Tài liệu Vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các tình huống thực tiễn sóng điện từ

Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Sở Giáo dục và Đào tạo thành phố Hà Nội Phòng Giáo dục và Đào tạo Quận Bắc Từ Liêm  Trường THPT Xuân Đỉnh Địa chỉ: Phường Xuân Đỉnh, quận Bắc Từ Liêm, Hà Nội Điện thoại: 04 38.387.717 – 04 38.361.107 Email: [email protected]  Cuộc thi Vận dụng kiến thức liên môn để giải quyết các tình huống thực tiễn dành cho học sinh trung học Thông tin về nhóm học sinh: 1. Họ và tên: Nguyễn Khắc Hiếu Ngày sinh: 19/12/1997 Email: [email protected] Số điện thoại liên hệ: 0169.8633.627 2. Họ và tên: Trương Hoàng Đạo Ngày sinh: 19/3/1997 Email: [email protected] Số điện thoại liên hệ: 0169.6869.125 Lớp: 12A1 Lớp: 12A1 Giáo viên hướng dẫn: Cô Nguyễn Thị Thu Huyền – Tổ Vật Lý-Kỹ Thuật trường THPT Xuân Đỉnh. 1 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục Năm học: 2014- 2015 1.Tên tình huống: “SÓNG ĐIỆN TỪ VÀ TÁC HẠI TRONG CUỘC SỐNG – SAI LẦM PHÚT CHỐC - HẬU QUẢ MAI SAU” 2.Mục tiêu giải quyết tình huống: 2.1 Tình huống: - Công nghệ thông tin liên lạc hiện nay đang rất phát triển, điện thoại di động, internet, hay bluetooth,.. ra đời phục vụ cho nhu cầu truyền tải thông tin của con người. - Việt Nam hiện có khoảng 17 triệu chiếc điện thoại di động – trên 17% dân số (2013), chủ yếu là ở giới trẻ. - Số lượng nhiều như vậy nhưng liệu có bao nhiêu người biết chúng hoạt động như thế nào? Và quan trọng là chúng có ảnh hưởng gì tới người sử dụng? 2.2Mục tiêu: - Vận dụng các kiến thức liên môn Vật Lý, Sinh Học, Tin Học, Ngữ Văn để giúp cho người đọc: +Có những hiểu biết nhất định về sóng điện từ và sự tác động của sóng điện từ lên cơ thể. + Qua đó tự bản thân mỗi người trang bị được cho mình những biện pháp phù hợp để hạn chế tác hại của sóng điện từ. - Đề xuất một số phương pháp thiết thực nhằm giảm thiểu tác hại của sóng điện từ. 3.Tổng quan về các nghiên cứu liên quan đến việc giải quyết tình huống: Dựa vào kiến thức đã được học và nghiên cứu ở các nguồn tư liệu khác nhau về: - Khái niệm, phân loại sóng điện từ. - Nghiên cứu về hai loại sóng điện từ gần gũi và ảnh hưởng nhiều nhất tới giới trẻ hiện nay: Sóng điện thoại di động và Sóng Bluetooth. - Khái quát về các ion trong cơ thể người. - Tác động sinh học của sóng điện từ đối với cơ thể con người. 2 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục 3.1. Sóng điện từ: (Kiến thức VẬT LÝ 12): Trước hết, về sóng điện từ:  Khi một điện tích điểm chuyển động, nó sinh ra một điện trường và một từ trường biến thiên, lan truyền không gian dưới dạng sóng. Đó là sóng điện từ.  Sóng điện từ là sóng ngang, lan truyền được trong môi trường rắn, lỏng, khí , chân không, đặc trưng bởi tần số và bước sóng:  Khi lan truyền sóng điện từ mang theo năng lượng, động lượng và thông tin. Năng lượng này tỉ lệ với lũy thừa bậc 4 của tần số. Sóng có tần số càng cao thì khả năng lan truyền càng xa (năng lượng càng lớn). Căn cứ vào bước sóng, người ta chia sóng điện từ thành các dải sóng:  Sóng dài: Có tần số từ 3 ÷ 300kHz, bước sóng > 3000(m).  Sóng trung: Tần số từ 300 ÷ 3000kHz, bước sóng 3000 ÷ 200(m).  Sóng ngắn: Tần số từ 3000 ÷ 30.000kHz, bước sóng 200 ÷ 10(m). Các sóng ngắn có năng lượng lớn, phản xạ rất tốt trên tầng điện li, cũng như trên mặt đất và mặt nước biển.  Sóng cực ngắn: Tần số từ 30 ÷ 3.000 MHz, bước sóng 10 ÷ 0,01(m). Các sóng cực ngắn có năng lượng lớn nhất, không bị tầng điện li hấp thụ hoặc phản xạ, có khả năng truyền đi rất xa theo đường thẳng, được dùng trong cả thông tin vũ trụ. → Trong đó thì sóng ngắn và sóng cực ngắn được nghiên cứu là có ảnh hưởng đến sức khỏe con người vì mang năng lượng lớn. 3 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục 3.2. Nghiên cứu về các ion trong cơ thể người: Mọi cơ thể sống đều được cấu tạo bởi vô số các phân tử và ion. Dù số lượng có thể nhiều như C, H, N, S, P, Cl, Ca, K, Na, có thể ít như F, I, Fe,Cu, Pb, Al,.. thì chúng đều giữ vai trò rất quan trọng trong việc hình thành và hoạt động của cơ thể sống. Mỗi phân tử, ion tồn tại trong cơ thể sống đều luôn hoạt động và biến đổi. → Các ion mang điện tích, có thể chuyển tải năng lượng sóng điện từ đi vào cơ thể. 3.3. Nghiên cứu về hai loại sóng điện từ phổ biến hiện nay. a) Sóng điện thoại di động: là loại sóng sử dụng sóng điện từ để chuyển tải giọng nói, tin nhắn,.. từ máy cầm tay tới trạm thu phát sóng. Do vậy, giống như các loại sóng điện từ khác sóng ĐTDĐ cũng mang năng lượng - tức là cũng có khả năng tác động lên cơ thể con người. Sóng điện thoại thường thuộc loại sóng ngắn hoặc sóng cực ngắn.  Hiện nay điện thoại di động ở nước ta chủ yếu sử dụng công nghệ GSM ở dải tần 900 MHz, 1800 MHZ (sóng cực ngắn).  Tháng 5/2011, tổ chức y tế thế giới WHO đã xếp điện thoại di động vào danh sách các tác nhân gây ung thư, ngang hàng với thuốc trừ sâu DDT và 4 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục khói thải từ các phương tiện giao thông. Theo đó, việc sử dụng điện thoại di động có thể gây ung thư não do tác động của sóng điện thoại. → Chiếc điện thoại di động ngày nay đã trở thành một vật bình thường với - nhiều người nhưng đồng thời cũng tiềm ẩn nhiều nguy cơ: Ảnh hưởng đến tai, hệ thần kinh, hệ tim mạch,.. Suy giảm hệ miễn dịch cơ thể. Giảm chất lượng giấc ngủ. Giảm sức khỏe sinh sản: làm giảm số chất lượng tinh trùng ở nam giới và ảnh hưởng đến nội bài tiết nữ giới. Làm tăng cảm xúc tiêu cực ở người, tăng mức độ căng thẳng. Gây ngớ ngẩn ở người già. b) Sóng Bluetooh:  Bluetooth là chuẩn kết nối không dây tầm ngắn, thiết kế cho các kết nối thiết bị cá nhân hay mạng cục bộ nhỏ, trong phạm vi băng tần từ 2,4 đến 2,485 GHz, là loại sóng cực ngắn. ( Có tần số lớn hơn cả sóng điện thoại, do đó cũng mang theo nhiều năng lượng hơn)  Các cuộc nghiên cứu về tác động của sóng điện từ đã kết luận rằng tín hiệu sóng ngắn trong khoảng từ 1,5 GHz đến 2 GHz có thể gây ra các tổn thương không tránh khỏi cho con người (Trong khi sóng Bluetooth là >2,4Ghz)  Năng lượng phát ra từ các thiết bị sử dụng Bluetooth là cao khi so sánh với các thiết bị di động đang được sử dụng rộng rãi. Vì thế có thể cho rằng những ảnh hưởng đến sức khỏe con người cũng sẽ cao hơn. 5 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục → Sóng Bluetooth có ứng dụng rất lớn và rộng rãi, nó giúp trao đổi thông tin đơn giản giữa các thiết bị, thay thế cho các loại điều khiển dùng tia hồng ngoại, tuy nhiên những ảnh hưởng xấu đến người sử dụng lại càng không thể xem thường: - Nam giới thường xuyên sử dụng Bluetooth sẽ làm giảm chất lượng tinh trùng, có thể đẫn đến vô sinh. - Ảnh hưởng xấu đến hệ tim mạch - Các loại tai nghe, loa Bluetooth ngày càng được sử dụng phổ biến vì tính tiện dụng của nó, thế nhưng bản thân sóng Bluetooth là một loại sóng mang năng lượng lớn, nếu được sử dụng ở khoảng cách tiếp xúc gần so với cơ thể trong một thời gian dài sẽ ảnh hưởng tới người sử dụng, đặc biệt là hệ thần kinh và tim mạch. 3.4. Nghiên cứu sự tác động của sóng điện từ đối với cơ thể người:  Tác động nhiệt: Biểu hiện tác động đầu tiên của năng lượng điện từ là sự đốt nóng, mà có thể dẫn đến sự biến đổi, thậm chí sự tổn thương cho các tế bào và mô của cơ thể sống. Về cơ chế hấp thụ năng lượng : Hiện tượng quá nhiệt của cơ thể khi hấp thụ năng lượng điện từ dẫn đến sự thay đổi tần số của mạch đập, nhịp tim và phản ứng mao mạch. Máu được coi là một chất điện phân, dưới tác động của trường điện từ, trong máu sinh ra các dòng điện ion, gây sự phát nóng các mô và tế bào. Với một cường độ xác định trường điện từ gây ra một ngưỡng đốt nóng mà cơ thể người không chịu nổi. Sự đốt nóng đặc biệt nguy hiểm đối với các cơ quan có hệ thống mao mạch kém với sự lưu thông máu ít ( mắt, não, dạ dày…). Đặc biệt nhạy cảm đối với hiệu ứng nhiệt là thủy tinh thể của mắt, túi mật, bọng đái và một số cơ quan khác. 6 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục  Tác động gây rối loạn thần kinh: Cùng với tác động nhiệt, trường điện từ còn gây ảnh hưởng xấu đến hệ thống thần kinh: Sự tác động của trường điện từ lên cơ thể người có thể làm rối loạn chức năng của hệ thống thần kinh trung ương, cảm giác chủ quan là tăng sự mệt mỏi, đau đầu, kém hưng phấn, hay cáu gắt v.v. Người ta cho rằng trường điện từ tác động lên từng phần khác nhau của hệ thống thần kinh, trong đó sự tăng kích thích của hệ thống thần kinh trung ương xảy ra do tác động phản xạ của trường điện từ. 4. Giải pháp giải quyết tình huống : Nhóm em đã tìm hiểu và thấy có thể vận dụng các kiến thức ở nhiều môn học trong nhà trường để giải quyết thấu đáo, cặn kẽ tình huống trên. Cụ thể, các giải pháp thực tế để giảm thiểu tác hại của sóng điện từ : 4.1. Đối với người sử dụng :  Nói chuyện điện thoại ngắn gọn : Nói càng lâu thì thời gian sóng từ trường tác động lên tai và não càng dài (tối đa nên là 2 phút) . Điều này bảo vệ người nghe và cả người nói bên kia đầu dây. Nếu có thể, nên dùng tai nghe đeo vào tai để nghe hơn là áp sát máy vào tai.  Đặt điện thoại xa các bộ phận nhạy cảm của cơ thể : Hạn chế để trực tiếp trong túi quần, túi áo trước tim, hay trước bụng (các bà mẹ đang mang thai). 7 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục  Hạn chế nói chuyện điện thoại khi đang di chuyển. Vì lúc đó điện thoại phải chuyển trạm tiếp vận, gia tăng cường độ bắt sóng qua não.  Việc dùng điện thoại làm đồng hồ báo thức : Nên bật chế độ từ chối nhận sóng khi mang vào phòng ngủ, hoặc ít nhất là để điện thoại cách xa giường ngủ 1-2m.  Không nên nói chuyện điện thoại ở những nơi không gian hẹp, nhiều vật cản, vì khi đó công suất bức xạ sẽ cao hơn thông thường.  Khi đang sạc pin, điện áp và bức xạ cao hơn nhiều lần so với thông thường  Không nên dùng điện thoại khi đang sạc pin.  Không nên dùng điện thoại đã quá cũ vì có thể có hiện tượng rò rỉ bức xạ.  Tắt Bluetooth ngay khi không sử dụng và hạn chế dùng tai nghe, các thiết bị có kết nối bluetooth ở gần cơ thể.  Nghiên cứu áp dụng các sản phẩm bảo vệ cơ thể khỏi sóng điện từ:  Điển hình có thể kể đến nhà vật lý người Anh Vincent Joly với chiếc quần lót “Wireless Armour” được thiết kế từ vải chứa bạc nguyên chất. Quần lót “Wireless Armour” Ông nói rằng 99,9% sóng điện thoại và wifi bị chặn khi chủ nhân mặc nó. Hay như công ty Smuggle của Pháp với bộ trang phục chắn sóng làm từ vải bọc thép cũng với công dụng tương tự.  Chúng ta có thể nghiên cứu và sử dụng những tấm lưới sắt để tạo thành một chiếc túi đựng điện thoại di động. “Khi đặt một vật vào bên trong vật dẫn rỗng thì vật bên trong sẽ không chịu tác động của điện trường bên ngoài”. Do khi đạt trạng thái cân bằng tĩnh điện thì các điện tích tự do không chuyển động có hướng nữa, muốn vậy thì lực điện trường 8 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục phải bằng không. Mà = q. => =0. Vậy nên khi đặt điện thoại vào trong túi lưới sắt thì ảnh hưởng của sóng điện từ đến cơ thể sẽ giảm đáng kể.  Hiện nay trên thị trường có quảng cáo những loại “Miếng dán chống sóng điện từ”. Đây chỉ là chiêu trò kinh doanh bất hợp pháp của một số cá nhân, tổ chức chứ không hề có tác dụng ngăn ngừa sóng điện từ. 4.2. Đối với học sinh:  Tổ chức tuyên truyền, giáo dục cho những người xung quanh về tác hại “âm thầm” của sóng điện từ, nhất là khi được sử dụng với cường độ quá nhiều, đồng thời qua đó trang bị cho họ một số kiến thức cơ bản để giảm thiểu tác hại.  Lập các nhóm xã hội trên Facebook để tăng hiệu quả hoạt động. 4.3. Đề xuất với các nhà sản xuất thiết bị thu/phát sóng điện từ:  Hướng dẫn đầy đủ, rõ ràng cho người sử dụng về thời gian sử dụng hợp lí của sản phẩm và những tác hại có thể kèm theo.  Có thể nên in lên các vỏ hộp thiết bị những hình ảnh để cảnh báo người sử dụng về ảnh hưởng của sản phẩm (tương tự như thuốc lá). Ví dụ như in hình trái tim để cảnh báo cho người dùng về việc ảnh 9 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục hưởng đến hệ tim mạch, hay in lên vỏ hộp sản phẩm:” Sử dụng thiết bị quá nhiều có thể gây hại đến sức khỏe”,.. 5. Thuyết minh tiến trình giải quyết tình huống: Ngày nay, khi xã hội trên đà phát triển, cuộc sống con người cũng vì thế mà được cải thiện hơn. Điện thoại, máy tính bảng hay tai nghe Bluetooth,.. ra đời phục vụ cho những nhu cầu thiết yếu của con người, nhưng cùng với đó, nó đem đến những hậu quả mà ta không lường trước được. Một trong những hiểm họa đe dọa tới sức khỏe con người hiện nay đó chính là sóng điện từ. Bạn có điện thoại, laptop,.. nhưng liệu có chắc mình đã sử dụng nó đúng cách? Để giải quyết được tình trạng đó, trước hết ta cần có những kiến thức căn bản, nhất định về sóng điện từ. Cuộc thi này đã thôi thúc chúng em nghiên cứu sâu hơn vấn đề trên. Cụ thể về tiến trình thực hiện:  Tìm hiểu kiến thức môn Vật Lý về định nghĩa, phân loại sóng điện từ.  Tìm hiểu kiến thức môn sinh học về cấu tạo cơ thể người (các ion trong cơ thể).  Tìm kiếm trên mạng Internet các thông tin thêm về sóng điện từ: thực trạng, tác hại, sóng điện thoại di động, sóng Bluetooth, các dụng cụ chống sóng điện từ, một số phương pháp để giảm thiểu ảnh hưởng ; về tác động nhiệt và tác động thần kinh của sóng điện từ; các hình ảnh minh họa cho bài nghiên cứu. 10 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục  Chủ động tìm hỏi các thầy cô bộ môn về những điều chưa rõ trong quá trình nghiên cứu  Tập trung thảo luận với nhau về các giải pháp để giải quyết tình huống.  Nhóm đã tổ chức một buổi thuyết trình trên lớp về tác hại của sóng điện từ và đang dự định lập một trang xã hội Facebook.  Ngoài ra nhóm còn tìm hiêu về nguyên lí của các thiết bị chống sóng điện từ ở trên bằng kiến thức Vật Lý, đó là:”Điện từ trường không xuyên qua lòng vật dẫn”, từ đó liên hệ việc bật chế độ tắt sóng khi vào phòng ngủ có thể gây phiền phức cho một số người (nhất là người già) và nảy ra ý tưởng về các túi lưới kim loại. Trong quá trình làm đề tài nhóm cũng gặp một số khó khăn như: khó khăn về vốn kiến thức, giới hạn về dung lượng của bài thi không thể nghiên cứu rộng hơn,.. Các môn học ở trường đã giúp chúng em rất nhiều trong quá trình nghiên cứu đề tài: - Môn vật lí : + Sóng điện từ ; Điện từ trường. + Một số loại sóng điện từ phổ biến hiện nay. - Môn sinh học : + Các ion trong cơ thể. 11 Ket-noi.com diễn đàn công nghệ, giáo dục - Môn tin học : +Cách tìm kiếm và tra cứu, chọn lọc thông tin trên các trang báo mạng. + Thành lập các nhóm trên trang mạng xã hội Facebook. - Môn ngữ văn : + Sử dụng từ ngữ thích hợp, chính xác. 6. Ý nghĩa của việc giải quyết tình huống:  Các giải pháp nêu ra ở trên nhằm giải quyết một vấn đề rất gần gũi với chúng ta hiện nay nhưng ít được quan tâm đến: “Giảm thiểu tác hại của sóng điện từ trong cuộc sống hằng ngày”  Tình huống đặt ra rất thiết thực với mọi người, đặc biệt là giới trẻ hiện nay, “Tương lai của đất nước” - những người chịu ảnh hưởng trực tiếp nhiều nhất từ các loại sóng điện từ. Những giải pháp nêu ra ở trên nếu được phổ biến rộng rãi và áp dụng vào thực tiễn tin rằng sẽ góp phần đáng kể trong ý thức tự bảo vệ sức khỏe của mỗi người.  Cung cấp cho mọi người kiến thức để bảo vệ bản thân trước tác hại của sóng điện từ, từ đó không hoang mang, lo sợ hay bị lợi dụng bởi những cá nhân, tổ chức muốn trục lợi từ sự thiếu hiểu biết của mọi người  Mỗi học sinh sẽ có ý thức vận dụng kiến thức liên môn được học, hoạt động theo nhóm để giải quyết các tình huống, các hiện tượng thường gặp trong thực tiễn. Trên cơ sở đó sẽ kích thích trí tò mò, ham học hỏi, đồng thời xác định rõ việc học tập quan trọng như thế nào. Từ đó thúc đẩy mạnh mẽ phong trào học tập liên môn, kĩ năng team works của học sinh trong nhà trường.  Từ những thông tin được đưa ra ở trên, tôi mong rằng mỗi chúng ta sẽ tìm ra những biện pháp phù hợp nhất cho bản thân. Hãy tỉnh táo và sáng suốt, biết tận dụng nhưng phải sử dụng đúng cách và hợp lí. Và cuối cùng: “Đừng tự làm hại mình chỉ vì sự thiếu hiểu biết!!” 12