Научно-исследовательская работа учащихся Микроволновая печь - вред или польза?

XI конференция НОУ «Интеллект»

Муниципальное бюджетное общеобразовательное учреждение Затонская средняя школа

Микроволновая печь - вред или польза?

научно-исследовательская работа по физике

Работу выполнили: Девяткин Максим

и Прокудин Дмитрий, ученики 10 класса

Руководитель: Шерстобитова О.В.,

учитель физики

ППК, 2016

ОГЛАВЛЕНИЕ

1. Введение………………………………………………………….3

2. Теоретическая часть …………………………………………….6

   1. История создания микроволновых печей………………….6

   2. Принцип работы микроволновой печи…………………….8

   3. Плюсы и минусы микроволновых печей…………………..9

3. Практическая часть………………………………………..……12

   1. Оценка качества воды из микроволновой печи…………..12

   2. Оценка герметичности микроволновой печи…………….15

4. Заключение …………………………………………..…………16

5. Список используемых источников и литература …………….17

1. ВВЕДЕНИЕ

Электромагнитная волна представляет собой систему порождающих друг друга и распространяющихся в пространстве переменных электрического и магнитного полей.

Все бытовые электроприборы являются источниками электромагнитного излучения, причём, чем выше мощность, тем агрессивнее поле. Наиболее мощное оно у СВЧ-печей, холодильников с системой "без инея", электроплит и мобильных телефонов. Сравнительно безвредным считается низкочастотное излучение, распространяющееся от электросети дома. Поле расходится от проводов, даже когда цепь не замкнута и электричество по ним не течет, но в значительной мере экранируется заземленными проводящими материалами, например стенами дома. Магнитную составляющую электромагнитных полей экранировать труднее, зато она исчезает, когда электроприбор выключен. Исключение составляют электроприборы с трансформатором, выключенные, но остающиеся подсоединенными к сети (телевизор, видео, и др.). Более опасным считается высокочастотное электромагнитное излучение, источниками которого являются радио- и телепередатчики, а также радары.

Микроволновые печи уже достаточно давно вошли в жизнь обычных людей, как удобный и необходимый атрибут на кухне. С их помощью можно быстро что-то приготовить, разморозить или подогреть. От того, что пользоваться «микроволновкой» легко, и необходимые задачи она выполняет быстро, люди к ней очень привыкли, а некоторые, даже не представляют себе, как без нее можно обойтись.

А только ли пользу приносит микроволновая печь?

Есть мнение, что она представляет опасность для здоровья человека. Русские ученые еще в 1930-х годах провели исследование эффекта воздействия микроволн на нервную систему человека и животных. Их исследования привели к очень строгим мерам безопасности, которые, однако, не воспринимались серьезно

западными учеными. В 1976 году микроволновые печи в России были запрещены

из-за их вредного воздействия на здоровье человека. Запрет был снят лишь в начале

90-х годов.

Но многие ученые говорят об отрицательном воздействии микроволновых печей на пищу и живой организм. Вот некоторые из них:

• Профессор Томас Тиль (Вена 1986 г) высказался против микроволновых печей: «…действительно небольшие порции разогреваются быстро, но если порции большие, то преимущества, в сравнении с традиционным способом разогрева, ни какого нет. И вкус пищи значительно меняется»

• Научный журнал «The Lancet» (1989 г): «Исследования в Венском университете установили, что микроволнами, при нагревании пищи, нарушается атомный порядок аминокислот. Возникает обеспокоенность, по поводу того, что эти аминокислоты встраиваются в протеины, которые они впоследствии структурно, функционально и иммунологически изменяют. Микроволнами в пище меняются - основы жизни - протеины»

• Доктор Ханс Ульрих Хертел (1991 г), уволенная из одной крупной швейцарской компании, за разглашение результатов исследований, опубликовала данные, подтверждающие, что пища, приготовленная в МВ печи, создает угрозу для здоровья.

• Некоторые факты о вреде, опубликованные в журнале «Earthletter» (1991г) доктором Лита Ли: «Все МК печи имеют утечки электромагнитного излучения, ухудшают качество пищи, преобразуя её вещества в канцерогенные и токсичные соединения».

• Исследования в США (1992 г) «…введенные в организм человека молекулы подвергшиеся воздействию микроволн могут причинить вред. Такие молекулы пищи содержат микроволновую энергию, которой нет в пищевых продуктах приготовленных обычным путём».

В наши дни микроволновая печь есть почти в каждой семье. Но есть люди, которые задаются вопросом, действительно ли печь приносит вред, стоит ли ее приобретать или часто использовать? Ведь в своем доме каждый человек должен быть уверен, что ничто не угрожает его здоровью. Вот почему мы обратились именно к этой теме. Мы считаем, что тема нашей работы является актуальной и в настоящее время.

В различных источниках информации по-разному оценивается действие микроволновой печи.

Очень много материала в интернете. Мы попытались разобраться, на самом ли деле существует опасность от самой печи и от употребления продуктов из микроволновки.

Объект исследования: микроволновая (СВЧ) печь.

Предмет исследования - биологическое влияние электромагнитных волн микроволновой печи

При написании работы мы поставили перед собой следующую

цель:

выяснить, в чем польза, а в чем вред микроволновой печи.

Задачи:

1.Познакомиться с историей создания и использования микроволновой печи

2.Собрать и проанализировать имеющуюся информацию по теме исследования.

3. Установить с помощью экспериментальных исследований влияние электромагнитных волн на рост и развитие растений.

4. Дать рекомендации пользователям СВЧ - печи.

При выполнении исследовательской работы применялись следующие методы

Теоретические методы:

• анализ,

• синтез.

Эмпирические методы:

• эксперимент,

• наблюдение,

• сравнение,

Математические методы:

• статистические.

2.ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

1. . История создания микроволновых печей.

Микроволны являются одной из форм электромагнитной энергии, как и световые волны или радиоволны. Это очень короткие электромагнитные волны, которые перемещаются со скоростью света (299000,79 км в секунду).

В современной технике микроволны используются в микроволновой печи, для междугородной и международной телефонной связи, передачи телевизионных программ, работы Интернета на Земле и через спутники. Но мы рассмотрим микроволны в качестве источника энергии для приготовления пищи - микроволновая печь.

Микроволно́вая печь или СВЧ - печь - электроприбор, предназначенный для быстрого приготовления или подогрева пищи, размораживания продуктов в быту с использованием электромагнитных волн с длиной волны от одного миллиметра до одного метра (волны дециметрового диапазона) обычно с частотой 2450 МГц. Такая частота установлена для микроволновых печей специальными международными соглашениями, чтобы не создавать помех работе радаров и иных устройств, использующих микроволны.

Открытие теплового воздействия микроволн произошло случайно. В 1942 году американский физик Перси Спенсер работал в лаборатории компании «Райтеон» с устройством, излучавшим сверхвысокочастотные волны. По одной из версий, Спенсер положил на устройство свой бутерброд, а сняв его через несколько минут, обнаружил, что бутерброд прогрелся до середины. По другой версии, разогрелся и растаял шоколад, который был у Спенсера в кармане, когда он работал возле своей установки. Следовательно, используя микроволны, можно разогревать пищу.

Уже в 1945 году Спенсер получил патент на использование микроволн для приготовления пищи, а в 1947-м на кухнях госпиталей и военных столовых, где требования к качеству пищи были не столь высоки, появились первые приборы для приготовления пищи с помощью микроволн. Эти изделия фирмы «Райтеон» высотой в человеческий рост весили 340 кг и стоили 3000 долларов за штуку.

Первая "гражданская" микроволновка - это Radarange (1947). Ее высота была порядка 1,8 м, весила печь 350 кг, имела мощность 3000 Вт и требовала водное охлаждение.

В западном мире вредное воздействие микроволн на биологические системы было известно, со времени их первого применения во время второй мировой войны. Немцы вели разработки для обеспечения солдат горячей пищей в любое время и в любом месте. Практические исследования проводили на подопытных группах в концлагерях. Убедившись во вредности воздействия микроволновой печи во время работы и вредности воздействия на организм пищи, приготовленной в микроволновке, немцы отказались от ее практического применения. Данные исследований засекретили.

После второй мировой войны данные по этим разработкам попали в руки американцев, которые быстро нашли применение им, не вдаваясь в подробные исследования воздействия микроволн на организм человека. Уже в 1952 году на рынок США поступила микроволновая печь, приспособленная для домашнего пользования, - по лицензии «Raytheon Com-pany».

Все исследования велись только по герметизации дверцы микроволновки, чтобы защитить

потребителя от прямого воздействия микроволн.

Русские ученые уже в 1930-х годах провели исследование эффекта воздействия микроволн на нервную систему человека и животных. Результатом исследования стал запрет на применение микроволновых печей в СССР.

2. Принцип работы микроволновой печи

Нагрев в печи основан на принципе так называемого «дипольного сдвига». Молекулярный дипольный сдвиг под действием электрического поля происходит в продуктах, содержащих полярные молекулы, то есть такие, на одном конце которых имеется положительный электрический заряд, а на другом - отрицательный.

Энергия электромагнитных колебаний поля приводит к постоянному сдвигу молекул, выстраиванию их вдоль силовых линий поля, что и называется дипольным моментом. А так как поле переменное, то молекулы периодически меняют направление. Электромагнитное поле в микроволновой печи меняет полярность миллионы раз в секунду! Так как температура прямо пропорциональна средней кинетической энергии движения атомов или молекул в материале (Е=3/2_*kT), значит, такое перемешивание молекул по определению увеличивает температуру материала. Таким образом, дипольный сдвиг - это механизм преобразования энергии электромагнитного излучения в тепловую энергию материала.

Нагрев в микроволновой печи в результате дипольного сдвига под действием переменного электрического поля зависит от характеристик молекул и межмолекулярного взаимодействия в среде. Для лучшего нагрева частоту переменного электрического поля нужно установить таким образом, чтобы за полупериод молекулы успели полностью перестроиться. Так как вода содержится практически во всех продуктах, то частоту СВЧ излучателя микроволновой печи подобрали для лучшего разогрева именно молекул воды в жидком состоянии, в то время как лёд, жир и сахар нагреваются гораздо хуже.

Итак, каждая микроволновая печь содержит магнетрон, который преобразует электрическую энергию в сверхвысокочастотное электрическое поле частотой 2450 МГц, которое и взаимодействует с молекулами воды в пище. Микроволны «бомбят» молекулы воды в продукте, заставляя их вращаться с частотой миллионы раз в секунду, создавая молекулярное трение, которое и нагревает еду.

2. Плюсы и минусы микроволновых печей

Во многих семьях используют микроволновой печи, т.к. она имеет неоспоримые преимущества по сравнению с газовой или электрической плитой:

• С ее помощью можно не только приготовить или разогреть пищу ( даже ту, которую нельзя перемешивать), в ней могут иметься также функции гриль, разморозка, выпечка и др.;

• Быстрота разогрева, размораживания, приготовления пищи, и как следствие, экономия времени;

• Она гораздо меньше по размерам;

• Простота в использовании;

• Внешняя безопасность при использовании детьми, в отличие от открытого огня.

Влияние электромагнитного поля нельзя характеризовать как однозначно негативное - электромагнитное излучение используется в физиотерапии для лечения многих заболеваний: оно способно ускорять заживление тканей и оказывать противовоспалительный эффект. Как именно влияет на нас электромагнитное поле от обычных бытовых приборов и насколько оно вредно для здорового человека - вопрос спорный, поэтому разумно по возможности экранировать источники электромагнитного излучения и стараться свести к минимуму его воздействие.

Из изученного нами материала мы выделили четыре фактора, свидетельствующих о том, что вред микроволновки имеет место быть.

Во-первых, это сами электромагнитные излучения.

Электромагнитные излучения нельзя увидеть, услышать или явственно почувствовать. Но оно существует и действует на организм человека. Точно механизм воздействия электромагнитного изучения еще не изучен. Влияние этого излучения проявляется не сразу, а по мере накопления, поэтому бывает сложно отнести то или иное заболевание, внезапно возникшее у человека, на счет приборов, с которыми он контактировал.

В нашей стране исследования влияния электромагнитных полей на человека и животных ведутся больше 50 лет. Проведя сотни экспериментов, российские ученые

установили, что более всего подвержены влиянию растущие ткани, эмбрионы.

Выяснилось, что электромагнитные поля влияют также на нервную и мышечную ткани, могут провоцировать неврологические нарушения и бессонницу, а также сбои в работе желудочно-кишечного тракта. Они меняют и частоту сердечных сокращений, и артериальное давление.

Кроме того, нельзя забывать и о температуре. Конечно, это касается длительного отрезка времени и постоянного использования микроволновки. СВЧ излучение непосредственно нагревает организм. Ток крови уменьшает нагревание (это относится к органам, богатым кровеносными сосудами). Но есть органы, например хрусталик, не содержащие кровеносных сосудов. Поэтому волны СВЧ, т.е. значительное тепловое воздействие, приводят к помутнению хрусталика и его разрушению. Эти изменения необратимы.

Во-вторых, СВЧ излучения приводят к ослаблению клеток нашего организма.

В генной инженерии существует такой способ: чтобы проникнуть в клетку, ее слегка облучают электромагнитными волнами и этим ослабляют клеточные мембраны. Так как клетки практически сломаны, то клеточные мембраны не могут предохранить клетку от проникновения вирусов, грибков и других микроорганизмов, также подавляется естественный механизм самовосстановления.

В-третьих, это влияние СВЧ излучения на пищу. Молекулярное трение наносит значительный ущерб молекулам пищи, разрывая или деформируя их. Проще говоря, микроволновая печь вызывает распад и изменения молекулярной структуры продуктов питания в процессе излучения, что приводит к изменению их вкусовых качеств и вредит здоровью человека.

Результаты российского исследования описывают, какие именно происходят изменения в пище после микроволнового воздействия.

Вот некоторые из них:

• Мясо, приготовленное в микроволновой печи, содержит Nitroso-dienthanolamines, хорошо известный канцероген;

• Некоторые аминокислоты в молоке и хлопьях превращались в канцерогены;

• Размораживание замороженных фруктов в микроволновых печах превращает их глюкозиды и галактозиды в частицы, содержащие канцерогенные элементы;

• Даже очень короткое облучение в микроволновой печи сырых овощей превращает их алкалоиды в канцерогены;

• Канцерогенные свободные радикалы формируются в растениях в микроволновой печи, особенно в корнеплодах;

Канцерогены - это частицы, которые приводят к образованию раковых клеток.

Уменьшается ценность пищи от 60% до90%: исчезает биологическая активность витамина В (complex), витаминов С и Е, также во многих минералах.

Проведенное краткосрочное исследование показало, что у людей, употреблявших приготовленные в микроволновой печи молоко и овощи, изменился состав крови, понизился гемоглобин и повысился холестерин, тогда как у людей, употреблявших ту же пищу, но приготовленную традиционным способом, состояние организма не менялось.

Исследователи Венского университета установили, что при нагревании микроволнами нарушается атомный порядок аминокислот. По мнению исследователей, это вызывает обеспокоенность, потому что эти аминокислоты встраиваются в протеины, которые они затем структурно, функционально и иммунологически изменяют. Таким образом, протеины - основы жизни - меняются в пище микроволнами.

В-четвертых, микроволновая печь создает новые соединения, не существующие в природе, называемые радиолитическими. Радиолитические соединения создают молекулярную гниль - как прямое следствие радиации.

Но, современные микроволновые печи не смогут убить нас… завтра или через год… Ученые говорят о последствиях через 10-15 лет. Вред СВЧ излучения зависит от его интенсивности и времени воздействия.

Интересная закономерность: как только в печати появляется информация о негативном воздействии СВЧ печей, очень быстро обнаруживаются статьи прямо или косвенно отрицающие негативное воздействие СВЧ радиации.

3. ПРАКТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ

3.1. Оценка качества воды из микроволновой печи

Антрополог A.Bohmert на одной из презентаций доложил о следующем открытии: были нагреты образцы воды, одни - в микроволновой печи, другие - обычным образом, а затем были оставлены остывать для последующего применения. Образцы воды использовались для приготовления семян к проращиванию. Зерна, контактировавшие с водой, разогретой в микроволновой печи, были единственными, которые не проросли. Мы решили поставить подобные эксперименты.

Способ исследования:

Мы взяли простую воду и разделили ее на две части. Одну часть довели до кипения в кастрюле на газовой плите, а вторую часть довели до кипения в микроволновке (СВЧ). После охлаждения использовали воду

• для полива двух одинаковых растений, чтобы посмотреть, будет ли какое-то изменение с растениями, политыми нормально кипяченой водой и водой, кипяченой в СВЧ-печи;

• для проращивания семян перца и проверки их всхожести

Мы предполагали, что структура воды или ее энергия может быть изменена излучением микроволновой печи.

Опыт 1. Мы взяли два отростка комнатного цветка хлорофитум. Поместили их в стаканчики с водой, вскипяченной в микроволновке и на газовой плите.

Отростки дали корни. Как видно на фотографии, число корешков и их длина различна. Но это могло зависеть не только от свойств воды. Нам не удалось найти два абсолютно одинаковых отводка.

Цветы посадили в одинаковую землю в одинаковых горшках, поставили рядом на подоконник, где света и тепла они получали одинаковыми порциями и стали поливать разной водой.

Цветы в обоих горшках хорошо прижились, у них выросли новые листочки. Через месяц мы сосчитали их количество и измерили длину. Получили следующий результат:

• у каждого цветка выросло по три новых листочка,

• у цветка, который поливали водой, вскипяченной на газу, длина новых листочков составила 10см, 16 см и 20 см,

• у цветка, который поливали водой вскипяченной в микроволновой печи, длина новых листочков была 10см, 21см и 26 см.

Вывод: в результате проведенного нами исследования мы увидели, что оба цветка оставались зелеными, хорошо развивались. Но растение, которое поливали водой вскипяченной на газу, немного отставало в росте от растения, которое поливали водой, вскипяченной в микроволновой печи.

Опыт 2. Взяли 30 семян болгарского перца. Одну половину семян замочили в воде, вскипяченной в микроволновке, а вторую половину в обычной воде. Все семена дали росточки. Но ростки у семян, замоченных в воде, вскипяченной в микроволновой печи, немного длиннее, хотя их кончики кажутся более темными на цвет.

Вывод: вода из микроволновой печи не дала негативного воздействия на проращиваемые семена.

Опыт 3. Семена (по 6 штук) мы посадили в пластиковые стаканчики примерно на одинаковую глубину в одинаковую землю и полили разной водой: вскипяченной на газу и вскипяченной в микроволновой печи. Все семена взошли через 5-6 дней.

Вывод: Вода, вскипяченная в СВЧ-печи, и вода, вскипяченная на газу, на всхожесть семян оказала одинаковое воздействие.

Общий вывод: если и изменилась структура воды или ее энергия под действием излучения микроволновой печи, то на проращивание семян и рост растений это не повлияло.

3.2. Оценка герметичности микроволновой печи.

Электромагнитные микроволны приносят, по мнению ученых, большой вред здоровью человека. Мы должны быть уверены в герметичности наших микроволновых печей.

Способ исследования герметичности микроволновой печи прост. Мы взяли сотовый телефон и положили его в выключенную !!! микроволновку. Дверцу печи закрыли. С другого телефона позвонили на номер телефона, лежащего в печи.

Если печь герметична, то сигнал внутрь печи не пройдет. И в трубке наружного телефона мы услышим: «Абонент недоступен!».

Если герметизация печи нарушена, то мы услышим звонок телефона внутри нее.

Мы проверили 16 микроволновок наших друзей и знакомых. 4 из них оказались негерметичными. Срок работы этих печей более 10-15 лет.

Вывод: надо выполнять все инструкции по работе с микроволновой печью и следить за сроком ее эксплуатации.

4. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе своего исследования на основе систематизации и обобщения теоретического материала мы поставили и решили ряд задач:

- познакомились с устройством и принципом работы СВЧ - печи;

- собрали и проанализировали имеющуюся информацию по проблеме исследования;

- с помощью исследований попытались определить есть ли вред от СВЧ - печи.

В своей работе мы не ответили конкретно на вопрос: «Вредна или полезна микроволновая печь?» Ведь даже ученые еще не пришли к единому мнению и продолжают изучать ее влияние на здоровье человека. Любой бытовой прибор, может приносить пользу, а может нанести вред. Но мы можем дать следующие рекомендации:

1. Внимательно читайте инструкцию, следуйте рекомендациям производителя.

2. Соблюдайте меры предосторожности при использовании микроволновой печи.

3. Во время работы микроволновой печи не находитесь от нее ближе, чем на расстоянии вытянутой руки.

4. Пользуйтесь микроволновой печью как можно реже.

5. Меняйте печь после истечения срока эксплуатации.

6. Не кормите грудных детей пищей, разогретой в микроволновой печи.

7. Не кладите в печку предметы, не предназначенные для разогрева в ней.

8. Размораживать продукты в СВЧ-печи нужно на самой низкой мощности, иначе продукты останутся внутри замерзшими, а снаружи начнут готовиться.

Мы думаем, что наша работа может быть полезной всем пользователям микроволновой печи. Они должны знать преимущества и недостатки использования современной техники. В заключение хочется сказать, что мы должны помнить, что наше здоровье зависит только от нас. И выбор остается за нами.

4. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ И ЛИТЕРАТУРА

1. Китайгородский А.И. Физика для всех. Электроны - 2-е изд. перераб. - М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы,1982 .

2. www.pravda-tv.ru/2013/11/19/30071/vred-i-pol-za-mikrovolnovoj-pechi

3. gamma7.m-l-m.info/zashhita-ot-elektromagnitnogo-izlucheniya/vliyanie-elektromagnitnogo-izlucheniya-na-cheloveka/svch/

4. www.winalite-web.ru/ru/18/45/3.html

5. coroma.ru/stati/kogda-vypushhena-pervaja-mikrovolnovaja-pech.htm

6. konstryktorov.net/izobreteniya/istoriya-sozdaniya-pechi-svch-mikrovolnovki/

7. https://ru.wikipedia.org/wiki/

8. irvispress.ru/catalog/malaja-bytovaja-tehnika/mikrovolnovye-pechi/mikrovolny-v-lartse/</</p>