IV Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
ЗАВИСИМОСТЬ УСПЕВАЕМОСТИ УЧАЩИХСЯ ОТ СОЛНЕЧНОЙ АКТИВНОСТИ
Автор работы награжден дипломом победителя III степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
«И вновь и вновь взошли на солнце пятна,И омрачились трезвые умы,И пал престол, и были неотвратныГолодный мор и ужасы чумы»
А.Л.Чижевский (1921г. «Галилей»)
Ближайшая к нам звезда – это Солнце. Солнце обеспечивает нашу планету энергией, которой мы располагаем на Земле, оно источник тепла и света, без которого невозможно было бы возникновение и существование жизни на нашей планете. Любые изменения потока энергии, передаваемой Солнцем Земле, которые происходят при солнечных вспышках, существенно сказываются на земных процессах. Связь солнечных и земных явлений обнаружили в ещё древние китайцы в 800г. до н.э. В русских летописях описание пятен на солнце датируется 1371 и 1385 годами, а в Европе первым наблюдение за солнцем начал Галилео Галилей в 1610 году. В конце XIXв. ученый из Норвегии К.О.Биркеланд высказал предположение, что Солнце кроме волнового излучения испускает частицы. Но только в 20 веке явления, связанные с воздействием солнечного и электромагнитного излучений, оформились в раздел науки Солнечно-земные связи, основные идеи которой были заложены трудами выдающихся русских ученых: К.Э.Циолковского, В.И.Вернадского и А.Л.Чижевского, как основоположника науки гелиобиологии и активного исследователя влияния солнечной активности на самые различные явления, происходящие на Земле. Опираясь на вышеизложенное, можно сказать, что работа актуальна.
Тема исследовательской работы: «Зависимость успеваемости учащихся от солнечной
активности»
Цель работы: Выявить существует ли зависимость успеваемости учащихся от активных процессов на Солнце
Задачи:
Изучить научную литературу о солнечной активности.
Выяснить каково влияние солнечной активности (вспышек, пятен в виде магнитных бурь) на процессы на Земле и выявить результат влияния на человека.
Проанализировать статистические данные солнечной активности за сентябрь 2015 и сентябрь 2016 гг.
Проанализировать статистические данные успеваемости уч-ся за сентябрь 2015 и сентябрь 2016 гг.
Сделать выводы, опираясь на изученные источники информации и статистические данные диаграмм исследования.
Объект исследования: Влияние солнечной активности на жизненные процессы на Земле.
Предмет исследования: Взаимосвязь солнечной активности (магнитного поля) и успеваемости учащихся 7-8 класса за сентябрь 2015 и сентябрь 2016 годов
Гипотеза исследования: Любые изменения потока энергии, при вспышках, происходящих на Солнце, сказываются на земных процессах, и как следствие, существенно влияют на успеваемости учащихся.
Глава I. Зависимость успеваемости учащихся от солнечной активности.
-
Строение и общие характеристики Солнца
Диаметр Солнца 1391980 км, масса - 19891030 кг, что в 750 раз превышает массу всех вращающихся вокруг него планет. Солнце состоит из ядра, зоны лучистой передачи, конвективной зоны, фотосферы, хромосферы, пятен и короны. На солнце есть протуберанцы в виде арок.
Вспышки на Солнце и солнечные пятна – это высшее проявление солнечной активности. Наблюдая цепочку явлений, сопровождающих мощную вспышку, которая сопровождается испусканием ускоренных частиц – солнечных космических лучей (СКЛ), или космического ветра, можно проследить последствия, учитывая, что время распространения электромагнитных волн от Солнца до Земли – чуть больше 8 минут. В это время опустошается не только озоновый слой Земли, но и возникает опасность для экипажей и оборудования космических кораблей. Вспышка на Солнце поднимает мощную ударную волну и выбрасывает в межпланетное пространство облако плазмы. Ударная волна и облако плазмы за 1.5-2 суток достигают Земли и вызывают магнитную бурю, усиление полярных сияний, возмущения ионосферы.
1.2. Проявление солнечной активности
Самое сильное проявление солнечной активности, влияющее на Землю, – солнечные вспышки, энергия которых достигает огромной величины, сравнимой с количеством солнечной энергии, получаемой нашей планетой в течение целого года. Это приблизительно в 100 раз больше всей тепловой энергии, которую можно было бы получить при сжигании всех разведанных запасов нефти, газа и угля.
В книге «Земное эхо солнечных бурь» А.Л. Чижевский проанализировал большой исторический материал и обнаружил, что максимумы солнечной активности совпадают с массовыми катаклизмами на Земле. На основе изученного материала, был сделан вывод о влиянии 11-летнего цикла солнечной активности или периодического увеличения- уменьшения количества пятен на Солнце, которые влияли на климатические и социальные процессы на Земле.
Чижевский установил, что в период повышенной солнечной активности на Земле происходят войны, революции, стихийные бедствия, катастрофы, эпидемии, увеличивается интенсивность роста бактерий («эффект Чижевского-Вельховера»).
Несколько примеров зависимости жизнедеятельности человека от солнечной активности из книги А.Л.Чижевского «Земное эхо солнечных бурь».
График-I-Деятельность Солнца и рождаемость в Европе с 1800-1900г.Деятельность Солнца - красная линия (по данным Г.И. Покровского).
График-II-Смертность от холеры в Британской Индии и периодическая деятельность Солнца с 1901 по 1931 г. Кривые: I-солнечная активность, II-холера, I'-солнечная активность, схема кривой I. Точки максимума и точки минимума соединены прямой. Кривая II'-холера, схема кривой II
График-III-Холера в Россииза 100 лет - с 1823 по 1923 г.. Верхняя кривая – холера, нижняя кривая - солнцедеятельность за то же время.
График-IV-Печальная статистика по 27-дневному периоду, среднее число из 68 оборотов Солнца за время с 01.01.1928 по 31.12. 1931г.
1-кривая сверху - число солнечных пятен
2-кривая-ход магнитных возмущений
3-кривая-ход числа скончавшихся в Копенгагене от заболеваний нервной системы и органов высшей нервной деятельности. Кривая исчислена на основании 3720 случаев смерти.
4-кривая-ход числа смертей от самоубийств в Копенгагене - 849 самоубийств.
5-кривая-ход числа смертей в Копенгагене-8099 смертных случаев.
6-кривая-ход смертей в Копенгагене от заболеваний органов дыхания.
7-кривая-ход числа смертей в Копенгагене от разных причин (кроме убийств)- 55 244 случая (данные ученых Т.и Б. Дюлль)
График-V-Печальная статистика. Вверху мировой итог динамики магнитных возмущений по 27-дневному периоду обращения Солнца за время с 1.01.1928 до 31.12.1932г. Внизу - соответствующий ход числа скончавшихся от разных болезней и суицида в Копенгагене, Франкфурте-на-Майне и Цюрихе - 24 739 смертных случаев (данные ученых Т.и Б. Дюлль)
График-1 График-2 График-3 График-4 График-5
Приведены графики некоторых данных рождаемости и смертности из научного труда А.Л. Чижевского «Земное эхо солнечных бурь». Из представленных научных данных прослеживается тесная зависимость жизненных процессов и магнитных возмущений на солнце.
Глава III. Зависимость успеваемости учащихся 7-8 классов от солнечной активности.
Исследовательскую часть построила следующим образом: Собрала статистические данные 7 класса за сентябрь 2015 года и статистические данные этого же класса (8) за сентябрь 2016 года. Результаты анализа оформила в виде таблицы (Приложение II)
Почему выбран именно этот класс? В данном классе я обучаюсь и знаю учеников. Кроме того, учащиеся 7-8 классов в возрасте 14-15 лет восприимчивы к окружающему, мотивированы на учебу и способны к восприятию полной картины мира.
Рассматривались предметы: русский язык и алгебра, так как выбранные предметы оцениваются учителями наибольшим количеством оценок и наиболее полно и структурно отображают учебные навыки учеников. В качестве показателя активности применены числа Вольфа. Формула для расчета рейтинга класса по предмету, используемая при вычислениях выглядит следующим образом: (5a+4b+3c+2d) (a+b+c+d), где, соответственно, a,b,c,d количество пятерок, четверок, троек и двоек, полученных классом за сентябрь 2016 и 2017 годов. На основе формулы получается «средняя» оценка ученика и «средняя» оценка класса по предмету. По полученным «средним» строится график. Для удобства анализа на график, по оси ординат нанесены значения (Со), где (Со) – «средняя» оценка. Заметим, что величина (Со) может быть меньше нуля.
Далее были рассмотрены графики солнечной активности за сентябрь-2015 и сентябрь-2016.
Проанализировав данные, следует, что в сентябре 2015:
2, 15, 21 – магнитные бури уровня G1 (слабые)
3,7,12,14,16,20,25 – возмущенная магнитосфера Земли
4,5,6,8,910,11,13,17,18,19,22,23,24,26,27,28 - спокойная магнитосфера Земли
в сентябре 2016:
5, 19, 20,26 – магнитные бури уровня G1 (слабые)
28 – магнитная буря уровня G2 (средняя)
2,6,12,17,18,21,27 – возмущенная магнитосфера Земли
3,4,7,8,910,11,13,14,15,16,22,23,24,25- спокойная магнитосфера Земли
Из анализа графиков активности Солнца и успеваемости за период сентябрь 2015 и сентябрь 2016 можно сделать следующие выводы:
Спад успеваемости учеников соответствует спаду активности Солнца и достигает вместе с ним минимумов.
Подъем успеваемости в большинстве случаев также происходит на фоне нарастания активности Солнца.
Достижение локальных максимумов иногда не соответствует увеличению активности Солнца, и наблюдаются расхождения в один - два дня.
Мониторинг оценок по предметам Русский язык и Алгебра при рейтинговой системе анализа обучаемости класса исключают возможность влияния настроения и психологического состояния учителя на объективность оценки знаний учеников.
Вывод, подтверждающий гипотезу:
Любые изменения потока энергии, при вспышках, происходящих на Солнце, сказываются на земных процессах, и как следствие, существенно влияют на успеваемость учащихся Солнечная активность стимулирует человека, его физическую и умственную деятельность.
Из вышесказанного можно утверждать о возможно прямом, или косвенном влиянии Солнца на успеваемость учащихся 7-8 классов МБОУ «Лицей №36» города Калуги.
Более точно о степени зависимости успеваемости от активности Солнца можно будет судить при увеличении объема статистических данных полученных за несколько учебных лет. Работу планирую продолжить, включив в анализ все учебные предметы. Далее рассмотрю такой вопрос как влияние простудных и вирусных заболеваний в период солнечной активности на успеваемость учащихся
Заключение.
Солнце освещает и согревает нашу планету, без этого была бы невозможна жизнь на ней не только человека, но даже микроорганизмов. Солнце – главный двигатель происходящих на Земле процессов. Но не только тепло и свет получает Земля от Солнца. Различные виды солнечного излучения и потоки частиц оказывают постоянное влияние на её жизнь Земли и человека. Солнце посылает на Землю электромагнитные волны всех областей спектра – от многокилометровых радиоволн до гамма-лучей. Окрестностей Земли достигают также заряжённые частицы разных энергий: высоких - солнечные космические лучи СКЛ, низких и средних - потоки солнечного ветра и выбросы от вспышек. Изменения, происходящие в земных процессах напрямую связаны с деятельностью Солнца через изменения магнитного поля и радиацию. Рассматривая психоэмоциональные проявления в периоды космических и геофизических возмущений, необходимо сказать о важном аспекте управления мышлением и состоянием человека. Наблюдения не одного поколения учёных говорят о том, что человек, находящийся в состоянии творческого подъёма, становится малочувствительным к любым воздействиям, как болезнетворных факторов, так и космических и геофизических возмущений на Солнце. Отмечено, что положительный настрой на творческий труд является мощным стимулом активности внутренних резервов организма, позволяющим легче переносить экстремальные воздействия природных факторов. Более точно о степени зависимости успеваемости от активности Солнца можно будет судить при увеличении объема статистических данных полученных за несколько учебных лет. Работу планирую продолжить, включив в анализ все учебные предметы. Далее рассмотрю такой вопрос как влияние простудных и вирусных заболеваний в период солнечной активности на успеваемость учащихся
Список литературы
Аллен К.У. Астрофизические величины. [Текст]// К.У. Ауллен. - М.: - Мир, 1977 г.
Алексеева Л.. Небесные сполохи и земные заботы.[Текст]// Л. Алексеева – М.: Мир, - 1995 год.
Брандт. Дж. Астрофизика солнечной системы. [Текст]// Дж. Брандт. - М.. -1997 г.
Гибсон Э. Спокойное Солнце. [Текст]// Э. Гибсон, - М.: “Мир”. - 1977г.
Гуреев Г.А.. Земля и небо.[Текст]// Г.А. Гуреев – М.:Сашко,- 1993 г.
Допаев М. М. Наблюдения звездного неба.[Текст]// М.М. Допаев. – М.: Наука, 1978 г., стр. 90-91.
Кауров Э. Человек, Солнце и Магнитные Бури.[Текст]// Э. Кауров. - "Астрономия" РАН, - 2000 г.
Короновский Н.В. Магнитное поле геологического прошлого Земли.[Текст]// НюВ. Короновский, - СОЖ,- 1996, - № 6 – стр. 14-17.
Маров М. Я. Планеты Солнечной системы. [Текст]// М.Я. Маров – М.: Наука, - 1986 г., стр. 27, 30-31, 44, 137
Мизун Ю.В. Тайны будущего. [Текст]// Ю. В. Мизун, М.: «Мир»,- 1984 г.,- 205c.
Мирошниченко Л.И. Солнечная активность и Земля. [Текст]// Л.И. Мирошниченко - М.: Наука,- 1981 г.
Русин Н.П., Флит Л.Л.. Солнце на земле. [Текст]// Н.П. Русин – М.: Тригон,- 1994 г.
Силкин Б. И. В мире множества лун. [Текст]// Б.И. Силкин – М.: Наука, - 1982 г., стр. 10-11, 194-195, 196-197
Уилл Ф.Л.. Семья Солнца.[Текст]// Ф.Л. Уилл – Сп-Б.:Художественная литература,- 1995 г.
Чижевский А. Л. Земное эхо солнечных бурь. — М.: Мысль, 1973. — 352 с. — 15 000 экз. (в пер.)
Широкова Е. В плену солнечных бурь. [Текст]// Е.В. Широков, - Камчатское Время 2001 г.
Энциклопедия для детей. Астрономия. [Текст]// – М.: Аванта+, 1997 г.
http://www.utro.ru/articles/2001110903343245361.shtml
http://pioner.smr.ru/distance/sunspots.html
http://science.ng.ru/astronomy/2000-01-19/4_magnetism.html
http://troyka.iks.ru/kv/archive/26_04_2001/7.shtml
http://tesis.lebedev.ru/forecast_activity.html?m=9&y=2015