Экзамен / Ответы на вопросы / 42.Лабораторная работа «Сравнение тепловых эффектов электромагнитного поля УВЧ- и СВЧ-

Вопрос №42

ЛР: «Сравнение тепловых эффектов электромагнитного поля УВЧ- и СВЧ-диапазонов в проводнике и диэлектрике».

Нагревание живых тканей, помещенных между электродами аппарата УВЧ-терапии, обусловлено током смещения, который возникает в тканях под действием электрического тока. Тепло выделяется в диэлектрических компонентах тканей, тогда как проводники нагреваются слабо.

Тепловой эффект СВЧ-терапии связан с током смещения, в основе которого лежат колебания молекул воды. Наибольшее выделения тепла происходит в тканях и органах, богатых водой.

УВЧ:

Модель проводника- физ. Раствор, модель диэлектрика-касторовое масло.

Две одинаковые кюветы помещают между электродами аппарата для УВЧ-терапии и 2 аналогичных сосуда-перед излучателем аппарата для СВЧ-терапии.

Выделение тепла в электролите и диэлектрике оценивают по скорости повышения температуры, которую измеряют ртутным термометром.

Наблюдения проводят в течении 10 минут

СВЧ:

Модель проводника- физ. Раствор, модель диэлектрика-касторовое масло. 2 кюветы, наполненные этими жидкостями помещают перед излучателем для СВЧ-терапии.

Выделение тепла в электролите и диэлектрике оценивают по скорости повышения температуры, которую измеряют ртутным термометром.

Наблюдения проводят в течении 10 минут

Измеряемые величины:

1. Начальная температура исследуемых жидкостей

2. Температура исследуемых жидкостей через каждые 2 минуты

3. Температура исследуемых жидкостей через 10 минут

Рассчитываемые величины:

Изменение температуры растворов за время действия излучения.

Полученные данные занести в таблицы, построить график зависимости температуры от времени для обеих жидкостей в одной оси координат.

Вывод:

При СВЧ больше нагревается физ. Раствор, т.к. в нем содержится больше молекул воды.

При УВЧ больше нагревается касторовое масло, т.к. УВЧ действует сильней на диэлектрики, возникают токи смещения.

1. Лабораторная работа: «Сравнение тепловых эффектов электромагнитного поля УВЧ- и СВЧ- диапазонов в проводнике и диэлектрике».

Лабораторные исследования, выполненные на молекулярном уровне, показали, что:

а) Некоторые типы ЭМП могут вызывать нарушения генетической структуры организма, в том числе – нарушения хромосом;

б) Под действием ЭМП изменяется передача химических и электрических сигналов между клетками;

в) Нарушается деятельность иммунной системы при борьбе с некоторыми видами рака – Т-клетки не могут распознавать раковые клетки из-за нарушения межклеточной сигнализации под действием ЭМП;

г) Снижается активность ряда ферментов, в частности - протеинкиназ, отсюда – нарушения размножения клеток, ими регулируемого;

д) Исследователи нескольких стран показали, что ЭМП усиливают эффекты некоторых веществ, способствующих возникновению рака;

е) Снижается скорость продукции гормонов, в частности мелатонина, причем влиянием на продукцию мелатонина многие ученые объясняют большинство эффектов ЭМП на состояние здоровья людей.

Хотя сам факт вредного воздействия электромагнитных волн невысокой интенсивности на человека не вызывает сомнений, механизм их действия до сих пор остаётся неясным.

Среди вероятных механизмов нетеплового действия ЭМП называются следующие:

1) Образование “жемчужных” цепочек – выстраивание суспензированных частиц, микроорганизмов, лейкоцитов, эритроцитов вдоль электрических силовых линий ЭМП и их переориентация, следствием чего является изменение структуры и функции тканей;

2) Поляризация боковых цепей макромолекул, и ориентация их вдоль силовых линий, приводящая к разрыву внутри- и межмолекулярных связей, коагуляции молекул, изменению их свойств;

3) Действие сил Лоренца на положительные и отрицательные ионы, ведущее к изменению их подвижности, способности проникать через мембрану, а поэтому к изменению возбудимости возбудимых тканей и изменению чувствительности рецепторов;

4) Резонансное поглощение ЭМП белковыми молекулами – при совпадении характеристических частот возможно химическое преобразование молекул, каталитические процессы, мутагенез.

5) Влияние на собственные частоты электромагнитного обмена клеток.