Roztwory ciał stałych w cieczy, cieczy w cieczy, ciała stałego w ciele stałym, ciała stałego w gazie, cieczy w gazie oraz gazu w gazie.

Mieszanie się dwóch substancji polega na tym, że cząsteczki pierwszej wchodzą w puste przestrzenie między cząsteczkami drugiej substancji.

Ciało stałe w cieczy i ciecz w ciele stałym:
Cząsteczki cieczy przemieszczają się w środek cząsteczek ciała stałego, a cząsteczki ciała stałego za pomocą dyfuzji i ruchów koloidowych przemieszczają się w ciecz.
Jeśli włożymy mydło do wody i poczekamy 3-4 minut to zauważymy, że woda zmętnieje i powstanie z niej emulsja. Dzieje się tak, ponieważ mydło(ciało stałe) rozpuszcza się w wodzie(cieczy). Możemy się z tym spotkać w życiu codziennym myjąc ręce. Także, kiedy parzymy sobie herbatę i sypiemy do niej cukru. Cukier rozpuszcza się i powstaje roztwór. Wiadomo, że morza i oceany mają słoną wodę. Dzieje się tak, ponieważ na dnie występuje sól kamienna. Jeżeli wsypiemy żelatynę w wodzie to rozpuszcza się samorzutnie w ośrodku.
Tak samo, jeśli dodamy do wody skrobi ziemniaczanej t o po chwili nabierze ona fioletowej barwy tak samo w przypadku atramentu. Wypełnianie pustych miejsc przez cząsteczki ciecz w ciele stałym możemy zaobserwować, jeśli pomoczymy dwa szkiełka i połączmy je razem to zauważymy, że nie chcą się rozdzielić.

Ciecz w cieczy:
Cząsteczki cieczy za sprawą ruchów koloidowych i dyfuzji mieszają się ze sobą.
Najbardziej popularną cieczą używaną do roztworów jest woda. Dzisiejsze produkty taki jak ocet, jodyna, woda utleniona czy śmietana są rozpuszczane wodą.
Wiadomo, że czasami soki są bardzo gęste i trzeba je mieszać z wodą mineralną, dlatego jeśli zmieszamy je ze sobą to powstanie nam mieszanina. Także, jeśli zmieszamy wodę z mlekiem to powstanie nam emulsja, w której po spożyciu nie będziemy czuli smaku mleka. Są to roztwory ciekłe, czyli gazy, ciecze, ciała stałe rozpuszczone w ciekłym rozpuszczalniku.

Ciało stałe w ciele stałym:
Cząsteczki ciał stałych mieszają się ze sobą za pomocą dyfuzji, dlatego muszą do siebie przylegać, ponieważ cząsteczki ciał stałych słabo się przyciągają.
Wiadomo, że roztworami ciała stałego i ciała stałego są stop srebra, złota i innych kruszców.
Pewien fizyk kiedyś położył na sobie sztabkę złota i ołowiu ku jego zdziwieni po paru tygodniach próbował rozłączyć te dwie sztabki, ale nie udało mu się. W pomieszczeniu, którym trzymano je było bardzo ciepło. Po kilkunastu tygodniach można było zauważyć małe cząsteczki ołowiu w złocie a złota w ołowiu.
Roztwory stałe są kryształami mieszanymi substancji chemicznych.

Ciała stałego w gazie oraz gazu w ciele stałym:
Cząsteczki gazu znajdujące się w pobliżu mieszają się z cząsteczkami ciała stałego za sprawą dyfuzji i ruchów Browna. Ten roztwór możemy zauważyć, jeśli na przykład, jeśli konsumujemy ser żółty, w którym występują puste przestrzenie dzieje się tak, ponieważ kiedy jest on sporządzany w mleku są cząsteczki gazu, które wypełniają wolne miejsca i skupiają się tam gdzie jest ich najwięcej. Także zauważamy ten przypadek w pumeksie. Jeśli wybierzemy się na spacer i będziemy iść za ludźmi, którzy biegną to zobaczymy kurz w powietrzu, który powoduje kichanie.
W zimie, kiedy jest zimno ludzie palą w piecach, dym unoszący się nad powietrzu jest ciałem stałym w cieczy.

Ciecz w gazie i gaz w cieczy:
Cząsteczki cieczy wnikają w gaz i mieszają się z nimi za pomocą dyfuzji i parowania, a cząstki gazu do cieczy za pomocą dyfuzji.
Dziś możemy się spotkać z tym roztworem w aerozolach odświeżających powietrze lub kosmetykach. W puszkach gzie są one przechowywane jest wysokie ciśnienie, które wypycha ten roztwór na zewnątrz wtedy możemy go dostrzec ciecz, która jest zawarta w tym gazie.
W okresie wiosny i lata zawsze z rana i późno w nocy zauważamy mgłę, która powoduje wypadki na drogach. Jest to roztwór wody i powietrza.
Wiadomo, że woda paruje, dlatego właśnie mamy chmury. Ich cały skład to prawie woda.
Para wodna na pewnej wysokości zbiera się, co zauważamy. Dzieje się tak jak w powyższym przykładzie. Jeżeli swój wolny czas spędzamy nad jeziorem czy morzem spotykamy się z pianą. Jest to roztwór gazu w cieczy. Cząstki gazu wnikają w puste miejsca między cząsteczkami cieczy. Gaz wydostaje się na powietrze, ale nie wydostanie się z otoczki wody.

Gaz w gazie:
Cząsteczki gazu mieszają się z cząsteczkami drugiego.
Wiadomo, że powietrze to roztwór gazowy składający się z tlenu, azotu i innych gazów.
Jest niewidoczne, ponieważ gazy, które zawiera nie można dostrzec okiem.
Roztworem gazowym jest także propan-butan, który jest używany jako gaz palny.
Dzięki niemu turyści, którzy podróżują po świecie mogą przygotować ciepłe danie.
Wykorzystywany jest także w silnikach samochodowych.
Roztwory gazowe — mieszaniny dowolnych gazów

KOLOIDY,
układy koloidowe, układy dyspersyjne, to znaczy. składające się z fazy rozpraszającej (fazy ciągłej) i fazy rozproszonej o takich rozmiarach cząstek (zwykle 1-200 nm.), by siły powierzchniowe na granicy faz przeważały nad siłami bezwładności; rozróżnia się koloidy fazowe — z widoczną w ultra mikroskopie granicą faz, i koloidy cząsteczkowe — fizycznie jednorodne, będące roztworami związków wielkocząsteczkowych, oraz koloidy asocjacyjne (micelarne) stanowiące agregaty cząsteczek chemicznych; koloidy odznaczają się specyficznymi właściwościami, głównie elektrycznymi i optycznymi; często spotykane w przyrodzie — limfa, cytoplazma, mleko, i wytwarzane sztucznie — kleje, wyroby lakierowe.
ROZTWÓR- jednorodna mieszanina dwóch lub większej liczby substancji chemicznych tworzących jedną fazę.
BROWNA RUCHY,
widoczne pod mikroskopem chaotyczne ruchy drobnych cząstek tworzących zawiesiny w cieczy lub gazie; stanowią potwierdzenie kinetycznej teorii materii; odkryte przez botanika angielskiego Roberta Browna (1773-1858).

Posted in Referaty | Leave a comment

Procesy odwracalne

Proces odwracalny to proces termodynamiczny, którego kierunek można odwrócić poprzez prostą zmianę wartości jednej lub więcej zmiennych stanu termodynamicznego. Procesy odwracalne zachodzą bez żadnej zmiany entropii układu, natomiast inne funkcje stanu mogą ulegać zmianom. Procesy odwracalne mogą zachodzić tylko wtedy, gdy układ jest odizolowany albo znajduje się w stanie równowagi z otoczeniem. Przykładem procesu odwracalnego jest np: adiabatyczne rozprężanie gazu.

Adiabatycznie rozprężając gaz, jego objętość rośnie, a równocześnie maleje temperatura i ciśnienie.
Odwrotnie gdyby gaz sprężać objętość by malała, a temperatura i ciśnienie by rosły. Układ rozprężany przechodziłby przez szereg kolejnych stanów. Podobnie byłoby przy ponownym sprężaniu.
Jeśli dwie bryły metalu mają taką samą temperaturę, to po ich złączeniu nie ma przepływu ciepła miedzy nimi. Jeśli temperaturę jednej bryły podniesiemy o nieskończenie małą wartość, to ciepło popłynie z tej bryły do drugiej. Jeśli jednak temperaturę pierwszej bryły obniżymy, to ciepło popłynie w przeciwnym kierunku. Przepływ ciepła jest odwracalny, ponieważ możemy odwrócić jego kierunek przez nieskończenie małą zmianę temperatury. Z drugiej strony jeśli jedna bryła jest o 6stopni C cieplejsza od drugiej, nieskończenie mała zmiana temperatury którejś z brył nie odwróci przepływu ciepła.

Procesem termodynamicznym (przemiana termodynamiczna) nazywamy przejście między dwoma stanami równowagi. Funkcją stanu nazywamy wielkość, która ma określoną wartość dla każdego stanu układu, niezależnie od tego jak ten stan (na drodze jakiego procesu) został osiągnięty.
Ścianką nazywamy materialną granicę między układem, a otoczeniem. Ścianka adiabatyczna to taka, przez którą nie przechodzi ciepło, a ścianka diatermiczna to taka, przez którą przepływa tylko ciepło, a nie jest wykonywana praca. Proces adiabatyczny przebiega bez przepływu ciepła. Proces izobaryczny przebiega pod stałym ciśnieniem, proces izochoryczny- w stałej objętości, a proces izotermiczny- w stałej temperaturze.
W termodynamice rozważa się procesy odwracalne i nieodwracalne. Jeśli w procesie termodynamicznym układ przechodzi ze stanu 1 do stanu 2, a otoczenie ze stanu 1’ do stanu 2’, to proces nazywamy odwracalnym, gdy istnieje proces odwrotny, który przeprowadza układ ze stanu 2 do stanu 1, równocześnie przeprowadzając otoczenie ze stanu 2’ do stanu 1’.Procesy, które są nie odwracalne nazywamy nieodwracalnymi. Procesy rzeczywiste są wyłącznie nieodwracalne. Nieodwracalność procesów wiąże się często z dyssypacją (rozpraszaniem) energii w postaci ciepła. Jednak procesy odwracalne, mimo ze wyidealizowane, pozwalają obliczać funkcji stanu, gdy zgodnie z definicją, funkcja stanu nie zależy od sposobu osiągnięcia stanu równowagi.
Procesy odwracalne są kwazistatyczne, tzn. przebiegają wolno i bez tarcia statycznego (brak dyssypacji). W każdej chwili trwania procesu odwracalnego układ musi być w stanie równowagi termodynamicznej ( proces wolny). Proces określamy jako wolny, gdy zachodzi w czasie dłuższym od najdłuższego charakterystycznego czasu dla układu. Na przykład jeśli przesuwamy tłok w naczyniu z gazem, to charakterystyczny czas układy, z którym powinniśmy porównać czas przesuwania tłoka, to czas, jaki fala dźwiękowa potrzebuje na dotarcie do końca naczynia. Dla układu o długości 3 metrów i prędkości fali dźwiękowej 332m/s otrzymujemy charakterystyczny czas rzędu 10 minus²s.

Przykłady procesów odwracalnych z życia codziennego:
- Butelka z wodą niegazowaną: gdy temperatura rośnie ciśnienie w butelce rośnie i butelka jest naprężona (‘’twarda’’). Gdy ciśnienie spadnie- ciśnienie w butelce maleje i butelka robi się ‘’miękka’’.
- wymiana dewiz. Jest to proces odwracalny zakładając stały kurs i brak opłaty.

Posted in Referaty | Leave a comment

Znaczenie ciśnienia atmosferycznego i hydrostatycznego dla organizmów żywych

Ciśnienie wywierane przez atmosferę nazywamy ciśnieniem atmosferycznym, jest to ciężar warstwy powietrza znajdującego się nad jednostkową powierzchnią. Zależy ono od szerokości geograficznej, wysokości nad poziomem morza (spadek ciśnienia atmosferycznego, na każde 10.5 m. w górę przypada spadek ciśnienia atmosferycznego ok. 1.3 hPa.) oraz temperatury. W przekroju pionowym największą wartość ciśnienia notuje się przy powierzchni ziemi i obniża się ono wraz z wysokością. Dawniej ciśnienie atmosferyczne mierzono w milimetrach słupa rtęci (mm Hg). Ciśnienie normalne na poziomie morza, w temperaturze 0 stopni C, na 45 stopniach szerokości geograficznej północnej równoważy słup rtęci przekroju 1 cm kwadratowy i wysokości 760 mm. W obecnie obowiązującym układzie SI jednostkę ciśnienia atmosferycznego stanowi
Pascal (Pa). Ponieważ wartości podawane w Pascalach byłyby bardzo duże, to wartości ciśnienia atmosferycznego podaje się hektopaskalach (1 hPa= 100Pa). Zależność pomiędzy starsza a nowszą jednostką jest następująca: 750mm Hg= 1000 hPa. A zatem ciśnienie normalne na poziomie morza wynosi 1013,25 hPa.
W Polsce dominuje nieregularna zmienność ciśnienia atmosferycznego, co jest związane z wędrującymi ze wschodu na zachód układami niskiego ciśnienia ( wahania te mogą wynosić ok. 15hPa, w stosunkowo krótkim czasie.

OBNIŻONE CIŚNIENIE
Oddziaływanie obniżonego ciśnienia na organizm człowieka zależy od:
-wysokości wzniesienia ponad poziom morza
-szybkości, z jaką następuje spadek ciśnienia
-czasu pobytu w obniżonym ciśnieniu

PODWYŻSZONE CIŚNIENIE
Podwyższone ciśnienie atmosferyczne oddziaływuje na ludzi nurkujących w wodzie, pracujących kesonach. W miarę wzrostu ciśnienia wdychanego powietrza zwiększa się rozpuszczalność gazów w płynach ustrojowych i tkankach ( zwłaszcza tłuszczowej)

Ciśnienie statyczne – siła, z jaką powietrze wywiera nacisk na jednostkę powierzchni ścianki ciała będącego w spoczynku. W przypadku, gdy ciało znajduje się w ruchu równolegle do napływających strug, siła ta działa prostopadle do powierzchni przedmiotu.

Ciśnienie hydrostatyczne zależy od wysokości słupa cieczy. Inaczej powiedzieć, że na większych głębokościach ciśnienie cieczy jest większe. Np. przy zmianie głębokości wody o 1cm ciśnienie wzrasta o 100 Pa (1hPa). Na ciało zanurzone na różnych głębokościach wywierane jest różne ciśnienie – im głębiej, tym ciśnienie jest większe. Ciśnienie hydrostatyczne zależy nie tylko od głębokości ale także od rodzaju cieczy, tzn. od jej gęstości. Im gęstość jest większa, tym większe ciśnienie.

Posted in Zagadnienia | Leave a comment

Zjawisko Dopplera

Efekt Dopplera to zmiana częstotliwości oraz długości fali zarejestrowana przez obserwatora, który porusza się względem źródła fali.
Naukowe badanie efektu po raz pierwszy przeprowadził Christian Andreas Doppler w 1845 roku. Poprosił on grupę muzyków, aby wsiedli do pociągu i grali jeden ton. Słuchał go i zaobserwował, że dźwięk instrumentów staje się wyższy, kiedy pociąg zbliża się do niego. Gdy źródło muzyki się oddala, jego ton staje się niższy. Zmiana wysokości dźwięku była dokładnie taka, jak wyliczył uprzednio Doppler.
Aby zrozumieć efekt Dopplera trzeba zdać sobie sprawę, że dźwięk nie staje się ani wyższy ani niższy. Źródło fali wysyła kolejne fale, co pewien okres. Jeżeli nie porusza się odległość między tymi falami ma pewną stałą wartość. Gdy źródło poruszy się podczas wysyłania fali, odległość się zmieni, co da się usłyszeć jako zmianę wysokości dźwięku.

Najprostsza postać prawa Dopplera

Zmiana długości fali dla określonej prędkości źródła.
Obserwator i źródło fali poruszają się względem siebie. Podczas jednego okresu fali T0, źródło przebywa drogę:
s = vzrT0,
gdzie:
·s – droga,
·vzr – prędkość źródła względem obserwatora,
·T0 – okres fali generowanej przez źródło.
Podczas generowania jednego przebiegu fali źródło przesunie się o taką odległość s względem obserwatora. Oznacza to, że rejestrowana przez obserwatora długość fali będzie inna. Zjawisko to obrazuje Rysunek 2. Na jego podstawie da się napisać:
λ0 = λ + vzrT0( * ),
gdzie:
·λ – długość fali zarejestrowana przez obserwatora,
·λ0 – długość fali generowanej przez źródło.
Zależności:

gdzie:
·f – częstotliwość fali,
·v – prędkość fali,
można podstawić do wzoru (*), co da:

gdzie:
·f0 – częstotliwość fali generowanej,
·f – częstotliwość fali obserwowanej.
Po kilku prostych przekształceniach można wyznaczyć zależność na rejestrowaną częstotliwość fali:

gdzie:
·f – częstotliwość mierzona,
·f0 – częstotliwość fali generowanej przez źródło,
·v – prędkość rozchodzenia się fali,
·vzr – składowa prędkości źródła względem obserwatora, równoległa do kierunku łączącego te dwa punkty.

Różne postaci prawa Dopplera
Dokładna analiza zjawiska pokazuje, że prawo Dopplera zaprezentowane powyżej obowiązuje tylko, gdy prędkość fali jest dużo większa od prędkości obserwatora względem źródła. W innych sytuacjach przybiera trzy różne postaci.

Zależności opisujące prawo Dopplera
Ruch obserwatora lub źródła generującego falę powoduje zmianę częstotliwości fali wtórnej widocznej dla odbiornika, co określa się jako efekt Dopplera. Da się wyodrębnić trzy różne sytuacje, w których to zjawisko ma miejsce:
·ruch źródła względem stałego obserwatora, przy czym prędkość ruchu jest znacznie mniejsza niż prędkość rozchodzenia się fali, a prędkość źródła względem obserwatora znacznie mniejsza od prędkości światła,
·ruch obserwatora względem stałego źródła, przy czym prędkość obserwatora jest porównywalna z prędkością fali, a prędkość źródła względem obserwatora znacznie mniejsza od prędkości światła,
·prędkość ruchu obserwatora względem źródła zbliżona do prędkości światła, czyli przypadek relatywistyczny.

Zastosowania

W życiu codziennym
„Wycie” gnającej ulicami miasta karetki najpierw jest wysokie, kiedy ta jest daleko, obniża się stopniowo w miarę zbliżania się jej i staje się niski, gdy karetka przemknie obok nas, oddalając się. Efekt ten powstaje na skutek zmiany promieniowej składowej prędkości karetki. Jeżeli karetka nie jedzie wprost na obserwatora, tylko chce go ominąć, to prędkość karetki nie jest skierowana wprost na obserwatora. Nie cały wektor prędkości wnosi wkład do zależności na efekt Dopplera. Znaczenie ma tylko wartość składowej promieniowej. Zmienia się ona, zależnie od odległości karetki od ucha obserwatora.

Astronomia
Efekt Dopplera obserwowany dla światła gwiazd ma ogromne zastosowanie w astronomii. Światło gwiazdy charakteryzuje się liniami widmowymi zawartych w nich atomów. Jeżeli gwiazda ucieka od obserwatora, to linie zaczną się przesuwać w kierunku czerwieni.
Gdy na początku XX wieku astronomowie zaczęli obserwować światło galaktyk okazało się, że wszystkie one mają linie widmowe przesunięte ku czerwieni. Oznacza to, że gwiazdy te oddalają się od nas. Na dodatek, im dalej galaktyka się znajduje, tym szybciej od nas ucieka, a jej światło jest bardziej czerwone. Pomiary te doprowadziły do sformułowania prawa Hubble’a oraz teorii rozszerzającego się wszechświata.
Jeżeli gwiazda wędruje w kosmosie razem z innym obiektem, oba ciała obracają się względem wspólnego środka masy. Gwiazda obraca się razem z tym ciałem, jak dwaj kręcący się na lodzie łyżwiarze. Pomiary zmian przesunięcia linii widmowych niektórych gwiazd wykazały, że okrążają je planety. W ten sposób astronomowie odkryli setki dużych planet poza układem słonecznym. Zjawisko to zostało przedstawione w animacji.

Radar
Na efekcie Dopplera opiera się zasada działania radaru dopplerowskiego. Jeżeli fale radiowe odbijają się od ruchomego obiektu, to ich częstotliwość się zmienia. Pomiar częstotliwości odbitej fali pozwala na bardzo precyzyjny pomiar prędkości przedmiotów odbijających promieniowanie mikrofalowe lub podczerwone. Radary używane przez policję do pomiaru prędkości opierają się na takiej zasadzie. Jeżeli radar jest umieszczony w poruszającym się samochodzie policji, to dodatkowo do pomiaru musi być dodana prędkość obserwatora.

Diagnostyka medyczna
W obrazowych badaniach diagnostycznych cenną informację daje nie tylko kształt anatomicznych struktur, lecz także kierunek i prędkość niektórych poruszających się tkanek. Zdecydowanie najważniejsze znaczenie ma wizualizacja i kwantyfikacja ruchu przepływającej w sercu i naczyniach krwionośnych krwi.
Udoskonaleniem konwencjonalnych aparatów ultrasonograficznych, było wprowadzenie ultrasonografii dopplerowskiej. Jeżeli głowica ultradźwiękowa potrafi rejestrować nie tylko opóźnienie echa wysyłanego dźwięku, lecz również jego wysokość, to na obrazie można kolorami pokazać ruch ciała. Jeżeli chcemy zaobserwować bicie serca płodu, aby postawić diagnozę jeszcze w okresie prenatalnym, to staje się bezcenną informacją.
Gdy umieścimy głowicę ultradźwiękową w przełyku, możliwe będzie dokładniejsze badanie struktur serca, nieprawidłowości budowy i przepływ krwi. Ultrasonografia dopplerowska jest szczególnie przydatna w diagnostyce wad serca.

Podsumowanie
Do zbadania pewnego zjawiska wybrałam zjawisko Dopplera. Sądzę, że jest to bardzo ciekawe zagadnienie. Zjawisko Dopplera jest często wykorzystywane w medycynie, astronomii itd. Dzięki niemu codziennie może być ratowane ludzkie życie.

Bibliografia
„Zjawisko Dopplera. Od astronomii do zjawisk przepływu” – Jolanta Monkos,
Fizyka w Szkole – 2003,
„Alchemia nieba – opowieść o drodze mlecznej, gwiazdach i astronomach” – Ken Croswell, Wyd. Prószyński i S-ka, Warszawa 1997
„Wiedza i Życie” nr 2/1997 – „Złapać echo” Klara Szatkiewicz
„Wiedza i Życie” nr10/1997 – „Wpaść w rezonans” Paweł Gierb i Leszek Królicki

Posted in Uncategorized | Leave a comment

Wyznaczanie logarytmicznego dekrementu tłumienia

Wartości uzyskane z doświadczenia:

Wahadło zamknięte

Czas pełnych 20 wahnięć

1,09,70
1,09,63
1,09,82
1,09,88
1,09,74
1,09,94

T = t20śr/20

t20śr = 69,78s

T = 3,49

Wychylenia A wahadła

23,422,722,822,524,121,9
20,419,819,819,720,920
18,317,518,117,518,617,8
15,915,616,315,416,615,8
14,314,214,213,614,614
13,11313,112,513,712,8
12,211,511,81112,611,8
10,910,410,510,411,210,8
9,89,79,89,69,99,8
9,18,99,48,59,28,7

średnie A [cm]czas [s]ln Aśr

22,901,603,13
20,101,403,00
17,971,252,89
15,931,112,77
14,150,992,65
13,030,912,57
11,820,822,47
10,700,752,37
9,770,682,28
8,970,632,19

Za pomocą regresji liniowej wyznaczamy współczynnik tłumienia b

ln(Aśr) = – bt + ln(A0)

Korzystając z obliczeń w excelu otrzymujemy:
a = -0,1
b = 3,18

Współczynnik b = 0,1

Obliczamy współczynnik oporu ośrodka

B = 2bm

m = 0,361kg – masa wahadła

B = 0,0722

Czas relaksacji:

t = 1/b

t = 13,85

Logarytmiczny dekrement tłumienia:

D = b T

D = 0,349

Wahadło otwarte

Czas pełnych 20 wahnięć

1,09,24
1,09,23
1,09,26
1,09,23
1,09,18
1,09,25

T = t20śr/20

t20śr = 69,23s

T = 3,46

Wychylenia A wahadła

24,323,624,223,523,622,8
22,421,921,721,521,621,2
20,619,919,719,319,819,5
19,218,418,818,218,418,2
17,41717,116,816,916,5
16,715,915,815,415,715,1
15,514,514,914,614,214,3
14,413,513,713,513,413
13,41312,912,712,612,1
12,811,912,111,511,711

średnie A [cm]czas [s]ln A

23,671,643,16
21,721,503,08
19,801,372,99
18,531,282,92
16,951,172,83
15,771,092,76
14,671,012,69
13,580,942,61
12,780,882,55
11,830,822,47

Za pomocą regresji liniowej wyznaczamy współczynnik tłumienia b

ln(Aśr) = – bt + ln(A0)

Korzystając z obliczeń w excelu otrzymujemy:
a = -0,08
b = 3,24

Współczynnik b = 0,08

Obliczamy współczynnik oporu ośrodka

B = 2bm

m = 0,361kg – masa wahadła

B = 0,058

Czas relaksacji:

t = 1/b

t = 17,24

Logarytmiczny dekrement tłumienia:

D = b T

D = 0,277

Dane potrzebne do sporządzenia wykresu zależności wychylenia wahadła od czasu

Wahadło zamknięte
A [cm]T [s]A [cm]T [s]
25
23,431,6422,371,56
20,371,4219,831,38
18,331,2817,601,23
16,271,1415,601,09
14,371,0013,930,97
13,300,9312,770,89
12,200,8511,430,80
10,870,7610,530,74
9,830,699,700,68
9,230,648,700,61

Wahadło otwarte
A [cm]T [s]A [cm]T [s]
25
24,031,6623,301,61
21,901,5221,531,49
20,031,3919,571,35
18,801,3018,271,26
17,131,1916,771,16
16,071,1115,471,07
14,871,0314,471,00
13,830,9613,330,92
12,970,9012,600,87
12,200,8411,470,79

Wykres przedstawiający krzywe tłumienia (w zalaczniku sa wykresy)

Posted in Laborki | Leave a comment

Wyświetlacze ciekłokrystaliczne

Wyświetlacze ciekłokrystaliczne – rozpowszechnione są także pod nazwą wyświetlaczy LCD. Możemy je spotkać w zegarkach elektronicznych, discmanach, radiach przenośnych lub samochodowych, lodówkach, telewizorach, pralkach i wielu innych dziedzinach życia. Wykorzystują one specjalne właściwości ciekłych kryształów. Kryształy takie mogą zachowywać się jak ciecze lub kryształy. Poniżej dopuszczalnej temperatury ciekły kryształ zmienia się w ciało stałe o właściwościach anizotropowych, natomiast powyżej górnej temperatury dopuszczalnej zmienia się w ciecz izotropową, tzn. że ich właściwości fizyczne zależą od tego jak się je bada, np. przewodnictwo cieplne, współczynnik załamania światła, czy stała dielektryczna.
Ciekły kryształ jest zbudowany z podłużnych molekuł w kształcie cygar, mających duży moment dipolowy. Dzięki temu tworzą one luźno uporządkowane układy, nazywane: nematycznymi, smektycznymi i cholesterycznymi, w zależności od sposobu ułożenia molekuł. We wskaźnikach wykorzystuje się struktury numeryczne, w których molekuły są ułożone równolegle i mogą poruszać się w kierunku swoich osi głównych oraz obracać wokół nich. Pomiędzy molekułami występują małe siły międzycząsteczkowe. Ułożenie molekuł może być więc zmieniane pod wpływem niewielkich pól elektrycznych.

Budowa wskaźnika ciekłokrystalicznego

Budowę typowej komórki ciekłokrystalicznej przedstawiono na rysunku. Składa się ona z trzech głównych elementów: przedniej i tylnej płytki szklanej, z których każda jest jednostronnie pokryta materiałem przewodzącym stanowiącym elektrody, warstwy ciekłego kryształu o grubości 10 – 15 mm i płytek dystansowych. Jedna z elektrod jest wykonana w kształcie wyświetlanego znaku.
Cienkie warstwy ciekłego kryształu w stanie nie wzbudzonym są przeźroczyste. Po przełożeniu pola elektrycznego matowieją. Wskaźnik może działać w świetle przechodzącym, jeżeli jedna z elektrod odbija światło, tzn. że światło przechodzi przez kryształ dopóki, do póty nie przyłożymy do niego pola elektrycznego, które spowoduje pochłanianie światła przez kryształ. Uzyskany tą metodą efekt umożliwia wyświetlanie informacji przez odpowiednio wyprofilowane ścieżki na wyświetlaczu.
Wskaźniki LCD nie są źródłami światła, jak już zostało to wyżej wspomniane. Ich czytelność zależy przede wszystkim od oświetlenia zewnętrznego (wskaźniki refleksyjne) lub oświetlenia wewnętrznego (wskaźniki transmisyjne). Ich trwałość jest mniejsza niż wskaźników cyfrowych (10 000 – 20 000 h). Wadami są: konieczność zasilania napięciem przemiennym, co wymaga bardziej rozbudowanego układu elektronicznego, oraz duża bezwładność. Odpowiedź na sygnał sterujący pojawia się po 10 – 20 ms od chwili włączenia i 100 – 200 ms od chwili wyłączenia.

Największą zaletą wskaźników ciekłokrystalicznych LCD jest bardzo mały pobór mocy (10-4 – 10-5 W), co ma podstawowe znaczenie w urządzeniach przenośnych zasilanych z baterii, np. w zegarkach i kalkulatorach lub monitorach ciekłokrystalicznych, gdzie światło przechodzi przez kolorowane szkło.
Warto powiedzieć, że monitorów ciekłokrystalicznych nie stosuje się przy obróbce wideo, gdyż z powodu dużych opóźnień w wyświetlaniu obrazu i zmniejszonej częstotliwości odświeżania nie przedstawiają one go w sposób płynny i tak dynamiczny jak stare poczciwe monitory lampowe.
Jeśli potrzebujemy wyświetlacza informacji uniezależnionego od warunków zewnętrznych tj. zmiennego natężenie światła i nie chcesz inwestować w dodatkowy układ umożliwiający przesyłanie informacji do wskaźnika LCD użyj jako wyświetlacza wskaźnika LED, ponieważ zużywa on stosunkowo mało energii i nie potrzebują zewnętrznego źródła światła, aby było widać, gdy świeci. Dodatkowo nie wymagają bardzo skomplikowanego układu dostosowującego parametry napięcia i prądu do wyświetlania, ale wystarczy wyjście układu scalonego i rezystor ograniczający prąd.

Posted in Zagadnienia | Leave a comment

Wykorzystanie energii odnawialnych za szczególnym uwzględnieniem energii słonecznej

Źródła energii są substancjami i zjawiskami wykorzystywanymi do potrzeb energetycznych. Dzielą się na nieodnawialne — węgiel, ropa naftowa, gaz ziemny, uran – oraz odnawialne, czyli takie, które praktycznie się nie wyczerpują (energia wód, energia słoneczna, energia wiatru, pływów morskich, fal morskich, energia cieplna oceanów, energia biomasy). Jest jeszcze energia geotermiczna – energia gejzerów, gorących skał, którą można zaliczyć do obydwu grup, tj. do energii odnawialnej i nieodnawialnej. Wykorzystanie prawie wszystkich niekonwencjonalnych źródeł energii elektrycznej jest związane z minimalnym, bądź nawet żadnym wpływem na środowisko.
Energia odnawialna jest energią tanią, przyjazną człowiekowi i środowisku. Odnawialne źródła są dostępne za darmo (energia słońca, wiatru, biogazu)
lub po niewielkich kosztach (słoma, drewno).
Mówiąc o rodzajach odnawialnych źródeł energii, trzeba koniecznie wymienić energię wiatru, wody, Słońca oraz geotermiczną.
Wiatr jest źródłem energii, ale sam powstał na wskutek nierównomiernego ogrzania powierzchni Ziemi przez promienie słoneczne. Turbiny wiatrowe używane są do produkcji energii elektrycznej z energii wiatru. Siła wiatru może być przetwarzana na energię elektryczną w siłowniach przekazujących prąd do sieci elektroenergetycznej lub pracujących indywidualnie – na potrzeby użytkownika (zakładu przemysłowego, gospodarstwa rolnego czy jednorodzinnego domku). Energię wiatru można wykorzystać do oświetlenia pomieszczeń, pompowania wody konsumpcyjnej, nawadniania pól (zraszacze upraw) jak również rekultywacji
i natleniania zbiorników wodnych. Minusem stosowania energetyki wiatrowej są zmiany krajobrazu, hałas oraz zagrożenia dla wędrownego ptactwa. Polska posiada dobre warunki do rozwoju energetyki wiatrowej. Najlepsze warunki występują
na Wybrzeżu i Suwalszczyźnie – średnia roczna prędkość wiatru na wysokości 30 m – wynosi 5-6 m/s.
Siłownie wodne na świecie dostarczają ok. 5% używanej energii. Wiele rzek
w krajach rozwijających się nadaje się do budowy zapór. Minusem stosowania energetyki wodnej jest fakt, iż budowa ogromnych obiektów zmusza ludzi
do przesiedlania się, odbiera im się ziemię i ma negatywny wpływ na środowisko. Polska jako kraj nizinny ma niewielkie zasoby energii wodnej. Obecnie działa
w Polsce ok. 127 dużych elektrowni wodnych i 300 małych.
Energia geotermiczna to energia gejzerów. Urządzenia pobierające gorące wody podziemne są wykonywane przez przedsiębiorstwa górnicze. Wiele
z odwiertów, dziś wykorzystywanych lub przeznaczonych do pozyskania ciepła
z wnętrza ziemi, służyło badaniom geologicznym, np. poszukiwaniom ropy naftowej, gazu ziemnego i innych kopalin.
Jednak największy nacisk zwykle kładzie się na energię słoneczną. Otóż Słońce stanowi główne źródło energii docierającej do Ziemi. Energia słoneczna
to energia wytwarzana przez Słońce. Jej głównym źródłem są reakcje termojądrowe zachodzące w jądrze Słońca, polegające na przemianie jąder wodoru w jądra helu.
Energia ze Słońca umożliwia nieustanny przebieg wszystkich procesów na Ziemi.
Z wyjątkiem energii przepływu i odpływu, energii cieplnej wnętrza Ziemi i energii ziemskich reakcji jądrowych, wszystkie rodzaje energii na Ziemi biorą swój początek w promieniowaniu słonecznym. Jemu zawdzięczamy ciepło, światło i energię wody (pod wpływem ciepła woda paruje, unosi się w górę i w ten sposób zyskuje energię potencjalną), skutkiem jego działania jest energia kinetyczna wiatru (przyczyną ruchu powietrza jest niejednakowe ogrzanie różnych części powierzchni Ziemi).
Promieniowanie słoneczne jest źródłem energii chemicznej. Węgiel i ropa naftowa dostarczają energii, która przed wielu milionami lat została pobrana
w postaci energii promieniowania słonecznego. Słońce jest również źródłem energii pokarmów. Zielone rośliny wytwarzają przy udziale chlorofilu skrobię, cukier
i celulozę z wody i zawartego w powietrzu dwutlenku węgla. Proces ten, zwany fotosyntezą, zachodzi, jeśli roślina pobiera niezbędną do tego energię promieniowania. Energia ta, zmagazynowana w pokarmie, podtrzymuje następnie procesy życiowe w organizmach ludzi i zwierząt, jest więc nieodzownym warunkiem życia.
Energia słoneczna może być przetwarzana w kolektorach wodnych
i powietrznych w ciepło służące do:
- ogrzewania mieszkań – pomieszczeń produkcyjnych, obiektów sportowych, szkół, ośrodków kultury,
- podgrzewania wody w gospodarstwach domowych, rolnych, basenach, zakładach przemysłowych,
- suszenia: ziarna zbóż, tytoniu, nasion, owoców, ziół (kolektory powietrzne).
Energia słoneczna może być przekształcona w energię elektryczną w ogniwach fotowoltaicznych. Małe baterie słoneczne zasilają kalkulatory, zegarki, zabawki, radia czy nawet przenośne telewizory. Dużą uwagę przywiązuje się obecnie
do wykorzystania ogniw fotowoltaicznych w systemach wolnostojących, montowanych na obszarach oddalonych od sieci elektrycznej. Takie rozwiązania stosuje się do zasilania urządzeń automatycznych takich jak: telefony awaryjne
na autostradach, boje nawigacyjne, latarnie morskie, stacje meteorologiczne
i telekomunikacyjne. Bateriami słonecznymi zasilane są urządzenia pokładowe
w satelitach telekomunikacyjnych, badawczych, wojskowych. W krajach o dużym nasłonecznieniu, które leżą na trudnym terenie, bez możliwości dostarczania
do elektrowni węgla, światło słoneczne jest często jedynym źródłem energii.
W Polsce energia może być przetwarzana na prąd i ciepło przez instalacje zamontowane na dachach budynków lub w miejscach zabudowanych. Takie warunki istnieją na ok. 0,5% powierzchni Polski. Natomiast ogniwa fotowoltaiczne wykorzystywane są głównie w urządzeniach nawigacyjnych na Morzu Bałtyckim.
Promieniowanie słoneczne jest bardzo ważnym czynnikiem, jednak nie całe promieniowanie dochodzi do powierzchni Ziemi, gdyż chroni nas przed tym jej atmosfera. Pochłania ona szkodliwe dla żywych organizmów promieniowanie krótkofalowe, przepuszczając jedynie część promieniowania radiowego
i promieniowanie widzialne. To ostatnie oko ludzkie dostrzega jako przejście
do głębokiego fioletu, poprzez barwę niebieską, zieloną, żółtą i pomarańczową
do głębokiej czerwieni. Każdy centymetr kwadratowy powierzchni naszej planety – jak to wykazały dokładne pomiary – otrzymuje w ciągu minuty prawie dwie kalorie energii cieplnej. Jest to wartość stałej słonecznej, określającej całkowitą ilość promieniowania Słońca, które dociera do Ziemi. Już jednak na początku XIX wieku astronom amerykański Charles G. Abbot (1872-1973) stwierdził, że natężenie tego promieniowania waha się w okresie jedenastoletnim o około 1% stałej słonecznej. Wynika z tego, że wszystko, co dzieje się na Słońcu, musi w jakiś sposób odbijać się na zjawiskach zachodzących na Ziemi. Niektóre związki między tymi zjawiskami zostały przez naukę definitywnie potwierdzone, lecz w innych przypadkach są to na razie tylko śmiałe domysły, wymagające jeszcze wnikliwych badań. Na przykład wiadomo już na pewno, że aktywność Słońca ma duży wpływ na zjawiska biologiczne i geofizyczne. Do pierwszej grupy należą wahania przyrostu rocznego drzew, do drugiej zaś zmiany natężenia magnetyzmu ziemskiego, zmiany nasilenia zórz polarnych, zmiany poziomu wody w niektórych rzekach i jeziorach. Przypuszcza się, że istnieje związek między plamami słonecznymi a pogodą na Ziemi. W miarę jednak upływu czasu we wnętrzu Słońca maleją zapasy wodoru, a przybywa helu. Nadejdzie wreszcie i taka chwila, że wodoru w ogóle zabraknie i wtedy jego rolę przejmie hel. Jądra helu zaczną się łączyć w jądra cięższych pierwiastków, jak Beryl
i Bor. Wówczas znacznie wzrośnie jasność Słońca, ale zmniejszy się jego średnica. Jednak najwspanialszy okres w historii Słońca nastąpi wówczas, gdy wyczerpie ono około 10% swych początkowych zapasów wodoru. Wtedy gwałtownie zmieni się jego wewnętrzna budowa, znacznie zwiększą się rozmiary, ale temperatura powierzchni spadnie do około 3000°C. Mimo to jasność Słońca będzie stokrotnie większa niż dziś, gdyż jego powierzchnia będzie dużo większa. W tym stadium będzie produkować sto razy więcej energii, aniżeli jej obecnie produkuje. Oczywiście w tym okresie historii Słońca życie na Ziemi nie będzie już możliwe. Średnia temperatura jej powierzchni wzrośnie do około 120°C, a w rejonach tropikalnych może nawet dochodzić do 550°C. Na skutek tego wody z oceanów wyparują, białko ulegnie zwęgleniu, powierzchnia zamieni się w jałową pustynię. Takie warunki panują obecnie na Merkurym i Wenus, gdzie niemożliwa jest wegetacja zwierząt i roślin,
ale najprymitywniejszych organizmów – bakterii. Jednak tak rozrzutne szafowanie energią nie może trwać zbyt długo. Słońce po całkowitym wyczerpaniu zapasów wodoru przestawi się na produkcję energii z przemian helu w cięższe pierwiastki,
o czym już była mowa. Ale przedtem jego jądro gwałtownie się skurczy i może nawet nastąpi odrzucenie części materii z warstw zewnętrznych. Wtedy rozmiary Słońca zmaleją i zmniejszy się jasność, chociaż temperatura powierzchni wzrośnie do około 10000°C. Po wyczerpaniu zapasów helu nastąpi synteza innych, jeszcze cięższych pierwiastków. W końcu Słońce zacznie powoli gasnąć i przekształcać się w małą gwiazdę, jako końcowy produkt swej ewolucji. Gwiazdy takie mają rozmiary niewiele większe od Ziemi i produkują coraz mniej energii. Niestety, dziś nie można stwierdzić, czy tak istotnie będzie i jak długo ten stan może trwać. Jest bowiem też możliwe, że w pewnym etapie swej ewolucji Słońce stanie się gwiazdą zmienną,
a następnie wybuchnie jako gwiazda nowa i zakończy swój żywot na białym karle.
W każdym razie kiedyś zgaśnie i wtedy mróz ogarnie cały system planetarny. Temperatura na Ziemi spadłaby do minus 200°C, a może jeszcze niżej. Na skutek tego para wodna w atmosferze uległaby zestaleniu i opadła na powierzchnię naszej planety w postaci śniegu lub szronu. To samo stałoby się z innymi gazami atmosferycznymi, które w niskiej temperaturze nie mogłyby zostać w stanie gazowym. Powierzchnia planety zostałaby skuta wiecznym lodem, zamarzłyby rzeki, jeziora i oceany, wyginęłyby zwierzęta i rośliny. Możemy być spokojni, moc promieniowania Słońca będzie się utrzymywać na obecnym poziomie jeszcze przez bardzo długi okres czasu. Zagłada ludzkości raczej nie grozi, gdyż człowiek prędzej opuści Ziemię i osiedli się na planetach krążących we wszechświecie, niż Słońce straci swoją moc.
Słońce, wiatr, wody geotermalne i energia pływów morskich są odnawialnymi źródłami energii. Widoczny jest stały postęp, coraz więcej jest gospodarstw rolnych instalujących urządzenia do wykorzystywania siły wiatru, Słońca i cieków wodnych. Obecnie jak się oblicza, energia pochodząca ze źródeł odnawialnych stanowi 18% ogólnie zużywanej energii na świecie. Istnieje wiele korzyści wynikających
z zastosowania odnawialnych źródeł energii:
a) ekonomiczno – społecznych
-wprowadzenie niewyczerpalnych i tanich źródeł energii – w miejsce trudniej dostępnych i coraz droższych paliw kopalnych,
-zmniejszenie uzależnienia od obcych źródeł energii,
-stworzenie warunków konkurencji między producentami energii (ceny energii wynikają z kosztów jej pozyskania),
-stworzenie nowych stanowisk pracy (redukcja bezrobocia w regionach rolniczych),
-zagospodarowanie nieużytków na produkcję rolną dla sektora paliwowo – energetycznego),
-wykorzystanie nadwyżek produkcji rolnej (zbóż, ziemniaków, roślin oleistych oraz odpadów np. słomy),
b) ekologicznych
-zredukowanie emisji zanieczyszczeń powietrza związanych z przetwarzaniem paliw kopalnych,
-redukcja efektu cieplarnianego,
-zmniejszanie ilości odpadów,
-uregulowanie stosunków wodnych,
c) zdrowotnych
-ograniczenie zachorowań wynikających z zanieczyszczeń środowiska.
Głównym argumentem potwierdzającym konieczność stosowania alternatywnych źródeł energii jest fakt, iż roczna produkcja energii elektrycznej
przez odnawialne źródło zapobiega wyemitowaniu do atmosfery wielu zanieczyszczeń.

Posted in Referaty | Leave a comment

Wpływ promieniowania na tkankę biologiczną. zastosowanie w medycynie

I. Historia promieniowania

W 1900r. Niemiec – Otto Walkhoff jako pierwszy stwierdził, że pochodzące od radu promieniowanie radioaktywne może niszczyć tkanki biologiczne. Jak się okazało, rad emituje: promieniowanie alfa (ok. 75% ogółu promieniowania), które bardzo trudno daje się odchylać magnetycznie i jest absorbowane przez powietrze i ciała stałe; promieniowanie beta (ok. 20%), które zachowuje się podobnie jak promienie katodowe, ale jest bardziej przenikliwe; promieniowanie gamma (ok. 5%), które przenika nawet płytę stalową o grubości 10 cm. Jest ono fizjologicznie szczególnie niebezpieczne. Promieniowanie gamma zabija bakterie i powoduje oparzenia skóry.

Zainteresowało to Piotra Curie, który nie zważając na niebezpieczeństwo, natychmiast poddaje próbom swoje ramię. Wkrótce wystąpiło na powierzchni jego ręki uszkodzenie skóry, śledzi je, bada jego rozwój. Uderzony zdumiewającą mocą tych promieni, zaczyna badać wpływ radu na organizm zwierząt, współpracując w tym zakresie ze znamienitymi lekarzami: prof. Bourchardem i prof. Balthazardem. Po krótkim już czasie udaje im się stwierdzić, że rad, niszcząc chore komórki, leczy: niektóre guzy i pewne formy raka. Ta gałąź lecznictwa otrzymała nazwę radioterapii, a lekarze francuscy (Doulos, Wickam, Dominci, Degrais i in.) pierwsi zaczynają ją stosować z dobrymi wynikami u ludzi, używając do tego tubek z emanacją radową.

Piotr Curie przykładając do swojego ramienia substancję promieniotwórczą zauważył, że skóra została zniszczona, a rana goiła się długo. Te obserwacje skłoniły uczonych do badania wpływu promieniowania na organizmy żywe.
W trakcie dalszych badań stwierdzono, że wpływ jaki na organizmy żywe, a więc i na człowieka, wywiera promieniowanie zależy od jego rodzaju, a także energii jaką z sobą niesie — wiemy, że mogą to być m.in. cząstki α, β, γ.
Trzeba przy tym pamiętać, że wpływ promieniowania na organizmy żywe może być negatywny lub pozytywny:

Negatywny, gdyż może powodować nieodwracalne zmiany w strukturze genów (prowadzące do pojawienia się mutacji), osłabienia układu immunologicznego, a w rezultacie zakłócenia podstawowych funkcji organizmu, a także wywoływać powstanie nowotworów (szczególnie nowotworów krwi — białaczka);

Pozytywny, bo nauczono się nie tylko, jak chronić organizmy przed skutkami nadmiernego napromieniowania, ale także w jaki sposób je wykorzystywać, np. do leczenia chorób nowotworowych i diagnostyki medycznej i przemysłowej oraz jako ogromnego i niewyczerpywalnego źródła energii.

I. Charakterystyka promieniowania

Najprościej rzecz biorąc promieniowanie jest to wysyłanie i przekazywanie energii na odległość. Wyróżniamy dwie podstawowe grupy promieniowania: jonizujące i niejonizujące (naturalne i sztuczne). Do tej ostatniej m.in. zaliczamy: promieniowanie radiowe, mikrofalowe, podczerwone, a także światło widzialne. Promieniowanie jonizujące natomiast powstaje gdy od niestabilnego atomu odłączają się niektóre nukleony przy jednoczesnym wydzieleniu się energii. Nie każdy jednak pierwiastek jest zdolny do takiego rozpadu. Taką cechę posiadają jedynie izotopy, o nieodpowiedniej liczbie neutronów w jądrze.

Liczba neutronów w konkretnym nuklidzie powinna być jedynie nieco wyższa od liczby protonów, gdyż tylko wówczas oddziaływania jądrowego będą na tyle silne, by żaden nuklid nie mógł się odłączyć. Gdy jednak liczba neutronów jest nieodpowiednia, atom dąży do pozbycia się zbędnych cząstek, a zarazem i energii, którą to nazywamy promieniowaniem.

Badając odchylenie emitowanego promieniowania w polu magnetycznym stwierdzono, ze można wyodrębnić trzy jego rodzaje. Nazwano je alfa, beta, gamma

Każdy rodzaj promieniowania ma inne właściwości; charakteryzuje się inną przenikliwością. Największą zdolność przenikania przez materię ma promieniowanie przechodzi ono łatwo przez grube warstwy ołowiu. Silniej pochłaniane jest promieniowanie , np. płytka aluminiowa o grubości kilku milimetrów całkowicie pochłania to promieniowanie. Najmniejsza przenikliwość maja promienie , nie przechodzą one nawet przez kartkę papieru. Im większa przenikliwość promieniowania, tym mniejsza zdolność jonizacji środowiska, przez które ono przechodzi. Jego energia jest przynajmniej w części zużyta na jonizowanie atomów lub cząsteczek przenikanej materii. Najwięcej jonów w 1cm3 danej substancji wytwarzają promienie , najmniej zaś – .

Opis: Promieniotwórczość: A) Alfa cząsteczki, B) Beta cząsteczki, C) gamma promienie, D) Radioaktywne źródło, E) Papier, F) Aluminium, G) Beton.

•Promieniowanie to strumień jąder atomów helu; cząstki to stabilna struktura składająca się z dwóch protonów i dwóch neutronów.

Tab. Charakterystyka wybranych rodzajów promieniowania.
Rodzaj promieniowaniaWłaściwościZnaczenie w środowiskuDo zatrzymania wystarczy
Cząstki alfa Promieniowanie korpuskularne. Tego typu promieniowanie jest charakterystyczne dla dodatnio naładowanych atomów helu, jest także emitowane przez niektóre radioizotopy, np. Uran, Rad. Promieniowanie to charakteryzuje się najmniejszą przenikliwością spośród promieniowania alfa, beta i gamma. Jest niebezpieczne, gdy źródło promieniowania dostanie się do organizmu.Kartka papieru.
Cząstki betaPromieniowanie korpuskularne. Charakterystyczne dla cząstek naładowanych dodatnio lub ujemnie, jest emitowane przez jądra niektórych radioizotopówJest niebezpieczne, gdy źródło promieniowania dostanie się do organizmu. Może powodować oparzenia skóry.Zwykłe szkło, cienka blacha metalowa, np. z aluminium.
Promieniowanie gammaPromieniowanie elektromagnetyczne o dużej energii i małej długości fali, jest najbardziej przenikliwe spośród alfa, beta i gamma, emitowane podczas rozszczepiania jądra izotopów.Jest bardzo groźnym czynnikiem rażenia w przypadku skażeń. Powoduje zmiany w strukturze DNA i chromosomów, może wywoływać białaczkę, nowotwory skóry i kościTarcze z metali ciężkich, np. ołowiu.
Promieniowanie rentgenowskie – XPromieniowanie elektromagnetyczne o długości fali od 0,001A do 100A, rozróżnia się promieniowanie rentgenowskie miękkie (mniej przenikliwe) i twarde (bardziej przenikliwe).Jest niebezpieczne może wywoływać białaczkę.Szkło ołowiowe. gruba blacha metalowa z ołowiu, żelaza.
Promieniowanie ultrafioletowe – UVKrótkofalowe promieniowanie elektromagnetyczne o długości fali 0,4nm – 10nm, stanowi 9% promieniowania słonecznego, niewidzialne dla oka ludzkiego, jest silnie pochłaniane przez warstwę ozonową.Dawki w normie działają pozytywnie, zabijając mikroorganizmy chorobotwórcze, inicjuje syntezę witaminy D
u ssaków, ptaków. Nadmierne dawki są szkodliwe dla zdrowia. (skóra, oczy)Filtry pochłaniające ten zakres promieniowania.
Promieniowanie widzialneCzęść promieniowania słonecznego o długości fali w zakresie 0,4-0,75?m, widzialne dla ludzkiego oka.Źródło energii decyduje o życiu na Ziemi, przebiegu procesu fotosyntezy, stymuluje procesy rozrodu i rozwoju. Warunkuje aktywność dobową i sezonową organizmów.Filtry pochłaniające dany zakres promieniowania.
Promieniowanie podczerwoneFale elektromagnetyczne o długości większej niż 0,75?m, składnik promieniowania słonecznego, niewidzialne dla oka ludzkiego, jest emitowane przez nagrzane ciałaMa duże znaczenie ekologiczne, głównie ze względu na wywoływanie efektu cieplarnianego. Wzmaga procesy produkcji biologicznej.Filtry pochłaniające ten zakres promieniowania.
Promieniowanie o wysokiej częstotliwości.Fale elektromagnetyczne o dł. fali 100 m do 1 mm. Promieniowanie tego typu jest niewyczuwalne przez zmysły człowieka. Emitowane jest przez urządzenia radio-telewizyjne, telekomunikacyjne, elektryczne i elektroniczne.Działanie negatywne w postaci efektu termicznego komórek.Blachy żelazne lub albuminowe o grubości 0,5mm oraz gęsta siatka mosiężna lub miedziana.

Skutki biologiczne promieniowania zależą jednak nie tylko od wartości energii pochłoniętej, ale również od rodzaju promieniowania. Do określania równoważnych dawek pod względem skutków biologicznych, pochodzących od różnego typu promieniowania wprowadzono biologiczny równoważnik rada – rem. Dawkę pochłoniętą wyrażoną w remach nazywa się równoważnikiem dawki pochłoniętej albo krócej dawką równoważną. Dawka śmiertelna to około 700 remów.

Nową jego jednostką (obecnie najczęściej stosowaną w różnych publikacjach – wyrażającą dawkę skuteczną) jest siwert (Sv). 1 Sv = 100 remów.

Średnia roczna dawka na świecie to 2,4 mSv na człowieka, dawka dopuszczalna nie powinna przekraczać 5 mSv na rok – dawka śmiertelna to 3 – 5 tys. mSv (czyli 3-5 Sv) na całe ciało – określana jako wskaźnik DL 50/30 (50% zgonów w ciągu 30 dni).

II. Źródła promieniowania

Przez całe życie jesteśmy narażeni na wprawdzie niezbyt intensywne, ale systematyczne oddziaływanie promieniowania na nasz organizm. Różnice w dawkach tego promieniowania zależą od miejsca pobytu i składu mineralnego gruntu oraz wysokości nad poziomem morza.

Źródła promieniowania możemy podzielić na dwa rodzaje: naturalne i sztuczne.

I. Na naturalne źródła promieniowania, emitujące tzw. promieniowanie tła, składają się:
1.Promieniowanie kosmiczne (odkryte w 1912 roku) – strumień cząstek dobiegających do zewnętrznych warstw atmosfery Ziemi z przestrzeni kosmicznej; składa się głównie z protonów, cząstek i jąder innych pierwiastków. Te zaś, zderzając się z atomami i cząsteczkami zawartymi w atmosferze, wytwarzają kaskady protonów, elektronów, pozytonów, neutrin (tzw. promieniowanie wtórne), dobiegających do powierzchni Ziemi, a także wnikających pod powierzchnię. Jego skutek to wzrost jonizacji powietrza oraz powstanie izotopów o znaczeniu biologicznym (trytu, 7Be, 14C, 22Na).
1.2.Ziemskie promieniowanie , związane z występowaniem w skorupie ziemskiej i glebie naturalnych izotopów promieniotwórczych (w dużym rozproszeniu).
2.Promieniowanie w budynkach, spowodowane użyciem nieodpowiednich materiałów budowlanych, na przykład granitów, dodawaniem do tych materiałów popiołów i żużlu z pieców hutniczych (zawierających zagęszczone ilości radioaktywnego węgla).
3.Radon (gaz szlachetny, Rn) w powietrzu, emitowany z niektórych rodzajów wód (na przykład mineralnych).
4.Radon w budynkach, wydzielany z gleby i gromadzący się w niewietrzonych pomieszczeniach (z wszystkich źródeł naturalnych daje największą dawkę promieniowania! – dlatego mieszkania bezwzględnie należy wietrzyć).
5.Radionuklidy zawarte w organizmie człowieka: 40K, 226Ra, 218Po.

II. Na sztuczne źródła promieniowania składają się:
1.Diagnostyka rentgenowska.
2.Radioterapia.
3.Opad promieniotwórczy, powstający w wyniku próbnych wybuchów jądrowych i awarii w elektrowniach nuklearnych. Szkody wyrządzane przez opad zależą od układu wiatrów i wysokości, na jaką został wyniesiony pył radioaktywny (najgroźniejsze pod tym względem są wybuchy termojądrowe). Obecnie liczba eksplozji jądrowych systematycznie maleje, podczas gdy na przykład w roku 1968 wyniosła kilkaset. Natomiast jeśli chodzi o awarie, najbardziej głośny przypadek to katastrofa elektrowni atomowej w Czarnobylu w roku 1986. Nastąpiła wtedy emisja całej ilości gazów szlachetnych, 20% lotnych w wysokiej temperaturze produktów rozszczepienia (głównie jodu i cezu) i 4% aktywności paliwa, siła skażenia odpowiadała wybuchowi 500 bomb atomowych zrzuconych na Hiroszimę. Powierzchnia skażonego terenu obejmuje 50000 km2 wokół elektrowni, skażenie będzie utrzymywać się prawdopodobnie przez około 300 lat. Polskę uchronił przed maksymalnym skażeniem układ wiatrów, który skierował dwie pierwsze fale opadu nad Skandynawię i Europę Południową. Bezpośrednio w okresie katastrofy na chorobę popromienną wg oficjalnych danych zachorowało 134 osób, zmarło – 31.
4.Telewizja – promieniowane kineskopu.
5.Loty samolotami (zwiększona ekspozycja na promieniowanie kosmiczne).
6.Używanie gazu ziemnego w gospodarstwach domowych.
7.Zanieczyszczenia w pobliżu elektrowni węglowych – obecnie elektrownie takie powodują większe radioaktywne skażenie terenu niż sprawne elektrownie jądrowe!
8.Narażenie zawodowe (pracowników naukowych, obsługi aparatów rentgenowskich).
9.Palenie papierosów, zawierających skumulowane w liściach tytoniu izotopy 210Po i 210Pb – najnowsze badania wykazały, że substancje te są wprowadzane do organizmu wraz z dymem i stanowią znaczącą przyczynę między innymi raka płuc.

Zebranie w formie diagramu źródeł promieniowania pochłanianego przez człowieka:

III. Biologiczne skutki promieniowania

Rozróżnia się bezpośrednie i pośrednie skutki pochłaniania energii promieniowania w żywych tkankach.

Wielkość skutków biologicznych zależy od wielu czynników:
1.Wielkości dawki (na przykład jednorazowa dawka większa od 0,75 Sv powoduje objawy choroby popromiennej),
2.Rodzaju promieniowania,
3.Czasu biologicznego połowicznego zaniku radioizotopu (przykładowo dla 137Cs fizyczny czas połowicznego zaniku wynosi 30 lat, natomiast biologiczny tylko około 2 lat),
4.Mocy dawki,
5.Rodzaju napromieniowanej tkanki (różne narządy i tkanki wykazują rozmaitą wrażliwość na działanie promieniowania),
6.Sposobu ekspozycji (zewnętrznej lub wewnętrznej) – skażenie wewnętrzne powoduje zdecydowanie większe szkody w organizmie,
7.Ogólnego stanu organizmu,
8.Czasu pochłaniania (dawka jednorazowa czy też kilka mniejszych),
9.Skutki promieniowania nie ujawniają się poniżej pewnej wielkości dawki – zwanej dawką progową, a międzynarodowe normy podają dopuszczalne graniczne wielkości dawek, znacznie mniejsze od progowych.

a) PROMIENIOWANIE JONIZUJĄCE

Promieniowanie jonizujące, mimo znacznych korzyści, które przynosi w takich dziedzinach życia jak energetyka jądrowa, czy medycyna, ma ujemny wpływ na organizmy żywe. Skutki biologiczne promieniowania zależą głównie od dawki oraz rodzaju tego promieniowania, którego wpływ nazywamy względną skutecznością biologiczną.

Promieniowanie, które wywołuje na poziomie komórkowym istotne zakłócenia w funkcjonowaniu komórki, włącznie z jej śmiercią, a następnie zmiany w funkcjonowaniu organów, nazywane jest deterministycznym. Wpływ tego promieniowania obserwuje się dopiero po przekroczeniu pewnej dawki promieniowania i wzrasta ono ze wzrostem dawki wyższej od progowej. Przekroczenie progu dawki powoduje śmierć tylu komórek danego organu lub tkanek, że ich dalsze normalne funkcjonowanie przestaje być możliwe. Typowymi objawami są tu oparzenia skóry, zmiany w liczbie krwinek czerwonych i białych oraz katarakty.

Dobrze znane są dziś skutki ostrego napromieniowania, tzw. skutki deterministyczne, powstałe w wyniku podania wysokiej dawki (nazywanej śmiertelną) w przeciągu paru sekund, minut, kilkudziesięciu godzin lub kilku dni. Efekty ostrego napromienienia można już wyraźnie zaobserwować w parę dni po jego zajściu. Przy wydłużeniu czasu naświetlania tą samą sumaryczną dawką, dawka śmiertelna będzie wyższa. Istotną jest więc nie tylko dawka, ale jej moc dawki, to znaczy dawka dostarczana w jednostce czasu.
Przyjmuje się, że najczęstszymi chorobami wywoływanymi promieniowaniem jonizującym są nowotwory. Sytuacja bynajmniej nie jest prosta z punktu widzenia zdobywania w pełni wiarygodnej informacji. Przede wszystkim trzeba wziąć pod uwagę, że czas utajnienia choroby nowotworowej jest na ogół długi, czasem 30-40 lat. Oznacza to, że należy prowadzić długotrwałe obserwacje zarówno narażonych, jak i odpowiedniej grupy kontrolnej. Z drugiej strony, istnieje trudność odróżnienia nowotworu wywołanego promieniowaniem od nowotworu wytworzonego z innych przyczyn. Jedyne na co można liczyć, to na pokazanie powiązania pomiędzy chorobą a konkretną przyczyną. Jednakże stwierdzone powiązanie może być przypadkowe, jeśli w badaniach nie uwzględni się istotnych czynników obciążających, a nawet zastosuje się nie najlepszą metodę analizy. Jednak, prowadząc analizę badań należy zachować ogromną ostrożność, szczególnie wtedy, jeśli wnioski w jakiś sposób przeczą dotychczasowej wiedzy, a w szczególności podstawom biologii.
Rakotwórczość promieniowania jonizującego nie różni się zasadniczo od rakotwórczości czynników chemicznych. W obu wypadkach podział komórki w wyniku działania tych dwóch czynników przyczynia się do powstania raka, na przykład tarczycy lub piersi, szczególnie u ludzi młodych.
Badania dowiodły, że u dziewcząt naświetlanych w trakcie leczenia choroby Hodgkina w okresie dojrzewania zauważono raptowne rozwijanie się i rozprzeszczenianie komórek piersi.

U dzieci poniżej 10 roku życia tarczyca jest organem najbardziej narażonym na rakotwórcze działanie promieniowania jonizującego, podczas gdy po przekroczeniu 20 roku, nawet w przypadkach stosunkowo ostrego napromieniowania, efekty rakotwórcze okazują się bardzo małe. Jest tak wskutek małej liczby podziałów komórek tarczycy w późniejszych latach życia, czyli po okresie dojrzewania, kiedy tarczyca jest bardzo aktywna.
U podstaw szkodliwego biologicznego działania promieniowania na organizmy leżą procesy jonizacji molekuł organizmu wywoływane przez promieniowanie. W wyniku tych procesów w tkankach tworzą się pary jonów stanowiących wysokie aktywne chemicznie rodniki oraz następuje uszkodzenie struktury dużych cząstek przez ich rozrywanie lub zlepianie. Prowadzi to do zakłócenia przemian biochemicznych, warunkujących prawidłowe funkcjonowanie organizmu i do zmian strukturalnych komórek. Niektóre zakłócenia mogą być poprawione dzięki autoregulacyjnym właściwościom organizmu, jeśli ich rozmiary nie są zbyt wielkie. Inne zmiany, nieodwracalne, prowadzą do zwyrodnienia lub obumarcia komórek. Czułość tkanki ludzkiej na promieniowanie jonizujące zmienia się w szerokich granicach. Najczulsze są organy krwiotwórcze i tkanki rozrodcze, najmniej czułymi są mózg i mięśnie. Jeśli ułożyć tkanki według zmniejszającej się czułości, to otrzymamy kolejno następujący szereg: tkanka limfatyczna- nabłonek jąder, szpik kostny, nabłonek żołądkowo- jelitowy, jajniki, skóra, tkanka łączna, kości, wątroba, trzustka, nerki, nerwy, mózg i mięśnie.
Uszkodzenia popromienne, ze względu na rodzaj ich następstw dzielimy na uszkodzenia somatyczne tj. wpływające na procesy odpowiedzialne za utrzymanie organizmu przy życiu oraz genetyczne tj. naruszające zdolność organizmu do prawidłowego przekazywania cech swemu potomstwu.
Typowym skutkiem poważnych uszkodzeń somatycznych jest ostra choroba popromienna. Składają się na nią m.in. mdłości, bóle i zawroty głowy, ogólne osłabienia, zmiany we krwi, a następnie biegunki, czasami krwawe z powodu owrzodzeń jelit, skłonności do krwawych wybroczyn w tkankach, niedokrwistość, wrzodziejące zapalenie gardła, obniżenie odporności organizmu i wypadanie włosów. W zależności od stopnia uszkodzeń choroba popromienna może zakończyć się śmiercią lub przejść w fazę przewlekłą ze stopniowym wyniszczeniem organizmu zakończonym najczęściej białaczką lub anemią aplastyczną i ostatecznie śmiercią. W wypadku mniejszych uszkodzeń jest szansa na powrót do zdrowia. Możemy pomóc organizmowi poprzez przeszczep szpiku kostnego. Jednakże nawet po bardzo słabych objawach choroby popromiennej mogą po wielu latach wystąpić tzw. skutki opóźnione. Są to:
- przedwczesne starzenie
- skrócenie życia
- niedokrwistość
- białaczka
- nowotwory
- zaćma
Uszkodzenia genetyczne polegają na zmianie struktury chromosomów wchodzących w skład komórek rozrodczych. Ich następstwem są mutację przejawiające się w zmianie dziedziczonych przez potomstwo cech ustroju. Uszkodzenia chromosomów, a właściwie zmiany w składających się na nie genach, są kopiowane przez następne generację komórek. Zmieniony nieprawidłowy kod genetyczny może być tak samo stabilny i czynny jak jego poprawny odpowiednik. Powoduje to różnego rodzaju wady dziedziczne potomstwa w kolejnych pokoleniach. Wpływ promieniowania jonizującego na organizmy żywe jest w naturalny sposób związany z oddziaływaniem tego promieniowania na komórki. Ma on charakter statystyczny: ten sam rodzaj promieniowania i taka sama dawka w komórce za każdym razem może wywołać inną reakcję lub też brak jakiejkolwiek reakcji. Jednakże im więcej promieniowania dotrze do komórki, tym prawdopodobieństwo pojawienia się efektu promieniowania wzrasta. Jeśli promieniowanie dotrze do cząsteczek istotnych z punktu widzenia funkcji życiowych, jak np. cząsteczki DNA, uszkodzenie komórki będzie z reguły większe niż w przypadku, gdy będzie oddziaływało z mniej istotnymi cząsteczkami, jak np. cząsteczki wody. Najbardziej podatne na wpływ promieniowania są te komórki, które się szybko rozmnażają. Komórki mają pewną zdolność regeneracji uszkodzeń. Jednak, jeśli komórka podzieli się zanim zdoła zregenerować swe uszkodzenia popromienne, nowe komórki mogą nie być identycznymi kopiami komórki wyjściowej.
W kontakcie żywej komórki z promieniowaniem jonizującym możemy mieć do czynienia z czterema różnymi efektami:
1. Zniszczenie komórki jest tak duże, że nie będzie ona w stanie pełnić swych dotychczasowych funkcji, z czym wiąże się jej śmierć
2. Komórka, choć żywa, traci swą zdolność do reprodukcji, co prowadzi do opóźnionej śmierci komórki bez uprzedniego powielenia się
3. Kod DNA zostanie uszkodzony w ten sposób, że powstające kopie komórek będą się różnić od komórki pierwotnej, czego skutkiem będą liczne mutacje prowadzące do chorób ujawnionych dopiero u potomstwa
4. Promieniowanie może nie mieć wpływu na komórkę.

Promieniowanie jest więc bardzo negatywnym czynnikiem, ponieważ prawie każda jego dawka wywołuje jakieś efekty. To właśnie te dawki są generowane po wybuchu bomby atomowej, lub elektrowni jądrowej, takiej jak w Czarnobylu.
Dlatego też nie powinniśmy lekceważyć ryzyka związanego z promieniowaniem jonizującym, ponieważ każda katastrofa, czy to będzie wybuch bomby atomowej, czy elektrowni, wiąże się ze śmiercią tysięcy, a nawet milionów ludzi, oraz przynosi ogromne straty dla świata roślin i zwierząt, który nas otacza.

Tab. Współczynniki ryzyka powstania śmiertelnego nowotworu w różnych tkankach w obszarze małych dawek promieniowania

Tkanka lub narządWspółczynnik ryzyka w %
Pęcherz0,3
Szpik kostny (białaczka)0,5
Powierzchnia kości0,05
Gruczoły piersiowe0,2
Jelito grube0,85
Wątroba0,15
Płuca0,85
Przełyk0,3
Jajniki0,1
Skóra0,02
Żołądek1,1
Tarczyca0,08
Inne0,5
RAZEM5,00

Prawdopodobne skutki napromieniowania
Dawka w remach
(całe ciało)Skutki natychmiastoweSkutki opóźnione
Ponad 1000Natychmiastowa śmierć, “upieczony mózg”.-
600-1000Słabość, mdłości, wymioty i rozwolnienie, po czym pozorna poprawa. Po kilku dniach – gorączka, rozwolnienie, krwawienie z jelit, krwotok z krtani, tchawicy, oskrzeli lub płuc, wymioty krwią i krew w moczu.Śmierć w ciągu ok. 10 dni. Sekcje zwłok wykazują zniszczenia tkanek krwiotwórczych (w tym szpiku kostnego, węzłów chłonnych i śledziony), napęcznienie i degeneracja komórek nabłonka w jelitach, narządach rozrodczych i gruczołach wydzielania wewnętrznego.
250-600Mdłości, wymioty i rozwolnienie, utrata włosów, osłabienie, złe samopoczucie, wymioty krwią, krew w kale lub moczu, krwawienie z nosa, krwawienie z dziąseł i, krwawienie podskórne, gorączka, zapalenie gardła i żołądka oraz anomalne miesiączkowanie. Wyraźne zniszczenie szpiku kostnego, węzłów chłonnych i śledziony powoduje zmniejszenie ilości ciałek krwi, szczególnie granulocytów i trombocytów.Zanik gruczołów wydzielania wewnętrznego wskutek promieniowania, włącznie z przysadkowym, tarczycowym i nadnerczowym.
3 – 5 tygodni po napromieniowaniu, na skutek m.in. niedoboru leukocytów, do 50 % wzrasta śmiertelność.
Przeżywający dostają bliznowców, zaburzeń wzroku, nienormalności krwi (dyscrasis), złośliwych nowotworów i zaburzeń psychiczno-neurologicznych.
150-250Mdłości i wymioty 1. dnia. Rozwolnienie i możliwe oparzenia skóry. Potem pozorna poprawa w ciągu 2 tygodni. Poronienia, śmierć zarodka lub płodu.Objawy złego samopoczucia (j.w.). Osoby o złym zdrowiu przed napromieniowaniem lub te z poważnym uprzednim zapaleniem mogą nie przeżyć.
Zdrowi dorośli powracają do stanu normalnego po ok. 3 miesiącach, ale mogą mieć trwale uszkodzone zdrowie, dostać raka lub niezłośliwych nowotworów i żyć krócej. Skutki genetyczne i uszkodzenia zarodka lub płodu.
50-150Ostra choroba popromienna i oparzenia, ale lżejsze niż przy większej dawce. Poronienia, narodziny martwych płodów.Mniej ostre uszkodzenia tkanki. Zmniejszenie ilości limfocytów i neutrofilów tymczasowo pozostawia osobnika bardzo podatnym na zakażenie. Możliwe uszkodzenia genetyczne w potomstwie, łagodne lub złośliwe nowotwory, przedwczesne starzenie się, skrócone życie. Skutki genetyczne i uszkodzenia zarodka lub płodu.
10-50Większość osób doznaje niewielkich lub żadnych bezpośrednich skutków. Czułe osoby mogą dostać choroby popromiennej.Skutki przejściowe w limfocytach i neutrofilach. Przedwczesne starzenie się, skutki genetyczne i niewielkie ryzyko wystąpienia nowotworów.
0-10-Przedwczesne starzenie się, łagodne mutacje w potomstwie, niewielkie ryzyko wystąpienia nowotworów. Skutki genetyczne, uszkodzenia zarodka lub płodu.
dr Rosalie Bertell
© tłum. Piotr Bein

b) PROMIENIOWANIE NIEJONIZUJĄCE
Promieniowanie niejonizujące uważa się obecnie za jedno z poważniejszych zanieczyszczeń środowiska. Promieniowanie to powstaje w wyniku działania zespołów sieci i urządzeń elektrycznych w pracy, w domu, urządzeń elektromedycznych do badań diagnostycznych i zabiegów fizykochemicznych, stacji nadawczych, urządzeń energetycznych, telekomunikacyjnych, radiolokacyjnych i radionawigacyjnych. Negatywny wpływ energii elektromagnetycznej przejawia się tak zwanym efektem termicznym, co może powodować zmiany biologiczne (Np. zmianę właściwości koloidalnych w tkankach), a nawet doprowadzić do śmierci termicznej. Pole elektromagnetyczne wytwarzane przez silne źródło niekorzystnie zmienia warunki bytowania człowieka, wpływa na przebieg procesów życiowych. Może powodować wystąpienie zaburzeń funkcji ośrodkowego układu nerwowego, układów: rozrodczego, hormonalnego, krwionośnego oraz narządów słuchu i wzroku. Ludzie pracujący w obrębie działania takiego pola są szczególnie podatni, co potwierdzają badania lekarskie, na “chorobę radiofalową” zwaną także “chorobą mikrofalową”. Zespól ten charakteryzuje się następującymi objawami:
1.Pieczenia pod powiekami i łzawienie.
2.Bóle głowy.
3.Drażliwość nerwowa.
4.Wypadanie włosów.
5.Suchość skóry.
6.Oczopląs.
7.Impotencja płciowa.
8.Zaburzenia błędnika.
9.Osłabienie popędu płciowego.
10.Arytmia serca.
11.Objawy nerwicowe.
Obecność pól elektromagnetycznych ma wpływ nie tylko na człowieka lecz także na pozostałą część ożywionej natury. U roślin obserwuje się opóźniony wzrost i zmiany w budowie zewnętrznej, u zwierząt natomiast zaburzenia neurologiczne, nieprawidłowości w funkcjonowaniu układu krążenia, zakłócenia wzrostu, żywotności i płodności.

I. Pozytywne skutki promieniowanie i jego zastosowanie w medycznie

Promieniowanie jonizujące jest nieodłącznym składnikiem naszego środowiska naturalnego i towarzyszyło życiu biologicznemu na Ziemi zawsze.
Istnieją publikacje dowodzące, że małe dawki promieniowania jonizującego mają skutek pozytywny, w tym sensie, że w populacji poddanej lekkiemu napromieniowaniu ze źródeł
naturalnych, nieco mniej osób zapada na nowotwory niż w populacji nie napromieniowanej.

Promieniowanie jest jednym z generatorów nowych mutacji, z których niektóre mogą okazać się cenne dla przyszłych pokoleń.

Wpływ promieniowania jonizującego na inne niż człowiek organizmy żywe badany był w wielu ośrodkach. Chodziło głównie o stwierdzenie przeżywalności różnych organizmów przy bardzo dużych dawkach i generacje zmian genetycznych, np. dla otrzymywania nowych odmian roślin.

Niszczące działanie promieniowania jądrowego jest wykorzystywane w terapii nowotworowej.

Promieniowanie jonizujące ma zastosowanie w rentgenowskich badaniach medycznych

Rodzaj badania Dawka
(mSv)
Prześwietlenia:
klatka piersiowa
czaszka
przewód pokarmowy
Badanie izotopowe:
tarczyca
serce
nerki
0,06
0,20
2,45

5,9
7,1
3,1
Dawki pochłaniane w badaniach medycznych.

W ciągu 70 lat życia średnia życiowa dawki naturalna promieniowania wynosi 168 mSv. W niektórych regionach świata dawka znacznie odbiega od średniej, w Norwegii średnia dawka życiowa wynosi 365 mSv (w niektórych Regionach Norwegii 1500 mSv), w Finlandii 525 mSv, w stanie Kerala w Indiach 2000 mSv, w Iranie poziom promieniowania naturalnego przekracza 3000 mSv w ciągu 70 lat, a w mieście Ramsar grupa mieszkańców otrzymuje średnią naturalną dawkę życiową promieniowania wynoszącą17000 mSv. Jednakże mieszkańcy ci nie wykazują zwiększonej zachorowalności na nowotwory i inne dolegliwości, a niektórzy osiągnęli wiek 110 lat –(hipoteza hormezy radiacyjnej).

Bibliografia:

http://znik.wbc.lublin.pl/Minerały/promieniotworczosc/dyzometria_jednostki.html#Skutki

http://www.fizyka.sciaga.biz/jadrowa/promieniotworczosc.html

http://www.republika.pl/biosorcerer/computer/radiation.html

http://prace.sciaga.pl/katalog/26.html

http://www.zb.eco.pl/zb/172/promien.html

Posted in Referaty | Leave a comment

Wpływ procesów wytwarzania energi na środowisko przyrodnicze

Trudno w dzisiejszych czasach wyobrazić sobie życie bez użytkowania energii elektrycznej. Energia ta jest nam tak samo potrzebna jak woda i powietrze. Samo słowo energia pochodzi z języka greckiego i oznacza działalność. Dlatego aby funkcjonował współczesny świat, aby mogły działać wszystkie maszyny, fabryki i człowiek mógł spokojnie i wygodnie żyć, potrzebna jest ogromna ilość energii. Jej postać, forma czy wykorzystanie może być różne, ale przede wszystkim potrzebujemy jej przy produkcji przemysłowej, transporcie, ogrzewaniu domostw czy oświetleniu. Początkowo dostarczało nam ją środowisko w postaci zasobów naturalnych nieprzetworzonych opału i paliw np. drewna, węgla brunatnego, kamiennego, ropy naftowej czy gazu. Większość energii dostarczają nam także surowce energetyczne: ropa naftowa, gaz ziemny i węgiel. Wyróżniamy kilka rodzajów energii: pierwotna, słoneczna, wiatrowa, wodna, energia pływów morskich i ciepła oceanów, geotermiczna. Energia pierwotna to tzw. odnawialne źródła energii i energia geotermalna. Do tych źródeł należą: energia wodna, słoneczna, wiatrowa, energia pływów i ciepła oceanów i biomasa.
Najwięcej energii wytwarza się z węgla, ale jest on również największym źródłem zanieczyszczeń atmosfery. Powoduje skażenia wód gruntowych i ekosystemu oraz zmiany w użytkowaniu ziem. Zużycie tlenu i emisja CO2 powoduje tzw. efekt cieplarniany czyli zmiany klimatu, zakwaszanie jezior i degradację lasów. W kopalniach węgla dochodzi do wypadków, a górnicy narażeni są na pylicę płuc. Chorobę spowodowaną przez długotrwałe wdychanie pyłów kopalnianych.
Biomasa należy do najprostszych metod otrzymywania energii. Otrzymuje się ją z drzew, roślin i odpadów organicznych. Gospodarstwa rolne mogą wykorzystywać odpady do wytwarzania metanu, a potem spalając go, ogrzewać pomieszczenia.
Ropa naftowa to główne źródło energii w transporcie. Podczas przewozu ropy czasami dochodzi do katastrof, które wyrządzają duże szkody w środowisku naturalnym oraz skażenia wód i zanieczyszczenia fauny i flory. Ropę naftową wydobywa się dopiero od 100 lat, przy czym w ostatnich czasach jej zużycie znacznie wzrosło i szacuje się, że za kilkadziesiąt lat może jej zabraknąć. Jej eksploatacja jest nie tylko bardzo kosztowna, ale niesie także za sobą wielkie niebezpieczeństwa dla środowiska.
Gaz ziemny jest najmniej szkodliwy spośród paliw kopalnych. W wyniku jego spalania powstaje dużo mniej substancji szkodliwych niż w procesie spalania ropy, emituje też dwukrotnie mniej CO2 niż węgiel.
Kiedy paliwa kopalniane są spalane, zanieczyszczają powietrze, bo wydzielają wtedy szkodliwe dla człowieka dymy, gazy i pyły. Ponieważ węgiel zanieczyszczony jest siarką, w wyniku jego spalania oprócz dwutlenku węgla, powstaje również dwutlenek siarki, który jest szkodliwy, bo reaguje z wodą i w postaci opadów atmosferycznych spada na ziemię jako tzw. Kwaśny deszcz, który powoduje między innymi korozję metali, niszczy też świat organiczny.
Przyszłością energetyki jest tzw. Energia jądrowa, pochodząca z rozszczepienia jąder atomowych uranu. Stanowi ona główne źródło energii całego wszechświata. Wykorzystuje energię zawartą w jądrach atomów. W niektórych bowiem bardzo ciężkich atomach jądro może być rozbite na dwie mniejsze cząstki. W tym procesie rozszczepiania jądra wyzwala się ogromna ilość ciepła, które można użyć w elektrowni jądrowej do pozyskiwania energii elektrycznej. Niestety, po wytworzeniu energii jądrowej pozostają radioaktywne odpady, które są niebezpieczne dla zdrowia istot żywych, odpady te muszą być odpowiednio składowane przez dziesiątki tysięcy lat. Wytwarzanie energii w elektrowniach jądrowych nie powoduje emisji szkodliwych gazów do atmosfery. Największe promieniowanie występuje wewnątrz reaktora, dlatego istotne jest, aby osłony ze specjalnych materiałów były stale kontrolowane. Niebezpieczeństwo skażenia jest tylko w przypadkach awarii. Zniszczenia po takich eksplozjach są bardzo wielkie i trwałe. Jak miało to miejsce w 1986 r. w Czarnobylu na Ukrainie. Dużym problemem są też odpady promieniotwórcze, na których składowanie brakuje miejsca.
Dane statystyczne wskazują, że aż około 90% produkowanej na świecie energii elektrycznej wytwarza się przy użyciu paliw kopalnianych i przemian jądrowych. Dlatego człowiek powinien w pełni wykorzystać inne, przyjazne dla środowiska przyrodniczego źródła energii, których nie brakuje na naszej planecie. Są to m.in. słońce, woda, wiatr i niektóre rośliny.
Woda ma olbrzymie zasoby energii. Płynie ona zawsze z miejsca położonego wyżej do leżącego niżej. Taki jej ruch może być wykorzystywany do wytwarzania energii, przy czym może to być zarówno spokojny bieg rzeki, jak i gwałtowne spadanie wody z dużej wysokości, na przykład w wodospadzie czy zaporze. Już około 2000 lat temu wykorzystywano siłę przepływającej wody, np. w młynach, do obracania kół młyńskich. W tym celu wody strumieni lub rzek kierowano na koła bezpośrednio połączone z młynem. Woda spadała na koło młyńskie z góry i napędzała je swoją energią potencjalną. Do wytwarzania energii wykorzystuje się także nieustanny ruch fal morskich i przypływów. W przeciwieństwie bowiem do wielu innych źródeł energii woda nigdy się nie wyczerpuje i zawsze będziemy mieli na Ziemi tanią dostawę poruszającej się wody.
Na podstawie wyników badań zasobów energii wodnej szacuje się ich potencjalną moc na 3 TW, z czego wykorzystuje się około jednej dziesiątej. Pobieranie takiej mocy wymagałoby jednak zalania dużych, niżej położonych obszarów żyznych gruntów i spowodowałoby zniszczenie środowiska naturalnego. Ale żadna z analiz nie obejmowała licznych, rozsianych po świecie miejsc nadających się do budowy małych elektrownii wodnych. Takie małe elektrownie wodne mają szanse powodzenia zwłaszcza w krajach rozwijających się, a także w wielu innych państwach. Dziś w elektrowniach wodnych przetwarza się energię mechaniczną, która przesyła się przez energię mechaniczną wody na energię elektryczną, która przesyła się przez sieć elektryczną. Energia wód ma wiele cech dodatnich, m. in. z jej użytkowaniem nie wiążą się problemy magazynowania energii. Wprost przeciwnie użycie zapór jako urządzenia magazynującego energię może być najskuteczniejszym sposobem wypełnienia przerw w dostarczaniu energii przez inne źródła słonecznej. Ponadto hydroelektrownie mają wielką wydajność wynoszącą 85% lub więcej.
Pływy morskie i oceaniczne powstają dzięki przyciąganiu Księżyca i Słońca, przy czym znacznie większa jest siła grawitacji Księżyca, w wyniku tego przyciągania tworzą się dwa wały pływowe, z których jeden jest zwrócony do Księżyca, a drugi równoważący powstaje po przeciwnej stronie Ziemi. W skutek obrotu Ziemi wokół jej osi te spiętrzenia wody przesuwają się i powodują przy wybrzeżu dwa przypływy i dwa odpływy w ciągu każdej doby. W rzeczywistości obraz ten jest trochę bardziej skomplikowany przez oddziaływanie Słońca i nieregularny kształt Ziemi. Wysokość wspomnianych spiętrzeń wody nie jest wszędzie jednakowa. Na otwartym oceanie rzadko przekracza metr, natomiast w szelfie osiąga nawet 20m. Z ruchem tak olbrzymiej masy wody jest oczywiście związana energia, która w sumie wynosi około 2,4 . 104 TWh.
Uzyskane doświadczenia z już istniejących elektrowni wykorzystujących energię pływów wskazują jednak, że elektrownie takie powinny być budowane w miejscach, w których wysokość pływów nie jest mniejsza niż 5 m. Musi się tam jeszcze znajdować odpowiednia zatoka lub lejkowate ujście rzeki, gdzie można zbudować tamę. Takie warunki istnieją jedynie w 30 miejscach na świecie.
Aktualnie wykorzystuje się energię pływów morskich, fal morskich oraz energię cieplną mórz. Przewiduje się wykorzystanie energii prądów morskich. Największa na świecie elektrownia pływowa, uruchomiona w 1967 r., pracuje we Francji przy ujściu rzeki La Rance do Kanału La Manche (k. Saint-Malo). Elektrownie wykorzystujące pływy morskie pracują także w Kanadzie, Chinach i Rosji. Projektowane są w Wielkiej Brytanii, Korei Południowej i w Indiach. Elektrownie wykorzystujące energię fal morskich, napędzających turbiny wodne, pracują np. na norweskiej wyspie Toftestallen k. Bergen, , oraz na wyspie Islay u wybrzeży Szwecji. Energię uzyskuje się też przez wykorzystanie różnicy temperatury wody oceanicznej na powierzchni i w głębi oceanu. Najlepsze warunki do tego celu istnieją na oceanicznych obszarach równikowych Wykorzystanie tej różnicy temperatury odbywa się przy zastosowaniu amoniaku, freonu lub propanu, który paruje w temperaturze wody powierzchniowej i jest skraplany za pomocą wody czerpanej z głębokości 300-500 m. Cała instalacja, wraz z generatorem, znajduje się na pływającej platformie i nosi nazwę elektrowni maretermicznej. Energia elektryczna jest przesyłana na ląd kablem podmorskim.
Energia wiatru była w przeszłości najczęściej wykorzystywana do lokalnych celów gospodarczych. Wiatrem napędzano mechanizmy młynów zbożowych i tartaków. W szczególny sposób wykorzystywano energię wiatru w Holandii, gdzie pracowały liczne pompy wodne służące do ciągłego odwadniania nadmorskich polderów. Od tysięcy lat energia wiatru w wiatrakach była wykorzystywana do pompowania wody lub mielenia ziarna. Za pomocą energii wiatru napełniano kanały nawadniające pola. Współcześnie elektrownie wiatrowe nie służą do wytwarzanie energii mechanicznej, lecz do „produkcji” energii elektrycznej. Podstawową rolę w tych elektrowniach pełnią najrozmaitszych kształtów gigantyczne wiatraki, które napędzają generatory prądu, kierując w ten sposób powstały prąd bezpośrednio do sieci lub akumulują go w akumulatorach na okres, gdy siła wiatru bardzo osłabnie.
Energia słoneczna, tzw. solarna, jest najbezpieczniejsza ze wszystkich źródeł energii. Jest ogromna, ale bardzo rozproszona. By wytworzyć z niej energię elektryczną buduje się ogniwa solarne. Ogniwo solarne to płaska płytka składająca się z dwóch cienkich warstw. Padające na nią promienie słoneczne powodują powstanie prądu elektrycznego przesyłanego do obwodów elektrycznych lub akumulatorów.
Elektrownie słoneczne odznaczają się wysokimi kosztami eksploatacyjnymi, co powoduje, że większe nadzieje wiąże się z wykorzystaniem energii słonecznej w małych instalacjach, do produkcji ciepłej wody. Kolektory słoneczne umieszczone na dachu domu umożliwiają ogrzanie wody do 40°C, co przy ogrzewaniu podłogowym wystarcza do ogrzania całego domu. Za pomącą kolektorów słonecznych można również wytwarzać energię elektryczną.
Jako potencjalne źródło energii wymienia się także powierzchniową warstwę Ziemi. Energia pochodząca z tego źródła nazywana jest geotermiczną. Biorąc pod uwagę rozmiary ziemi możemy wnioskować, że zawiera ona ogromne ilości energii cieplnej. Część tej energii dochodzi do powierzchni Ziemi dzięki cieplnemu przewodnictwu skał oraz w niewielu miejscach – na skutek wypływu na powierzchnię gorących źródeł. Z powierzchni Ziemi ciepło to przechodzi następnie do atmosfery, przy czym ilość odpływającej masy wynosi aż 32,3 TW. Ogólna ilość odpływającego ciepła jest więc bardzo duża, ale energia ta jest bardzo rozproszona. Mimo utraty ciepła Ziemia nie oziębia się, ponieważ stale dochodzi nowe ciepło z rozpadu atomów promieniotwórczych, które znajdują się w całej jej objętości. Energia geotermiczna może być wykorzystywana m. in. w dwóch następujących przypadkach. Pierwszy wiąże się z występowaniem w wielu rejonach wulkanicznych niezwykle gorących skał znajdujących się blisko powierzchni Ziemi. Wówczas niepotrzebne są głębokie wiercenia ani też zakładanie dużych ładunków wybuchowych, by stworzyć zadowalający sztuczny układ cyrkulacyjny dla krążącej wody. W drugim przypadku wykorzystuje się porowate, gorące skały rozmieszczone na głębokościach nie większych niż 3 km. Przepuszczają one wodę, a zatem stanowią coś w rodzaju zbiornika gorącej wody. Tę gorącą wodę i parę odprowadza się przez otwory wiertnicze i używa do wytwarzania energii elektrycznej.
Bardzo korzystna dla środowiska przyrodniczego jest energia uzyskiwana z odnawialnych surowców pochodzenia roślinnego, tzw. Bioenergia. Pochodzi ona głównie z roślin i odchodów zwierzęcych.
Również rośliny stanowią źródło energii, nie tylko służąc za pożywienie, ale również jako źródło biogazu, zaś hodowla wodorostów daje możliwość wykorzystywania ogromnych powierzchni wód
Produkcja energii i jej wykorzystywanie wpływa na podniesienie poziomu naszego życia, ale jednocześnie powoduje degradację i niszczenie środowiska naturalnego. Energia jest niezbędna by zaspokoić nasze potrzeby i realizować pragnienia.

Posted in Uncategorized | Leave a comment

Wpływ pola magnetycznego na: ludzi, ptaki, owady, żółwie, ryby oraz na rośliny i zorze polarne.

Wiadomo bowiem, że Ziemia wytwarza swoje pole magnetyczne oraz że nawet najmniejsza cząstka organizmu żywego tworzy takie pole. Dzięki niemu, nasz organizm funkcjonuje poprawnie, możliwy jest przepływ krwi, prawidłowo przebiega metabolizm. pole magnetyczne wpływa na organizm człowieka. Powoduje wzbudzanie atomów i cząsteczek, a także duże zmiany na poziomie atomowym. Zwiększa aktywność cząsteczek i przyspiesza metabolizm komórek. Poza tym rozszerza naczynia krwionośne, zmniejsza krzepliwość krwi oraz zdolność płytek krwi do zlepiania się i zwiększa wychwytywanie tlenu. Łatwo więc można stwierdzić, iż w razie braku owego pola magnetycznego, nasz organizm oraz inne organizmy żywe, miałby poważne kłopoty z poprawnym funkcjonowaniem.
Stwierdzono również, że różne działanie mają różne bieguny. I tak pole magnetyczne o biegunie ujemnym (północnym), wpływa korzystnie, a pole magnetyczne o odwrotnym biegunie (dodatnim – biegun południowy), ma złe działanie na organizmy żywe – zmniejsza wychwytywanie tlenu oraz powoduje zakwaszanie tkanek.
Każda komórka, tkanka, narząd naszego organizmu wytwarza pole elektromagnetyczne, które jest w harmonii z polem magnetycznym Ziemi i z oddziaływaniem z kosmosu. Dzięki naszym wewnętrznym siłom może płynąć krew w żyłach i tętnicach. Przemieszczają się jony w płynach zewnątrz i wewnątrzkomórkowych, prawidłowo przebiega proces przemiany materii. Jednak zdrowy organizm korzystający z naturalnego pola magnetycznego Ziemi – to przeszłość. Dziś pole magnetyczne naszej planety zaburzone jest ogromną liczbą sztucznych pól wytwarzanych przez urządzenia zasilane prądem ( tzw. smog elektromagnetyczny). Zakłóca on nasze biopole i komórki przestają normalnie funkcjonować. Z coraz większym trudem utrzymują wewnętrzną równowagę biologiczną (homeostazę). Zaburzenia w środowisku wewnętrznym człowieka powoduje spadek energii życiowej, gorsze przyswajanie składników odżywczych, upośledzenie procesów metabolicznych. Skutkiem tego jest wystąpienie chorób. Możemy o nie obwiniać także technikę, ale też dzięki niej możemy szukać ratunku. Magnetostymulacja pojawiła się w latach 90. Polega na oddziaływaniu na organizm zmiennym polem magnetycznym o niewielkiej energii i natężeniu mieszczącym się w granicach pola ziemskiego. Wspomaga ona naturalną zdolność organizmu do regeneracji, zmniejsza skutki zaburzeń związanych ze złym wpływem stresu, stylu życia i skażonego środowiska. Pole elektromagnetyczne odpowiednio dozowane zmienia przepuszczalność błony komórkowej. Na błonie komórki istnieje różnica potencjałów elektrycznych, dzięki, której możliwa jest wymiana jonów. Tylko przy prawidłowej różnicy komórka funkcjonuje sprawnie, przyswajając potrzebne substancje: tlen, sole mineralne i wydala substancje odpadowe. Zaburzenia tej różnicy zmienia pole elektromagnetyczne komórki. Magnetostymulacja sprawia, że magnetyczne pole naszych komórek wracają do wartości prawidłowych.

Wpływ na: ptaki, owady, żółwie, pstrągi.

Niektóre gatunki zwierząt, zwłaszcza ptaków i pszczół, mają „zmysł magnetyczny”. Posiadają one narząd, podobny w budowie do błędnika, ale zawierający naturalnie namagnesowane drobiny, pozwalające na odnajdywanie kierunków świata za pomocą ziemskiego pola magnetycznego. Ale każdego roku pozycja magnetycznego bieguna nieco się zmienia. Wobec tego same sygnały magnetyczne nie są dla ptaków wiarygodne – zwłaszcza na dużych szerokościach geograficznych. Okazało się, ptaki sobie doskonale z tym radzą, co potwierdziły ostatnie badania. Najprawdopodobniej poprawiają swoje wewnętrzne kompasy na podstawie zachodów Słońca. Codziennie “resetują” własne systemy nawigacji, porównując kierunek Słońca z wyczuwanym przez siebie polem magnetycznym. Oto opis doświadczenia: W czasie migracji na północ schwytano drozdy, po czym uwolniono je o zmroku, aby normalnie kontynuowały podróż. Jednak tuż przed samym wylotem umieszczono je w sztucznym polu magnetycznym, zorientowanym w inny sposób niż pole naturalne. Następnie przez sześć dni śledzono szlak ich lotu dzięki małym nadajnikom radiowym. Okazało się, że pierwszej nocy drozdy skierowały się na zachód – najwyraźniej zmylone sztucznym polem magnetycznym. W kolejne noce zdołały jednak naprawić błąd i leciały na północ, w normalnym kierunku. Powyżej nozdrzy ptaka znaleziono prawdopodobne miejsce odbioru pola magnetycznego. Jego receptorami mogłyby być znajdujące się tam kryształki magnetytu. W ostatnich miesiącach doniesiono też o odkryciu specyficznej reakcji chemicznej, zależnej od słabego pola magnetycznego. Reakcji tej ulega receptor niebieskiej składowej światła widzialnego, czyli tzw. kryptochrom. Znajduje się on w obrębie nerwu wzrokowego ptaka. Autorzy niedawnego odkrycia sugerują, że ptaki mogłyby w niewyjaśniony dotąd sposób “widzieć” pole magnetyczne Ziemi, tak jak my widzimy obrazy świetlne.
Żółwie morskie migrują tysiące kilometrów po otwartym oceanie, dążąc do miejsc lęgu i żerowania. Kierują się w swoich migracjach swoistą “mapą” magnetyczną. Jak ostatnio wykazano jest to umiejętność ustalania pozycji geograficznej na podstawie subtelnych zmian pola magnetycznego Ziemi, podobnej w działaniu do GPS. Na podstawie informacji uzyskanych z pola magnetycznego mogą stwierdzić, gdzie są w stosunku do swojego celu wędrówki. Jest to znacznie bardziej złożone wykorzystanie pola niż proste posługiwanie się wskazującym kierunek kompasem magnetycznym.
W wyniku prowadzonych od wielu lat badań nad wpływem pól magnetycznych na organizmy ryb, udało się ustalić m.in., że pole magnetyczne wykazuje znaczący i różnoraki wpływ na zachowanie się gamet (jaja i plemniki), rozwój i przejawy funkcji życiowych zarodków i larw ryb, a w tym wymianę wodną i gazową, motorykę układu krążenia, oraz ich orientację przestrzenną.
Podstawą zmysłu magnetycznego u pstrąga z gatunku Oncorhynchus mykiss, są specyficzne receptory oraz drogi sensoryczne. Rolę magnetycznych “czujników” spełniają, jak się okazuje, niektóre komórki nabłonka węchowego, a o ich nietypowej roli receptorowej decydują upakowane we wnętrzu drobinki minerału magnetytu. Badacze wykazali ponadto, że pstrągi, choć wydają się zupełnie niewrażliwe na kierunek pola, uczą się zauważać nawet małe różnice w jego sile.

Wpływ pola na rośliny.

Podczas wegetacji roślin obserwować można szereg skomplikowanych procesów fizycznych, chemicznych i elektrochemicznych. Dzieje się tak dlatego, iż materiałem budulcowym wszystkich organizmów są substancje mineralne i organiczne posiadające, w przeważającej części, budowę polarną, co szczególnie w obecności dipoli cząstek wody (w przyrodzie główny rozpuszczalnik) określa właściwości magnetyczne tych substancji. Wynika z tego, że oddziaływanie zewnętrznego, stałego pola magnetycznego może wpływać na prędkość i kierunek przemieszczania się spolaryzowanych cząstek substancji, co w konsekwencji może decydować o tempie i kierunku wielu procesów życiowych odbywających się w roślinach.

Wpływ na zorze polarne.

Wyróżnia się bogactwem barw i form, zaś przyczyną tego pięknego zjawiska jest Słońce, które emituje światło nie tylko w postaci fal elektromagnetycznych, ale również wolnych elektronów i jąder atomu wodoru. Zostają one rozproszone w przestrzeni kosmicznej, a gdy zbliżają się do Ziemi, wówczas pod wpływem jej pola magnetycznego koncentrują się w postaci pierścieni wokół obu biegunów (na północno-zachodniej Grenlandii i na Antarktydzie). Podczas przechodzenia przez atmosferę ziemską atomy i cząsteczki powietrza ulegają pobudzeniu i świecą.

Pole magnetyczne może źle wpływać na samopoczucie oraz doprowadzać do chorób lub zaburzenia gospodarki wewnętrznej naszego ciała, wywołując:

• zaburzenia snu,
• bóle głowy,
• brak możliwości skupienia,
• pogorszenie wzroku,
• zmiana ciśnienia krwi,
• zmęczenie nieadekwatne do wysiłku (objaw często występujący u dzieci i młodzieży),
• zmiany obrazu krwi (zachwianie stosunku białych i czerwonych ciałek krwi),
• zmiany poziomu hormonów,
• rozregulowanie cyklu menstruacyjnego,
• możliwość częstszych poronień.

Zastosowania przemysłowe pól magnetycznych:
·zjawiska zachodzące w cieczach pod wpływem pola magnetycznego – magnetyzery do wody i paliw,
·sensory wykorzystujące zmiany przewodności magnetycznej materiałów,
·wpływ pola magnetycznego na wegetację roślin,
·regeneracja olejów przemysłowych polem magnetycznym,
·wpływ zewnętrznego pola magnetycznego na znane operacje technologiczne (synteza, polimeryzacja, zagęszczanie itp.),

Posted in Referaty | Leave a comment