Экалогія і фізіка: ўзаемасувязь і ўплыў

На першы погляд экалогія і фізіка здаюцца паняццямі проста несумяшчальнымі. Аднак гэта далёка не так. Справа ў тым, што вынікі даследаванняў фізікі і ўкараненне іх у прамысловая вытворчасць з'яўляюцца адным з самых галоўных крыніц, забруджвальных навакольнае асяроддзе. Шырока выкарыстоўваюць гэтую навуку атамная прамысловасць і энергетыка, а таксама многія іншыя галіны народнай гаспадаркі краіны. Не сакрэт, што ўсе яны ў той ці іншай ступені адмоўна ўплываюць на навакольнае чалавека прыродную абстаноўку.

Ўзаемасувязь экалогіі і фізікі

Існуе некалькі тлумачэнняў тэрміна дысцыпліны, якая вывучае стан навакольнага асяроддзя на нашай планеце. Назва «экалогія» было прапанавана нямецкім біёлагам Э. Геккеля ў 1866 годзе Гэта самастойная навука, якую адносяць да біялагічнай сферы вывучэння навакольнага свету.

Адным з тлумачэнняў тэрміну «экалогія» у сучасным грамадстве з'яўляецца ўзровень тэхнагеннага забруджвання біясферы, глебы і водных рэсурсаў. Такое разуменне навукі з'яўляецца максімальна «фізічным». Яшчэ ў пачатку 20 ст. у працах такіх даследчыкаў, як У.І. Вярнадскі і А.А. Багданаў, была выказана думка пра тое, што законы арганізацыі існуюць не толькі ў жывой прыродзе. Ёсць яны і ў нежывой.

У пачатку 30-х гадоў мінулага стагоддзя на змену фізіцы, распрацаванай Ньютанам, прыйшло квантавы яе кірунак. І ў тыя гады У.І. Вярнадскі пісаў пра тое, што чалавек з'яўляецца мініяцюрным космасам або квантавай сістэмай.

праблемы экалогіі

На цяперашнім этапе развіцця грамадства даследчыкі будуюць навуковую карціну свету зыходзячы з фізічных законаў прыроды, якія ў абавязковым парадку адлюстроўваюць і ўлічваюць усе нарастальныя праблемы экалогіі. Дзейнасць чалавека настолькі моцна ўплывае на нашу планету, што падобнае ўварванне павінна быць заключана ў пэўныя рамкі і пэўным чынам адрэгулявана. У адваротным выпадку свет можа апынуцца перад фактам наступу экалагічнай катастрофы.

Выхаванне падрастаючага пакалення

Для вырашэння праблем, якія існуюць у навакольнага нас прыродным асяроддзі, важна прымаць усе магчымыя меры. Адной з іх з'яўляецца правільная арганізацыя экалагічнага выхавання і адукацыі падрастаючага пакалення. Школьнікі павінны добра арыентавацца ў законах прыроды і ва ўзаемасувязі існуючых у ёй з'яў, а таксама ўмець ацэньваць і прадбачыць наступствы ўмяшання чалавека ў жывы свет планеты Зямля.

Агульнаадукацыйныя праграмы ў нашай краіне ўключаюць у сябе экалагічнае адукацыю ў якасці міждысцыплінарнага прадмета. Самастойны курс па гэтым напрамку не вядзецца. Пры гэтым падобнае адукацыю ўваходзіць у змест такіх прадметаў, як геаграфія і прыродазнаўства, хімія і біялогія. Цесную сувязь паміж сабой маюць таксама экалогія і фізіка.

З'яўленне новых дысцыплін

Усе працэсы, якія адбываюцца ў жывой прыродзе, знаходзяць сваё апісанне ў той ці іншай навуцы. Але часам існуе адначасовае выкарыстанне адных і тых жа палажэнняў і методык рознымі дысцыплінамі. Менавіта таму пачалі ўзнікаць новыя напрамкі навуковай дзейнасці. Гэта фізічная хімія і хімічная фізіка, фізічная медыцына і медыцынская фізіка. Аднак найболей дарэчы гэта спалучэнне пры апісанні дасягненняў фізікі і навукі, якая вывучае асяроддзе пражывання чалавека.

Вібрацыя і шум

Падобныя з'явы найбольш ярка апісваюць ўзаемасувязь фізікі і экалогіі.

Разгледзім паняцце вібрацыі. Яна ўяўляе сабой нязначныя механічныя ваганні, якія можна назіраць у фізічных целах. У гэтым выпадку як фізіка звязаная з экалогіяй? Вібрацыю адносяць да фактараў, якія валодаюць высокай біялагічнай актыўнасцю, якія аказваюць ўздзеянне на чалавека. Розныя віды гэтай з'явы, асабліва тыя, якія маюць тэхнагеннае паходжанне, служаць прычынамі разнастайных паталагічных станаў нашага арганізма. Вібрацыйныя захворвання стаяць на другім месцы пасля пылавых пры разглядзе прафесійных хвароб.

Яшчэ як фізіка звязаная з экалогіяй? Праз вучобу шумоў. Гэта паняцце служыць для вызначэння сукупнасці гукаў рознай частаты і інтэнсіўнасці. Напрыклад, гутарковая гаворка знаходзіцца ў дыяпазоне ад 50 да 60 Дб, а гучная музыка ацэньваецца ў 70 Дб. Шум аказвае ўплыў на фізіялагічную актыўнасць чалавека і на ўвесь яго арганізм. Пры ўздзеянні высокага ўзроўню гукаў могуць наступіць розныя паталогіі, аж да зніжэння слыху і глухаты. І тут мае цесную сувязь экалогія і медыцынская фізіка. Вывучаемыя гэтымі дысцыплінамі пытанні становяцца актуальныя ў сувязі з выкарыстаннем людзьмі, асабліва падрастаючым пакаленнем, мабільных тэлефонаў і плэераў.

электрамагнітныя поля

Экалогія і фізіка маюць цесную сувязь у вывучэнні ЭМП на здароўе чалавека. Пры гэтым асаблівая ўвага надаецца слабым і сверхслабым электрамагнітным палях, якія распаўсюджвае сучасная бытавая тэхніка і розныя сродкі сувязі, уключаючы кампутары, мабільныя тэлефоны і іншыя гаджэты.

На нашай планеце існуюць натуральныя ЭМП. У іх асяроддзі адбывалася фармаванне ўсяго разнастайнасці форм і відаў жывых арганізмаў. Існуюць такія поля і сёння. Ёсць яны нізкачашчынныя (да сотняў кілогерц). Сюды адносяць натуральны магнетызм, існуючы ў горных пародах, атмасферны электрычнасць, отліўные і прыліўныя марскія з'явы, патокі часціц касмічнага паходжання.

Адначасова з гэтым існуюць і ЭМП штучнага паходжання. Іх вывучэннем займаецца фізіка і экалогія побыту. Падобныя выпраменьвання будуць цалкам бяспечнымі для чалавека, калі па сваёй абсалютнай велічыні яны не перавысяць натуральнага фону планеты. Да штучным ЭМП можна аднесці поля, ствараныя радыёэлектроннымі прыладамі, тэлебачаннем і радыёвяшчаннем, а таксама стацыянарнай і мабільнай сувяззю. Ўздзеянню гэтых фактараў падвяргаецца большасць сучасных людзей. У выніку праведзеных даследаванняў было даказана негатыўны ўплыў штучных ЭМП на стан здароўя чалавека. Пры гэтым адзіным высокачуллівая індыкатарам дадзенага ўздзеяння з'яўляецца вада, з якой у асноўным і складаецца наш арганізм. ЭМП мяняюць яе структуру, душачы пры гэтым функцыянальную актыўнасць вадкасці.

Як фізіка дапамагае экалогіі ў дадзеным выпадку? Перад навукоўцамі ставяцца задачы распрацоўкі эфектыўных метадаў дэтэктавання ЭМП і методык, якія дазваляюць забяспечыць бяспеку ўсіх жывых арганізмаў.

Кампутарная, а таксама офісная тэхніка

Пры разглядзе пытання аб ступені шкоднага ўздзеяння ПК таксама задзейнічаны такія дысцыпліны, як экалогія і фізіка. Прычым персанальныя кампутары негатыўна ўплываюць на наша здароўе ў большай ступені, чым любыя іншыя гаджэты. Паводле праведзеных даследаванняў, ужо праз 45 хвілін працы на ПК карыстальнік, які не мае сродкаў абароны, атрымлівае значныя перагрузкі ўсіх рэгуляторных сістэм свайго арганізма.

Небяспека для чалавека уяўляе і такое офіснае абсталяванне, як тэлефон-факс і капіявальная тэхніка. Існуюць нават пэўныя групы людзей, якія маюць псіхалагічныя і фізіялагічныя асаблівасці, якім увогуле не рэкамендуецца працаваць за кампутарам. Адна з такіх катэгорый - дзеці.

Прычым ПК ўяўляюць небяспеку не толькі для тых, хто непасрэдна сядзіць за экранам манітора. Электрамагнітнае выпраменьванне, якое ідзе ад ПК, асабліва ад яго блока харчавання, размяркоўваецца ў радыусе да 2,5 м. Менавіта таму ўздзеянне офіснага абсталявання ў цяперашні час становіцца важкім фактарам пры разглядзе электрамагнітнай бяспекі людзей.

Бытавая тэхніка

Без верных электрычных памагатых не зможа абысціся сёння ні адзін чалавек. Але варта мець на ўвазе, што ўсе бытавыя прыборы, якія працуюць ад сеткі пераменнага току, з'яўляюцца непасрэдным крыніцай электрамагнітных палёў. Гэта ЗВЧ-печы і магутныя халадзільнікі, электрычныя пліты і маразільныя камеры. Набываючы падобны прыбор, неабходна звярнуць увагу на адпаведнасць яго санітарнага пашпарта патрабаванням устаноўленых заканадаўствам санітарных нормаў, якiя ўтрымлiваюцца ў МСанПиН 001-96.

іянізавальнае выпраменьванне

Дзе выкарыстоўваецца фізіка ў экалогіі? Прыклады такой ўзаемасувязі можна назіраць пры вывучэнні радыеактыўнага выпраменьвання. Яго дзеянне на біялагічныя аб'екты выклікае альбо детерменированный парогавы эфект, альбо выпадковыя беспарогавым.

Вострым пабойцам фактарам з'яўляецца аднаразовае апрамяненне цела чалавека з дозай паглынання, якая перавышае 0,25 Гр. Значэння гэтай велічыні, якія знаходзяцца ў межах ад 0,25 да 0,5 Гц, выклікаюць толькі кароткачасовыя змены складу крыві. Пры дозе ад 0,5 да 1,5 Гц ў чалавека ўзнікае пачуццё стомленасці, а часам і такое негатыўнае з'ява, як ваніты.

На сённяшні дзень даследчыкі добра вывучылі тыя наступствы для арганізма чалавека, якія нясе ў сабе іянізавальнае выпраменьванне. У адпаведнасці з атрыманымі вынікамі маюцца распрацоўкі разнастайных медыка-прафілактычных мерапрыемстваў, якія здольныя абараніць арганізм ад паступлення ў яго радыенуклідаў.

цеплавыя машыны

У паўсядзённым жыцці нам даводзіцца ўвесь час сустракацца з рознымі рухавікамі. Яны служаць для таго, каб прывесці ў рух аўтамабілі і самалёты, трактары і караблі, а таксама чыгуначныя лакаматывы. Цеплавымі машынамі, як правіла, выпрацоўваецца і электрычны ток. Менавіта з'яўленне і далейшае развіццё гэтага віду тэхнічных прылад садзейнічала бурнаму развіццю прамысловасці ў 18-20 стст.

На сённяшні дзень можна з упэўненасцю сказаць пра тое, што самую цесную ўзаемасувязь маюць цеплавыя машыны і экалогія. Фізіка як навука разглядае пытанні цеплавых страт падобных рухавікоў, якія з'яўляюцца прычынай павышэння ўнутранай энергіі не толькі навакольных тэл, але і атмасферы. Такі ўплыў выклікае парніковы эфект у атмасферы, які негатыўна адбіваецца на стане прыроды.

Акрамя таго, шкоднае ўздзеянне на экалогію аказваюць рухавікі ўнутранага згарання самалётаў, аўтамабіляў, а таксама топкі, неабходныя для працы цеплавых электрастанцый. Усе яны забруджваюць атмасферу вельмі шкоднымі для нашага здароўя рэчывамі, якія пасля трапляюць у вадаёмы і глебу. Усё гэта выклікае катастрафічныя змены ў навакольным нас асяроддзі.

Якія мерапрыемствы па фізіцы звязаны з экалогіяй? У нашай краіне з забруджваннем паветра вядзецца актыўная барацьба. Яна заключаецца ў павышэнні ККД рухавікоў цеплавых машын, выкарыстанні імі больш эфектыўнага паліва, а таксама ўсталёўцы улавливателей дымавых газаў. На ЦЭЦ і іншых аб'ектах падобнага тыпу адбываецца ўкараненне тэхналогіі комплекснай перапрацоўкі сыравіны, а таксама ўзводзяцца выцяжныя трубы вялікай даўжыні.

стан рэчываў

Пры вывучэнні дадзенай тэмы ясна праглядаецца сувязь, якую мае фізіка ў экалогіі. Прыклады таму можна знайсці ў такім прыроднай з'яве, як кругазварот вады. Пры вывучэнні тэмы, якая тычыцца параўтварэння і кандэнсацыі, відавочна праглядаецца сувязь гэтых двух навук. Бо ў прыродзе пры любых тэмпературных умовах адбываецца выпарэнне вільгаці з паверхні глебаў і вадаёмаў.

Пры гэтым вада, пераходзячая ў стан пара, кандэнсуецца ў верхніх пластах атмасферы. Дзякуючы гэтаму з'яве утвараюцца беласнежныя аблокі, і на зямлю выпадае раса, град або снег. У прыродзе існуе пэўны баланс паміж тым колькасцю вады, якое выпараецца з паверхні зямлі, і тым, якое знаходзіцца ў атмасферы.

У гэтым выпадку як фізіка ўплывае на экалогію? Чалавек, які валодае магутнай тэхнікай, створанай з дапамогай гэтай навукі, здольны знішчыць вадаёмы, што прывядзе да парушэння прыроднай раўнавагі. Новы стан зьявіцца нязвыклым для жывых арганізмаў, якія жывуць у дадзенай мясцовасці. Менавіта таму перад тым як вырабіць ўварванне ў прыроду, чалавеку важна ацаніць усе магчымыя наступствы сваіх дзеянняў.

дыфузія

Дадзенае з'ява вывучаецца на ўроках фізікі. Аднак адначасова з яго разглядам вучні павінны даведацца пра тое, дыфузія ў прыродзе часам з'яўляецца прычынай таго, што ў глебе, паветры і ў вадзе распаўсюджваюцца забруджвальныя рэчывы.

Прыкладам таму можа служыць работа металургічных заводаў. Пры невялікай хуткасці рассейвання выкіданых праз іх трубы газаў верагодна навала шкодных рэчываў над той мясцовасцю, дзе знаходзіцца вытворчасць. Далей, з прычыны дыфузіі, небяспечныя элементы пранікаюць у расліны, а таксама ў арганізм жывёл і чалавека.

формы навучання

У якім выпадку дасягаецца паўнавартасная рэалізацыя магчымасцяў для атрымання навучэнцамі экалагічнай адукацыі? Для гэтага неабходна прымяненне ўсіх формаў падачы матэрыялу, якія ўяўляюць сабой ўрочнай і пазаўрочныя працы, факультатыўныя заняткі, рашэнне задач па фізіцы з экалагічным зместам.

Важным умовай поспеху стане правядзенне дзецьмі розных даследчых работ, якія разглядаюць пытанні аховы навакольнага асяроддзя і здароўя чалавека. Добра запомніць пададзены матэрыял дазволіць і расказаная настаўнікам экалагічная казка па фізіцы. Экалогія ў ёй павінна прысутнічаць у вобразе галоўных і другарадных герояў, іх дзеянняў і шляхоў дасягненняў мэты.

Бо на ўроках па фізіцы педагог вялікую ўвагу надае вырашэння задач, важна не проста надзяліць экалагічным зместам іх ўмова, але і прыцягнуць навучэнцаў да абмеркавання рашэння з пункту гледжання існуючых праблем, якія тычацца выкарыстання паліўных і энергетычных рэсурсаў, экалагізацыі транспарту, прамысловасці, а таксама сельскай гаспадаркі.