电磁波的研究.docx

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电磁波的研究

研究性学习成果

关于电磁波对生物体的影响及其屏蔽特性的研究

台州市第一中学

指导教师：

陈征燕、杨永建

组长：

　方梁康

小组成员：

方梁康、毛恩荣、万骅

课题研究的时间：

2004年8月到2005年2月

摘要

随着科学技术的迅猛发展和社会生产力水平的迅速提高，电磁科技在给人类造福的同时，也带来了“电磁污染”，人们对电磁波的负面影响认识不足，深不知自身正在遭受着电磁危害。

通过文献查阅和走访专家我们了解有关电磁辐射的大量资料，我们设计进行了多种实验。

电磁波屏蔽特性实验，得出电磁波可以穿过空气、纸，但不能穿过、水、金属。

所以，导体具有屏蔽电磁波的作用。

电磁波对生物体的影响实验，得出电磁波对小白鼠的生活及绿豆芽种子的萌发有一定影响。

为了帮助人们避开电磁辐射的影响，我们研制了一个简易的电磁辐射监测仪。

关于电磁波对生物体影响及其屏蔽特性的研究

台州市第一中学　　方梁康、毛恩荣、万骅

一、研究背景

随着科学技术的迅猛发展和社会生产力水平的迅速提高，电磁科技在给人类造福的同时，也带来了“电磁污染”。

由于电磁污染无法凭人的感官所觉察，因此人们对它的负面影响认识不足，深不知自身正在遭受着电磁危害。

我们通过文献、实验研究了解电磁波危害及预防的措施。

二、研究过程

从2004年8月开始，到2005年2月底为止，历时七个月，我们利用研究性学习时间和其它课余时间对电磁辐射的危害和预防进行了初步研究，采用的方法是：

1、文献研究：

通过书籍和网站，我们查阅了有关电磁辐射的大量资料，了解认识电磁辐射及其危害。

2、走访专家：

在研究过程中，我们访问了有关老师和医生。

3、实验研究：

在本课题研究过程中，我们设计进行了多种实验，有涉及电磁辐射对动、植物影响的2项小实验，有电磁波屏蔽特性的7项小实验，使我们对电磁波污染和屏蔽特性有了感性认识。

4、项目制作：

为了帮助人们避开电磁波的影响，我们研制了一个简易的电磁辐射监测仪。

三、研究结果

1、通过文献研究我们知道了电磁辐射:

电磁辐射是指能量以电磁波形式由波源发射到空间的现象。

任何交流电路都会向它周围的空间发射电磁能量，形成电磁场。

当电磁辐射强度达到一定量之后，就会造成电磁污染。

2、日常生活中的电磁辐射源

我们在走访专家和文献研究中了解到，我们的周围有许多电磁波发射源。

第一类是发射有用信号的，如广播、电视等。

其特点是输出功率大，发射天线不能加以屏蔽。

第二类是利用高频电流的热效应来达到生产、生活目的的工业、科研、医疗设备，如食品干燥、超短波理疗和微波炉等。

第三类是超高压输电线路和变压器等电气设备。

3、电磁波对生物体的影响实验

资料表明：

电磁辐射强度达到一定量之后，会导致生物膜电位异常，从而干扰生物膜上受体的活性，导致细胞功能的异常及细胞状态的异常。

我们就电磁辐射对动植物生活、生长的影响做了2项小实验。

●实验1：

研究电磁波对小白鼠生活的影响

△实验目的：

以实验组和对照组小白鼠为研究对象，观察实验组小白鼠的生长、进食、饮水等情况有什么不同，研究电磁波对小白鼠生活的影响。

△实验器材：

J2435型电磁波发生器一台：

频率：

约230MHz，功率：

约3W，天平一台、注射器（当量筒用）一支。

△实验对象：

小白鼠4只，其中2只为实验组，记为小白鼠①号、②号；另二只为对照组，记为小白鼠③号、④号。

△实验时间：

22天（2005.01.27——2005.02.17）。

△条件控制：

实验组小白鼠饲养的纸盒就放在电磁波发生器天线下方，小白鼠活动区域与天线最大距离约为30cm。

如果按球面波计算，小白鼠活动区域中电磁辐射强度约为2.65w/m2.注

△实验步骤：

①先称出四只小白鼠体重：

①号22.0克、②号21.6克、③号21.3克、④号21.5克。

②将四只小白鼠分成二组，①号鼠、②号鼠作为实验组，放在盒内置于电磁波发生器旁边，开启电磁波发生器。

另外③号鼠、④号鼠放在另一盒内，远离电磁波发生器，其它生活条件相同。

③每天对2组小白鼠同时喂食等量的相同食物、水，观察与记录它们的进食、饮水及活动情况。

④实验结束，对实验记录进行汇总，并再次称量小白鼠体重。

△实验结果

①小白鼠饮食、饮水对照汇总表（详细记录表在附件“实验报告”中）：

项目

实验组

对照组

①号鼠

②号鼠

③号鼠

④号鼠

每日平均饮水量（ml）

5.0

4.5

5.5

5.0

每日平均进食面包量（克）

11.8

11.3

12.5

12.3

实验组小白鼠日饮水量比对照组减少9.5%，日进食面包量减少6.9%。

②实验前后小白鼠体重对照

项目

实验组

对照组

①号鼠

②号鼠

③号鼠

④号鼠

实验前体重（克）

22.0

21.6

21.3

21.5

实验后体重（克）

34.5

33.0

35.2

35.3

增加百分比

56.8%

52.8%

65.3%

64.2%

经过22天饲养，二组小白鼠体重都有增加，但对照组增加的比例大。

③根据观察：

实验后期实验组小白鼠活动能力有所降低。

结论：

电磁波对小白鼠的生活有一定影响。

●实验2：

研究电磁波（热效应）对绿豆种子萌发的影响

△实验目的：

了解强电磁波对绿豆种子的影响。

△实验器材：

家用微波炉、绿豆种子百余粒，培养杯4只，脱脂棉（适量）。

△实验步骤：

①购买并选取百余粒较饱满且相似的绿豆种子。

②把绿豆种子分为四组，一组不经微波照射，另三组照射时间分别为3秒、8秒、13秒，然后装入同样大小的培养杯。

③分别在每一只培养杯底部垫上一层脱脂棉，加适量水。

④置于温度为22℃室内（空调控制）。

⑤三昼夜之后，我们对绿豆发芽情况进行追踪观察。

△实验现象：

（1）未经过照射的绿豆种子发芽好。

（2）经过3秒钟照射的绿豆种子发芽情况较好。

（3）经过8秒钟照射的绿豆嫩芽变短，色泽不良。

（4）经过13秒钟照射的绿豆发芽情况不好，多数不能发芽，已发芽的种子芽体发育不良。

（见下图左）

（5）经过10天之后，四组绿豆种子长成豆苗、长势大不相同。

（见下图右）

实验结论：

电磁波对绿豆芽种子的萌发产生影响，照射时间越长，影响越大。

4、电磁波的传播和屏蔽特性实验

（实验名称）：

电磁波传播特性研究

（实验目的）：

研究电磁波传播和屏蔽的特点。

（实验器材）：

小型调频收音机、纸盒、手机、金属盒、铝箔包装纸袋、塑料袋、易拉罐饮料、塑料瓶装牛奶、铝制包装纸的速冻牛肉，微波炉、塑料桶。

（实验步骤和实验记录）

准备工作：

调整小型调频收音机，使收音机接收到某个电台的信号，收音机发出清楚、响亮的声音。

●实验1：

将收音机放在纸盒里，观察是否还能听到声音。

记录：

仍能清楚地听到收音机发出的声音。

●实验2：

将手机放在金属盒中，拨打其号码，观察能否接收到信号。

记录：

没有声音，手机上也无来电未接听提示。

●实验3：

将收音机放入铝箔包装纸袋（如方便面的袋子）中，注意将天线也封入，封好袋口，观察是否还能收听到电台的声音。

记录：

不能，只传来一些噪音。

●实验4：

将收音机放入铝箔包装纸袋中，让天线伸出袋口，观察是否还能收听到电台的声音。

记录：

能清楚地收听到电台的声音。

●实验5：

用塑料袋将收音机包扎好，并将天线放入袋中（注意塑料袋一定不能漏水），将塑料袋慢慢放入水中，当水漫过塑料袋时，观察是否还能收听到电台的声音。

记录：

不能，只传来一些噪音。

●实验6：

将实验5中收音机天线拉开伸出水面（天线用塑料袋裹着，不与水接触），观察是否还能收听到电台的声音。

记录：

能清楚地收听到电台的声音。

●实验7：

将开口的塑料瓶装牛奶，拉开了口的铝制易拉罐饮料，以及铝质包装纸包装的速冻牛肉分别放在微波炉中，让微波炉工作一段时间，打开微波炉后，观察食物温度的改变。

记录：

塑料瓶中牛奶发烫了，易拉罐中的饮料温度没有明显升高，速冻牛肉没有解冻。

实验结论：

电磁波可以穿过空气、纸，但不能穿过、水、金属，也就是不能穿过导体传播。

所以，导体具有屏蔽电磁波的作用。

5、简易电磁辐射监测仪的研制

简易电磁辐射监测仪

为了更加方便地感知电磁波的存在和知道它的强弱，帮助人们尽早避开它的影响，我们研制了一个简易的电磁辐射监测仪。

它可以在8米之外测出手机拨号时的电磁波，测出拨打电话时，电话机旁边和微波炉工作时的电磁波等，而且测试器制作工艺简单，价格低廉（详细内容见附件二），很有实际推广价值。

鸣谢：

本课题研究过程中，我们得到专家、老师的指导和帮助，谨在此向指导老师陈征燕、杨永建，帮助过我们研究的台州市电视发射台技术人员、台州市立医院医生、吴君亮老师、方孔婴老师、郭健敏老师、丁群明老师表示感谢。

参考文献：

《电磁辐射的危害及防护》熊诒廷编著北京医科大学中国协和医科大学联合出版社

《环境与健康》吴德生等编著中国环境科学出版社

《环境工程学》周律等编著中国环境科学出版社

查阅的有关网站：

附件一：

实验报告电磁波对生物体的影响实验报告

（一）

附件二：

实验报告电磁波对生物体的影响实验报告

（二）

附件三：

实验报告电磁波传播特性研究实验报告

附件四：

简易电磁辐射监测仪制作说明

附件五：

研究性学习过程材料

附件六：

研究性学习体会

附件一：

实验报告

电磁波对生物体的影响实验报告

（一）

实验名称：

电磁波对小白鼠的生活影响对照

实验者：

方梁康、毛恩荣、万骅

实验时间：

2005年1月27日－2月17日

条件控制：

实验组小白鼠饲养的纸盒就放在电磁波发生器天线下方，小白鼠活动区域与天线最大距离约为30cm。

如果按球面波计算，小白鼠活动区域中电磁辐射强度约为2.65w/m2。

实验器材：

J2435型电磁波发生器一台：

频率：

约230MHz，功率：

约3W，天平一台、注射器（当量筒用）一支。

实验对象：

小白鼠4只，其中2只为实验组，记为小白鼠①号、②号；另二只为对照组，记为小白鼠③号、④号。

实验时间：

22天（2005.01.27——2005.02.17）。

实验步骤：

①称出四只小白鼠体重：

①号22.0克、②号21.6克、③号21.3克、④号21.5克。

②将四只小白鼠分成二组，①号鼠、②号鼠作为实验组，放在盒内置于电磁波发生器旁边，开启电磁波发生器。

另外③号鼠、④号鼠放在另一盒内，远离电磁波发生器。

③每天对二组小白鼠喂食相同食物、水，观察与记录它们的进食、饮水及活动情况。

④实验结束，对实验记录进行汇总，并再次称量小白鼠体重。

实验记录

小白鼠饮水饮食日记录表

日期

实验组

对照组

①号鼠

②号鼠

③号鼠

④号鼠

面包

水

面包

水

面包

水

面包

水

2005.1.27

7.5g

3ml

7g

3ml

7g

3ml

7.2g

3ml

1.28

7.8g

3ml

7.2g

3ml

7.3g

3ml

7.5g

3ml

1.29

8.2g

3ml

7.5g

3ml

7.7g

3.5ml

7g

3.5ml

1.30

8.4g

3.5ml

7.9g

3ml

8.1g

3.