Номер 1, страница 122 - гдз по физике 8 класс учебник Исаченкова, Громыко

1. Влияние электромагнитных полей на живые организмы.

Влияние электромагнитных полей (ЭМП) на живые организмы — это комплексная научная проблема, которая изучает взаимодействие биологических систем с электрическими и магнитными полями различной частоты и интенсивности. Жизнь на Земле эволюционировала в условиях естественных ЭМП (геомагнитное поле, солнечное излучение), однако с развитием технологий человек создал множество искусственных источников, что порождает вопросы об их безопасности.

1. Классификация ЭМП и основные механизмы воздействия

Электромагнитные поля принято разделять по их способности воздействовать на атомы и молекулы. Ключевым является различие между ионизирующим и неионизирующим излучением.

• Ионизирующее излучение (например, рентгеновские и гамма-лучи) обладает достаточной энергией, чтобы выбивать электроны из атомов (ионизировать их), разрывать химические связи и повреждать ДНК. Его вред для живых организмов доказан и хорошо изучен.
• Неионизирующее излучение, к которому относятся радиоволны, микроволны (СВЧ), излучение от линий электропередач (ЛЭП) и бытовых приборов, не обладает достаточной энергией для ионизации атомов. Его воздействие на организм происходит через другие механизмы.

Основные механизмы воздействия неионизирующих ЭМП:

1. Термический эффект. Это основной и наиболее доказанный механизм для высокочастотных ЭМП (радиочастотный и СВЧ-диапазоны). Энергия поля поглощается тканями организма, содержащими большое количество воды. Под действием поля полярные молекулы воды начинают колебаться, что приводит к выделению тепла и повышению температуры тканей. Именно этот принцип используется в микроволновых печах. При интенсивном воздействии перегрев может вызвать повреждение тканей и нарушение функций органов. Для количественной оценки поглощенной энергии используется величина SAR (Specific Absorption Rate – удельный коэффициент поглощения).
2. Нетермический (информационный) эффект. Этот эффект проявляется при воздействии ЭМП низкой интенсивности, которые не вызывают значительного нагрева тканей. Механизмы этого воздействия сложны, до конца не изучены и являются предметом научных дискуссий. Предполагается, что слабые ЭМП могут:
   • Влиять на проницаемость клеточных мембран и работу ионных каналов (например, кальциевых).
   • Изменять скорость биохимических реакций и активность ферментов.
   • Взаимодействовать с собственными электрическими процессами организма (например, с нервными импульсами или биоритмами мозга).
   Многие живые организмы используют естественные поля для своих нужд, например, перелетные птицы и некоторые рыбы ориентируются по магнитному полю Земли (магниторецепция).

Ответ: Воздействие ЭМП на живые организмы классифицируется по двум основным механизмам: термическому (нагрев тканей под действием высокочастотных полей, что является доказанным фактором риска) и нетермическому (влияние слабых полей на биоэлектрические процессы в клетках, механизмы которого до конца не изучены). Крайне важно отличать неионизирующее излучение от бытовых приборов от опасного ионизирующего излучения.

2. Влияние ЭМП от различных источников

Чувствительность организма к ЭМП зависит от диапазона частот.

• Постоянные (статические) и крайне низкочастотные поля (до 300 Гц). Источниками являются линии электропередачи (ЛЭП), силовые кабели, трансформаторы, электропроводка в домах и некоторая бытовая техника. Интенсивность поля быстро убывает с расстоянием по закону, близкому к $P \sim 1/r^2$, где $r$ – расстояние до источника. Длительное пребывание в зонах с высокой напряженностью таких полей (например, непосредственно под высоковольтными ЛЭП) ассоциируется в некоторых эпидемиологических исследованиях с повышенным риском развития определенных заболеваний, в частности, лейкемии у детей. Однако Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) отмечает, что доказательства причинно-следственной связи остаются неубедительными.
• Радиочастотные поля (от 100 кГц до 300 ГГц). Основные источники в быту — мобильные и радиотелефоны, базовые станции сотовой связи, сети Wi-Fi, Bluetooth-устройства, микроволновые печи, теле- и радиопередатчики. Главный доказанный риск от этих источников связан с термическим эффектом при высоких мощностях. В 2011 году Международное агентство по изучению рака (МАИР) классифицировало радиочастотное излучение как "возможно канцерогенное для человека" (группа 2B). Эта классификация была основана на ограниченных данных о связи между интенсивным использованием мобильных телефонов и повышенным риском развития глиомы (разновидность опухоли мозга). Важно понимать, что категория 2B означает наличие ограниченных свидетельств и не позволяет исключить роль случайности или других факторов. Научное сообщество продолжает активные исследования в этой области.

Ответ: Различные источники ЭМП создают поля разной частоты и интенсивности, что определяет характер их возможного влияния. Для низкочастотных полей от ЛЭП существуют статистические корреляции с некоторыми заболеваниями, но без доказанной причинной связи. Для радиочастотных полей от мобильных телефонов и Wi-Fi основным риском является нагрев, а канцерогенность классифицируется как "возможная" из-за ограниченности научных данных.

3. Гигиеническое нормирование и меры защиты

Для защиты населения и работников от неблагоприятного воздействия ЭМП существуют санитарные нормы и правила (в России это СанПиНы, на международном уровне — рекомендации ICNIRP). Эти нормы устанавливают предельно допустимые уровни (ПДУ) напряженности электрических и магнитных полей для разных частотных диапазонов.

Современные гигиенические нормативы основаны в первую очередь на предотвращении доказанных термических эффектов. Для нетермических эффектов, из-за научной неопределенности, часто применяется "принцип предосторожности".

Основные меры защиты от воздействия антропогенных ЭМП:

• Защита расстоянием: наиболее эффективный метод, так как интенсивность поля значительно уменьшается при удалении от источника. Не стоит спать рядом с работающим Wi-Fi роутером или класть мобильный телефон у головы на ночь.
• Защита временем: сокращение времени нахождения в зонах с повышенным уровнем ЭМП (например, ограничение времени разговоров по мобильному телефону).
• Использование устройств с меньшей мощностью: например, при разговоре по мобильному телефону использование проводной гарнитуры или громкой связи увеличивает расстояние от источника (антенны телефона) до головы.
• Экранирование: использование специальных материалов или конструкций для ослабления ЭМП. Применяется в основном на производстве и для защиты специального оборудования.

Ответ: Для защиты от вредного воздействия ЭМП существуют государственные и международные нормативы, устанавливающие предельно допустимые уровни полей. Эти нормы нацелены на предотвращение в первую очередь термического эффекта. Основными способами индивидуальной защиты являются увеличение расстояния до источника излучения и сокращение времени воздействия.