VARNE TOČKE - Osnovna šola Slave Klavore Maribor
Transcription
VARNE TOČKE - Osnovna šola Slave Klavore Maribor
»Mladi za napredek Maribora 2010« 27. srečanje Osnovna šola Slave Klavore Maribor VARNE TOČKE Raziskovalno področje: Fizika Inovacijski predlog Mentorica: Nevenka JAKOPIČ-PIJANMANOV Januar, 2010 Avtor: Jan KORDEŽ KAZALO ZAHVALA ............................................................................................ 2 1 UVOD ................................................................................................... 3 1.1 Hipoteze ............................................................................................. 3 2 TEORETIČNI DEL ............................................................................... 4 2.1 Električna polja ................................................................................... 4 2.2 Magnetna polja ................................................................................... 4 2.3 Elektromagnetna sevanja ...................................................................... 4 2.4 Vpliv EMS na zdravje ........................................................................... 4 3 RAZISKOVALNI DEL .......................................................................... 5 3.1 Anketa ............................................................................................. 5 3.1.1 Opis raziskovalnega dela .................................................................. 5 3.1. 2 Rezultati raziskovalnega dela ............................................................ 5 3.2 Meritev EMS v učilnici …………………….……………….…………… 9 3.2.1 Opis raziskovalnega dela .................................................................. 9 3.2.2 Rezultati raziskovalnega dela ........................................................... 11 4 ZAKLJUČEK ..................................................................................... 13 4.1 Potrjene in ovržene hipoteze ………………………………………………………...13 4.2 Moja inovacijska predloga ..…………………….………………………… 15 5 INTERNETNI VIRI IN LITERATURA ................................................. 16 5.1 Internetni viri .................................................................................... 16 5.2 Literatura ......................................................................................... 16 6 PRILOGA ...…………... …………………………………………………. 17 6.1 Anketa ………….…………………………………………………………………… 17 ZAHVALA Zahvaljujem se podjetju Ekosystem d.o.o. za pomoč pri merjenju. Brez njihove pomoči ne bi opravil meritev, ki so bile ključnega pomena za raziskovanje. 1 UVOD Inovacijskega predloga Varne točke sem se lotil, ker me zanima, kako na nas vpliva vsakodnevno izpostavljanje elektromagnetnemu sevanju. Moj namen je, da ugotovim, kje elektromagnetnega sevanja ni ali pa je tako majhno, da na nas ne vpliva. Kolikšno je dejansko sevanje v učilnici, bom raziskoval s pomočjo merjenja elektromagnetnega sevanja z analizatorjem in sondo. Ugotovil bom, kolikšno sevanje je v bližini določenih naprav. Kaj o sevanju menijo učenci osmega in devetega razreda, bom raziskoval z anketo na naši šoli. S pomočjo ankete bom ugotovil, če so učenci že slišali za elektromagnetno sevanje, koliko vedo o njem, kako bi ocenili svojo izpostavljenost sevanju, in če menijo, da so bili kadarkoli ali kjerkoli izpostavljeni sevanju, ki lahko povzroči trajne posledice. 1.1 Hipoteze Pred raziskovanjem sem postavil hipoteze. Temeljijo na mojem trenutnem poznavanju elektromagnetnega sevanja (EMS). H1: Različne naprave različno sevajo. H2: Bliže kot smo viru elektromagnetnega sevanja, večje je sevanje. H3: Mobilni telefon med klicem seva najmanj 2-krat toliko kot v stanju pripravljenosti. H4: Vklopljene luči sevajo bolj kot izklopljene. H5: Nenehno izpostavljanje elektromagnetnemu sevanju lahko povzroči trajne posledice. H6: V vseh predelih učilnice je sevanje pod dovoljeno mejo. Ko bo raziskovanje končano, bom lahko hipoteze ovrgel ali potrdil. 2 TEORETIČNI DEL 2.1 Električna polja Električne sile delujejo na daljavo. Prostor okoli naelektrenega telesa, v katerem zaznamo delovanje električnih sil, imenujemo električno polje. Električno poljsko jakost merimo z enoto volt na meter (V/m). Električno polje je prisotno, ko je naprava priključena na vir električne energije in je včasih tudi prisotno, ko naprava ne deluje, je pa povezana z izvorom napajanja. Z oddaljevanjem od izvora zelo hitro izgubi moč. 2.2 Magnetna polja Silo, ki jo povzroča magnet, imenujemo magnetna sila. Prostor v katerem zaznamo magnetno silo, imenujemo magnetno polje. Gostoto magnetnega polja merimo z enotama gauss (G) ali tesla (T). Magnetna polja pa so prisotna samo, kadar zaradi prisotnosti električnega polja steče tok, torej ko je naprava v delujočem stanju. Z oddaljevanjem od izvora zelo hitro izgubi moč. 2.3 Elektromagnetna sevanja Elektromagnetna sevanja delimo na nizkofrekvenčna in visokofrekvenčna elektromagnetna sevanja. Glavni viri nizkih frekvenc 50 Hz so umetni viri EMS, to pa so transformatorske postaje in vse naprave, ki za svoje delovanje uporabljajo električno energijo (gospodinjski aparati, računalniki, protivlomne naprave,...). Viri visokih frekvenc so mobilni telefoni, bazne postaje, radijski oddajniki,… Poznamo tudi mejne vrednosti. Meja efektivne vrednosti električne poljske jakosti (E) v I. območju je 500 V/m, meja efektivne vrednosti gostote magnetne poljske jakosti (B) za I. območja pa je 10 µT. Iz poročil meritev je mogoče razbrati, da so vrednosti območij urejene z Uredbo o elektromagnetnem sevanju v naravnem in življenjskem okolju (Ur. l. RS, št.: 70/96): - 4. člen, tabela 1: Mejne efektivne vrednosti električne poljske jakosti - 4. člen, tabela 2: Mejne efektivne vrednosti gostote magnetnega pretoka. (Poročilo o meritvah neioniziranih elektromagnetnih sevanj, 2010, str. 3) 2.4 Vpliv EMS na zdravje Da bi ugotovili, če EMS vpliva na zdravje, so potrebne dolgotrajne raziskave. O vplivih EMS na zdravje so opravljene številne raziskave, zanesljivih dokazov, da je prav EMS povzročitelj določenih obolenj, pa še ni. Prav zato strokovnjaki na tem področju uporabljajo izraz tveganje: čim večje je tveganje, tem večja je verjetnost, da bo posameznik zbolel za neko boleznijo. 3 RAZISKOVALNI DEL 3.1 Anketa 3.3.1 Opis raziskovalnega dela Svoje mnenje in pričakovanja meritev EMS sem strnil v obliki hipotez. Zanimalo pa me je, kakšna so mnenja učencev naše šole o EMS. Anketiral sem učence osmih in devetih razredov. Zraven mnenja sem preveril še njihovo znanje. Razdelil sem 63 anketnih vprašalnikov. 3.3.2Rezultati raziskovalnega dela Si že kdaj slišal za izraz elektromagnetno sevanje? 50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 69,8 odstotka učencev je že slišalo za elektromagnetno sevanje. da ne Zapiši nekaj naprav/predmetov, za katere misliš, da sevajo elektromagnetno valovanje. 20 15 10 5 0 mobitel televizor računalnik vse električne naprave drugo Učenci vedo, katere naprave sevajo. Izpostavil bi lahko mobitel, računalnik in televizor. Oceni izpostavljenost (5 največja izpostavljenost, 1 najmanjša) 25 20 15 10 5 0 nisem izpostavljen 1 2 3 4 5 ne vem Učenci so ocenjevali svojo izpostavljenost sevanju v vsakdanjem življenju z ocenami od 1 (najmanjša izpostavljenost) do 5 (največja izpostavljenost). 34,9 odstotka učencev je podalo oceno 3. Kar 20 učencev (31,7 odstotka) je odgovorilo z ne vem, po čemer sklepam, da o tem niti ne razmišljajo. Ali meniš, da različne naprave različno sevajo? 60 Skoraj vsi anketiranci so mnenja, da različne naprave različno sevajo. 50 40 30 20 10 0 da ne ne vem Ali meniš, da je sevanje odvisno od razdalje do naprave? 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 S tem, da je sevanje odvisno od razdalje do naprave, se strinja 40 učencev, kar je 63,5 odstotka. da ne ne vem Če si v prejšnjem vprašanju odgovoril z da, utemelji kako. 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Večja kot je razdalja, večje je sevanje. Manjša kot je razdalja, večje je sevanje. ni odgovorilo 22 vprašanih (34,9 odstotka) je pravilno ugotovilo, da je sevanje večje, če smo bliže viru. Če misliš, da si sevanju izpostavljen, napiši naprave/predmete, za katere meniš, da najbolj sevajo. 40 30 20 10 0 televizor računalnik telefon drugo ne vem Njihovo mnenje je, da najbolj sevajo televizor, računalnik in telefon, kar 47,6 odstotka učencev pa na to vprašanje ni znalo odgovoriti. Ali meniš, da je sevanje mobilnega telefona v stanju pripravljenosti nad dovoljeno mejo? 35 30 25 20 15 10 5 0 da ne ni odgovorilo S tem, da je sevanje mobilnega telefona v stanju pripravljenosti nad dovoljeno mejo, se strinja 52,4 odstotka anketiranih, 44,4 odstotka jih je nasprotnega mnenja. Kolikšno meniš, da je sevanje mobilnega telefona med klicem, glede na stanje pripravljenosti? 25 20 15 10 5 0 Zanemarljivo večje, kot 2-krat tolikšno kot v v stanju pripravljenosti stanju pripravljenosti 3-krat tolikšno kot v stanju pripravljenosti Več kot 3-krat tolikšno kot v stanju pripravljenosti ni odgovorilo 23 učencev (36,5 odstotka) meni, da je sevanje mobilnega telefona v stanju pripravljenosti zanemarljivo večje kot med klicem, 20 (31,7 odstotka) učencev je mnenja, da je sevanje 2-krat večje. Ali meniš, da si bil kjerkoli ali kadarkoli izpostavljen elektromagnetnemu sevanju, ki lahko povzroči trajne posledice? 35 30 25 20 15 10 5 0 da ne ni odgovorilo Slaba polovica anketiranih (41,2 odstotka) meni, da je že bila izpostavljena sevanju, ki lahko povzroči trajne posledice, 33 (52,3 odstotka) pa jih meni, da niso bili. 3.2 Meritev EMS v učilnici 3.2.1 Opis raziskovalnega dela Da bom prišel do točnih podatkov EMS v našem okolju, sem se odločil za merjenje sevanja v naravoslovni učilnici. Strokovnjak iz podjetja Ekosystem je prinesel potrebne naprave. Naprave, ki jih je uporabljal, so zelo drage in občutljive, zato je večino meritev opravil on. Meni je dovolil samo premikanje sond. Merili smo s pomočjo analizatorja, sonde za nizkofrekvenčna električna polja in sonde za visokofrekvenčna električna polja. Naprava meri povprečne vrednosti v 30 sekundah. Analizator za merjenje EMS. Sonda nizkofrekvenčnega električnega polja je usmerjena proti monitorju. Sam sem večji del meritev preživel v vlogi zapisovalca. Sonda visokofrekvenčnih električnih polj, usmerjena proti mobilnima telefonoma. 3.2.2 Rezultati raziskovalnega dela NAPRAVA/PREDMET Stikalni blok VIŠINA ODDALJENOST (cm) (cm) 130 50 Stikalni blok Stikalni blok Stikalni blok 130 130 0 0 20 50 Stikalni blok 0 50 E (V/m) 14,3 B (µT) 0,61 OPOMBE B za 0,44 µT presega dovoljeno mejo (10 333,6 10,44 µT). 50,6 1,15 3,9 0,02 Analizator usmerjen navzdol. Analizator usmerjen proti stikalnemu 4,5 0,02 bloku. Najbolj me je presenetilo, da gostota magnetnega pretoka pri razdalji 0 cm presega dovoljeno mejo za 0,44 µT. Tudi električna poljska jakost je v primerjavi z drugimi napravami visoka, in sicer 333,6 V/m. Prikaz merjenja EMS stikalnega bloka na razdalji 0 cm. (Povzeto po: Poročilo o meritvah neioniziranih elektromagnetnih sevanj, 2010, str. 9) NAPRAVA/PREDMET Osebni računalnik Osebni računalnik VIŠINA ODDALJENOST (cm) (cm) 0 0 0 0 E (V/m) 26,22 7,8 B (µT) OPOMBE 0,7 Analizator usmerjen proti monitoju. 0,33 Analizator usmerjen proti transformatorju. Meritve sevanja pri osebnem računalniku me niso presenetile, mogoče sem pričakoval le nekoliko večje sevanje monitorja. NAPRAVA/PREDMET Luč Luč VIŠINA ODDALJENOST (cm) (cm) 0 0 0 0 E (V/m) 1,03 1,03 B (µT) OPOMBE 0,02 Vklopljena luč. 0,02 Izklopljena luč. Izjemna ugotovitev je bila, da med sevanjem vklopljenih in izklopljenih luči ni razlike. Pričakoval sem veliko razliko. NAPRAVA/PREDMET Električna inštalacija Električna inštalacija VIŠINA ODDALJENOST (cm) (cm) 100 50 100 0 E (V/m) 3,4 47,3 B (µT) 0,04 0,09 OPOMBE Sevanje električne inštalacije je veliko. Inštalacija je pod klopmi, kar pomeni, da so učenci več ur na teden izpostavljeni sevanju. NAPRAVA/PREDMET Televizor (vklopljen) Televizor (vklopljen) VIŠINA ODDALJENOST (cm) (cm) 130 50 130 20 E (V/m) 83,5 265,9 B (µT) OPOMBE 0,02 Analizator usmerjen stran od televizorja. 0,06 Analizator usmerjen proti televizorju. Za vklopljen televizor sem pričakoval veliko sevanje, sevanje na razdalji 20 cm se mi zdi kljub temu visoko. NAPRAVA/PREDMET Kamera VIŠINA ODDALJENOST (cm) (cm) 0 10 E (V/m) 290 B (µT) 0,03 OPOMBE Kamera v primerjavi z drugimi napravami močno seva. To predstavlja nevarnost za ljudi, ki veliko snemajo, npr. poklicne snemalce. NAPRAVA/PREDMET Mobilni telefon Mobilni telefon VIŠINA ODDALJENOST E (cm) (cm) (V/m) 0 0 / 0 0 / B (µT) OPOMBE 0,22 Stanje pripravljenosti. 0,25 Med klicem. Telefon med klicem seva zanemarljivo močneje (0,03 µT) kot v stanju pripravljenosti. Bolje je, če telefona nimamo pri telesu, npr. v žepu. 4 ZAKLJUČEK 4.1 Ovržene in potrjene hipoteze V zaključku bom ovrgel ali potrdil hipoteze in predstavil zaključne ugotovitve. H1: Različne naprave različno sevajo. Hipotezo sem potrdil. Rezultati meritev so bili za vsako napravo drugačni. H2: Bliže kot smo viru elektromagnetnega sevanja, večje je sevanje. Hipotezo sem potrdil. Pri vseh napravah je manjša oddaljenost od vira pomenila večje sevanje, večja oddaljenost od vira pa manjše sevanje. H3: Mobilni telefon med klicem seva najmanj 2-krat toliko kot v stanju pripravljenosti. Hipotezo sem ovrgel. Meritve so pokazale, da je sevanje mobilnega telefona med klicem večje za 0,3 µT, kar je zanemarljivo. H4: Vklopljene luči sevajo bolj kot izklopljene. Hipotezo sem ovrgel. Meritve so pokazale, da je sevanje vklopljenih in izklopljenih luči enako. H5: Nenehno izpostavljanje elektromagnetnemu sevanju lahko povzroči trajne posledice. Hipoteze nisem mogel ovreči ali potrditi. 26 anketiranih učencev meni, da so bili izpostavljeni sevanju, ki lahko povzroči trajne posledice, 33 jih je nasprotnega mnenja. Tudi strokovnjaki imajo o tem različna mnenja. H6: V vseh predelih učilnice je sevanje pod dovoljeno mejo. Hipotezo sem ovrgel. Na žalost sevanje stikalnega bloka v učilnici presega dovoljeno mejo. Prišel sem do zaključne ugotovitve: Za resno raziskavo bi morali izvajati dolgotrajne meritve EMS in ugotavljati njihov vpliv na zdravje človeka. Mogoče mi bo to kdaj omogočeno. Pred elektromagnetnim sevanjem nismo nikjer varni, saj sama Zemlja seva. Manjše tveganje za posledice pa imamo, če se zadržujemo na območjih, kjer je elektromagnetno sevanje majhno. To so območja, na katerih ni vplivov umetnih virov. Na priloženih grafih je vidno, katere naprave sevajo bolj in katere manj. Iz meritev je razvidno, da najmočneje sevata kamera in televizor. Gostota magnetnega pretoka (B) v qT 0,80 0,70 0,60 0,50 0,40 B (qT) 0,30 0,20 0,10 0,00 Kamera Televizor Osebni (vklopljen) računalnik Stikalni blok Električna inštalacija Luč Mobilni telefon Električna poljska jakost (E) v V/m 350,0 300,0 250,0 200,0 E (V/m) 150,0 100,0 50,0 0,0 Kamera Televizor (vklopljen) Osebni Stikalni blok računalnik Električna inštalacija Luč 4.2 Moja inovacijska predloga Svoje raziskovanje lahko strnem v dva predloga za varnejše bivanje v prostorih. Učenci naše šole naj se ne naslanjajo na stikalni blok v naravoslovni učilnici, ker so v tem primeru izpostavljeni sevanju, ki je nad dovoljeno mejo. Gospo ravnateljico sem s tem seznanil in predlagam, da ob blok to prepoved tudi zapiše. Vsem učencem šole pa predlagam, da se brez potrebe ne zadržujejo v neposredni bližini električnih naprav, saj je tam tveganje višje. INTERNETNI VIRI IN LITERATURA Internetni viri: http://sl.wikipedia.org/wiki/Elektromagnetno_valovanje http://www.forum-ems.si/ http://www.siq.si/index.php?id=1535 http://www.enaa.com/oddelki/foto/Assets/product_images/Sonydigitalna_video_kamera_DC R_SR77.jpg http://images.businessweek.com/ss/06/05/mammoth_tvs/image/ln-s8281d-82--lcd-tv.jpg http://imshopping.rediff.com/pixs/productsearch/product_images/desktop_computer/HPPavilion-a6125.jpg http://www.rinrstrela.si/slike/stikalni_bloki_w.jpg http://img.bolha.com/images/image/ab/36/_45a513cc99f25.jpg http://www.bartec.si/slovenia/images/products/elequipment/EqCleanRooms.jpg http://www.dnevnik.si/uploads/articles/m-dnevnik.png Literatura: Poročilo o meritvah neioniziranih elektromagnetnih sevanj, 2010 Ur. l. RS, št.: 70/96 Milan Ambrožič, Erik Karič, Samo Kralj, Mitja Slavinec, Aleksander Zidanšek, 2005, Fizika, narava, življenje 2, DZS Branko Beznec, Brako Cedilnik, Boris Černilec Tatjana Gulič, Jerica Lorger, Danica Vončina, 1998, Moja prva fizika 2, Modrijan PRILOGA Anketa Anketa – Elektromagnetno sevanje Sem Jan Kordež, učenec 9. a razreda. Delam inovacijski predlog o elektromagnetnem sevanju (EMS). V veliko pomoč mi bo vsak tvoj odgovor, zato te prosim, da skrbno rešiš to anketo. Hvala za odgovore. Spol: M Ž 1. Si že kdaj slišal za izraz elektromagnetno sevanje? a) Da b) Ne 2. Zapiši nekaj naprav/predmetov, za katere misliš, da sevajo elektromagnetno valovanje. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 3. Elektromagnetno valovanje sevajo vsi predmeti in naprave, ki za svoje delovanje potrebujejo električno energijo. Misliš, da si v vsakdanjem življenju izpostavljen temu sevanju? Oceni izpostavljenost (5 največja izpostavljenost, 1 najmanjša). a) Nisem izpostavljen b) 1 c) 2 č) 3 d) 4 e) 5 f) Ne vem 4. Ali meniš, da različne naprave različno sevajo? a) Da b) Ne c) Ne vem 5. Ali meniš, da je sevanje odvisno od razdalje do naprave? a) Da b) Ne c) Ne vem 6. Če si v prejšnjem vprašanju odgovoril z da, utemelji kako. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 7. Če misliš, da si sevanju izpostavljen, napiši naprave/predmete, za katere meniš, da najbolj sevajo. ___________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 8. Ali meniš, da je sevanje mobilnega telefona v stanju pripravljenosti nad dovoljeno mejo? a) Da b) Ne 9. Kolikšno meniš, da je sevanje mobilnega telefona med klicem, glede na stanje pripravljenosti? a) Zanemarljivo večje, kot v stanju pripravljenosti. b) 2-krat tolikšno kot v stanju pripravljenosti. c) 3-krat tolikšno kot v stanju pripravljenosti. č) Več kot 3-krat tolikšno kot v stanju pripravljenosti. 10. Ali meniš, da si bil kjerkoli ali kadarkoli izpostavljen elektromagnetnemu sevanju, ki lahko povzroči trajne posledice? a) Da b) Ne