XII Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
Самодельный ультрафиолет
Автор работы награжден дипломом победителя I степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Я люблю солнечные летние дни, когда лучи солнца приятно светят и согревают. Но почему родители всегда требуют надеть головной убор, ведь лето-же, тепло. Постоянно говорят – не смотри долго на Солнце, возьми темные очки, не гуляй днем, с 12.00 до 15.00 часов посиди дома, вечером выйдешь. Мама сказала, что солнечные лучи не простые, они оказывают влияние на все живое, могут приносить пользу, но при долгом нахождении под ними и навредить и людям, и растениям. Что это за необыкновенные лучи? Я решил узнать о солнечных лучах подробнее, о влиянии их на человека, о вреде и пользе.
Цель: Выяснить для чего и как применяются ультрафиолетовые лучи.
Актуальность: В период распространения инфекций необходимо использовать различные бактерецидные средства для стерильности помещений.
Задачи:
Узнать все об ультрафиолетовых лучах;
Выяснить, как ультрафиолетовое излучение солнца действует на человека.
Изучить, где и как применяется ультрафиолет.
4. Изготовить своими руками ультрафиолетовую лампу.
Гипотеза.
Можно изготовить ультрафиолетовую лампу своими руками и применить по назначению.
Методы.
Изучение литературы.
Анализ.
Практическое изготовление.
Презентация.
Выступление.
1. Ультрафиолет
Что такое ультрафиолет
Ультрафиолетовое излучение – невидимое глазом электромагнитное излучение. Это спектр электромагнитных волн, диапазон которых разделён условно на ближние и дальние ультрафиолетовые лучи. Дальние или вакуумные лучи полностью поглощаются верхними слоями атмосферы. В земных условиях они искусственно генерируются только в вакуумных камерах.
1.2. Основные источники ультрафиолетового излучения
Естественные источники ультрафиолетового излучения - Солнце, звёзды, туманности и другие космические объекты. Но только длинноволновая часть достигает земной поверхности, а коротковолновое ультрафиолетовое излучение поглощается озоном, кислородом и другими компонентами атмосферы на высоте 30—200 км от поверхности Земли, что играет большую роль в атмосферных процессах.
Солнце – главный, естественный источник ультрафиолетового излучения? Ультрафиолетовая радиация Солнца сильно поглощается и рассеивается атмосферой, и поэтому ее интенсивность с приближением к поверхности Земли уменьшается. Общее количество ультрафиолетовой радиации Солнца, достигающее земной поверхности, невелико – от долей процента до нескольких процентов от всего потока солнечной радиации. Оно зависит от следующих факторов: * от концентрации атмосферного озона над земной поверхностью; * от высоты Солнца над горизонтом; * от высоты над уровнем моря; * от атмосферного рассеивания; * от состояния облачного покрова; * от степени отражения УФ-лучей от поверхности (воды, почвы).
Но и человек научился «производить ультрафиолет» с помощью специальных ламповых приборов. Искусственный ультрафиолет:
1.Дугапромышленной сварки. 2. Промышленные, рабочие УФ лампы.
3. Лампы «Черный свет».
4. Ультрафиолетовые лампы.
5. Ультрафиолетовые лазеры
1.3. Влияние ультрафиолетовых лучей на организм человека.
Интересно, какое значение имеют ультрафиолетовые лучи? Я думаю, что большинство людей знает о влиянии УФ-лучей, но не задумываются, над тем, когда оно полезное, а когда вредное.
Ультрафиолетовый свет воздействует на верхние слои атмосферы, и оказывает большое влияние на организм человека и животного. Из литературы я узнал, что ультрафиолет воздействует на кожный покров, глаза, а также активно влияет на работу центральной нервной и иммунной систем (Приложение 1). Сильное облучение ультрафиолетом может вызвать - солнечный ожог кожных покровов – ультрафиолетовая эритема; помутнение хрусталика, приводящее к слепоте – катаракта; рак кожи – меланома. Помимо этого, ультрафиолетовые лучи вызывают сбои в работе иммунной системы, которые становятся причиной возникновения других заболеваний (Приложение 2). Я задумался, а что положительного в ультрафиолетовых лучах?
Малые дозы ультрафиолетового излучения оказывают благотворное воздействие на человека и животных.
* Ультрафиолет активизирует выработку витамина D, который является главным компонентом для усвоения кальция, а также препятствует развитию рахита.
* Убивает грибок и другие микробы, находящиеся в воздухе и на поверхности стен, потолков, пола и предметов, а после воздействия специальных ламп происходит очищение от плесени. Это бактерицидное свойство ультрафиолета люди используют для обеспечения стерильности помещений.
* Ультрафиолетовое облучение крови или очистка крови, помогает бороться с острыми отравлениями, передозировкой лекарств, фурункулёзом, деструктивным панкреатитом, облитерирующим атеросклерозом, ишемией, церебральным атеросклерозом, алкоголизмом, наркоманией, острыми психическими расстройствами и многими другими болезнями, список которых постоянно расширяется.
1.4. Применение ультрафиолета.
Оказывается, ультрафиолетовое бактерицидное излучение обеззараживает питьевую воду. И если ранее с этой целью использовался хлор, то на сегодняшний день уже достаточно хорошо изучено его негативное влияние на организм. Применяются УФ-лучи и в бассейнах. Ультрафиолетовые излучатели для устранения бактерий используют в пищевой, химической и фармакологической промышленности. Этим сферам также нужна чистая вода. (Приложение 3).
Где еще человек использует УФ-лучи? В последнее время для обеззараживания воздуха все чаще используют рецеркуляторы. Излучатели устанавливают в местах массового скопления людей, в супермаркетах, аэропортах и вокзалах. Теперь они есть и в школах, дошкольных учреждениях, спортивных организациях. Использование УФИ, воздействующего на микроорганизмы, позволяет провести обеззараживание в самой высокой степени, вплоть до 99,9 %.
В сельском хозяйстве используется воздействие на животных ультрафиолетовыми лучами. Особенно важно это в зимний период. Облучение благотворно влияет на организм животных и птиц, усиливает окислительные процессы, улучшает белковый и углеводный обмен, повышает биотонус организма. Увеличение продуктивности от облучения достигает 10-20%. Уменьшается заболеваемость среди животных.
Так же ультрафиолетовые лучи используют в криминалистике (Приложение 3).
Ультрафиолетовая лампа своими руками.
Ультрафиолетовые лучи оказывают сильное бактерицидное действие, значит сегодня такая лампа становится необходимостью в каждом доме. Изучив литературу, я решил изготовить ультрафиолетовую лампу своими руками.
Оказывается, сделать своими руками УФ лампу можно, только надо подготовить все необходимое и соблюдать правила техники безопасности.
Первый этап работы – изучение схемы, особенностей сборки (Приложение 4).
Второй этап работы – подбор и подготовка необходимых деталей, инструментов и предметов. В процессе работы понадобятся:
* обычная дуговая ртутная лампочка (ДРЛ), мощность ее не менее 125 ватт (такие используются в уличных фонарях);
* дроссель для поджига;
* патрон керамической (куда она будет ввинчиваться);
* деревянная подставка для удерживания лампы;
* молоток или тиски;
* полотенце, чтобы обернуть лампочку;
* компоненты для самодельной УФ лампы.
Третий этап – посещение торговых точек (Приложение 5).
* дроссель для поджига я приобрел в магазине электро-товаров;
* там же купил патрон керамический.
Четвертый этап – оборудование рабочего места (Приложение 6).
Со стола убрал все ненужное, накрыл его полотенцем. Разложил все необходимое оборудование, инструменты, подготовил средства индивидуальной зашиты - перчатки, очки, попросил удалиться младшего брата из комнаты, для безопасности (Приложение 7). Сначала я сделал деревянную подставку для удерживания лампы - соединил между собой маленькими гвоздями 6 кусков фанеры. У меня получился короб, после чего в верхней части я просверлил отверстия и закрепил патрон соединив с проводами.
Потом мы с папой взяли работоспособную дуговую ртутную лампу подходящей мощности. Обернули ее колбу материей и я аккуратно легонько ударил по ней молотком (Приложение 8). При ударе я разбил колбу, но не повредил ее стеклянную трубку и электроды, что находятся внутри. Осколки оставил в материи. Теперь я подготовил основу для лампы. Дроссель закрепил на деревянной платформе, подключил патрон для ввинчивания лампы. На цоколе могут оставаться куски стекла от лампочки, их нужно аккуратно убрать плоскогубцами или другим подходящим инструментом (Приложение 9).
Следующий этап – протереть внутренние элементы ватой, пропитанной спиртом. Основная задача - это убрать белый налет, который там есть. Внутренний стеклянный элемент с электродами остался на цоколе, осталось его только вкрутить в патрон и использовать по назначению (Приложение 10). В патрон завинтил стеклянную трубку, соединил Дроссель и патрон проводами и готово. Остается только воткнуть вилку в розетку (Приложение 11).
Затем провел испытания. Работал в перчатках (Приложение 12). Сначала поставил лампу в гостиную комнату на 10 минут, потом перенес в детскую тоже на 10 минут. Сделал перерыв на 30 минут и продолжил испытания. Поставил лампу на кухне, в прихожей. Но нужно всегда соблюдать правила техники безопасности.
Если в доме находится больной человек – это очень некомфортно. Еще более неприятно, когда заболевание вирусное, и приходится соблюдать меры предосторожности при общении, стараясь не заразиться. Но, как оказалось, и из этой ситуации можно найти выход, который устроит всех. Свою лампу я использовал для облучения ультрафиолетом маминой комнаты, когда она болела (Приложение 13).
Испытания прошли успешно. Лампу можно использовать по прямому назначению. Теперь у нас дома есть своя ультрафиолетовая лампа.
Вывод.
Выполняя работу, я изучил литературу и узнал о важности ультрафиолета, его положительном и отрицательном воздействии на людей, природу, применении в науке и в жизни. Цели и задачи исследования я выполнил. И моя гипотеза подтвердилась - сделать своими руками ультрафиолетовую лампу можно.
Лампу, изготовленную своими руками, можно использовать для обеззараживания разных комнат. Если же необходимость ее применения связана с лечебным эффектом, лучше приобрести специальный прибор и лишний раз не экспериментировать.
На уроке окружающего мира я рассказал о своей работе одноклассникам (Приложение 14). Ребята заинтересовались этой темой, было много вопросов. Я подробно рассказал, как собрать такую лампу. Обязательно нужно работать вместе со взрослыми и соблюдать правила техники безопасности.
Литература.
Большая Советская Энциклопедия. – М.: Государственное научное издательство «Большая Советская Энциклопедия», 1956.
Большой Российский энциклопедический словарь. – М.: «Большая Российская энциклопедия», 2006.
Физическая энциклопедия / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая Российская энциклопедия, 1998. — Т. 5. — С. 221. — 760 с. — ISBN 5-85270-101-7.
Мейер, А., Зейтц, Э. Ультрафиолетовое излучение // М.: Наука, 1982.
Лазарев, Д. Н. Ультрафиолетовая радиация и ее применение // Л.,1950.
Приложения.
Приложение 1.
Изучаю литературу.
Приложение 2.
Приложение 3.
Применение в медицины.
Применение в криминалистике.
Приложение 4.
Электро-схема ультрафиолетовой лампы.
Приложение 5.
В магазине «Электротовары»
Приложение 6
Рабочий стол
Приложение 7.
Для техники безопасности.
Приложение 8.
Работаю с колбой дуговой лампы.
Приложение 9.
Зачищаю цоколь.
Приложение 10.
Этапы работы.
Приложение 11.
Лампа готова.
Приложение 12.
Можно включать.
Приложение 13.
Практическое применение.
Приложение 14.
Рассказываю в классе.