Рачек Марія, Румянцева Вікторія, Харікова Валерія
Дана творча робота являє собою проект, виконаний групою учнів восьмого класу. Проект має на меті-вивчити вплив електростатичного поля на людський організм. Дослідницька робота складається з двох частин. У теоретичній частині висвітлено питання, пов'язані з історією відкриття електризації і проявом статичної електрики в природі і побуті. Друга частина практична. У ній представлені результати деяких дослідів і дані поради для захисту людини від впливу статичної електрики.
Всім нам відомо, що наші далекі предки вели важку життя: жили в печерах, одягалися в звірині шкури, займалися полюванням. Люди були в постійному контакті з землею, тому ніякого електрики на них не було. Але поступово люди захистили себе від контакту з землею, стали носити одяг і взуття, але шили їх все-таки з натуральних матеріалів. Однак людство розвивалося і далі, придумало гуму, а слідом за нею - синтетичні матеріали. Так почалася ера статичної електрики. Синтетика стала входити не тільки до складу одягу, але і до складу стін, покриття для підлоги, меблів. Люди ходять по асфальту і живуть в будинках, повних синтетичних матеріалів. Статичну електрику оточує людей і будинки, і в школі, і на роботі, і в транспорті, і в громадських місцях. І мені захотілося більше дізнатися про статичному електриці і з'ясувати, добре чи погане вплив воно має на людину та її здоров'я.
Мета дослідження: вивчити вплив електростатичного поля на людський організм.
В рамках досягнення заданої мети мною було поставлено такі завдання:
- Дізнатися, що таке електрика, як і коли воно з'явилося.
- Дізнатися, що таке статичну електрику і виявити причини його виникнення.
- виявити, як впливає статичну електрику на здоров'я людини - позитивно або негативно. Якщо негативно, то якими методами і способами можна убезпечити себе і своє здоров'я від статичної електрики.
- Теоретична частина (вивчення літератури та Інтернет-ресурсів про статичну електрику)
- Практична частина (кілька дослідів з тканинами і подушками)
Історія про відкриття електризації.
Перенесемося на трохи до Стародавньої Греції. Греки дуже любили прикраси з бурштину, який вони назвали за його колір і блиск «електрон» - сонячний камінь. Саме від слова «електрон» відбулося в подальшому і слово «електрику». Люди помітили, що бурштин, потертий об вовну, набуває здатність притягувати до себе різні дрібні тіла: соломинки, пушинки і т.д. І першим, хто зацікавився цим явищем, став великий грецький вчений Фалес. Легенда оповідає, що дочка Фалеса пряла шерсть бурштиновим веретеном. Випадково впустивши його в воду, дівчина почала витирати його краєм свого вовняного хітона, і чим більше вона це робила, тим більше шерстинок налипав на веретено. Дочка Фалеса звернулася до батька за роз'ясненням цього явища. Фалес зрозумів, що причина в речовині, з якого зроблено веретено. Він накупив різних бурштинових виробів і переконався в тому, що всі вони, будучи натерті шерстяний матерією, як магніт притягують дрібні предмети.
Надалі встановили, що цією властивістю володіють і інші речовини: скляна паличка, потерта об шовк, паличка з органічного скла, потерта об папір, ебонітова паличка, потерта об хутро.
І тільки в 1600 році з'явився сам термін електрику ( «Янтарний»).
Всі ми знаємо, що будь-яке тіло складається з найдрібніших частинок - молекул. Молекула в свою чергу складається з ще більш дрібних частинок - атомів. Атоми ж в свою чергу складається з протонів, електронів і нейтронів. Всі атоми оточені хмарою електронів, які несуть негативний (-) електричний заряд. Електрони рухаються навколо ядра. Ядро має таку ж сумарним зарядом, як і всі його електрони, але це заряд позитивний (+). Зазвичай позитивний і негативний заряди врівноважують один одного, і атом є електрично нейтральним. Але у деяких речовин частину зовнішніх електронів має досить неміцні зв'язку з їх атомами. І якщо потерти два предмети один об одного, то такі електрони можуть звільнитися і «перебігти» на інший предмет. В результаті цього переміщення у одного предмета електронів стає більше, ніж повинно бути, і він набуває негативного (-) заряд. У другого предмета електронів стає менше, так що він набуває позитивного (+) заряд. Простіше кажучи, тіло електризується, якщо кількість електронів в ньому збільшується або зменшується. А коли кількість заряду стає досить великим, відбувається електричний заряд і проскакує іскра. Так і відбувається явище електризації.
Статичну електрику і причини його виникнення.
Статичну електрику - це електричний заряд, що виникає при терті різних поверхонь.
Електричні заряди впливають один на одного. Позитивний і негативний заряди притягуються один до одного, а два негативних або два позитивних заряду відштовхуються одна від одної.
Коли ми знімаємо з себе вовняну шапку, вона треться об наше волосся. Електрони з наших волосся переходять в шапку. Отже, кожен волосся на голові набуває позитивний заряд. А як відомо, тіла з однойменною зарядом відштовхуються. Ось і наше волосся намагаються відштовхнутися одне від одного якомога далі ( «стає дибки»). Теж саме виникає і при розчісуванні волосся. Волосся також відштовхуються одна від одної, тому що заряд кожного волоса позитивний (+). Якщо ж ми піднесемо гребінець до волосся, то волосся буде до неї притягатися, так як у гребінця негативний заряд (-), а у волосся позитивний (+).
Зазвичай статичну електрику виникає тоді, коли повітря дуже сухий, найчастіше це відбувається взимку. Влітку ж повітря набагато більш вологий, отже, предмети не можуть накопичувати на собі великий електричний заряд. При вологості повітря 85% і більше статичну електрику практично не виникає.
Статичну електрику в природі.
Рух лавин в горах в безмісячні ночі іноді супроводжується зеленувато-жовтим світінням, завдяки чому лавини стають видимими. Зазвичай світлові явища спостерігаються у лавин, що рухаються по сніговій поверхні, і не спостерігаються у лавин, що проносяться по скелях. На озерах Антарктики під час полярної ночі іноді виникає світіння при розламуванні великих мас озерного льоду.
Біля берегів морів повітря набуває позитивний заряд, внаслідок розбризкування солоної води.
Яскравим проявом електрики в природі служать блискавки. Блискавка - це одна з найбільш поширених форм миттєво вивільняється енергії статичної електрики. В результаті руху повітряних потоків, насичених водяними парами, утворюються грозові хмари, які є носіями статичної електрики. Електричні розряди утворюються між різнойменними зарядженими хмарами або, частіше, між зарядженим хмарою і землею. Блискавка вибирає найкоротший шлях до землі, тому потрапляє в будівлі або в дерева. Високі будівлі обладнають металевими смугами (прутами), за якими електричний розряд йде в землю. Це громовідвід. Грозовий розряд йде на землю і назад по одному і тому ж шляху. Це відбувається з такою швидкістю, що наше око бачить тільки одну спалах. На своєму шляху блискавка розпалює повітря, який, швидко розширюючись, створює звукову хвилю. Це викликає грім. Ми чуємо їх після того, як побачимо блискавку, так як звук поширюється значно повільніше, ніж світло.
Статичну електрику в побуті.
Статична електрика може бути вірним помічником людини, якщо вивчити його закономірності та правильно їх використовувати. Електричні заряди на виробництві можуть виникнути при пересипанні твердих матеріалів, при переливанні або перевезення в цистернах діелектричних (ізолятор електрики) рідин (бензину, гасу), при змотуванні тканин, паперу, плівки (наприклад, поліетиленової).
Маляр без пензлика.
Рухомі на конвеєрі фарбується деталі, наприклад, корпус автомобіля, заряджають позитивно, а частинкам фарби надають негативний заряд, і вони спрямовуються до позитивно зарядженої деталі. Шар фарби на ній виходить тонкий, рівномірний і щільний. Дійсно однойменно заряджені частинки барвника відштовхуються одна від одної - звідси рівномірність фарбувального шару. Частинки, розігнані електричним полем, з силою вдаряються об виріб - звідси щільність забарвлення. Витрата фарби знижується, так як вона осідає тільки на деталі. Метод забарвлення виробів в електричному полі зараз широко застосовують в нашій країні.
Якщо дрібні частинки однієї речовини зарядити позитивно, а іншого - негативно, то легко отримати їх суміш, де частки розподілені рівномірно. Наприклад, на хлібозаводі тепер не доводиться здійснювати велику механічну роботу, щоб замісити тісто. Заряджені позитивно крупинки борошна повітряним потоком подаються в камеру, де вони зустрічаються з негативно зарядженими крапельками води, що містить дріжджі. Крупинки борошна і крапельки води, притягаючи один до одного, утворюють однорідне тісто. Можна привести багато інших прикладів корисного застосування статичної електризації. Заснована на цьому явищі технологія зручна: потоком заряджених частинок можна управляти, змінюючи електричне поле, а весь процес легко автоматизувати.
Копчення - це просочування продукту деревним димом. Частинки диму не тільки надають продуктам смак, а й захищають їх від псування. При Електрокопчення частки коптильного диму заряджають позитивно, а негативним електродом служить, наприклад, тушка риби. Заряджені частинки диму осідають на поверхні тушки і частково поглинаються нею. Все Електрокопчення триває кілька хвилин; перш копчення вважалося тривалим процесом.
Різні джерела статичної електрики. Вплив статичної електрики на здоров'я людини. Захист здоров'я людини від статичної електрики.
Сучасне життя немислима без електрики, з ним пов'язаний і наш домашній побут, і наша робота. Але якщо техніка безпеки при поводженні з електроприладами відома всім, то про статичному електриці і його вплив замислюються менше. Напевно кожному знайома ситуація, коли папір прилипає до одягу, офісні крісла тріщать при вставанні, а між пальцями і вимикачем на стіні пролітає іскра. Однак останнім часом вимоги до гігієни та безпеки праці підвищуються, питання статичної електрики і пов'язаних з ним ризиків приділяється все більше уваги. Що може бути джерелом статичної електрики? Його заряди утворюються при найрізноманітніших умовах, але найчастіше - при терті один об одного матеріалів, які погано проводять струм, або ж при їх терті об метал, а оскільки ці заряди утримуються тривалий час, вони і отримали назву статичних.
Джерела статичної електрики в офісі і в квартирі.
В сучасних офісах і в житлових приміщеннях існує надлишок електроприладів, що створюють при роботі електростатичні поля - це принтери, факси, ксерокси, але найбільш значимий з них, звичайно ж, комп'ютер. Вентилятори видувають з системного блоку наелектризовані порошинки, які осідають на одязі і меблів і передають свій заряд людині. Статичну електрику утворюється на лінолеумі, на поверхнях з ПВХ. Навіть на килимі з синтетичним ворсом утворюються електричні заряди. Офісні крісла також є відмінним накопичувачем статичних зарядів, адже вони відчувають постійне тертя. Щоб температура в офісі була оптимальною, використовують кондиціонери, які ще більше підвищують електростатичний заряд в приміщенні. Як можна бачити, статичну електрику оточує нас не тільки на роботі, але і вдома, і людина стає відмінним генератором і накопичувачем статичної електрики.
Вплив статичної електрики на людський організм.
Вплив статичної електрики на організм людини - маловивчена область. Але вчені з'ясували, що люди, довго знаходяться в «оточенні» електроприладів скаржаться на підвищену стомлюваність, дратівливість, поганий сон.
З боку серцево-судинної системи може спостерігатися брадикардія (зменшення частоти серцевих скорочень) і артеріальна гіпертензія (підвищення артеріального тиску). Ці симптоми розвиваються в результаті спазму судин.
Під впливом статичної електрики на нервові закінчення може також змінюватися шкірна чутливість і судинний тонус, стимулюється капілярний кровообіг. Одночасно виникають функціональні порушення в центральній нервовій системі.
Захист від статичної електрики в офісі.
Вологе прибирання - простий спосіб зменшити кількість зважених в повітрі і осіли на всілякі предмети пилинок. А раз частинок буде менше, відповідно і вплив статичної електрики буде слабкіше.
Щоб повітря в приміщенні був чистий, потрібно регулярно відкривати вікна і проводити провітрювання.
Обов'язково необхідно заземлити всю техніку, яка знаходиться в приміщенні.
Зараз розроблені спеціальні антистатичні спреї і браслети, основне завдання яких - захист від шкідливого впливу статичної електрики. Правда, їх ефективність ще в повній мірі не доведена.
Я вирішила провести кілька дослідів, які доведуть, шкідливо вплив статичної електрики чи ні.
Досвід 1. Досвід з подушками.
Для цього досвіду нам знадобляться 2 подушки: одна - набита пухом, а друга - набита синтетичним матеріалом (в нашому випадку холлофайбером).
Зробивши собі зачіску, я лягла спати на подушці, набитою пухом. Вранці волосся були трохи пригладжений, але залишилися слухняними і легко розчесати.
З такою самою зачіскою я лягла спати на другий подушці, набитою холлофайбером. Вранці волосся в буквальному сенсі «стояли дибки», і спроба їх розчесати увінчалася невдачею, так як волосся притягувалися до гребінці.
Можна зробити висновок, що подушка з натуральним наповнювачем наелектризувала волосся набагато менше, ніж подушка з штучним наповнювачем. Подушки з натуральними наповнювачами приносять менше шкоди людському здоров'ю, ніж подушки з штучними наповнювачами.
Досвід 2. Досвід з тканинами.
Якщо все-таки від впливу статичної електрики нам нікуди не дітися, то ми можемо хоча б трохи захистити себе і свій організм від нього. І перше, що може нам в цьому допомогти - це наш одяг. Мало хто знає, що людська одяг теж здатна виробляти електричний. Напевно кожен з нас помічав, що коли ми знімаємо одяг, то чуємо потріскування, а якщо знімаємо одяг в темному приміщенні, то можемо спостерігати навіть іскри.
Я вирішила дізнатися, яка ж одяг найбезпечніше, тобто менше електризується. Для цього я взяла кілька звичайних повітряних кульок і шматочки різних тканин. Потім я потерла тканину про кульки і посипала на них конфетті. Результати я занесла в таблицю:
Можна зробити висновок, що найкраще носити одяг з бавовняних тканин або з шовку, а ось віддавати перевагу вовняним тканинам не слід.
В результаті проведеної роботи я прийшла до висновку, що статичну електрику насправді впливає на людський організм, незважаючи на те, що не викликає певного захворювання. Щоб захистити себе від впливу статичної електрики потрібно:
- Намагатися носити одяг з натуральних, а не з синтетичних матеріалів.
- Знімати надлишковий електричний заряд (заземлення, ходіння босоніж)
- Дуже корисні водні процедури, купання в природних водоймах і будь-яка робота на землі.
- Провітрювати приміщення і проводити вологе прибирання не менше двох разів на день. Можна зволожувати повітря в приміщенні спеціальними спреями.
Виконуючи ці нескладні правила, можна забезпечити комфорт і здоров'я свого організму, захистити себе від зайвої дратівливості і хвилювань.
Список використаної літератури