В этом плане существуют две основные тенденции. Одни специалисты считают необходимым разрабатывать отдельный предмет «экология», который нужно вводить в содержание образования на различных уровнях, поскольку экологическое образование не эквивалентно биологическому, хотя они и находятся в тесной взаимосвязи.

Другие утверждают, что более эффективной является «экологизация» всех учебных предметов, поскольку экологические проблемы носят глобальный, междисциплинарный характер. В настоящее время все большую поддержку начинает получать именно этот подход, что и нашло свое отражение в материалах соответствующих международных конференций.

Но более существенны дискуссии об ориентации экологического образования. Принципиальным является вопрос о том, что должно стоять в центре внимания: «природная среда» («окружающая среда») или «мир природы».

В первом случае экологическое образование должно быть направлено на формирование, во-первых, системы представлений о мире природы как совокупности конкретных природных объектов (и их комплексов), во-вторых, субъективно значимого отношения к природным объектам как обладающим уникальностью, неповторимостью и самоценностью и, в-третьих, стратегий и технологий непрагматического взаимодействия с ними.

Экологический аспект школьного курса физики, в принципе, заключается в сообщении учащимся технических и технологических основ минимального отрицательного воздействия на экосистему.

Большое значение имеет представление об экологически чистых источниках энергии (реки, ветер, солнечное излучение, морские приливы, геотермальные источники и др.), а также о замкнутых производственных циклах.

В курсе физики у школьников можно формировать экологически ориентированные инженерно-конструкторские стратегии на основе энергосберегающих изобретений (повышение КПД двигателей, использование вторичных ресурсов, уменьшение сырьевых и энергетических потерь в технологических процессах и т. д.).

Особое внимание необходимо уделять вопросам защитно-аварийных (бетонные саркофаги и стальные оболочки, контейнеры для ядерных отходов), а также очистных сооружений (электрофильтры, инерционные фильтры, аэрозольные фильтры, тканевые фильтры, адсорбционные фильтры, диффузионные мембраны и т. д.).

Чернобыльская авария актуализировала рассмотрение в курсе физики таких проблем, как радиационное загрязнение, радиационный фон и его допустимые параметры, приборы для измерения уровня радиации, их индивидуальное использование.

Таким образом, биологические науки формируют, прежде всего, представления об уровнях организации живого и системном характере взаимосвязей в биосфере, география — о целостности мира природы, химия — о загрязнении природной среды, физика — об энергетическом взаимодействии с природой. Во всех научных дисциплинах необходимо анализировать систему «природа — общество — человек», демонстрировать пути гармонизации взаимодействия элементов этой системы.

 Экологическое образование и воспитание школьников в процессе обучения физике связано, прежде всего, с формированием у них представлений о целостности природы, взаимосвязи протекающих в ней явлений и их причинной обусловленности, о взаимодействии человека и природы и нарушении вследствие этого некоторых природных процессов; с выработкой убеждения в необходимости рационального использования окружающей среды и защиты ее от всякого рода загрязнений, в возможности применения научных идей и открытий для «нейтрализации» отрицательных последствий научно-технического прогресса, например, таких вредных физических факторов, как шум, вибрации, электромагнитные поля различных частот, обусловленные широким использованием электроприборов на производстве и в быту, ростом числа и мощности радио- и телестанций, радиолокационных установок, и пр.). Таким образом, показ возможных путей выхода из назревающего экологического кризиса, основанных на достижениях в области современной физики и техники (развитие атомной энергетики и использование возобновляемых источников энергии, применение магнитогидродинамических установок, новейшей измерительной аппаратуры и электронно-вычислительной техники, космических методов контроля за окружающей средой и т.д.), представляет собой другой важный аспект экологического образования школьников при обучении физике.

Изучая курс физики, ученики должны получить четкое представление о взаимосвязи общества и природы, о значении атмосферы для существования жизни на Земле, о главных источниках ее загрязнения, влиянии этих загрязнений на окружающую среду и жизненные процессы, о мерах охраны живой природы от воздействия вредных физических факторов, о возможных пагубных последствиях преобразования природной среды (в том числе и тех, в которых участвуют сами школьники). Сделать это можно, не расширяя и не перегружая программу, а акцентируя внимание учеников на проблемах экологии тесно связанных с учебным материалом, и организуя соответствующую внеклассную работу.

Экологическая направленность преподавания физики усилена главным образом в результате рассмотрения некоторых физических величин (освещенность, температура, влажность, давление и др.), а также явлений (ветер, шум, вибрации, различного вида излучения и пр.) и прикладных вопросов (например, использование различных видов энергии - механической, электрической, ядерной, геотермальной, солнечной и т.д.) с точки зрения их роли в природных процессах или влияния на них положительных и отрицательных сторон научно-технического прогресса, физико-технических методов и средств охраны природы. Это позволяет добиваться того, чтобы школьники глубже, полнее и правильнее понимали все более усложняющееся взаимодействие общества и природы, знали об опасности непродуманного вмешательства человека в ее жизнь, умели ориентироваться в информации об охране и использовании природных ресурсов, которую они получают из научно-популярной литературы, радио- и телепередач, кинофильмов и т.д., могли оценить экологические последствия некоторых технических решений и использовать свои физические знания для активной защиты окружающей среды.

3. Практическая часть.

Формирование экологической культуры студентов на занятиях физики.                

   Бережное использование, сохранение и воспроизведение природных богатств  стало важнейшей задачей нашего общества,  это связано с тем, что:

1. изменился ландшафт земной поверхности за счет вырубки лесов, распашки степей, мелиорации, создания искусственных озер, морей, больших городов и мегаполисов, строительства дорог и каналов, прокладки различных трасс и пр.;
2. изменился качественно состав природной среды, круговорот и баланс ее составляющих
3. изменился тепловой баланс Земли за счет накопления в атмосфере пыли и газов, создающих "парниковый эффект";
4. изменился состав животного и растительного миров;

В современном мире появилось много новых потенциальных источников опасности, требующих от человека достаточно развитой функциональной грамотности. Особое значение в этой связи имеет формирование экологической культуры, т.е. формирование у студентов сознательного отношения к окружающей среде, направленного на охрану и рациональное использование природных ресурсов.

Преподавание физики строится по политехническому принципу: изучаемый материал группируется вокруг приоритетных вопросов технического прогресса: развитие энергетики, средств  связи, транспорта, создание материалов с заданными свойствами и др.   Однако современная тенденция гуманитаризации образования диктует необходимость возвращения физике ее изначального содержания как науки о природе. Подобную переориентацию может обеспечить экологизация физики, так как физическое обоснование имеют два взаимосвязанных аспекта проблемы «человек и природа»: энергетический (рациональное использование природных ресурсов) и природоохранительный (восстановление природного равновесия). Эти аспекты можно рассматривать при изучении большинства вопросов физики.

В курс физики среднего полного образования необходимо включить изучение следующих вопросов:

1. Загрязнение и самоочищение атмосферы.

2. Глобальное потепление атмосферы Земли в результате повышения в ней содержания углекислого газа (парниковый эффект).

3. Поведение озонового слоя Земли,  защищающего от ультрафиолетового излучения биологические объекты на Земле.

4. Вредное или раздражающее влияние различных шумов на организм человека, снижающих работоспособность, укорачивающих жизнь жителей больших городов на 10-12 лет.

5. Влияние  музыки на порог слышимости.

6. Влияние неслышимых звуков на здорового человека. (Например, инфразвуков на психологическую сферу человека).

7. Влияние электромагнитных полей на организм человека. (Например, влияние компьютера на организм человека и соблюдение экологических норм).

8. Выброс вредных веществ, образующихся при сгорании топлива, загрязнение вод нефтью,  повышение средней температуры планеты за счет выделения тепла в окружающую среду.

9. Естественные источники радиоактивности. (Например, применение радиохимического контроля строительных материалов, повышение эффективности вентиляционных систем и др.).

Студенты осознают значение природы для людей, понимают, что она – основной источник удовлетворения жизненных и духовных потребностей человека, осмысливают необходимость ответственного отношения к ней, убеждаются в том, что только на основе научных знаний можно создать экологически безопасную технику и организовать оптимальный с точки зрения охраны окружающей среды труд людей.

Пути реализации формирования экологической  культуры на занятиях физики таковы:

1. объяснение преподавателем физических закономерностей, лежащих в основе глобальных атмосферных явлений,
2. демонстрация приборов, позволяющих осуществлять экологический мониторинг в месте проживания;
3. проведение экскурсий с целью показа результатов производственной деятельности человека;
4. демонстрация фрагментов фильмов, показывающих влияние человеческой деятельности на экологическую систему;
5. организация самостоятельной деятельности студентов по подготовке рефератов, презентаций для уроков-конференций, сюжетно-ролевых игр.

Формирование экологической культуры на занятиях физики.

  Об эффективности формирования экологической культуры свидетельствует повышенный интерес студентов к дисциплине и их активность на аудиторных и внеаудиторных занятиях. Как результат заинтересованного отношения к дисциплине – участие и призовые места на конкурсах, олимпиадах, интеллектуальных марафонах различного уровня. Добившись положительного результата, у студентов появляется уверенность в себе, способствующая получению положительных результатов и при решении экологических проблем в жизни.    

Результатом  формирования экологической культуры на занятиях физики является развитие мышления студентов в области разумного природопользования и охраны окружающей среды. Кроме сообщения научно-практических знаний в данной области, формируется экологическое мировоззрение  студентов.

Выпускники ГОУ СПО должны:

- хорошо знать законы природы,

-понимать взаимосвязь природных явлений,

-уметь предвидеть и оценивать последствия вмешательства в естественное течение различных процессов,

-сознавать приоритетность решения экологических проблем при осуществлении любых проектов, разработке современных технологий, создании машин и механизмов.  

      В условиях научно-технического  прогресса  это  служит  залогом  правильного выбора  направления  развития  производственной  деятельности  человеческого общества, выбора, в котором предстоит участвовать выпускникам, т.е. служит важным  аспектом  подготовки  молодежи  к  жизни  и  труду.  

Слово «экология» происходит от греческих слов «ойкос»-дом и «логия»-наука и означает буквально «учение о доме», т.е. о местообитании. В настоящее время принято такое определение экологии: экология - это «наука об отношениях растительных и животных организмов и образуемых ими сообществ между собой и с окружающей средой»'.

Элементы среды, оказывающие существенное влияние на живой организм, называются экологическими факторами.

Под так называемыми естественными экологическими факторами подразумевают тела, процессы и явления, которые существовали до появления людей и которые к настоящему времени мало изменены или совсем не изменены человеком. (В случаях же существенного качественного изменения естественного по происхождению фактора его называют антропогенным.)

На современном этапе взаимодействия природы и общества понятие «естественный фактор» во многих случаях имеет относительный характер, поскольку каждый такой фактор в той или иной степени испытывает на себе антропогенные воздействия даже в районах, где человек не проживает. Например, солнечная радиация у поверхности Земли в любом ее регионе отличается сейчас от радиации, которая была до эпохи научно-технического прогресса, так как повысилась «запыленность» атмосферы, уменьшающая количество поступающей энергии, снижающая освещенность земной поверхности и задерживающая значительный процент ультрафиолетовых лучей.

Среди естественных факторов довольно много таких, которые, отрицательно действуя на объекты природы, наносят ущерб человеку. Как правило, это обусловлено не столько сущностью самого фактора, сколько его дозой. Так, небольшие регулярные дожди очень полезны для растений, но внезапные ливневые дожди опасны для них - в некоторых случаях они подмывают корни растений, ломают их; слабый ветер не оказывает вредного влияния, а буря валит деревья; обычный снегопад не вредит растениям, но обильное выпадение снега в теплую погоду грозит поломкой ветвей и молодых деревьев. Иногда один и тот же естественный фактор для одних объектов полезен, а другим наносит вред. Например, высокий снеговой покров улучшает условия зимней жизни грызунов и ночующих в снегу птиц, но ухудшает жизнь копытных.

Космические факторы (некоторые виды радиации, метеориты, лунное притяжение и пр.) тоже могут оказывать отрицательное влияние на земные природные объекты. Солнечная радиация, например, вызывает разрушение скальных образований, иссушение отдельных территорий, гибель растений и т. п. Метеоритные тела до сих пор не оказывали существенного влияния на Землю, хотя в истории планеты было два случая падения крупных метеоритов, вызвавших в месте падения - в Америке и Сибири - большие изменения в природе. Лунное притяжение вызывает на Земле приливы и отливы, которые разрушают берега водоемов, а в некоторых случаях обусловливают гибель попавших на сушу обитателей вод.

Из разнообразных естественных факторов земного происхождения, отрицательно влияющих на природные объекты, выделим те, которые связаны с физическими явлениями, а именно: землетрясения, оползни, сели, снежные лавины, потоки воды и перекатываемые ими камни, штормы, цунами, наводнения, ветры, бури, ураганы, смерчи, резкие колебания температуры, промерзание воды в водоемах, щелях скал, ливни, сильный снегопад, град, засуха, извержение вулканов, молнии.

Эти физико-метеорологические факторы могут иметь как местное значение, так и региональное, охватывая довольно обширные районы и нанося значительный ущерб окружающей среде. Например, горные обвалы и снежные лавины стирают с лица земли леса и губят животных, разрушают водохранилища, вызывают образование водоемов там, где они вредны, и т.п. В настоящее время причины их возникновения и механизм действия начинают изучаться с целью охраны населенных пунктов, берегов водохранилищ, посевов, домашних и диких животных и пр. Принимаются также меры к предотвращению оползней, обвалов, селей и снежных лавин.

Давно известно губительное влияние на живую природу необычных погодных условий (особенно ранних морозов, гололеда, бурь и ураганов, града и др.). Сейчас ведутся разнообразные исследования по выявлению признаков наступления тех или иных неблагоприятных погодных условий с тем, чтобы своевременно предупреждать о них население соответствующего района, по нейтрализации их последствий.

Катастрофическое влияние на природу оказывают такие мощные естественные факторы, как извержения вулканов и наводнения. Пока человечество не создало эффективных мер борьбы с ними. Последствия наводнений лишь несколько ослабляются регулированием стока вод, устройством дамб, насаждением лесов в верхних частях бассейнов рек. Способов борьбы с извержениями вулканов не существует вообще, но ведутся интенсивные исследования признаков, предшествующих и сопутствующих их началу, что имеет большое значение для разработки методов точного прогнозирования землетрясений.

Естественные факторы, неблагоприятно действующие на природу, постоянно взаимодействуют с антропогенными. В ряде регионов антропогенные факторы по своему действию значительно преобладают над естественными, определяя поэтому характер развития всей географической оболочки.

Антропогенные физико-технические факторы классифицируют по следующим признакам:

Перечисленные факторы среды могут оказывать на живые организмы воздействия разного рода и выступать в качестве раздражителей, вызывающих приспособительные изменения физиологических и биохимических функций; ограничителей, обусловливающих невозможность существования в данных условиях; модификаторов, вызывающих анатомические и морфологические изменения организмов; сигналов, свидетельствующих об изменениях других факторов среды.

Из анализа экологических факторов следует, что многие из них (температура, влажность, освещенность и др.) являются физическими величинами и понятиями, что и определяет важность физических знаний для решения экологических проблем. Действительно, становление любой биологической структуры и ее функций зависит, прежде всего, от той физической среды, в которой обитает живой организм. Например, для того чтобы быстро плавать в воде, обладающей вязкостью и плотностью, рыбы должны иметь обтекаемую форму, предписываемую законами гидродинамики.

Физическая среда и биологический мир в сочетании друг с другом образуют некую крупную систему - экосистему, в пределах которой необходимые для жизни вещества совершают непрерывный круговорот между почвой, воздухом и водой, с одной стороны, и между растениями и животными - с другой. Изменения физических параметров среды обязательно приводят, в конечном счете, к изменениям в биологическом мире.

Приспособительные изменения, возникающие в процессе индивидуального развития и эволюции вида, дают возможность растениям и животным реагировать защитно на перемены в окружающей среде, причем их - реакция часто связана с физическими процессами. Так, птица при полете должна непрерывно расходовать энергию для того, чтобы, преодолевая силу земного притяжения, удерживаться в воздухе. Она черпает эту энергию из внутреннего источника - из поглощенной ею пищи, а производимая птицей работа направлена на достижение полезной для нее цели преследование добычи, бегство от хищника или миграция. Благодаря способности рассеивать тепло при помощи таких чисто физических процессов, как испарение, теплопроводность и излучение, растения и животные предохраняют себя от перегрева. Жизнедеятельность организмов в свою очередь оказывает влияние на физическую среду, и нередко очень существенно; например, кислород поставляется в атмосферу главным образом растениями в процессе фотосинтеза. Не менее важно воздействие растений на свойства почвы (рост корней способствует ее измельчению) или на движение воды (ее испарение с листьев способствует удержанию влаги в данной местности, так как большая часть водяных паров быстро конденсируется и выпадает поблизости в виде дождя). Бактерии и грибы ускоряют выветривание горных пород: они выделяют кислоты, растворяющие минеральные вещества, которые затем вымываются из породы, что приводит к ослаблению ее кристаллической структуры и ускорению ее разрушения. В структуре и функциях экосистемы воплощены все виды активности организмов, входящих в данное биологическое сообщество, - их взаимодействие с физической средой и друг с другом, что служит результатом адаптации живой системы к природным условиям.

Роль физики в понимании биосферы как целостной динамической системы определяется следующими обстоятельствами:

1. земля, вода, воздух и т.д., входящие в биосферу Земли, являются объектами изучения физики и других естественных наук;
2. многие процессы, протекающие в биосфере, их устойчивость зависят от физических свойств этих объектов, а также физических свойств других элементов биосферы;
3. в биосфере в тесной связи с биологическими и другими процессами протекают и физические (тепловые, электромагнитные, радиоактивные и т.д.).

Комплексный и интегральный характер экологических проблем не позволяет раскрыть их перед студентами в полной мере. Тем не менее, содержание программного материала курса физики дает возможность познакомить их с рядом идей, раскрывающих физико-технический аспект современного экологического кризиса и путей его преодоления. Это связано с тем, что:

1. физика изучает наиболее общие и фундаментальные закономерности природы, которые лежат в основе правильного, диалектико-материалистического понимания всей природы в целом. Это дает возможность в процессе обучения физике последовательно раскрывать перед учащимися многообразие, взаимосвязь, взаимообусловленность и целостность явлений и процессов, протекающих в природе;
2. физика является ядром современной научно-технической революции; ее достижения лежат в основе современных технологий. Это позволяет показать ученикам все возрастающие масштабы воздействия человека на природу, ряд социальных последствий этого воздействия в условиях социалистического и капиталистического общества и решение современных проблем защиты окружающей среды от загрязнения;
3. физика в настоящее время возглавляет науки о природе; все они пользуются ее терминологией, приборами и методами исследований. Поэтому при обучении физики есть возможность ознакомить учащихся с современными методами изучения природы и ее охраны, обобщить полученные ими знания на уроках по другим предметам естественно-математического цикла. Одна из важнейших задач школьного курса физики - развить у учащихся научный подход к явлениям и процессам природы, сформировать у них умения и навыки проведения научного эксперимента. Это даст возможность выработать у школьников умения, важные для изучения и решения доступных им физико-экологических задач.

В основу отбора содержания экологических знаний, с которыми студенты должны быть ознакомлены при изучении физики, положен системный подход к пониманию биосферы и места человека в ней. Наряду с этим учтено, что: экологические сведения должны быть логически связаны с содержанием курса физики; их использование направлено на конкретизацию и углубление физических знаний; включаемые в рассмотрение экологические материалы должны удовлетворять принципу научности, способствовать развитию у студентов диалектико-материалистического взгляда на природу, пониманию последствий процесса воздействия человека на окружающий мир; изучаемые вопросы должны быть доступны для усвоения, учитывать возрастные особенности мышления студентов, их опыт, активизировать их умственную деятельность, способствовать развитию ассоциативного мышления, формировать учебно-познавательную компетенцию.  

При этом представляется возможным выделить следующие опорные экологические понятия, которыми должны овладеть учащиеся при обучении физике, с целью формирования у них знаний о биосфере как о целостной системе:

1. земля, вода, атмосфера как элементы единой системы-биосферы, их основные физические свойства;
2. физические факторы природной среды и их параметры;
3. роль физических факторов и параметров в протекании физических, химических, биологических процессов в биосфере;
4. допустимые нормы физических параметров для различных биосферных явлений, объектов и процессов;
5. физическое загрязнение окружающей природной среды (т.е. отклонение физических параметров среды от нормы).

Основными физическими факторами биосферы и их параметрами являются те физические понятия и величины, которые на данном этапе развития науки отражают основные индивидуальные и общие физические свойства, присущие твердым, жидким у и газообразным веществам, и обменные физические процессы между ними (на уровне мельчайших частиц, молекулярном и атомном).

К физическим величинам, характеризующим свойства твердых, жидких и газообразных веществ, относятся: давление, плотность, сжимаемость, коэффициент Пуассона, модуль упругости, предел прочности,  температура, удельная теплоемкость, температурные коэффициенты линейного и объемного расширения, теплопроводность, теплота сгорания, температура плавления, удельная теплота плавления, поверхностное натяжение, вязкость, температура кипения, удельная теплота парообразования; диэлектрическая проницаемость, удельное электрическое сопротивление, магнитная проницаемость, показатель преломления среды, коэффициенты поглощения и отражения света, атомный номер и заряд ядра, главное квантовое число, максимальное число возможных электронных состояний, термы атомов, константы ионизации, период полураспада.

К физическим величинам, характеризующим обменные процессы, относятся: концентрация, коэффициент диффузии, абсолютная и относительная влажность, плотность тока, плотность потока элементарных частиц.

Физические параметры полей, пронизывающих биосферу, таковы: гравитационное поле — ускорение свободного падения; электрическое поле — напряженность, потенциал; магнитное поле — магнитная индукция; электромагнитные волны — длина волны, плотность потока электромагнитного излучения.

Со многими названными понятиями и величинами студенты знакомятся при изучении физики. Давая им экологическую трактовку, нужно, однако, иметь в виду следующее. Во-первых, степень влияния некоторых параметров на биосферу наукой пока не установлена или только изучается; во-вторых, влияние на живую природу ряда физических факторов определено только для узких интервалов соответствующих параметров. В этой связи известный американский физик В.Ф. Вайскопф отмечает, что «мы стоим перед сложной путаницей физических, химических, биологических причин и следствий, многие из которых понятны лишь отчасти. Потребуется провести множество тщательных фундаментальных исследований, прежде чем можно будет эффективно приняться за решение этих проблем».

Учитывая все вышеизложенное, можно выделить следующие основные физические факторы и параметры природной среды, с которыми желательно ознакомить студентов в курсе физики с целью их экологического образования. К ним относятся: сила тяжести (ускорение свободного падения), давление, температура, теплоемкость и удельная теплоемкость, влажность воздуха (абсолютная и относительная), поверхностное натяжение жидкости, электрическое поле (напряженность, потенциал), магнитное поле (магнитная индукция), вибрация (частота, интенсивность), звук (амплитуда, частота, интенсивность), электромагнитное излучение различных частот: низкочастотное, радиоволны, инфракрасное, видимое, ультрафиолетовое, рентгеновское (длина волны, плотность потока электромагнитного излучения), радиоактивность (энергия излучения, период полураспада, доза излучения).

4. Заключение

В последнее время интерес к экологическому воспитанию резко возрос. Человек - часть природы: он не может жить вне ее, не может нарушить законы, которые существуют в окружающем мире. Только живя в полном согласии с природой, мы сможем лучше понимать ее тайны, сохранить жизнь на Земле.

Экологическое образование и воспитание студентов в процессе обучения физики связано, прежде всего, с формированием у них представлений о целостности природы, взаимосвязи протекающей в ней явлений и их причинной обусловленности, о взаимодействии человека и природы и нарушение вследствие этого некоторого баланса природных процессов. Экологическая направленность преподавания физики усилена главным образом в результате рассмотрения природных явлений, а также влияния человеческой деятельности на окружающий мир. Это позволяет добиться того, чтобы студенты глубже, полнее и правильнее понимали всё более усложняющееся взаимодействие общества и природы, знали об опасности непродуманного вмешательства человека в её жизнь, умели ориентироваться в информации об охране и использовании природных ресурсов, которую они получают из научно-популярной литературы, радио-  и телепередач, могли оценить экологические последствия некоторых технических решений и использовать свои физические знания для активной защиты окружающей среды.

Систематическое применение предлагаемых мной средств и методов экологического воспитания повышает общий уровень экологической культуры, вызывает интерес к предмету физики и качеству его преподавания.

Эта разработка будет полезна в первую очередь преподавателям ГОУ СПО для организации экологического воспитания при проведении: уроков, подготовки конференций, проведении внеклассных мероприятий, экологических экскурсий.

4. Список литературы

1.Экология/  Большаков В.Н.,  Логос  | 2006 г.

2.Мухлибаев М.К. «Экологическая связь» уроков физики и технологии // Физика в школе. – 2003. №4. – с. 20-21.

3.Смирнова Г.С. Экологическая развивающая экскурсия // Физика в школе. – 2003. №4. – с.19-20.

4.Теория и методика обучения физике в школе: Общие вопросы / С.Е.Каменецкий, Н.С.Пурышева, Н.Е.Важеевская и др. / Под ред. С.Е.Каменецкого, Н.С.Пурышевой. – М.: Академия, 2000. – 368 с.

5.Турдикулов Э.А. Экологическое образование и воспитание учащихся в процессе обучения физике. – М., 1988. – 251 с.

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.physfac.bspu.secna.ru/

Приложение 1.

Методы формирования ЭК студентов на занятиях физики.

Краткие экологические сообщения, предназначены для использования на уроках физики, от нескольких секунд до 5минут. Преподаватель может использовать для повышения интереса студентов, мотивации их учебной деятельности, для расширения кругозора студентов, развитие познавательного интереса, внимания, осуществление экологического воспитания. Вставка хорошо согласуется с учебным материалом и не противоречит логике изложения параграфа. Например, при изучении паровой турбины преподаватель объясняет устройство турбины, принцип её действия, для чего она используется: «Паровая турбина используется для производства электрической энергии. А любой вид человеческой деятельности, связанный с производством энергии и ее использованием, сопровождается выбросом тепла в окружающую среду, что прямо или косвенно влияет на множество природных явлений. Степень этого влияния зависит от количества произведенной энергии. Подсчитано, что за последние 20 лет человечеством использовано столько же энергии, сколько за всю предшествующую историю. Особенно заметно влияние теплового загрязнения на атмосферные явления и состояние рек вблизи больших городов и промышленных центров. Появился даже термин "теплые острова", определяющий эти источники тепла.

Тепловое загрязнение атмосферы происходит в результате выбросов тепла в окружающую среду вместе с нагретыми газами, жидкостями и твердыми телами. Одних только газообразных продуктов сгорания в мире выбрасывается около 40 млрд. в год. Температура воздуха вблизи антропогенных источников тепла повышается. Усиливаются конвекционные потоки воздуха, увеличивается скорость ветров. Повышение температуры воздуха ведет к усилению испарения с поверхности почвы, растительности и водоемов. Все это, вместе взятое, может привести к изменению погоды в данном районе, к изменению условий жизни и хозяйственной деятельности.»

Если к обычным, всем знакомым опытам добавить соответствующее экологическое сопровождение то получится:

Демонстрационный эксперимент с экологическим содержанием: с целью ознакомления с загрязнениями на практике разработаны демонстрационные эксперименты, где учащиеся наблюдают загрязнение, и объясняют его с точки зрения физики.

Тема урока: Диффузия в газах, жидкостях и твердых телах.

Цель: С экологической точки зрения, демонстрация этого явления должна показать, как разного рода загрязнители проникают в те вещества, которые обеспечивают жизнедеятельность растений, животных, человека.

На чистое стекло, находящееся на кадровом окне графопроектора, наносим пипеткой каплю чистой воды, а рядом с ней каплю "загрязнителя" - раствора марганцовки, чернил и тому подобное. Капли должны соприкоснуться. На экране учащиеся наблюдают как вследствие диффузии жидкий "загрязнитель" проникает в жидкую воду (диффузия жидкостей). Если рядом с каплей воды положить пинцетом кусочек твердого "загрязнителя" - кристаллик марганцовки, кусочек красной свеклы и т.п. (так чтобы его край касался капли), то на экране будет видно, как постепенно от этого края окрашивается вода (диффузия твердого тела и жидкости).

Сопроводительный текст: «Диффузия в жидкостях в случае слива загрязненной воды из автогаражей, фабрик и заводов приводит к загрязнению чистой воды наших рек, каналов, морей. Отравлению организмов, живущих в них, к гибели растительности. Используя в пищу пойманную в них рыбу, человек может отравиться сам.

Загрязнение почвы тоже происходит вследствие диффузии. Так излишки удобрений, различных ядохимикатов попавших на неё при опрыскивании сельскохозяйственных культур, распространяются в почве не только с потоками воды, но и результате диффузии, а затем попадают в плоды, которые человек употребляет в пищу.»

Доклад, рефераты, проекты  по экологии предназначены для использования на уроках физики в качестве дополнительного материала, ведь когда материал интересен и не обязателен для запоминания, как правило, запоминается студентами хорошо. Преподаватель может их использовать для повышения интереса учащихся, для расширения их кругозора, формирования личностного отношения к окружающей среде, а также эстетического вкуса.

Тема урока: Применение ядерной энергии. Выбросы и сбросы вредных веществ при эксплуатации АС, перенос радиоактивности в окружающей среде

Цель: Закрепление понятия радиоактивность, сформировать понятие о радиоактивных и токсичных выбросах атомных электростанций. Расширение кругозора студентов, развитие познавательного интереса, формирование гражданской позиции каждого студента к проблеме охраны окружающей среды и элементов экологического мышления, осуществление экологического воспитания.

«К вредным воздействиям на человека и окружающую среду, являются выбросы и сбросы радиоактивности и токсических веществ из систем АС. Эти выбросы делят на газовые и аэрозольные, выбрасываемые в атмосферу через трубу, и жидкие сбросы, в которых вредные примеси присутствуют в виде растворов или мелкодисперсных смесей, попадающие в водоемы. Возможны и промежуточные ситуации, как при некоторых авариях, когда горячая вода выбрасывается в атмосферу и разделяется на пар и воду.

Выбросы могут быть как постоянными, находящимися под контролем эксплуатационного персонала, так и аварийными, залповыми. Включаясь в многообразные движения атмосферы, поверхностных и подземных потоков, радиоактивные и токсические вещества распространяются в окружающей среде, попадают в растения, в организмы животных и человека. На рисунке показаны воздушные, поверхностные и подземные пути миграции вредных веществ в окружающей среде. Вторичные, менее значимые для нас пути, такие как ветровой перенос пыли и испарений, как и конечные потребители вредных веществ на рисунке не показаны.»

Таблицы по физике с экологическим уклоном предназначены, для ознакомления студентов с конкретными экологическими сведениями. В этих таблицах приводятся факторы опасности и меры по уменьшению (избежанию) их отрицательного воздействия на организм человека. Экологические таблицы и дополнительные материалы к ним можно использовать фрагментально при изучении той или иной темы курса физики, а так же на специально организованных занятиях, посвященных вопросам экологии, или при повторении учебного материала.

Цель: Познакомить учащихся с вредным воздействием бытовых приборов.

Физика и экология быта.

«Все больше и больше электрических приборов входит в наш быт. Но все ли они улучшают наше здоровье? Вовсе нет. Работа многих из них облегчает труд, создает комфорт, но отрицательно сказывается на самочувствии человека. Так что весьма часто за комфорт мы платим здоровьем. В таблице указано отрицательное воздействие некоторых бытовых приборов и возможные меры по уменьшению этого влияния на наше здоровье.»

Весь предложенный материал необязателен для запоминания, поэтому студенты не будут перегружены материалом. Так как предложенный материал интересен, то запоминается непроизвольно, и учащиеся будут знать о вредном воздействии человека на природу со школьной скамьи. Экологическое воспитание положительно влияет на усвоение нового материала, оно повышает интерес у студентов.

Лекции на экологические темы.

Известно, что численность населения на земном шаре очень быстро увеличивается. Около 200 тыс. лет назад на Земле было приблизительно 1 млн. человек. Сейчас численность населения на планете уже превысила 5 млрд. человек; к 2000 г. она достигнет 6-7 млрд. человек. Такой быстрый рост населения, безусловно, усиливает воздействие человека на природу, причем в крупных городах наблюдается ухудшение окружающей среды. Между тем характерной чертой современного развития общества является урбанизация - процесс сосредоточения промышленности и населения в крупных городах. С 1920 по 1960 г. городское население мира увеличилось втрое; предполагается, что к 2000 г. оно достигнет 5 млрд. человек.

В связи с развитием производства резко возрастает потребление топлива и энергии. Так, только за последние 100 лет выработка энергии на душу населения увеличилась в 20 раз. Значительно возросла добыча полезных ископаемых. Многие из них, ранее казавшиеся неисчерпаемыми, теперь стали дефицитными. Ведь ежегодно добывается почти 100 млрд. т. руды, горючих ископаемых и строительных материалов. Общество вынуждено переходить к использованию менее богатых их запасов, расширять территории, где ведутся разработки.

Значительно увеличивается распашка земель. Раньше большие площади земли находились в природном обороте; все воспроизводство на них регулировалось самой природой. Теперь таких земель остается все меньше; они вовлекаются в хозяйственный оборот. Большое влияние оказывает человек и на водные ресурсы, являющиеся частью природной среды: создает многочисленных крупных водохранилища, каналы, выемки горных пород в связи с расширением добычи полезных ископаемых и пр.

Реальной стала угроза повышения температуры поверхности Земли на 2-3°С в первой четверти XXI в. вследствие усиления «парникового эффекта», создаваемого атмосферой планеты и зависящего от содержания в ней углекислого газа и других веществ. Ухудшается прозрачность воздушной оболочки Земли, а также чистота вод; например, около в поверхности Мирового океана покрыто нефтяной пленкой, в воздух ежегодно выбрасывается около 1 млрд. т. различных взвесей, среди которых есть неизвестные природе канцерогенные вещества. Главное же - человечество столкнулось с возможностью потери равновесия в природе: так, темп увеличения безвозвратного забора воды на промышленные и бытовые нужды достиг 4 - 5% в год; каждые 15 лет удваивается площадь отчуждаемых у природы земель и др.

Сферу вторжения человека в природу сильно расширяют наука и техника вследствие роста масштабов использования традиционных и новых природных ресурсов, а также производственной деятельности человека, которая имеет разнообразные направления. Среди этих направлений можно выделить следующие: физические (в том числе термодинамические, механические, электромагнитные), химические и биологические.

До недавнего времени биологический аспект деятельности человека был самым угрожающим: люди заводили, например, коз и овец, которые буквально съедали растительность целых стран; уничтожали крупных животных; вырубали леса, вызывая тем самым деградацию почвенного покрова, и т.д. Этот аспект существует и сейчас, однако наряду с ним возник и теперь уже стал главенствующим химический, который вызывает в наши дни наибольшие опасения, ибо продукция именно химической промышленности оказывает разрушительное влияние на природу.

Химическая деятельность человека в природе складывается из потребления химических веществ, массированного «перевода» их из земных недр на поверхность, в атмосферу и даже в космос, загрязнения окружающей среды отходами, насыщения биосферы новыми, нехарактерными для нее высокоактивными химическими соединениями. В результате могут создаваться такие интенсивные, катастрофические изменения условий существования организмов, их сообществ и целых экосистем, которые грозят им разрушением - вплоть до невозможности восстановления первоначальной структуры и функций.

Для создания современной атмосферы природе понадобились миллионы лет, человеку, по-видимому, теперь достаточно нескольких десятилетий, чтобы вернуть ее к тому состоянию, которое она имела в третичный период. Биосфера не в состоянии сама справиться с нагрузкой, приспособиться к ней, нейтрализовать ее отрицательное воздействие при помощи саморегуляции и самоочищения. Увеличивающееся загрязнение приобрело глобальный характер, угрожающий здоровью человека и среде его обитания необратимыми изменениями.

Вследствие этого насущно необходимыми стали: всестороннее изучение влияния человеческой деятельности на природу, выяснение способов сохранения оптимального функционирования природных процессов в условиях НТП, глубокое и всеобъемлющее исследование взаимной зависимости изменений природной среды и развития промышленности, энергетики, разнообразных транспортных средств, роста интенсификации использования природных богатств, а также научно прогнозируемое преобразование природы и управление ею в интересах общества. Проблемы охраны окружающей среды, рационального природопользования и воспроизводства природных ресурсов требуют глубокого знания законов природы и умелого их использования человеком в интересах нынешних и будущих поколений.

Приложение 2.

Урок-конференция по теме: "Тепловые двигатели и охрана окружающей среды" 

Цель: обобщить знания учащихся о современных транспортных средствах, выяснить роль тепловых  и других двигателей в жизни мирового сообщества, раскрыть сущность связанных с ними экологических проблем и убедить учащихся в жизненной важности бережного отношения к окружающей нас природе.

Эпиграф: «Раньше природа устрашала человека, а теперь человек устрашает природу».

Жан Ив Кусто.

План урока:  слайд № 2

1. Виды транспорта (по материалам уроков географии)
2. Тепловые двигатели и их значение
3. Влияние транспорта на окружающую среду. Парниковый эффект.
4. Пути решения экологических проблем:
   а) создание новых двигателей,
   б) разработка средств защиты атмосферы и гидросферы (получение добавок, способствующих более полному сгоранию топлива, создание эффективных фильтров и т.д.)
5. Состояние экологических проблем и природоохранные меры, принимаемые в России.

Реализация плана урока:

1. После первого выступления учащиеся заполняют первый столбец таблицы «Вид транспорта»  и второй столбец таблицы «Вид двигателя»

Таблица к уроку

2.  После третьего выступления учащиеся должны выделить основные экологические проблемы, которые несет транспорт.
3. После четвертого выступления учащиеся должны выделить пути  решения экологических проблем.
4. В конце урока учащиеся должны определиться с выбором: что перетянет в ближайшем будущем? Как добиться равновесия?

5. Учащиеся по группам выдвигают предложения для жителей села по улучшению экологической обстановки и от школы пишут общее обращение к жителям села.слайд №12 

Литература:

1. http://portfolio.1september.ru
2. Двигатели внутреннего сгорания, т.1-3, М.,1957-62
3. Дигатели внутреннего сгорания, М., 1968
4. www.studzona.com/referats/view 
5. fiz.1september.ru
6. www.ronl.ru/problemi_ekologii
7. www.manbw.ru 

Материалы к уроку

Виды транспорта. (сообщение учащегося) слайд № 3

Современный транспорт представляет собой единую (в социально-экономическом отношении) транспортную систему, включая мощную сеть железнодорожных, морских, речных, автомобильных, воздушных, трубопроводных городских и промышленных коммуникаций. Перемещая ежегодно миллиарды тонн сырья, топлива, материалов, продукции, а также многие миллиарды пассажиров с достаточно высоким уровнем комфорта и скорости, современный транспорт обеспечивает массовое индустриальное производство, глубокое разделение труда, внутреннюю и внешнюю торговлю, способствует развитию культуры и науки.

В едином народнохозяйственном комплексе транспорт занимает особое место. Он является одной из отраслей, формирующих инфраструктуру народного хозяйства, призванного удовлетворять постоянно растущие потребности общества в пространственном перемещение вещественных продуктов труда и людей.
В новых условиях, когда необходимо добиться материальной сбалансированности экономики, ритмичности работы всего народного хозяйства, роль транспортного звена, взаимосвязанного со всеми материальными отраслями и непроизводственной сферой приобретает особую значимость. Общество предъявляет к транспорту конкретные и весьма ответственные требования: полное, своевременное и высококачественное удовлетворение потребностей народного хозяйства и населения в перевозках. Очень важно максимально использовать резервы и возможности всех видов транспорта, рационально перераспределять между ними перевозки.

Основными видами транспорта в РФ являются железнодорожный, автомобильный, авиационный, трубопроводный, морской и речной. Каждый из данных видов транспорта выполняет в рамках транспортной системы России определенную функцию в соответствии со своими технико-экономическими особенностями, провозной способностью, географическими и историческими особенностями развития.

В различных видах транспорта используются  различные ДВС. Так железнодорожный транспорт движется за счет электродвигателя  и дизеля, водный за счет паровой турбины, автомобильный – карбюратора и дизеля. Воздушный транспорт использует поршневой, реактивный и турбореактивный двигатели.

Реактивный двигатель — движитель, создающий необходимую для движения силу тяги посредством преобразования исходной энергии в кинетическую энергию реактивной струи рабочего тела.

Рабочее тело с большой скоростью истекает из двигателя, и в соответствии с законом сохранения импульса образуется реактивная сила, толкающая двигатель в противоположном направлении. Для разгона рабочего тела может использоваться как расширение газа, нагретого тем или иным способом до высокой температуры (т.н. тепловые реактивные двигатели), так и другие физические принципы, например, ускорение заряженных частиц в электростатическом поле. 

Реактивный двигатель сочетает в себе собственно двигатель с движителем, то есть он создаёт тяговое усилие только за счёт взаимодействия с рабочим телом, без опоры или контакта с другими телами. По этой причине чаще всего он используется для приведения в движение самолётов, ракет и космических аппаратов. Турбореактивные двигатели АЛ-31Ф самолета Су-30МК. Относятся к классу воздушно-реактивных двигателей.

Существует два основных класса реактивных двигателей:

1. Воздушно-реактивные двигатели — тепловые двигатели, которые используют энергию окисления горючего кислородом воздуха, забираемого из атмосферы. Рабочее тело этих двигателей представляет собой смесь продуктов горения с остальными компонентами забранного воздуха.
2. Ракетные двигатели — содержат все компоненты рабочего тела на борту и способны работать в любой среде и в безвоздушном пространстве.

Основным техническим параметром, характеризующим реактивный двигатель, является тяга (иначе — сила тяги) — усилие, которое развивает двигатель в направлении движения аппарата. Ракетные двигатели помимо тяги характеризуются удельным импульсом, являющимся показателем степени совершенства или качества двигателя.

Паровые турбины работают следующим образом: пар, образующийся в паровом котле, под высоким давлением, поступает на лопатки турбины. Турбина совершает обороты и вырабатывает механическую энергию, используемую генератором. Генератор производит электричество.

Электрическая мощность паровых турбин зависит от перепада давления пара на входе и выходе установки. Общая эффективность паровых турбин (электроэнергия + тепло) доходит до ~85% в расчете на единицу потраченного топлива. Мощность паровых турбин (единичной установки) ~ до 1000 MW

Паровые турбины типы:

1. турбины с противодавлением - давление пара на выходе турбины выше атмосферного
2. турбины конденсационные - давление пара на выходе турбины ниже атмосферного

Пар в турбину должен подаваться с характеристиками:

1. давлением 40-60 бар
2. температурой 400-500°С.

Паровые турбины. Плюсы:

1. работа паровых турбин возможна на различных видах топлива: газообразное, жидкое, твердое
2. высокая единичная мощность
3. свободный выбор теплоносителя
4. широкий диапазон мощностей
5. внушительный ресурс паровых турбин

Паровые турбины. Минусы:

1. высокая инерционность паровых установок (долгое время пуска и останова)
2. дороговизна паровых турбин
3. низкий объем производимого электричества, в соотношении с объемом тепловой энергии
4. дорогостоящий ремонт паровых турбин
5. снижение экологических показателей, в случае использования тяжелых мазутов и твердого топлива

слайд № 4

Тепловые двигатели и из значение. (сообщение учащегося) слайд № 5

Многие более или менее стараются ознакомиться с устройством техники, принципами работы, неисправностями и их устранением. Но мало кто задумывается об истории создания двигателя и техники, где они применяются, тем более, о людях, создавших все это.

Двигатель – машина, преобразующая какой-либо вид энергии в механическую работу. Двигатель внутреннего сгорания, тепловой двигатель, в котором химическая энергия топлива, сгорающего в рабочей полости, преобразуется в механическую работу. 

/Первый практически пригодный газовый Д. в. с. был сконструирован французским механиком Э. Ленуаром (1860). В 1876 немецкий изобретатель Н. Отто построил более совершенный 4-тактный газовый Д. в. с. По сравнению с паромашинной установкой Д. в. с. принципиально более прост, т. к. устранено одно звено энергетического преобразования — парокотельный агрегат. Это усовершенствование обусловило большую компактность Д. в. с., меньшую массу на единицу мощности, более высокую экономичность, но для него потребовалось топливо лучшего качества (газ, нефть).

В 1880-х гг. О. С. Костович в России построил первый бензиновый карбюраторный двигатель. В 1897 нем. инженер Р. Дизель, работая над повышением эффективности Д. в. с., предложил двигатель с воспламенением от сжатия. Усовершенствование этого Д. в. с. на заводе Л. Нобеля в Петербурге (ныне «Русский дизель») в 1898—99 позволило применить в качестве топлива нефть. В результате этого Д. в. с. становится наиболее экономичным стационарным тепловым двигателем. В 1901 в США был разработан первый трактор с Д. в. с. Дальнейшее развитие автомобильных Д. в. с. позволило братьям О. и У. Райт построить первый самолёт с Д. в. с., начавший свои полёты в 1903. В том же 1903 рус. инженеры установили Д. в. с. на судне «Вандал», создав первый теплоход. В 1924 по проекту Я. М. Гаккеля в Ленинграде был создан первый удовлетворяющий практическим требованиям поездной тепловоз./

По роду топлива Д. в. с. разделяются на двигатели жидкого топлива и газовые. По способу заполнения цилиндра свежим зарядом — на 4-тактные и 2-тактные. По способу приготовления горючей смеси из топлива и воздуха — на двигатели с внешним и внутренним смесеобразованием. К двигателям с внешним смесеобразованием относятся карбюраторные, в которых горючая смесь из жидкого топлива и воздуха образуется в карбюраторе, и газосмесительные, в которых горючая смесь из газа и воздуха образуется в смесителе. В Д. в. с. с внешним смесеобразованием зажигание рабочей смеси в цилиндре производится электрической искрой. В двигателях с внутренним смесеобразованием (дизелях)топливо самовоспламеняется при впрыскивании его в сжатый воздух, нагретый до высокой температуры.

/Карбюраторные Д. в. с. представляют собой сложный агрегат, включающий ряд узлов и систем.   Остов двигателя — группа неподвижных деталей, являющихся базой для всех остальных механизмов и систем. К остову относятся блок-картер, головка (головки) цилиндров, крышки подшипников коленчатого вала, передняя и задняя крышки блок-картера, а также масляный поддон и ряд мелких деталей.   Механизм движения — группа движущихся деталей, воспринимающих давление газов в цилиндрах и преобразующих это давление в крутящий момент на коленчатом валу двигателя. Механизм движения включает в себя поршневую группу (поршни, шатуны, коленчатый вал и маховик).   Механизм газораспределения служит для своевременного впуска горючей смеси в цилиндры и выпуска отработавших газов. Эти функции выполняют кулачковый (распределительный) вал, приводимый в движение от коленчатого вала, а также толкатели, штанги и коромысла, открывающие клапаны. Клапаны закрываются клапанными пружинами.   Система смазки — система агрегатов и каналов, подводящих смазку к трущимся поверхностям. Масло, находящееся в масляном поддоне, подаётся насосом в фильтр грубой очистки и далее через главный масляный канал в блок-картере под давлением поступает к подшипникам коленчатого и кулачкового валов, к шестерням и деталям механизма газораспределения. Смазка цилиндров, толкателей и других деталей производится масляным туманом, образующимся при разбрызгивании масла, вытекающего из зазоров в подшипниках вращающихся деталей. Часть масла отводится по параллельным каналам в фильтр тонкой очистки, откуда сливается обратно в поддон.   Система охлаждения может быть жидкостной и воздушной. Жидкостная система состоит из рубашек цилиндров и головок, заполненных охлаждающей жидкостью (водой, антифризом и т. п.), насоса, радиатора, в котором жидкость охлаждается потоком воздуха, создаваемым вентилятором, и устройств, регулирующих температуру воды. Воздушное охлаждение осуществляется обдувом цилиндров и головок вентилятором или потоком воздуха (на мотоциклах).   Система питания осуществляет приготовление горючей смеси из топлива и воздуха в пропорции, соответствующей режиму работы, и в количестве, зависящем от мощности двигателя. Система состоит из топливного бака, топливоподкачивающего насоса, топливного фильтра, трубопроводов и карбюратора, являющегося основным узлом системы.   Система зажигания служит для образования в камере сгорания искры, воспламеняюшей рабочую смесь. В систему зажигания входят источники тока — генератор и аккумулятор, а также прерыватель, от которого зависит момент подачи искры. В систему включается распределитель тока высокого напряжения по соответствующим цилиндрам. В одном агрегате с прерывателем находятся конденсатор, улучшающий работу прерывателя, и катушка зажигания, с которой снимается высокое напряжение (12—20 кв). В то время, когда Д. в. с. не имели электрического зажигания, применялись запальные калоризаторы.   Система пуска состоит из электрического стартёра, шестерён передачи от стартёра к маховику, источника тока (аккумулятора) и элементов дистанционного управления. В функции системы входит вращение вала двигателя для пуска.   Система впуска и выпуска состоит из трубопроводов, воздушного фильтра на впуске и глушителя шума на выпуске.

Газовые Д. в. с. работают большей частью па природном газе и газах, получаемых при производстве жидкого топлива. Кроме того, могут быть использованы: газ, генерируемый в результате неполного сгорания твёрдого топлива, металлургические газы, канализационные газы и пр. Применяются как 4-тактные, так и 2-тактныс газовые Д. в. с. По принципу смесеобразования и воспламенения газовые двигатели разделяются на: Д. в. с. с внешним смесеобразованием и искровым зажиганием, в которых рабочий процесс аналогичен процессу карбюраторного двигателя; Д. в. с. с внешним смесеобразованием и зажиганием струей жидкого топлива, воспламеняющегося от сжатия; Д. в. с. с внутренним смесеобразованием и искровым зажиганием. Газовые двигатели, использующие природные газы, применяются на стационарных электростанциях, компрессорных газоперекачивающих установках и т. п. Сжиженные бутано-пропановые смеси используются для автомобильного транспорта.  Экономичность работы Д. в. с. характеризуется эффективным кпд, который представляет собой отношение полезной работы к количеству тепла, выделяемого при полном сгорании топлива, затраченного на получение этой работы. Максимальный эффективный кпд наиболее совершенных Д. в. с. около 44%./

слайд №6

Основным преимуществом ДВС так же как и др. тепловых двигателей (например, реактивных двигателей), перед двигателями гидравлическими и электрическими является независимость от постоянных источников энергии (водных ресурсов, электростанций и т. п.), в связи с чем установки, оборудованные ДВС., могут свободно перемещаться и располагаться в любом месте. Это обусловило широкое применение ДВС. на транспортных средствах (автомобилях, с.-х. и строительно-дорожных машинах, самоходной военной технике и т. п.).

Влияние транспорта на окружающую среду. Парниковый эффект. (сообщение учащегося) слайд №7

К основным токсичным выбросам автомобиля относятся: отработавшие газы, картерные газы и топливные испарения. Отработавшие газы, выбрасываемые двигателем, содержат окись углерода (СО), углеводороды (СxHy), окислы азота (NOx), бензапирен, альдегиды и сажу. Распределение основных компонентов выбросов у карбюраторного двигателя следующее: отработавшие газы содержат 95% СО, 55% СxHy и 98% NOx, картерные газы по – 5% СxHy, 2% NOx, а топливные испарения – до 40% СxHy.

Основными токсичными веществами – продуктами неполного сгорания являются сажа, окись углерода, углеводороды, альдегиды.

Вредные токсичные выбросы можно разделить на два вида: регламентированные и нерегламентированные. Они действуют на организм человека по-разному.

Главным загрязнителем атмосферного воздуха свинцом в Российской Федерации в настоящее время является автотранспорт, использующий этилированный бензин: от 70 до 87 % общей эмиссии свинца по различным оценкам. РЬО (оксиды свинца) - возникают в ОГ карбюраторных двигателей, когда используется этилированный бензин, чтобы увеличить октановое число для уменьшения детонации (это очень быстрое, взрывное сгорание отдельных участков рабочей смеси в цилиндрах двигателя со скоростью распространения пламени до 3000 м/с, сопровождающееся значительным повышением давления газов). При сжигании одной тонны этилированного бензина в атмосферу выбрасывается приблизительно 0,5... 0,85 кг оксидов свинца. По предварительным данным, проблема загрязнения окружающей среды свинцом от выбросов автотранспорта становится значимой в городах с населением свыше 100 000 человек и для локальных участков вдоль автотрасс с интенсивным движением. Радикальный метод борьбы с загрязнением окружающей среды свинцом выбросами автомобильного транспорта - отказ от использования этилированных бензинов. По данным 1995г. 9 из 25 нефтеперерабатывающих заводов России перешли на выпуск неэтилированных бензинов. В 1997 году доля неэтилированного бензина в общем объеме производства составила 68%. Однако, из-за финансовых и организационных трудностей полный отказ от производства этилированных бензинов в стране задерживается.

Охрана окружающей природной среды и рациональное использование естественных ресурсов - одна из актуальных глобальных проблем современности. Ее решение неразрывно связано с борьбой за мир на Земле, за предотвращение ядерной катастрофы, разоружение, мирное сосуществование и взаимовыгодное сотрудничество государств.
Все мы в последние десятилетия наблюдаем резкое повышение температуры, когда зимой в место отрицательных температур, мы месяцами наблюдаем оттепели до 5 – 8 градусов тепла, а в летние месяцы – засухи и суховеи, иссушающие почву земли и ведущие к ее эрозии. Почему это происходит?

Ученые утверждают, что причиной, прежде всего, является губительная деятельность человечества, приводящая к глобальному изменению климата Земли. Сжигание топлива в электростанциях, резкое увеличение количества отходов от производственной деятельности человека, увеличение автомобильного транспорта и как следствие увеличение выбросов углекислого газа в атмосферу Земли при резком сокращении лесопарковой зоны, привело к возникновению так называемого парникового эффекта Земли.

Многолетние наблюдения показывают, что в результате хозяйственной деятельности изменяется газовый состав и запыленность нижних слоев атмосферы. С распаханных земель во время пыльных бурь поднимаются в воздух миллионы тонн частиц почвы. При разработке полезных ископаемых, при производстве цемента, при внесении удобрений и трении автомобильных шин о дорогу, при сжигании топлива и выбросе отходов промышленных производств в атмосферу попадает большое количество взвешенных частиц разнообразных газов. Определения состава воздуха показывают, что сейчас в атмосфере Земли углекислого газа стало на 25% больше, чем 200 лет назад. Это , безусловно, результат хозяйственной деятельности человека, а также вырубки лесов, зеленые листья которых поглощают углекислый газ. С повышением концентрации углекислого газа в воздухе связан парниковый эффект, который проявляется в нагреве внутренних слоев атмосферы Земли. Это происходит потому, что атмосфера пропускает основную часть излучения Солнца. Часть лучей поглощается и нагревает земную поверхность, а от нее нагревается атмосфера. Другая часть лучей отражается от поверхности Планеты и это излучение поглощается молекулами углекислого газа, что способствует повышению средней температуры Планеты. Действие парникового эффекта анaлогично действию стекла в оранжерее или парнике (от этого возникло название " парниковый эффект").

Одним из газов, способствующих  развитию парникового эффекта является природный газ.

ПРИРОДНЫЙ ГАЗ.

Природный газ, используемый в энергетике, относится к невозобновляемым энергетическим ресурсам, в то же время это наиболее экологически чистый вид традиционного энергетического топлива. Природный газ на 98% состоит из метана, остальные 2% приходятся на этан, пропан, бутан и некоторые другие вещества. При сжигании газа единственным действительно опасным загрязнителем атмосферы является смесь оксидов азота.

На тепловых электростанциях и в отопительных котельных, использующих, природный газ, выбросов углекислого газа, способствующего парниковому эффекту, вдвое меньше, чем на угольных энергетических установках, вырабатывающих тоже количество энергии. Применение сжиженного и сжатого природного газа на автомобильном транспорте дает возможность значительно снизить загрязнение среды обитания и улучшить качество воздуха в городах, то есть "затормозить" парниковый эффект. По сравнению с нефтью, природный газ не дает такого загрязнения среды в процессе добычи и транспортировки к месту потребления.

Запасы природного газа в мире достигают 70 триллионов кубических метров. При сохранении нынешних объемов добычи их хватит более, чем на 100 лет. Газовые месторождения встречаются как отдельно, так и в соединении с нефтью, водой, а также в твердом состоянии (так называемые газогидратные скопления). Большинство месторождений природного газа располагаются в труднодоступных и экологически ранимых районах Заполярной тундры.

Хотя природный газ и не вызывает парниковый эффект, его можно отнести к "парниковым" газам, так как при его использовании выделяется углекислый газ, способствующий парниковому эффекту.

Кроме того, развитию парникового эффекта способствуют: углекислый газ, хлорфторсодержащие газы.

УГЛЕКИСЛЫЙ ГАЗ.

Углекислый газ - диоксид углерода, постоянно образуется в природе при окислении органических веществ: гниении растительных и животных остатков, дыхании, сжигании топлива. Парниковый эффект происходит из-за нарушения человеком круговорота углекислого газа в природе. Промышленность сжигает огромное количество топлива- нефти, угля, газа. Все эти вещества состоят в основном из углерода и водорода. Поэтому их еще называют органическим, углеводородным топливом.

При горении, как известно, поглощается кислород и выделяется углекислый газ. Вследствие этого процесса, каждый год человечество выбрасывает в атмосферу 7 миллиардов тонн углекислого газа! Даже представить трудно себе эту величину.Одновременно с этим на Земле вырубаются леса - один из самых главных потребителей углекислого газа, причем, вырубаются со скоростью 12 гектаров в минуту!!! Вот и получается, что углекислого газа в атмосферу поступает все больше и больше, а потребляется растениями все меньше и меньше.

Круговорот углекислого газа на Земле нарушается, поэтому в последние годы содержание углекислого газа в атмосфере хотя и медленно, но верно увеличивается. А чем его больше, тем сильнее парниковый эффект.

ХЛОРФТОРСОДЕРЖАЩИЕ ГАЗЫ.

Галогены или хлорфторсодержащие газы широко применяются в химической промышленности. Фтор используют для получения некоторых ценных вторпроизводных, например, смазочных веществ, выдерживающих высокую температуру, пластмасс, стойких к химическим реагентам (тефлон), жидкостей для холодильных машин(фреонов или хладонов). Фреон выделяется также аэрозолями и холодильными машинами. Считается также, что фреон разрушает озоновый слой в атмосфере.

Один из самых распространенных фреонов-дифтордихлорэтан (фреон-12) - газ, не ядовит, не реагирует с металлами, без цвета и запаха. Под давлением легко сжижается и превращается в жидкость с температурой кипения - 30градусов по Цельсию. Применяется в холодильных установках и как растворитель для образования аэрозолей. Хлор служит для приготовления многочисленных органических и неорганических соединений. Его применяют в производстве соляной кислоты, хлорной извести, гипохлоритов и хлоратов и др. Большое количество хлора используется для отбеливания тканей и целлюлозы, идущей на изготовление бумаги.

Хлор применяют также для стериллизации питьевой воды и обеззараживане сточных вод. В цветной металлургии его используют для хлорирования руд, которое является одной из стадий получения некоторых металлов. Особенно большое значение приобрели за последнее время некоторые хлорорганические продукты. Например, хлорсодержащие органические растворители-дихлорэтан, четыреххлористый углерод, широко применяются для экстракции жиров и обезжиривание металлов. Некоторые хлорорганические продукты служат эффективными средствами борьбы с вредителями сельскохозяйственных культур.На основе хлорорганических продуктов изготовляют различные пластические массы, синтетические волокна, каучуки, заменители кожи(павинол). Так как хлорфторсодержащие газы широко используются в промышленности, их добыча непрерывно растет, а, значит, также растут и выбросы в атмосферу этих газов.

Хлорфторсодержащие газы - "парниковые газы", следовательно, из-за повышения их концентрации в атмосфере процесс парникового эффекта идет быстрее. Кроме того фреоны, относящиеся к хлорфторсодержащим газам, разрушают озоновый слой в атмосфере. Из этих газов делают ядохимикаты, которые хотя и борятся с сельскохозяйственными вредителями, но и нарушают экологический баланс.

Содержание озона в стратосфере также воздействует на климат. Поглощение озоном ультрафиолетовой радиации приводит к нагреванию определенных слоев воздуха высоко в стратосфере. Эти слои не позволяют газообразным примесям проникать в толщу стратосферы. Тепловая «шапка» - важный фактор формирования тропосферного воздуха, а следовательно и климата Земли. По этому, любые виды человеческой деятельности, приводящие к уменьшению среднего содержания озона в стратосфере, могут иметь весьма серьезные отдаленные последствия для климата, здоровья людей, состояния всей живой природы./

Последствия парникового эффекта.

1. Если температура на Земле будет продолжать повышаться, это окажет серьезнейшее воздействие на мировой климат.
2. В тропиках будет выпадать больше осадков, так как дополнительное тепло повысит содержание водяного пара в воздухе.
3. В засушливых районах дожди станут еще более редкими и они превратятся в пустыни в результате чего людям и животным придется их покинуть.
4. Температура морей также повысится, что приведет к затоплению низинных областей побережья и к увеличению числа сильных штормов.
5. Повышение температуры на Земле может вызвать поднятие уровня моря так как:
   а) вода, нагреваясь становится менее плотной и расширяется, расширение морской воды приведет к общему повышению уровня моря;
   б) повышение температуры может растопить часть многолетних льдов, покрывающих некоторые районы суши, например, Антарктиду или высокие горные цепи.
   Образовавшаяся вода в конечном итоге стечет в моря, повысив их уровень. Следует, однако, заметить, что таяние льда, плавающего в морях, не вызовет повышение уровня моря. Ледяной покров Арктики представляет собой огромный слой плавучего льда. Подобно Антарктиде, Арктика также окружена множеством айсбергов.
   Климатологи подсчитали, что если растают гренландские и антарктические ледники, уровень Мирового океана повысится на 70-80 м.
6. Сократятся жилые земли.
7. Нарушится водосолевой баланс океанов.
8. Изменятся траектории движения циклонов и антициклонов.
9. Если температура на Земле повысится, многие животные не смогут адаптироваться к климатическим изменениям. Многие растения погибнут от недостатка влаги и животным придется переселится в другие места в поисках пищи и воды. Если повышение температуры приведет к гибели многих растений, то вслед за ними вымрут и многие виды животных.

Кроме отрицательных последствий глобального потепления, можно отметить несколько положительных На первый взгляд более теплый климат представляется благом, так как могут уменьшится счета за отопление и увеличение продолжительности вегетационного сезона в средних и высоких широтах. Увеличение концетрации диоксида углерода может ускорить фотосинтез.

Однако, потенциальный выигрыш в урожайности может быть уничтожен ущербом от болезней, вызванных вредными насекомыми, поскольку повышение температуры ускорит их размножение. Почвы в некоторых областях окажутся малопригодными для выращивания основных культур. Глобальное потепление ускорило бы, вероятно, разложение органического вещества в почвах, что привело бы к дополнительному поступлению в атмосферу диоксида углерода и метана и ускорило парниковый эффект. Что же нас ожидает в будущем ?

Экологическое прогнозирование 

В настоящее время обсуждаются различные меры, которые могли бы воспрепятствовать нарастающему "антропогенному перегреву" Земли. Существует предложение извлекать избыток СО2 из воздуха, сжижать и нагнетать в глубоководные слои океана, используя его естественную циркуляцию. Другое предложение заключается в том, чтобы рассеивать в стратосфере мельчайшие капельки серной кислоты и уменьшать тем самым приход солнечной радиации на земную поверхность.

Огромные масштабы антропогенной редукции биосферы уже сейчас дают основание считать, что решение проблемы СО2 должно осуществляться путем "лечения" самой биосферы, т.е. восстановления почвенного и растительного покрова с максимальными запасами органического вещества всюду, где это возможно. Одновременно должен быть усилен поиск, направленный на замену ископаемого топлива другими источниками энергии, в первую очередь экологическими безвредными, не требующими расхода кислорода, шире использовать водную, ветровую энергию, а для дальнейшей перспективы - энергию реакцию вещества и антивещества.

Известно, что не бывает худа без добра, и вот вышло так, что нынешний промышленный спад в стране оказался полезен - экологически. Уменьшились объемы производства. и, соответственно, уменьшилось количество вредных выбросов в атмосферу городов.

Пути решения проблемы чистого воздуха вполне реальна. Первый - борьба с сокращением растительного покрова Земли, планомерное увеличение в его составе специально подобранных пород, очищающих воздух от вредных примесей. В Институте биохимии растений экспериментально доказано, что многие растения способны усваивать из атмосферы такие вредные для человека компоненты, как алканы и ароматические углеводороды, а также карбонильные соединения, кислоты, спирты, эфирные масла и другие.

Большое место в борьбе с загрязнением атмосферы принадлежит орошению пустынь и организации тут культурного земледелия, созданию мощных лесозащитных полос. Предстоит провести огромную работу по уменьшению и полному прекращению выброса в атмосферу дыма и других продуктов сгорания. Все более неотложными становятся поиски технологии для "беструбных" промышленных предприятий, работающих по замкнутой технологической схеме - с использованием всех отходов производства.

Деятельность человека столь грандиозна по размаху, что уже приобрела глобальный природообразующий масштаб. До сих пор мы по преимуществу искали, как можно больше взять у природы. И поиск в этом направлении будет продолжаться. Но наступает пора столь же целеустремленно поработать и над тем, как отдать природе то, что мы у нее забираем. Нет сомнения, что гений человечества способен решить и эту грандиозную задачу.

Пути снижения воздействия парникового эффекта на состояние климата Земли 

Главную меру по предупреждению глобального потепления можно сформулировать так: найти новый вид топлива или поменять технологию использования нынешних видов топлива. Это означает, что необходимо:

1. уменьшить потребление ископаемого топлива. Резко сократить использование угля и нефти, которые выделяют на 60 % больше диоксида углерода на единицу производимой энергии, чем любое другое ископаемое топливо в целом;
2. использовать вещества (фильтры, катализаторы) для удаления диоксида углерода из выброса дымовых труб углесжигающих электростанций и заводских топок, а также автомобильных выхлопов;
3. повысить энергетический коэффициент полезного действия;
4. требовать чтобы в новых домах использовались более эффективные системы отопления и охлаждения;
5. увеличить использование солнечной, ветровой и геотермальной энергии;
6. существенно замедлить вырубку и деградацию лесных массивов;
7. удалить с прибрежных территорий резервуары для хранения опасных веществ;
8. расширить площади существующих заповедников и парков;
9. создать законы, обеспечивающие предупреждение глобального потепления;
10. выявлять причины глобального потепления, наблюдать за ними и устранять их последствия.

Полностью уничтожить парниковый эффект нельзя. Полагают, что если бы не парниковый эффект, средняя температура на земной поверхности составила бы - 15 градусов по Цельсию.

слайд № 8

Пути решения экологических проблем. (сообщение учащегося) слайд №9

Но как бы не улучшалась конструкция автомобиля- компоновка,  двигатель, повышение скорости и т.д., проблем экологии остается острой. В основе процесса, приводящего автомобиль в движение, лежит горение топлива, невозможное без кислорода воздуха. В среднем один легковой автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы около 5 т кислорода, выбрасывая при этом с отработанными газами более 1 т оксида углерода и других вредных веществ. Если это умножить на число автомобилей в мире, то можно представить себе степень угрозы, таящейся в чрезмерной автоматизации. К тому же, помимо автомобилей, начиная с конца 19 в. выпускались мотоциклы, так же работающие на ДВС. Поэтому к автомобилю предъявляются жесткие экологические требования. Например, применение катализаторов, разлагающих вредные вещества в выхлопных газах на безопасные. Применение высококачественного топлива. Загрязнение атмосферы на прямую связано с расходом топлива и режимом работы двигателя (на пониженных передачах и частых остановках около светофоров). Все загрязнения можно разделить на следующие: загрязнение атмосферы, загрязнение почвы, неблагоприятное влияние на флору и фауну и шумовое загрязнение. Так как в мире на каждого третьего приходится автомобиль (с учетом всех возрастов и тех людей, которые отродясь не видели автомобиля-аборигены), вопрос экологии стоит остро. Чем заменить ДВС или создать новые?. По мнению экспертов, всех известных на Земле запасов нефти хватит человечеству не более, чем на пятьдесят лет. Бензин дорожает, и чем только не пытаются сегодня его заменить. И сжиженным природным газом, и всякого рода синтезированными газами и жидкостями, в частности спиртом, который гонят из самого разного сырья: от тростника до апельсиновых корок. Почти все эти виды топлива менее опасны для окружающей Среды, чем бензин, но выхлоп автомобиля все равно не делается безвредным.  В “ Российской газете” от 25 февраля 2006 г. была опубликована статья “ “Мерседес” на семечках”, в которой рассказывается о кубанском умельце, придумавшем двигатель, работающий на подсолнечном масле. “...Отставной капитан Николай Тоскин из поселка Ахтырский Абинского района решил техническую задачу, над которой до него бились американские и немецкие изобретатели: придумал такой двигатель, который может работать на самых разных видах топлива, в том числе на растительном масле...Идею свою он вынашивал двадцать лет. И начал он с хождения по библиотекам, перелопачивать техническую литературу и оказалось, что его идея не бредовая, над ней уже несколько десятков лет бились научно- исследовательские институты США, Англии и Германии. Ему пришла в голову мысль использовать “ процесс детонации”, т.к. по его подсчетам выходило, что при этом скорость возгорания возрастет в сотни раз и тогда гореть может практически все. В 1995 г. он поехал в Москву и представил свои расчеты и соображения в научно-исследовательский институт, его заявка была принята. Через 3 года после тщательной экспертизы получил патент. Свою идею воплотил в жизнь только спустя ряд лет. Так, из купленного в складчину трактора “Т-34” и его двигателя начали конструировать новый тип двигателя, что бы убедиться, что двигатель может в реальности работать “на взрыве”. В этом двигателе отсутствуют форсунки, колен. вал, топливная аппаратура. Смесь готовится вне цилиндр. Соотношение объемов воздуха к топливу 50 : 1 (в старых- 15 : 1). “..Двигатель завелся сразу же, обороты у него были такие, что думали трактор разлетится, но потом проехали на нем по сельской улице. Затем заливали в двигатель спирт, ацетон, растворитель и др., машина работала”... Сейчас на заводе Седина приступили к изготовлению деталей для нового варианта двигателя- типа турбины, дискообразного, в котором нет колен. вала и шатунов... “ Наверно, это приятно, когда вместо выхлопных газов пахнет пирожками.

Кардинально решить проблему загрязнения атмосферы транспортом мог бы электромобиль. Почти двести лет назад, в 1800 г. итальянский физик А. Вольт открыл первый источник тока- гальванический элемент. Три десятилетия спустя анг. физик М. Фарадей- закон электромагнитной индукции. Эти важные открытия стали предпосылками для постройки повозок, движимых электрическим током. В 1853 г. американец Т. Дверпорт построил электрическую коляску. Ее, пожалуй, можно считать самым первым электромобилем. А уже через три года англичанин Р. Дэвидсон поразил жителей родного Эбердина диковиной машиной: длиной 4,8 м и шириной 1,8 м, стоящее на 4-х колесах метрового диаметра. Значительную часть повозки занимала батарея гальванических элементов, рядом внушительных размеров электродвигатель. Вся пятитонная колымага двигалась со скоростью пешехода. В 1859 г. фр. физик Р. Планте создал электроаккумулятор со свинцовыми пластинами. Французов считают пионерами в серийном выпуске электрических колясок. В 1881 г. Раффар построил 12 2-х местных колясок с элетродвигателем. В 1904 г. фирма Кригера выпустила роскошный экипаж, оснащенный двумя электродвигателями. Он развивал скорость 40 км / ч, запасов энергии хватало на 50 км. Затем этим видом транспорта увлеклись англичане. Наиболее интересную конструкцию предложил в 1897 г. У. Берси. Его карета имела батарею в 40 Вт электромотор 3,5 л.с. Конструкция оказалась удачной и работала в качестве наемных экипажей- такси в Лондане, Париже, даже в Санкт- Петербурге и Москве. Некоторые его модели имели запас хода до 100 км и скорость 40 км /ч. Американцы, как всегда, взялись с размахом и выпустили целую серию электромобилей, закрытого типа, с более мощными батареями, что позволяло ехать со скоростью 90 км / ч, но только в течении 1- 1,5 часа. Несмотря на дороговизну таких автомобилей, их бесшумность и чистота подкупала аристократов, появились даже “дамские” автомобили. Работы над транспортом с электродвигателем велись и в России. Еще в 1888 г. русский электротехник П.Н. Яблочкин получил привилегию на изобретение экипажа с электродвигателем, но его описания до наших дней не сохранились. Практические конструкции разработал изобретатель- экспериментатор И.В. Романов. Первый его электромобиль появился в 1899 г. и предназначался для эксплуатации в качестве наемного экипажа. Двухместный экипаж имел передние ведущие и задние управляемые колеса. Пассажиры располагались спереди, позади был отсек с аккумуляторами, а над ними, “ на козлах”, восседал водитель. Скорость развивалась до 35 верст в час и хватало на 65 км пути. Через два года он создал первый русский электроомнибус, который вмещал 17 пассажиров, с габаритами 3,5 х2,0 х2,7 м, который разгонялся до 11 км/ч, запас хода составлял 60 км. В 1901 г. городские власти дали разрешение на эксплуатацию 80 таким машин по маршрутам в Санкт- Петербурге, но на их создание не хватило денег. Электромобили участвовали в автогонках в Париже, в 1898 г. такой автомобиль конструкции Ш. Жанто первый в мире установил рекорд, обогнав экипажи с паровыми двигателями. Гонка за скорость привела к тому, что уже в 1899 г. скорость таких экипажей достигла 105,88 км/ч. Но под натиском быстро увеличивающегося парка автомобилей с ДВС электромобили стали сдавать позиции. К 1905 г. их доля уменьшилась до 0,1 %. Последний серийный электромобиль фирмы “Дейтройт  Электроник” сошел с конвейера в 1942 г. В конце 20 в. нефтяной кризис, ядовитые выбросы в атмосферу, ухудшение экологической обстановки, особенно в крупных городах, все это заставило конструкторов вспомнить об электромобилях. К этому времени усовершенствовались и конструкции аккумуляторных батарей. В Германии в начале 90-х годов прошлого столетия благодаря разработанной конструкции натриево- серной батареи удалось достичь скорость движения 90 км/ч на 160 км. Американская корпорация “Дженерал Моторс” представила спортивный автомобиль с электродвигателем, который разгоняется до 120 км/ч с запасом хода 200 км. После замены свинцово- кислотных батарей на никиль-металлогидридные, значительно улучшились показатели электромобилей. Журнал “За рулем” пишет: “...к плюсам можно отнести увеличенный почти в двое пробег до следующей подзарядки, даже был зафиксирован рекорд до 600 км; второе достоинство- быстрота подзарядки- 10 мин.; такие батареи выдерживают до 80 000 циклов зарядки- разрядки, что соответствует 160 000 км пробега”. Подобные машины выпускает фирма “Тойота”. Можно приобрести электромобиль “Пежо-106 Электроник”, список обширный. Есть автомобили с гибридной схемой- сочетание обычного ДВС и электромотора, а так же автомобили с топливными элементами. В США, дабы стимулировать автоиндустрию к активному поиску новых решений, принят закон, предписывающий каждой фирме иметь в своей программе хотя бы одну модель электромобиля. Иначе- запрет на торговлю.  Может и в нашей стране, кроме Николая Тоскина, найдутся еще изобретатели, которые создадут автомобили, работающие на экологически чистом двигатели. Кто знает, может это будет кто-то из нас.

Об экологически чистых автомобилях заговорили еще в семидесятых годах. Но тернистый путь от идеи к реальному прототипу начался гораздо позже и продолжается до сих пор. - На автомобиле находятся баллоны с водородом и кислородом. В специальном электрохимическом генераторе между водородом и кислородом происходит химическая реакция при температуре около 100 градусов, в результате чего производится электричество, а в качестве "выхлопа" образуется вода. Вот основной принцип энергоустановки. Водород, определяющий пробег автомобиля, находится под давлением 290 атмосфер, и машина может пройти 250 километров. Впервые у нас в стране такой генератор был создан для космических целей, в частности для "лунной" программы и для "Бурана". Нужно заметить, что двигатель внутреннего сгорания имеет коэффициент полезного действия около 30 процентов, а новая энергоустановка на топливных элементах - в два раза больше. То есть если перевести на любое условное топливо, то получается, что эта энергоустановка абсолютно экологически чистая и тратит в два раза меньше топлива. Но, ведь содержание кислорода и водорода вместе опасно. Не опаснее, чем содержание паров бензина с воздухом. Когда впервые появились автомобили на бензине, тоже боялись, что машины начнут взрываться. Но этого не происходит. И производители планируют в дальнейшем   переходить с кислорода на воздух. Здесь тоже свои трудности: кислорода в воздухе содержится всего 20 процентов, и чтобы получить такой же эффект как при чистом кислороде, нужно в пять раз больше воздуха. В таком случае потребуется ставить компрессор, который будет закачивать воздух в энергоустановку. Но даже если перейти с кислорода на воздух и оставить один чистый водород на борту автомобиля, возникает другой вопрос. Где взять водород для заправки ? По всей видимости, первое время придется устанавливать прямо на борту такой генератор, который будет вырабатывать водород из бензина. В конце семидесятых начали всерьез задумываться об экологически безопасных автомобилях - возникла идея перевести машины на электротягу. Нужны были аккумуляторные батареи, но оказалось, что мир не может создать аккумуляторы, которые могли бы иметь достаточно высокую удельную энергоемкость. А чтобы зарядить батареи, в отличие от наполнения бака бензином, необходимо несколько часов. Тогда бы приходилось заряжаться ночью, но если все бы стали заряжаться ночью, не хватило бы электростанций. Проблем была масс, и энтузиазм начал постепенно угасать. И только в девяностых годах эта идея возродилась и началась работа по топливным батареям. Теперь уже задача стояла научиться вырабатывать электричество из уже известных видов топлива. О том, как близко водородные машины приблизились к реальной жизни, можно судить по BMW 745h. Буква h - это химический знак водорода. BMW 745h оснащается восьмицилиндровым двигателем на водороде. Как и предшественник, 745hL, он может работать как на бензине, так и на водороде. Двигатель объемом 4,4 литра развивает 135 кВт (184 л.с.), максимальная скорость равна 215 км/ч. Запаса водородного топлива хватает для преодоления 300 километров, если добавить к этому 650 километров, которые можно проехать, заправив полный бак бензина, получаем почти 1000 километров - очень приличную цифру. Компания BMW представила новый экспериментальный седан 750hL с двигателем на водородном топливе. Таким топливом (водород+кислород) обычно заправляют ракеты. Разработчиков привлекла экологичность двигателя - он выделяет только водяной пар. По мнению специалистов, удалось сделать важный шаг к переходу на "безбензиновые" двигатели. Двигатели на водороде не только экологичны, но и очень экономичны. . Между тем, некоторые эксперты скептически относятся к оснащению автомобиля таким взрывоопасным дополнением. К тому же, на сегодня нет дешевой и надежной технологии производства водорода, что повлияет на потребительскую привлекательность машины. Основной задачей считается создание необходимой инфраструктуры и изобретения надежного способа хранения такого топлива "на борту". Водород можно производить из воды путем электролиза или получать его из попутного нефтяного газа. В любом случае это топливо будет стоить пока значительно больше, чем бензин. Водород пытаются использовать и другие автопроизводители. General Motors применяет его в топливных элементах для выработки электричества. Honda и Toyota разработали гибридные модели, в которых водородные двигатели сочетаются с электрическими.

Повышение топливной экономичности и снижение уровня выбросов СО2 становится наиболее актуальной проблемой для автопроизводителей в связи с постоянным ростом цен на бензин и угрозой глобального потепления. Многие ведущие фирмы ведут разработку автомобилей с расходом топлива 3 л/100 км и даже 1 л/100 км. В этой связи в ближайшем будущем ожидается значительное снижение веса автомобилей и повышение эффективности работы их двигателей и трансмиссий. Все системы и агрегаты новых автомобилей будут разрабатываться с учетом минимизации потребления энергии. Есть все основания полагать, что благодаря применению новых прогрессивных технологий топливная экономичность автомобилей в течение ближайших 10-15 лет повысится на 20-30%. 

За последние 100 лет средняя температура воздуха у поверхности земли повысилась на 0,3-0,6°С. По версии некоторых ученых, глобальное потепление климата земли — это результат роста выбросов в атмосферу углекислого газа (С02), связанных с жизнедеятельностью человека. Повышенное содержание С02 в атмосфере усиливает «парниковый эффект», задерживает больше солнечного тепла, чем нужно. Если не предпринимать никаких действий по ограничению выбросов СО2, в течение следующих 100 лет температура может повыситься на 3-4°С. Это может обернуться для нашей планеты мировой катастрофой, вызвав рост стихийных бедствий (бурь, ураганов, наводнений, лесных пожаров) и повышение уровня океанов. Последнее обстоятельство наиболее опасно, т.к. его результатом будет исчезновение территорий многих стран, в том числе индустриально развитых. 

Снижение содержания С02 в «выхлопе» авто мобильных двигателей — одна из основных задач автомобильной промышленности, так как мировой автопарк выбрасывает в атмосферу 15-20% всех антропогенных выбросов С02. Выбросы углекислого газа прямо пропорциональны расходу топлива автомобилей: чем меньше расход топлива,   тем чище «выхлоп».  

Согласно исследованиям международной организации по экономическому сотрудничеству (OECD), величина общих выбросов СО2 на нашей планете составляет 800 млрд. тонн в год. Из них 770 млрд. т (или 96%) приходится на различные природные источники, а 30 млрд. т (или 4%) — это выбросы, обусловленные деятельностью человека. 

В настоящее время не существует международных требований по расходу топлива и нормам выброса С02 легковых автомобилей. Однако, ввиду важности проблемы   сохранения   окружающей   среды, правительства ряда стран, в частности Германии, постановили: к 2005 году все виды транспорта должны снизить расход топлива и выбросы С02 на 25% по сравнению с теми же значениями 1990 года.

Основные пути повышения топливной экономичности автомобилей 

Чтобы понять, насколько можно повысить топливную экономичность, нужно рассматривать автомобиль в целом, как единую систему. Динамические свойства, легкость управления, безопасность, комфорт, надежность, вместимость и грузоподъемность, размеры, дизайн, цена — вот перечень основных свойств автомобиля, важных для потребителя и одновременно влияющих на топливную экономичность. 

Автомобиль также должен удовлетворять всем законодательным нормам и требованиям (например, требованиям к уровню пассивной безопасности), т.к. все эти требования очень сильно влияют на конструкцию автомобиля, применяемые технологии и, в конечном счете, на топ-ливную экономичность. Производители должны найти оптимальный компромисс между этими противоречивыми требованиями, чтобы вы-пускать автомобили, которые были бы привлека-тельными для потребителей и по цене, и по эксплуатационным свойствам. 

Существуют две основные концепции снижения расхода топлива: повышение общей эффективности узлов и агрегатов (двигателя, транс-миссии, привода...), чтобы обеспечить больше полезной работы при определенном расходе топлива, или снижение затрат энергии автомобиля на преодоление сопротивлений движению (инерции, аэродинамического сопротивления, сопротивления качению), а также на функциони-рование дополнительных потребителей энергии. Основные факторы, влияющие на расход топлива автомобилей, показаны на рисунке. Практически на всех современных автомобилях применяются двигатели, работающие на бензине или дизельном топливе. Около 2/3 энергии, получаемой при сгорании топлива, тратится в выхлопной системе, системе охлаждения и на преодоление сил трения. Теоретически, бензи-новые и дизельные двигатели могут преобразовывать всю топливную энергию в полезную работу. В действительности, из-за термических и механических потерь, затрат энергии на работу различного оборудования КПД двигателей не превышает 40-50% у лучших дизельных дви-гателей. При этом определенная часть полезной работы двигателя расходуется на преодоление сил трения в трансмиссии и других узлах при-вода. В результате только 12-20% исходной энергии идет на преодоление сопротивления движению автомобиля, 

Во время движения автомобиля по городу режим работы двигателя постоянно меняется, что прямо отражается на расходе топлива. При движении в городском цикле около 80% энергии тратится на преодоление инерции и сил сопротивления качению, которые зависят непосредственно от веса автомобиля. Таким образом, масса автомобиля оказывает существенное влияние на расход топлива, особенно при движении в городе. Именно поэтому задача снижения веса является ключевой в таких известных исследовательских проектах, как создание сверхлегкого кузова (ULSAB-AVC), партнерство по созданию автомобиля нового поколения (PNGV) и других. 

Очевидно, чтобы уменьшить расход топлива,   необходимо  снизить  вес  автомобиля, уменьшить сопротивление качению и аэродинамическое сопротивление. Однако наибольшие резервы таятся в двигателе. Изучение последних достижений мирового авто-мобилестроения дает возможность вычленить для каждой системы автомобиля наиболее значимые технологии и способы снижения расхода топлива:  

Двигатель. 

1. Снижение механических потерь. Значительно повысить КПД двигателя и уменьшить потери на трение можно с помощью улуч-шения качества изготовления деталей, оптимизации их конструкции, применения легких материалов, совершенствования моторных масел. Снижение механических потерь позволит снизить расход топлива на 2-6% по сравнению с базовым двигателем. 
2. Многоклапанное газораспределение. Использование в двигателе схем с тремя, четырьмя, пятью клапанами на цилиндр дает воз-можность снизить потери на трение, повысить удельную мощность, уменьшить рабочий объем двигателя, повысить степень сжатия и сни-зить насосные потери. Экономия топлива может составить от 2 до 5% без ущерба для тягово-динамических характеристик двигателя, да-же с уменьшенным рабочим объемом. 
3. Регулируемые фазы газораспределения с изменяемой величиной подъема клапанов. Чтобы обеспечить более полную очистку ци-линдров от продуктов сгорания и лучшее наполнение их горючей смесью, клапаны открываются и закрываются с некоторым опережением или запаздыванием. Моменты открытия и закрытия клапанов называются фазами газораспределения. Регулирование времени и величины открытия клапанов в зависимости от оборотов и режима работы двигателя (системы Honda i-VTEC, Toyota VVT-i, BMW Volvotronic, Porsche VarioCam Plus} способствует снижению расхода топлива на 3-8%. 
4. Отключение части цилиндров при малых нагрузках. Отключение части цилиндров у двигателей с шестью, восемью и двенадцатью цилиндрами при работе на холостом ходу или в некоторых других случаях, когда максимальная мощность двигателя не требуется, позволяет сэкономить 3-6% топлива. 
5. Улучшение систем двигателя. Многие системы двигателя, такие, как система смазки и охлаждения, насос усилителя рулевого управления, могут быть оптимизированы для снижения потерь энергии и улучшения функциональности на всех режимах работы. Приме-нение бортовой сети с напряжением 42 вольта, например, способствует снижению стоимости отдельных компонентов и систем дви-гателя, улучшает их характеристики. Улучшение систем двигателя позволяет снизить расход топлива на 1-2%. 
6. Уменьшение рабочего объема двигателя, применение наддува. Дополнительное снижение расхода топлива может быть достигну-то путем уменьшения рабочего объема двигателя и увеличения удельной мощности за счет повышения давления в двигателе (турбокомпрессо-ром или механическим нагнетателем). При этом необходимо предусмотреть оптимизацию работы систем трансмиссии, каталитических ней-трализаторов и прогрева двигателя. Ожидается уменьшение расхода топлива от 5 до 7%. Однако, когда данное решение осуществляют од-новременно с введением многоклапанного газораспределения, возможна почти 10%-ная экономия топлива по сравнению с 2-клапанным базовым двигателем. 
7. Электронное управление дросселированием двигателя. Последние достижения в области электроники, мехатроники, сенсорных технологий и материаловедения позволяют уже сейчас разрабатывать и осваивать производство систем электромеханического дросселиро-вания двигателя, в которых отсутствует дроссельная заслонка (например, BMW Valvotronic). Система позволяет использовать обычные ка-талитические нейтрализаторы и уменьшает насосные потери, что, в конечном счете, снижает расход топлива на 3-6% по сравнению с 4-клапанным двигателем и на 6-12% по сравнению с 2-клапанным. Высокая цена и сложность таких решений пока ограничивают применение данной технологии в серийном производстве. 
8. Электронное (бескулачковое) управление работой клапанами. Дальнейшее развитие систем регулируемых фаз газораспределения идет по пути создания электромеханических элементов с электромагнитным управлением (Siemens, BMW). В некоторых случаях управле-ние клапанами осуществляется гидравлической системой с электронным управлением (Ford). Кроме снижения насосных потерь, данная технология позволяет отключать цилиндры и использовать обычные каталитические нейтрализаторы. Экономия топлива при этом достигает 5-10%. 
9. Изменение степени сжатия. У современных двигателей степень сжатия обычно ограничена значениями 10-10,5:1 из-за риска возникновения детонации при высокой нагрузке. Изменение степени сжатия может дать значительную экономию топлива: высокая степень сжатия (13-14:1) повышает КПД двигателя при малой нагрузке, а низкая степень сжатия (8:1) позволяет двигателю работать без детонации на предельно высокой нагрузке. В настоящее время многие автопроизводители исследуют различные технологии изменения степени сжатия. Снижение расхода топлива от внедрения данных технологий составит 2-6%. Высокая сложность таких систем, малый срок их службы и стоимость пока не приемлемы  для промышленного производства. Ожидаемый срок внедрения систем изменения степени сжатия — 2008 год. 
10. Бензиновые двигатели с непосредственным впрыском. Бензиновые двигатели, работающие на бедных и сверхбедных смесях (ко-гда воздуха поступает больше, чем необходимо для сгорания топлива), имеют повышенный КПД. Двигатели с непосредственным впрыском (Mitsubishi GDI, Saab SCC, VW FSI, Ford DISI) дают возможность снизить расход топлива на 10-15%. Однако при внедрении данной техноло-гии возникает проблема нейтрализации выбросов оксидов азота (МОх). Бедная рабочая смесь неизбежно ведет к повышенному содержанию МОх в отработавших газах. Возможно, проблема будет решена с помощью совершенствования системы рециркуляции отработанных газов и применения эффективных накопителей NOх. 
11. Дизельные двигатели с непосредственным впрыском. Применение в легковых автомобилях турбодизельных двигателей с непо-средственный впрыском и общей топливной рампой (Common Rail) получило очень широкое распространение в Европе. Увеличение удель-ной мощности (более 70 л.с./л), снижение шума и вибраций, практически бездымные и «непахучие выхлопы» дизельных двигателей послед-него поколения значительно повысили спрос на них. Высокий крутящий момент на низких  оборотах двигателя и относительно пологая кривая крутящего момента также позволяют существенно улучшить ходовые свойства автомо-биля. При этом расход топлива дизельных двигателей на 30-40% ниже, чем у бензиновых двигателей с распределенным впрыском. Основные проблемы, возникающие при освоении производства дизельных двигателей, — невыполнение строгих норм выбросов оксидов азота и твер-дых частиц, а также сравнительно высокие цены (дизельные двигатели на 2-3 тыс. долл. дороже бензиновых).  

Трансмиссия. 

1. Пятиступенчатая автоматическая трансмиссия. Пятискоростная автоматическая коробка перемены передач позволяет двигателю работать более эффективно, чем четырехскоростная. Применение 5-ступенчатой АКПП способствует снижению расхода топлива на 2-3%. 
2. Бесступенчатый вариатор (CVT). Несколько типов CVT производятся в Европе, Японии и Соединенных Штатах (Honda и Toyota). Обычно в таких трансмиссиях применяются специальные ремни или цели для передачи крутящего момента. Передаточное отношение плав-но изменяется посредством двух шкивов различного диаметра. Сейчас разрабатываются и другие концепции вариаторов, имеющие более высокий КПД. В зависимости от типа вариатора и диапазона мощности двигателя технология CVT позволяет сократить расход топлива при-мерно на 4-8%. 
3. Шестиступенчатая автоматическая трансмиссия. Усовершенствованные 6-скоростные АКПП можно сравнить с вариаторами. Они имеют практически неограниченные возможности по передаче крутящего момента. 6-ступенчатые АКПП дополнительно сокращают расход топлива на 1-2% по сравнению с 5-ступенчатыми. Однако из-за их более высокой стоимости и сложности в управлении такие транс-миссии, по-видимому, будут использоваться только в эксклюзивных и представительских автомобилях. 

Кузов и другие узлы. 

1. Снижение аэродинамического сопротивления, Это мера может быть очень эффективной, если оптимизация формы автомобиля ведется с самого начала разработки проекта. Дизайн автомобиля и пассивная безопасность существенно влияют на его аэродинамические свойства. 
2. Снижение аэродинамического сопротивления на 10% уменьшают средний расход топлива автомобиля на 1-2%. 
3. Снижение сопротивления качению. Прогресс в области изготовления шин направлен прежде всего на снижение сопротивления качению без ущерба для комфорта, устойчивости, управляемости и тормозных свойств автомобиля. Вполне выполнимым считается сниже-ние расхода топлива на 1-1,5% за счет уменьшения сопротивления качению. 
4. Снижение веса автомобиля. Снизить массу автомобиля без ущерба для пассивной безопасности и вместимости — трудная задача. Продолжаются споры по поводу того, в какой степени допустимо снижение массы автомобиля и как это повлияет на пассивную безопас-ность. Можно выделить три основных способа снижения веса автомобиля: 
   - применение легких материалов; 
   - оптимальное размещение оборудования; 
   - применение новых технологий, позволяющих уменьшить количество или размеры оборудования. 
5. Бортовая сеть с повышенным напряжением. Большинство производителей планирует переход на 42-вольтовые электрические сис-темы, чтобы обеспечить электроэнергией постоянно    возрастающее чисто потребителей в автомобилях следующих поколений. Высокое напряжение в сети снижает потери и повышает эффективность работы электрооборудования автомобиля. Это также позволит внедрить такие новые технологии, как электроусилитель руля и другие. Благодаря переходу на 42-вольтовые электрические системы расход топлива может быть снижен на 1-3%.  

Стартер/генератор. 

В реальных условиях дорожного движения значительное улучшение топливной экономичности можно получить с помощью от-ключения двигателя при работе на холостом ходу, временно переключая все необходимое оборудование, например, кондиционер, на элек-трические источники питания. Стартер и генератор, интегрированные в один узел, обеспечивают почти мгновенную остановку и запуск двигателя, и многие фирмы планируют в скором времени освоить производство такого узла. Отключение двигателя на холостом ходу и ряде других условий эксплуатации дает 4-7% экономии топлива в зависимости от размеров и типа аккумуляторных батарей. 

Автомобили с гибридными силовыми установками и автомобили, работающие на топливных элементах, позволяют снизить расход топлива на 15-30%,  но их широкое применение начнется не раньше 2015 года. Это — технологии будущего и тема для отдельного разговора. 
 
Вывод 

Снижение расхода топлива и выбросов СО2 становится приоритетным направлением развития автомобильной техники, судя по большому количеству нововведений и разработок в этой области в последние годы. Они наглядно иллюстрируются таблицей, в которой при-ведены данные по эффективности и стоимости основных технологий двигателя, трансмиссии и автомобиля в целом, промышленное освое-ние которых в ближайшие 10-15 лет приведет к 20-30%-ному снижению расхода топлива и выбросов С02. 

Состояние экологических проблем и природоохранные меры, принимаемые в России. (сообщение учащегося) слайд №10

Доля автотранспорта  во вредных выбросах в атмосферу доходит до 60%. Ежегодно с отработанными газами в окружающую среду попадает 800 тысяч тонн токсических веществ. Всего по России на долю  автомобильного парка приходится свыше 20 млн. тонн выбросов в год. Выхлопные газы ДВС вызывают 70% детских болезней. Медики считают, что болезни человечества на 68% вызваны вдыханием отравленного воздуха. Так, заболевание раком на 60-80% зависит от состояния окружающей среды.

Основными направлениями работ в области защиты атмосферы от загрязнения выбросов автотранспорта являются:

1. Увеличить зеленую зону.
2. Необходимо обеспечивать равномерное движение машин на улице, предотвращая заторы, задержки на перекрестках, когда автомобиль стоит, вхолостую расходуя горючее, и загрязняет воздух отработанными газами.
3. Соблюдение предельной скорости 60 км/ч. При ее уменьшении и увеличении  вредные выброса увеличиваются в 2 раза.
4. Проводить экологическое просвещение населения: каждый водитель должен знать, что причина дымления автомобиля – неисправность двигателя, неотлаженность системы питания или зажигания. Только за счет правильной регулировки автодвигателей выброс вредных веществ в атмосферу  можно уменьшить до 5 раз.

слайд № 11 Что перетянет в ближайшем будущем? Как добиться равновесия?

Приложение 3.

Урок по теме «Шкала электромагнитных волн»

ЦЕЛИ УРОКА:

1. Обобщить и систематезировать знания по теме "Электромагнитные поле", познакомить обучающихся со свойствами и практическим значением различных видов волн
2. Дать представление о воздействии электромагнитных полей на человека
3. Развивать интерес к изучению физики; показать связь физики с биологией, медициной и техникой
4. Научить обучающихся строить план исследования, формировать умения проводить исследования
5. Формировать навыки групповой работы и сотрудничества

ОБРУДОВАНИЕ: таблица "Шкала электромагнитных излучений"

ХОД УРОКА

I. Организационный момент

Приветствие обучающихся, проверка готовности к уроку, сообщение темы урока и плана занятия.

II. Психологическая подготовка к восприятию нового материала (актуализация знаний)

Беседа по вопросам:

- что представляет собой электромагнитная волна?

- как расположены относительно друг друга вектор напряжённости электрического поля Е и вектор магнитной индукции В ?

- на каком основании можно утверждать, что магнитные волны - поперечные ?

- с какой скоростью распространяются электромагнитные воздействия в вакууме ?

- по какой формуле определяется длина волны электромагнитного излучения ?

- когда и кем было экспериментально подтверждено существование электромагнитных волн ?

III. Формулирование проблемных вопросов

- Какое действие оказывает электромагнитное поле на человека?

- Что должен знать каждый человек, чтобы не навредить здоровью?

IV. Игра "РЕКЛАМА"

Правила игры

Класс делится на группы. Каждой группе предлагается представить рекламу определённому виду излучения и описать его по плану:

1. Физические характеристики (диапазон длин волн и частот).
2. Источники излучения.
3. Применение излучения.
4. Воздействие на человека.

Продолжительность выступления - 2-3 минуты.

Темы для рекламы 

1. Природа света. Спектр.
2. Ультрафиолетовые лучи.
3. Инфракрасное излучение.
4. Рентгеновское излучение.
5. Гамма-излучение.

1. Информационный модуль к выступлениям обучающихся по теме урока "Электромагнитные поля и здоровье человека"

СВЕТ

Свет - это электромагнитное излучение, которое имеет свойства электромагнитной волны и потока частиц, согласно волновой и корпускулярной теории света. Искусственное освещение, получаемое с помощью люминисцентных источноков, ламп накаливания, - видимая часть спектра при взаимодействии с организмом- отражается, преломляется, поглащается. Поглащение энергии видимого спектра сопровождается превращением световой энергии в тепловую и химическую. Инфракрасные, красные, жёлтые и оранжевые лучи дают выраженный тепловой эффект, а ультрафиолетовые обладают преимущественно химическим воздействием.

В медицине в основном применяются два вида излучения: инфракрасное и ультрафиолетовое.

УЛЬТРАФИОЛЕТОВЫЕ ЛУЧИ

Особое влияние ультрафиолета отмечено на молекулы ДНК: нарушается удвоение ДНК и деление клеток, идёт окислительное разрушение белковых структур, которое приводит к гибели клеток. Облученная клетка сначала теряет способность к делению, а затем, два-три раза разделившись, погибает. Повреждённые ядра клеток могут восстанавливаться под влиянием энергии видимого света и длинноволнового ультрафиолетового излучения.

В этих процессах участвуют определённые ферменты; данный процесс получил название темновой репарации. Фотореактивация и темновая репарация являются защитно-приспособительными реакциями, создпнными природой для защиты организма человека от воздействия ультрафиолетовых лучей. Немаловажно и витаминообразующее действие этого излучения. Провитамины, находящиеся в коже, под влиянием средволнового ультрафиолетового излучения превращаются в витамин Д. Под влиянием ультрафиолетовых лучей средневолнового спектра в коже возникает асептическая воспалительная реакция. На вторые сутки она достигает максимума, а к седьмому-девятому дню исчезает. И появляется загар. Ультрафиолетовые лучи коротковолнового спектра вызывают эритему быстрее,оставляя слабовыраженную пигментацию.

Все современные защитные кремы по уходу за кожей содержат комплексы, осуществляющие ультрафиолетовую протекцию.

В месте воздействия ультрафиолета усиливается кровообращение и лимфоток, улучшается регенерация эпителия, ускоряется синтез коллагеновых волокон.

В косметологии ультрафиолетовое излучение используется в соляриях для получения ровного красивого загара. В соляриях, в отличие от естественных условий, применяют фильтры, которые поглощают коротко- и средневолновые лучи, которые приводят к преждевременному старению, снижению эластичности кожи, развитию кожных и онкологических заболеваний, как и передозировка ультрафиолета.

ИНФРАКРАСНОЕ ИЗЛУЧЕНИЕ

Инфракрасное излучение возникает в веществе при его нагревании и поглощаются веществом, т.е. служат средством переноса тепловой энергии. Оно стимулирует образование в тканях биологически активных веществ (брадикинин, гистамин, ацетилхолин), которые определяют скорость кровотока.

На коже человека под влиянием инфракрасного излучения появляется асс.-эритема в месте воздействия, которая имеет пятнистый характер без чётких границ и исчезает после прекращения облучения.

Это излучение широко применяется в медицине косметологии при работе с лицом в аппаратах вапозон: для расслабления мимической мускулатуры, улучшения кровообращения, расширения пор, через которые активно выводятся продукты обмена. Данный вид излучения применяется в сочетании с лечебной гимнастикой и массажем. Оно ускоряет рассасывание гематом, инфильтратов, улучшает общую и местную гемодинамику. Проникновение тепловых волн на глубину 4 см в тело прогревает ткани, органы, мышцы, кисти и суставы и ускоряет поток крови и других жидкостей тела. Возрастающая кровяная циркуляция в мускулах увеличивает метпболистический обмен, который, в свою очередь, усиливает действие иммунной системы, улучшает питание мускулов, резко повышает снабжение тканей кислородом. Прогрев тканей тела вызывает естественное потоотделение.

Тело заряжается энергией и оздоравливается, при этом подавляется деятельность болезнетворных микробов и вирусов.

ГАММА ИЗЛУЧЕНИЕ. СВЧ ПОЛЯ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ В МЕДИЦИНЕ

СВЧ - это излучение с длиной волны более 3 см весьма опасно, т.к. вызывает локальный перегрев внутренних органов и частей тела. В результате воздействия СВЧ излучения на организм возможны серьёзные расстройства здоровья и значительно возрастает риск возникновения онкологических заболеваний. Поэтому существуют жёсткие санитарные нормы на предельный уровень мощности ВЧ и СВЧ излучения в различных частотных диапазонах.

Высокочастотное электромагнитное поле используется в онкологии, поскольку одной из особенностей раковых клеток является их повышенная чувствительность к высокой температуре по сравнению с обычными клетками. Этот метод получил название гипертермии. Больной помещается в специальную камеру, представляющую собой не что иное, как гигантскую микроволновую печку. Такой способ можно ещё назвать микроволновой или электролучевой терапией. Конечно, нагрев должен быть во много раз меньше того, что используется в кулинарии и оно должно быть настроено таким образом, чтобы, с одной стороны, убивать раковые клетки;с другой стороны, оставлять невредимыми здоровые. Это возможно.

Можно воздействовать на больные органы сериями из коротких импульсов в секунды или даже доли секунды. Импульс, перерыв, снова импульс и снова перерыв и т.д. За короткое время жидкости не успеют слишком сильно нагреться, а раковые клетки получат ощутимый удар, намного более, чем обычные клетки, т.к. помимо жидкости они имеют свойство концентрировать в себе соединения металлов.

Конечно, даже у самого хорошего метода не может не быть побочных эффектов. Предстоит огромная исследовательская работа по изучению как положительных, так и отрицательныхсторон электролучевой терапии. К примеру, надо узнать, как скажется такое воздействие, особенно если оно массированное, на естественные механизмы терморегуляции организма, а также, как влияет присутствие мощного электромагнитного поля на проводимости нервных импульсов, от которых зависит деятельность нервной и сердечно-сосудистой систем.

При воздействии на тело человека (22 кГц) колебаний электрополя высокой напряжённости возникают следующие физические факторы:

1. коронный разряд
2. высокочастотный ток, протекающий в тканях
3. тепло и озон под действием коронного разрядаи проникающий в поры кожи слабое ультрафиолетовое излучение
4. слабые механические колебания в тканях за счёт дипольного взаимодействия клеток

Коронный разряд и высокочастотный ток активизируют жизненную силу клеток, заставляет их бороться с болезнями, возвращает их в исходное , здоровое состояние,разрушает нездоровые и чуждые образования.

Тепло, возникающее в толще ткани и внутри больных органов, намного лучше и мягче прогревает их, чем приложенное снаружи тела. Тепло даёт дополнительную энергию, которой так не хватает клеткам и органам для борьбы с болезнью. При этом улучшаются обменные процессы, уменьшаются застойные явления, боли, зуд, ускоряется рассасывание инфильтратов и излечиваются воспалительные процессы. Слабые механические ультразвуковые колебания, проникающие в толщу тканей, дают небольшой массажный эффект, а также приводят к возникновению акустических микропотоков, следствием чего является изменение пространственных взаимоотношений стркутурных элементов клетки(органелл, мембран), что влечёт за собой сдвиг в лучшую сторону обменных процессов.

Слабое УВЧ и озон оказывают мощное бактерицидное воздействие, которое способствует активизации обменно-трофических процессов в тканях, лучшему очищению и заживлению ран и язв, быстрому снятию воспаления. Ускорению процессов регенерации и восстановлению функций.

Собственно лечебно-профилактические методы прогрева и способы их воплощения всегда делились на два вида: локальный прогрев заболевшего органа (рефлекторы "Уголёк", расплавленный воск, УВЧ и пр.); тотальный прогрев (сауна, русская баня). К недостаткам локального метода можно отнести то, что глубинное проникновение тепла происходит только на маленьком участке, не воздействуя на организм в целом. К недостаткам тотального - поверхостный прогрев тела без проникновения тепла внутрь

МЕТЕОЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ

Штормы и бури, бушующие на Солнце, доходят до нас. Они,как ещё в 30-е годы установил наш замечательный учёный А.Чижевский, неизбежно влияют на земные биологические процессы, в том числе и на человека. Известно, что в дни беспокойного Солнца люди быстро утомляются, им труднее сосредоточиться, концентрировать внимание.

В эти дни больше аварий и производственных травм, обостряются болезни. Зная это, мы стараемся запомнить те числа, когда нужно быть настороже, поскольку наше светило несёт не только тепло и ласку, но и опасность. В последние годы некоторые американские фирмы стали выпускать портативные магнитомеры, которые можно носить на поясе. Спрос на них растёт очень быстро.

СОТОВЫЕ СТРАСТИ

Сегодня в мире более 350 миллионов человек имеют мобильный телефон. Немало абонентов сотовой телефонной связи появилось в России.

И всё чаще приходится слышать об отрицательном влиянии на здоровье людей этой удобной "игрушки". Правда, фирмы, производящие и реалиизующие мобильные телефоны, уверяют, что их товар безвреден.

Вообще-то, все электромагнитные поля небезопасны для здоровья человека. По сравнению с другой бытовой техникой мобильный телефон более вреден. Ведь он вместе с излучающей антенной, создающей довольно большой поток электромагнитных волн в момент разговора, располагается в непосредственной близости от головы. Поток волн с частотой от 400 до 1800МГц (частота, на которой работает сотовый телефон) облучает головной мозг, причём уровень плотности энергии довольно велик - несколько микроватт на квадратный сантиметр. /кв.см.

Безвредным принято считать аппарат, излучающий не более 100мкВт/кв.см.

Западные исследователи отмечают, что самое сильное облучение человек получает от мобильного телефона, действующего на частоте 812 МГц. А это наиболее современный цифровой стандарт.

Как показали исследования, когда человек разговаривает по мобильному телефону, его мозг подвергается локальному перегреву. В ткани мозга есть микроскопические участки так называемой высокой проводимости. Именно они способны поглотить довольно большую дозу электромагнитного излучения, под действием которого происходит тепловой перегрев, что может привести к раку мозга. Это подтвердили и эксперименты на животных: при увеличении доз высокочастотного излучения в их мозгу образовались буквально "сваренные" участки.

Исследования, проводившиеся в лаборатории сна университетской клиники Майнца (Германия ), показали, что электромагнитные волны радиотелефона могут стать причиной нарушения сна, фаз сновидений и токов мозга, приводят к ухудшению памяти. А когда во время эксперимента электромагнитному облучению подвергали самцов крыс, то у них нарушался ритм сперматогенеза, появлялись изменения в сперматозоидах и семенниках, часто рождалось мёртвое потомство.

Справедливости ради надо отметить, что в этих экспериментах излучекие было более высоким, чем в сотовой связи. Однако сегодня практичесневозможно установить, где начинается грань этого, более "высокого" излучения. Ведь пока ни в одной стране мира нет конкретных официальных нормативов допустимого электромагнитного излучения, которое бы действительно не вызывало никаких опасений за здоровье людей.

ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

Масштабы электромагнитного загрязнения среды стали столь существенны, что семирная организация здравоохранения (ВОЗ) включила эту проблему в число наиболее актуальных для человечества. За несколько последних десятилетий сформировался новый фактор окружающей среды - электромагнитные поля (ЭМП) антропогенного происхождения. Некоторые специалисты относят ЭМП к числу сильнодействующих экологических факторов с катастрофическими последствиями для всего живого. Особенно резко напряжённость полей возросла вблизи ЛЭП, радио-, телестанций, средств радиолокации и радиосвязи (в том числе мобильной и спутниковой), различных энергетических энергоёмких установок, городского электротранспорта.

Результатом продолжительного воздействия ЭМП даже относительно слабого уровня могут быть раковые заболевания, изменения поведения, потеря памяти, болезни Паркинсона и Альцгеймера, синдром внезапной смерти внешне здорового ребёнка, угнетение половой функции и многие другие другие состояния, включая повышение уровня самоубийств в крупных городах. Особое место занимает опасность воздействия ЭМП для разввивающегося организма в утробе матери(эмбриона) и детей, а также людей, подверженных аллергическим заболеваниям, поскольку они обладают исключительно большой чувствительностью к ЭМП. Все "сердечники" в больших городах хорошо знают, что лучше всего они себя чувствуют на даче за городом, а хуже всего в вагоне транспорта особенно метрополитена. Основной причиной является не качество воздушной среды, а низкочастотные ЭМП, сопровождающие нас в городах. Большая часть инфарктов миокарда может быть вызвана именно "скачками" этихтехногенных полей.

В последнее время появились данные, свидетельствующие, что низкочастотные поля доставляют человеку не меньше неприятностей, чем их высокочастотные "собратья". Эти поля генерируются при работе многочисленных силовых электроустановок производственных предприятий и городского транспорта, в вагонах метро, трамваев и электричек. В период выходных дней по сравнению с рабочей неделей интенсивность ЭМП уменьшается в 1,5 раза.

Проявление электромагнитного напряжения города замечают водители, пользующиеся т.н. антирадарами, а по сути индикаторами СВЧ поля, которые фиксируют повышенный уровень ЭМП. Наблюдения показали, что в разных местах города разная степень неоднородности электромагнитного излучения (ЭМИ) даже в пределах нескольких сот метров. Передвигаясь, человек в течение короткого времени попадает в зоны с разной напряжённостью поля, а это значит, что каждый раз должны срабатывать механизмы адаптации. Такой режим не является естественным для человека, а следовательно, опасен. Отмечается, что в крупных городах интенсивность ЭМП превышает загородный фон примерно в 1000 раз и соответствует ситуации высокой геомагнитной активности(магнитные бури), а тому, что творится на отдельных участках, и вовсе трудно подобрать природный аналог.

Электромагнитные поля сотовых телефонов

Наиболее вредными являются высокочастотные излучения сантиметрового диапазона. Облучение вызывает нагревание, что может привести к изменениям и даже повреждениям тканей организма. Действие электромагнитных полей на организм проявляется на функциональном расстройстве центральной нервной системы. Субъективные ощущения - повышенная утомляемость, сонливость или нарушение сна и т.д. При систематическом облучении наблюдаются нервно-психические заболевания, изменение кровяного давления, замедление пульса.

Внешние признаки - поредение волос, сухая кожа, желтоватого оттенка, хриплый голос.

Меры безопасности:

- не разговаривайте много по мобильному телефону;

- не подносите телефон к голове сразу же после нажатия кнопки начала набора номера. В этот момент электромагнитное излучение в несколько раз больше, чем во время разговора;

- опасайтесь находиться подолгу вблизи антенны ретранслятора провайдера;

- при выборе телефона отдайте предпочтение аппаратам с внешними антеннами.

Электромагнитные поля бытовой техники

Наиболее распространенным является низкочастотное (50 Гц) переменное магнитное поле. В порядке убывания опасности для здоровья человека: микроволновая печь, электроплита, телевизор, стиральная машина, холодильник, электробритва, утюг, электрочайник.  Если их поставить рядом или близко друг к другу, они создадут сильное электромагнитное поле. Самое опасное место в квартире – кухня. Обезопасить можно себя самым простым способом –  как можно меньше времени проводить на кухне.

Покупайте маломощные приборы, не включайте несколько электробытовых приборов одновременно.

На данный момент наукой количественно не доказано прямой связи между уровнем электромагнитных полей и онкологическими и другими видами заболеваний. Однако качественно связь прослеживается: в местах, где люди подвергаются воздействию электромагнитных облучений, чаще выявляются раковые заболевания и расстройства сердечно-сосудистой и нервной системы. Искусственные электромагнитные поля вредны для всех, но особенно для беременных женщин, людей с заболеванием центральной нервной системы, сердечнососудистой системы, гормональными нарушениями, аллергетиков.

Специалисты советуют не ставить кровать ближе 2 м к кабельным подводкам и ближе 1,5 м к холодильнику. Телевизоры излучают электромагнитное поле во всех направлениях, даже в режиме ожидания.

В России не установлено предельно допустимые уровни переменного магнитного поля частотой 50 Гц для населения, поэтому этот вид излучения не контролируется в местах работы и жилищах.

Как установлено шведскими учеными, при повышении уровня магнитного поля от 0,1 мкТл до 0,4 мкТл риск развития лейкемии у детей возрастает в 3,6 раза.

Персональный компьютер

Многие пользователи полагают, что опасность исходит от монитора - это рентгеновское излучение. В действительности рентгеновские и ультрафиолетовые, инфракрасные излучения, как правило, не превышают биологическую опасность. Главную опасность представляют электромагнитные поля. Уровень их превышает биологическую опасность. Чувства человека не воспринимают электромагнитные поля рассеянного диапазона и пользователь не может оценить опасность.

У пользователя, работающего за монитором 2-6 часов в сутки, нарушение центральной нервной системы происходит в 4-6 раз чаще. Даже при кратковременной работе (45 мин.) под влиянием электромагнитного излучения происходят значительные изменения гормонального состояния и изменения биотоков мозга. Особо ярко это проявляется у женщин.

Магнитные поля бытовых приборов

Безопасный уровень - 0,2 мкТл: кофеварка - 0,12 мкТл; фен-0,1 мкТ; утюг - 0,3 мкТ; электрокамин - 0,4 мкТ; стиральная машина - 0,4 мкТл.

Общие свойства и характеристики электромагнитных волн

Радиоволны

у = 105-10п Гц;    /1«1(Г3-103 м.

Получают с помощью колебательных контуров и макроскопических вибраторов.

Свойства

Радиоволны различных частот и с различными длинами волн по-разному поглощаются и отражаются средами, проявляют свойства дифракции и интерференции.

Применение

Радиосвязь, телевидение, радиолокация.

Инфракрасное излучение Тепловое

у = 3-10п-4-1014 Гц;    Л = 8-1(Г7-2-1(Г7 м. Излучаются атомами и молекулами вещества. Инфракрасное излучение дают все тела при любой температуре. Человек излучает электромагнитные волны:

Я «9-Ю"6 м.

Свойства

Проходит через некоторые непрозрачные тела, производит химическое действие на фотопластинки, поглощаясь веществом, нагревает его, вызывает внутренний фотоэффект у германия, невидимо, способно к явлениям интерференции и дифракции.

Регистрируется тепловыми методами, фотоэлектрическими и фотографическими.

Применение

Получают изображения предметов в теплоте, приборы ночного видения, системы самонаведения. Используют в криминалистике, физиотерапии, в промышленности для сушки окрашенных изделий, стен зданий, древесины, фруктов.

Видимое излучение

Часть электромагнитного излучения, воспринимаемая глазом (от красного до фиолетового):

1/ = 4.10п-8.1014 Гц;    А = 8-1(Г7 -4-Ю'7 м, Свойства

Отражается, преломляется, воздействует на глаза, способно к дисперсии, интерференции, дифракции.

Ультрафиолетовое излучение

к = 8-10п-3-1015 Гц;    А = 10"8 -4-1(Г7 м

(меньше, чем у фиолетового света).

Источники: газоразрядные машины с трубками из кварца (кварцевые лампы).

Излучается всеми твердыми телами, у которых I > 1000 °С, а также светящимися парами ртути.

Свойства

Высокая химическая активность (разложение хлорида серебра, свечение кристаллов сульфида цинка), невидимо, большая проникающая способность, убивает микроорганизмы, в небольших дозах благотворно влияет на организм человека (загар), но в больших до-зах оказывает отрицательное биологическое воздействие: изменение в развитии клеток и обмене веществ, действует на глаза.

Применение

В медицине, промышленности.

Рентгеновские лучи

Излучаются при большом ускорении электронов, например, их торможении в металлах.

Получают при помощи рентгеновской трубки: электроны в вакуумной трубке (р = 10"3-105 Па) ускоряются электрическим полем при высоком напряжении, достигая анода, при соударении резко тормозят.

При торможении электроны движутся с ускорением и излучают электромагнитные волны с малой длиной от 100 нм до 0,01 нм.

Свойства

Интерференция, дифракция рентгеновских лучей на кристаллической решетке, большая проникающая способность. Облучение в больших дозах вызывает лучевую болезнь.

Применение

В медицине (диагностика заболеваний внутренних органов), в промышленности (контроль за внутренней структурой различных изделий, сварных швов).

у-измерение

к = 3-1020 Гц;    Л = 3,3-КГ18 м. Источники: ядерные реакции.

Свойства

Имеет огромную проникающую способность, оказывает сильное биологическое воздействие.

Применение

В медицине, промышленности (у-дефектоскопия).

Вывод

Вся шкала электромагнитных волн является свидетельством того, что все излучения обладают одновременно квантовыми и волновыми свойствами. Квантовые и волновые свойства в этом случае не исключают, а дополняют друг друга. Волновые свойства ярче проявляются при малых частотах и менее ярко - при больших. И наоборот, квантовые свойства ярче проявляются при больших частотах и менее ярко - при малых. Чем меньше длина волны, тем ярче проявляются квантовые свойства, а чем больше длина волны, тем ярче проявляются волновые свойства. Все это служит подтверждением закона диалектики (переход количественных изменений в качественные).

V. ПОДВЕДЕНИЕ ИТОГОВ ИГРЫ

Эту работу выполняет компетентное жюри, в состав которого, помимо учителя физики, могут входить учитель биологии и медицинский работник.

VI. ЗАКЛЮЧИТЕЛЬНЫЙ ЭТАП УРОКА

-Турнир "За и против:" (личностное отношение обучающихся)

ВОПРОС: "Электромагнитные поля наш друг или враг?"

VII. ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

Параграф № 52, заполнить таблицу по образцу.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Громов С.В. Физика.- М.: Просвещение, 1985 , 145с.

2. Корж Э.Д., Пеннер Д.И. Программированные задания по физике для 9 класса. М.: Просвещение, 1983, 108с.

3. Суорц КЛ.Э. необыкновенная физика обыкновенных явлений.- М.: Наука 1987, !!"с.

4. Мякишев Г.Я., Синяков А.З. Физика. Электродинимика.- М.: Дрофа, 1998, 203с.

5. Колтун Марк. Мир физики. -М.: Детская литература, 1984, 198с.

6. Ланина И.Я. 100 игр по физике.- М.: Просвещение, 1995. *?с.

7. Дендебер С.В.Электив 9 Физика.Химия.Биология.- М.: 5 за знания, 2006, 303с.

8. Мокрова И.И. Физика 9 класс.- Волгоград: Учитель-АСТ, 200Волгоград: Учитель-АСТ, 2003, 92с.

Приложение 4

Урок по теме «Биологическое действие радиоактивного излучения»

Цель: доказать необходимость защиты от излучения.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Проверка домашнего задания. Повторение

В связи, с чем в середине XX в. возникла необходимость нахождения новых источников энергии?

-     Назовите два основных преимущества АЭС перед ТЭС.

-     Назовите три принципиальные проблемы современной атомной энергетики?

Приведите примеры путей решения проблем атомной энергетики.

III. Изучение нового материала

Воздействие атомных станций на окружающую среду

Техногенное воздействие на окружающую среду при строительстве и эксплуатации атомных электростанций многообразен. Обычно говорят, что имеются физические, химические, радиационные и другие факторы техногенного воздействия эксплуатации АЭС на объекты окружающей среды.

Наиболее существенные факторы:

-  локальное механическое воздействие на рельеф при строительстве;

-  сток поверхностных и грунтовых вод, содержащих химические и радиоактивные компоненты;

-  изменение характера землепользования и обменных процессов в непосредственной близости от АЭС;

-  изменение микроклиматических характеристик прилежащих районов.

Возникновение мощных источников тепла в виде градирен, водоемов-охладителей при эксплуатации АЭС обычно заметным образом изменяет микроклиматические характеристики прилежащих районов. Движение воды в системе внешнего теплоотвода, сбросы технологических вод, содержащих разнообразные химические компоненты, оказывают травмирующее воздействие на популяции животных, флору и фауну экосистем.

Особое значение имеет распространение радиоактивных веществ в окружающем пространстве. В комплексе сложных вопросов по защите окружающей среды большую общественную значимость имеют проблемы безопасности атомных станций (АС), идущих на смену тепловым станциям на органическом ископаемом топливе. Общепризнанно, что АС при их нормальной эксплуатации намного, не менее чем в 5-10 раз, «чище» в экологическом отношении тепловых электростанций (ТЭС) на угле. Однако при авариях АС могут оказывать существенное радиационное воздействие на людей, экосистемы. Поэтому обеспечение безопасности экосферы и защиты окружающей среды от вредных воздействий АС - крупная научная и технологическая задача ядерной энергетики, обеспечивающая ее будущее.

Отметим возможность не только радиационных факторов возможных вредных воздействий АС на экосистему, но и тепловое и химическое загрязнение окружающей среды, механическое воздействие на обитателей водоемов-охладителей, изменения гидрологических характеристик прилежащих к АС районов, т. е. весь комплекс техногенных воздействий, влияющих на экологическое благополучие окружающей среды.

Выбросы и сбросы вредных веществ при эксплуатации АС. Перенос радиоактивности в окружающей среде

Исходными событиями, которые могут привести к вредным воздействиям на человека и окружающую среду, являются выбросы и сбросы радиоактивных и токсических веществ из системы АС. Эти выбросы делят на газовые и аэрозольные, выбрасываемые в атмосферу через трубу, и жидкие сбросы, в которых вредные примеси присутствуют в виде растворов или мелко дисперсных смесей, попадающих в водоемы. Возможны и промежуточные ситуации, как при некоторых авариях, когда горячая вода выбрасывается в атмосферу и разделяется на пар и воду.

Выбросы могут быть как постоянными, находящимися под контролем эксплуатационного персонала, так и аварийными. Включаясь в многообразные движения атмосферы, поверхностных и подземных потоков, радиоактивные и токсические вещества распространяются в окружающей среде, попадают в растения, в организмы животных и человека.

Воздействие радиоактивных выбросов на организм человека

Рассмотрим механизм воздействия радиации на организм человека: пути воздействия различных радиоактивных веществ, их распространение в организме, депонирование, воздействие на различные органы и системы организма и последствия этого воздействия. Су-' ществует термин «входные ворота радиации», обозначающий пути попадания радиоактивных веществ в организм.

Различные радиоактивные вещества по-разному проникают в организм человека. Это зависит от химических свойств радиоактивного элемента.

Пути проникновения радиации в организм человека

Радиоактивные изотопы могут проникать в организм вместе с пищей или водой. Через органы пищеварения они распространяются по всему организму.

Радиоактивные частицы из воздуха во время дыхания могут попасть в легкие. Но они облучают не только легкие, а также распространяются по организму.

Изотопы, находящиеся в земле или на ее поверхности, испуская гамма-излучения, способны облучить организм снаружи. Эти изотопы также переносятся атмосферными осадками.

IV. Закрепление изученного материала

-  В чем причина негативного воздействия радиации на живые существа?

- Что называется поглощенной дозой излучения?

-  Расскажите о способах защиты от воздействия радиоактивных частиц и излучения.

- Что используют для защиты от нейтронов?

- С помощью какого прибора можно зарегистрировать величину радиоактивного излучения?

-  Как зависит интенсивность радиации от расстояния до источника радиоактивного излучения?

V. Подведение итогов урока

Домашнее задание

Прочитать и выучить материалы § 1 14.

Дополнительный материал

Обойтись без использования радиоактивности и изотопов человечество не может. Мы используем эти явления практически во всех областях деятельности: медицине, археологии, дефектоскопии, селекции сельскохозяйственных культур.

Например, использование меченых атомов позволяет провести диагностику многих заболеваний, с помощью радиоактивного изотопа йода диагностируют заболевание щитовидной железы на ранней стадии, раковые новообразования сначала облучают радиоактивным кобальтом, а затем уже удаляют больные ткани, заболевания легких распознают на ранней стадии благодаря флюорографии, моментальному рентгеновскому снимку.

По количеству радиоактивного изотопа углерода и органических остатков (дерево, угли из костра, кости животных) археологи достаточно точно определяют возраст своих находок. В промышленности с помощью радиоактивных изотопов определяют качество изделия, однородность поставляющих (например, в бетоне), степень механического износа трущихся и вращающихся поверхностей и многое другое. Современная селекция просто не может обойтись без радиоактивного облучения, с его помощью получают новые сорта уже через несколько поколений, а то и в следующем.

И еще одно использование - ядерные взрывные технологии. К настоящему времени выполнено 115 мирных ядерных взрывов. Глубинное сейсмозондирование земной коры с целью поиска полезных ископаемых, интенсификация нефтяных и газовых месторождений, создание подземных емкостей для хранения газа и конденсата, гашение аварийных газовых фонтанов и многое другое. Достоверные данные о нанесении при этом ущерба жизни и здоровью хотя бы одного человека отсутствуют. Надо помнить, что абсолютно безопасных технологий не бывает.

Материалы для хранения радиоактивных отходов

Немалые трудности возникают с захоронением радиоактивных отходов. Общепринятый подход к разработке материалов для этих целей состоит из трех стадий:

1.  Отходы вводятся в относительно нерастворимое химически стойкое вещество.

2. Это вещество заключают в герметичный контейнер.

3.  Контейнеры захоранивают в сухой и стабильной геологической структуре.

Для первой стадии применялись и применяются боросиликатное стекло и боросиликатная керамика. Главное требование, предъявляемое к такой керамике, - сильная поглощающая способность по отношению к^ ядерным частицам - нейтронам и /-квантам. Из всех веществ наибольшей поглощающей способностью нейтронов обладают легкие элементы Н, 1л, В, но при поглощении нейтронов происходят ядерные реакции, результатом которых является вторичное излучение. По этой причине защитный материал должен содержать, наоборот, тяжелые элементы, главным образом свинец.

Применение чистого свинца оказывается нецелесообразным из-за его значительной текучести под влиянием даже собственного веса защитной кладки, состоящей из свинцовых кирпичей. Более эффективными /-защитными материалами являются РЬО и более сложные оксиды типа 2РЬО, РЬ8О4. Они обладают высокими плотностями, достаточно высокими рабочими температурами и технологичны в процессах изготовления порошка, при прессовании и спекании. До прессования эти оксиды смешивают с борсодержащими веществами, например с В2О3, с карбидом бора В4С или с боратидами МеВОз и боридами типа МеВ или МеВ2 какого-либо металла Ме, дающего, в свою очередь, низкий уровень вторичного /-излучения. После спекания подобные смеси образуют плотную керамику малой пористости.

Но керамика из боро- и свинцовосодержащих веществ имеет много недостатков. Основной из них - пониженная химическая стойкость. Следует отметить еще более низкую стойкость остальных известных и широко применяемых материалов, например бетонов различного состава. По этой причине, в большинстве случаев, и бетоны, и борсодержащая керамика используются скорее на второй стадии в виде герметичных контейнеров. Для первой стадии общепризнанно, что лишь борсодержащее стекло хорошо удерживает радиоактивные отходы.

Для второй стадии кроме рассмотренных выше керамических материалов испытываются и специальные сплавы, образующиеся в системах РЬ-В, РЬ-Ы и сплавы на основе титана. Сам защитный материал изготовляется в виде керамики, спеченной из порошков таких сплавов. Возможность их практического применения можно выяснить только после глубокого изучения их устойчивости к коррозии в условиях облучения /-квантами и при повышенных температурах. Например, радиоактивный цезий и стронций способны сохранять без разрушения оболочку из таких сплавов, при температуре почти 200 °С, около 100 лет. Кроме того, нужно добиться высокой механической прочности предлагаемых сплавов, во избежание повреждения контейнеров с радиоактивными отходами при перевозке к местам захоронения.

Экологические факторы

Абиотические

 (факторы неживой природы)

Биотические

(связанные с влиянием живых существ).

эдафические (совокупность физических и химических свойств почвы (структура, химический состав, циркуляция в ней веществ - газа, воды, органических и минеральных соединений и др.); ими определяется жизнедеятельность организмов, обитающих в почве)

гидрофизические и гидрохимические – те, что определяют физические и химические свойства воды

климатические (температура, влажность, атмосферное давление, свет, ветер, грозы и т.п.)

Мотивы формирования социально ценной позиции студента по отношению к природе

экономические

(связанные с рациональным использованием природных ресурсов)

санитарно-гигиенические (касающиеся сохранения чистоты окружающей среды, защиты ее от загрязнения и отравления)

научно-познавательные (служащие основой изучения природы и мер ее охраны)

гражданско-патриотйческие (основанные на любви к Родине)

нравственно-эстетические (основанных на чувствах прекрасного и гармоничного)