Позакласний захід з фізики для 11-х класів
Науково-теоретична конференція на тему «Фізика і медицина»
Мета : узагальнити знання про основні корисні і шкідливі дії різних фізичних явищ на організм людини,
отримані у шкільному курсі фізики, розглянути питання про основні області застосування цих
явищ у медицині, показати шляхи створення комфортних умов для людини, викликати бажання
серйозно ставитись до власного здоров’я, розвивати пізнавальний інтерес учнів, розширяти їх за-
гальноосвітній рівень.
План конференції :
Вступ
Гіпертермія і кріотерапія
Інфразвук і ультразвук
Магнітні поля у медицині
Статичні електричні поля - шкідливі і корисні
Дія постійного і змінного електричних струмів на людину
Електричні імпульси на службі у медиків
Теплова і нетеплова дія електромагнітного випромінювання
Термографія
Дія ультрафіолетового випромінювання на живі організми
Сонцезахисна косметика : за і проти
Рентгенівське випромінювання
Біологічна дія альфа-, бета- ,гамма-випромінювання
Використання методу мічених атомів у медицині
Лазерний промінь у медицині
МІЛ – терапія
1.Вступне слово вчителя
Організм людини подібний до складної машини. На жаль, як і будь-яка машина ,він недосконалий ,і у його роботі виникають збої , вин може вийти з ладу. Людина хворіє і змушена звертатись по допомогу до медиків. Вона сподівається на те, що їй буде надана кваліфікована допомога з використанням найсу- часніших прогресивних методів лікування.
Досягнення у області фізики напряму пов’язані з рівнем розвитку медицини. Фізика давно і вірно слу-жить медицині. Кожне істотне відкриття у фізиці додає медикам нові прилади і апарати, нові методи для діагностики і лікування.
З іншого боку, деякі фізичні явища негативно впливають на здоров’я людини. Сьогодні ми розглянемо найбільш яскраві приклади корисної і шкідливої дії різних фізичних явищ на людину ,а також конкрет-ні приклади використання у медицині різноманітних фізичних явищ.
2. 1-й доповідач
Одна з перших фізичних величин, яку вивчають у шкільному курсі фізики – це температура. Звернемося до таких понять, як гіпертермія і кріотерапія. Гіпертермія – це значне підвищення температури тіла чи окремих його ділянок . Кріотерапія – значне зниження температури окремих ділянок тіла з лікувальною метою.
Загальна гіпертермія ,процесом якої керують медики, - це новий метод лікування ,розроблений новоси-бірськими медиками, який нещодавно на Міжнародному конгресі анестезіологів отримав гран-прі. За його допомогою виліковують цілу низку найтяжчих захворювань – від астми до онкологічних захворю- вань. Підвищення температури тіла до 42 градусів призводить до знищення багатьох видів вірусів. Не дарма лікарі нерідко радять хворим не зловживати жарознижуючими препаратами, якщо ,звісно, дозво- ляє серце. Гіпертермія може призвести до порушень роботи серця, нирок, а також обміну речовин у ор- ганізмі ;при температурі вище 41 градусу можуть розпочатись незворотні процеси: може навіть зсістися білок. Саме тому градуювання медичного термометра закінчується 42 градусами.
З іншого боку, ракові клітини гинуть при температурі, близькій до 42 градусів. Ще півстоліття тому ні- мецький лікар фон Арденне відкрив «теплову клініку» для безнадійних онкологічних хворих, де вико- ристовував метод гіпертермії. Правда, виживало не більше 17% його пацієнтів, але ті, хто вижив під час нагрівання до 41.8 градусів, виліковувались повністю.
Новосибірські медики виявили ще один цікавий факт :гіпертермія лікує побутову наркоманію. На сього-днішній день вони вже пролікували десятки людей, всі вони витримали багатогодинну процедуру без ускладнень .Один з пацієнтів не вживає наркотики ще з 1977 року.
Результати роботи новосибірських лікарів показали також, що 44-градусна гіпертермія знижує кількість вірусів імунодефіциту у крові ВІЛ-інфікованої людини у десятки і навіть у сотні разів. Це ,звичайно, ще не видужання , але вже повернення до життя.
І все ж не кожного пацієнта можна наражати на небезпеку під час такої процедури, оскільки існує низка серйозних протипоказань ,які загрожують небезпечними ускладненнями.
Кріотерапія (зниження температури тіла) зараз широко використовується у косметології. За допомогою зрідженого азоту, температура якого -890С, роблять кріомасаж, який покращує циркуляцію крові , вида- ляють бородавки, поступово зменшують деякі підшкірні утворення. В останній час популярністю стали користуватися процедури у кріосаунах для омоложення шкіри.
3. 2-й доповідач
Людина завжди жила у світі звуків і шуму. Як відомо, звук – це механічні коливання середовища з час- тотою від 16 Гц до 20 000 Гц. Коливання з частотою більше 20 000 Гц називають ультразвуком, а з час- тотою менше 16 Гц – інфразвуком.
Тихий шелест трави, голоси птахів, легкий сплеск води і шум океану завжди приємні для людини. Вони заспокоюють її, знімають стреси.
Довготривалий шум шкідливо діє на орган слуху, знижує його чутливість до звуку. Він призводить до порушень діяльності серця, печінки, до нервової перенапруги і виснаження нервових клітин. Постійна дія сильного шуму може викликати дзвін у вухах, головний біль, підвищену втомленість, запаморочен- ня. Виявлено, що у жителів районів, розташованих поблизу міжнародних аеропортів, захворюваність на гіпертонію (підвищений тиск) набагато вища ,ніж у спокійних тихих районах того ж міста.
Медична статистика стверджує, що процес нервово-психічних захворювань вище серед особ, які працю-ють у шумних умовах, ніж у особ,які працюють у нормальних звукових умовах. З іншого боку, дослід- ження показали, що абсолютна тиша лякає і пригнічує людину. Так, працівники одного з конструктор-ських бюро , у якому зробили прекрасну звукоізоляцію, вже через тиждень почали скаржитись на немо- живість працювати у таких умовах, вони знервувались, втрачали працездатність.
Нечутні звуки (інфразвуки і ультразвуки) також можуть чинити шкідливу дію на здоров’я людини. Так, інфразвуки особливо впливають на психічну сферу людини: погіршують настрій, інтелектуальну діяль- ність людини, з’являється відчуття розгубленості, тривоги, страху. Інфразвук середньої інтенсивності може спричинити параліч і навіть сліпоту. Потужний інфразвук здібний ушкодити або навіть зупинити серце. Інфразвук з частотою 7.5 Гц вважається майже смертельним для людини.
Якщо поглянути у минуле, то вже там можна помітить вплив на людину інфразвуковими частотами.На-
Приклад, шамани супроводжували свій танець ударами у барабан з частотою 2 Гц, що вже через декіль-ка хвилин викликало у нього і у оточуючих стан екстазу. Сила сучасної рок-музики міститься у ритмах на інфразвуковій частоті, які викликають біопсихічну реакцію організму. Слухачі впадають у танцюва- льний транс, який нагадує наркотичний стан. З цим пов’язане досить нове поняття «звукового сп’янін-ня».
Інфразвук вже давно намагаються використовувати як невидиму потужну зброю, яка може згубить цілу армію.
Перегляд відеосюжету про дію інфразвуку на людину ( кадри з х/ф «Смерть шпигунам»)
Ультразвуки у гамі виробничих шумів негативно впливають також на клітини нервової системи, у вели- ких дозах вони призводять до захворювань суглобів.
Одночасно з цим, ультразвук у медицині у останній час широко використовують у різних галузях. По-перше, це УЗД – ультразвукова діагностика внутрішніх органів.
Перегляд відеосюжету про УЗД плоду людини на 19 тижні його розвитку
Успішно почала використовуватись ультразвукова хірургія. Наприклад, у ортопедії проводять розтин і зварювання кісток, при цьому не виникають уламки кісток, нема ураження оточуючих тканин. Ультра- звук знайшов використання і у стоматології для зняття зубного каменю та нальоту з зубів.
Ультразвук має властивість подрібнювати тверді тіла, призводить до утворення однорідних емульсій або суспензій ( за допомогою ультразвуку можна змішати навіть ртуть з водою або воду з рослинною олією). Особливо велике значення ультразвукове подрібнення має у фармакології для виготовлення лі- карських речовин.
У 80-х роках 20-го століття для подрібнення ниркових каменів у сечоводі почали використовувати уль-тразвук (зовнішню літотрипсію) . Спочатку пацієнта розміщували у спеціальній ванні так, щоб живіт за- нурився у воду,потім за допомогою ультразвуку виявляли точне місце розташування каменю у сечоводі,
після цього на ділянку розташування каменю спрямовували 2 потужні ультразвукові хвилі. Завдяки віб- рації високої інтенсивності камінь подрібнювався на шматочки , які вже досить вільно проходили по се- човоду у сечовий міхур. Але у цьому випадку досить великою була вірогідність ускладнень : уламки ка- міння на своєму шляху могли ушкодити сечовід, що призводило до кровотечі.
Нещодавно у Росії у Центральному військово-клінічному шпиталі імені Вишневського почали вводити у сечовід спеціальну порожню манжету ,яка роздималась у кінці операції ,що призводило до розширен- ня сечоводу і дозволяло опустити камінь без ушкоджень сечоводу.
4. 3-й доповідач
Досить широко використовують у медицині електричні і магнітні поля.
Наприклад, спеціалісти Російського Державного НДІ хімії і технології та НДІ імені Герцена розробили новий вид лікарських препаратів, які керуються магнітом і призначені для використання у онкології, де внаслідок токсичності препаратів, які використовують при лікуванні ,завжди існувала проблема утрима-ння цих ліків у зоні захворювання організму. Тепер є можливість транспортувати ліки до місця пухлини разом з потоком крові і потім різко гальмувати ці ліки за допомогою магнітної пов’язки.При цьому кож-
на крупинка ліків повинна бути вкрита плівкою магнітного металу, при чому тільки заліза, оскільки ні- кель і кобальт – канцерогенні. Спеціалісти створили пристрій ,у якому залізо, яке знаходиться у газопо-дібному стані ,осідає на поверхні крупинок; сам же препарат не встигає дуже нагрітися і не розкладаєть-ся.
Найчастіше використовують невеликі магнітні поля постійних магнітів , щоб витягти інородні тіла ,які попали у око людині.
Як відомо, магнітні бурі, тобто зміни магнітного поля Землі, негативно впливають на людей, особливо на тих хто має серцево-судинні захворювання, хто хворіє на гіпертонію та астму.
5. 4-й доповідач
Людина постійно перебуває у електростатичному полі Землі. Воно певним чином впливає на життєдія-льність організму, і коли людина ізольована від цього поля, то це негативно відбивається на її самопо- чутті.
Вчені німецького міста Саарбрюкен провели цікавий експерименту одній школі. За допомогою спеціа- льних пристроїв вони ліквідували всі електростатичні заряди у всіх приміщеннях школи. В результаті виявилось, що на екзаменах учні показали значно гірші результати, ніж їх однолітки у сусідніх школах, хоча вони мали однакову підготовку. Отже, не завжди з електризацією треба боротися.
Дослідження показують, що людям, хворим на грип, досить побути у приміщенні з надлишковою кіль-кістю негативних іонів, тобто побути під дією сильного електричного поля, щоб скоріше видужати.
А от велика кількість позитивних іонів викликає у людини неприємні відчуття: втомленість, запаморо-чення, утруднене дихання, запалення слизової оболонки носу, хриплий голос і навіть серцеві напади.
Електризація ,яка виникає, наприклад, коли ми одягаємо білизну із полівінілхлориду, допомагає під час лікування радикулітів, невралгії і навіть деяких форм ревматизму.
Фізіотерапевти і сьогодні широко використовують під час лікування деяких хвороб нервової системи електростатичне поле високої напруги – франклінізацію. Хворого розміщують між двома електродами, з’єднаними з джерелом постійної напруги 40-50 кВ. Поблизу одного з електродів виникає електричний розряд. Потік іонів, який виникає у зоні розряду, спрямований на тіло пацієнта, в основному у область голови і шиї. Іони діють на нервові закінчення ,які є у шкірі цієї області, а також на слизові оболонки , коли людина вдихає іонізоване повітря. Для лікування і профілактики деяких захворювань антибіотики розпиляють , і пацієнт вдихає повітря з цими речовинами, які виготовляють у вигляді аерозолів. При створенні аерозолів використовують сильні електричні поля. Отримані речовини називають електроае-розолями. Краплини такого аерозолю дуже мілкі, менше злипаються, гарно електризуються , притягу-ються до тканин у дихальних шляхах і глибше попадають у легені, створюючи постійний запас біоло- гічно активних речовин.
6. 5-й доповідач
Зброя масового ураження повсякденного використання . А як ще можна назвати десятки мільйонів еле- ктроприладів та інструментів, якими людина оточена не тільки на підприємстві, але й у власному домі ?
Ці наші вірні помічники іноді несподівано стають смертельно небезпечними, і необхідно знати, коли і при яких умовах це може статися.
Опір тіла людини змінюється у широких межах : від 1 кОм до 100 кОм. Загальний опір людського тіла у всіх різний і залежить від психічного стану людини, від рівня вологості шкіри, температури оточую-чого середовища і навіть від висоти знаходження людини над рівнем моря. Але, саме головне, опір тіла залежить від прикладеної напруги і частоти змінного струму. Експерименти довели, що постійний струм не такий небезпечний ,як змінний. На основі досліджень, проведених у Ленінградському інститу-ті охорони праці, було встановлено, що постійний струм до 20 мкА не спричиняє помітних фізіологіч-них порушень у організмі людини навіть при тривалій дії. У випадку змінного струму смертельно небе-зпечним для людини є напруга вище 50 В.Хоча у історії відомі випадки загибелі людей під дією напру- ги 4-5 В при частоті струму 50 Гц. При стандартній частоті змінного струму 50 Гц більшість м’язів ске- лету встигають скорочуватись у такт зі струмом. Але ,на жаль, можливості м’язів серця не перевищують 10 Гц. При напрузі 30-40 В ,коли амплітуда коливань невелика, амплітуда скорочення м’язів відповідно мала. Це викликає у людини лише неприємні і больові відчуття. Але при високій напрузі велика амплі- туда скорочення м’язів може призвести людину до шокового стану, порушенню роботи серця, паралічу органів дихання і навіть до смерті.
7. 6-й доповідач
З одного боку, струм небезпечний , з іншого боку, його часто використовують медики для діагностики і лікування .Визначною подією у історії медицини стало вручення у 1924 р. Нобелівської премії по меди-цині Віллему Ейнтховену за відкриття методу електрокардіографії (ЕКГ) – методу діагностики захворю- вань серця. Прилад електрокардіограф дозволяє реєструвати електричні імпульси серцевого м’яза – міо- карду.
За допомогою постійного струм у організм можна вводити лікарські речовини, які створюють у розчині заряджені частинки. Ця процедура називається електрофорезом.
Електричні імпульси у останній час стали широко використовуватися для лікування деяких захворю-вань.У Санкт-Петербурзі у інституті мозку людини Російської академії медичних наук розроблені мето- ди впливу на мозок, які дозволяють покращити або відновити зір людям, у яких у результаті травми або неправильного розвитку постраждали зорові нерви або відділи , які відповідають за зір. Зорові області мозку при деяких захворюваннях не здатні відповідати на імпульси, які йдуть від сітківки ока. Це схоже на вихід з ладу комп’ютерного монітору. Або вони можуть реагувати на нервовий імпульс,але він не до- сягає їх внаслідок пошкодження зорових нервів. Медики раніше імплантували у мозок дуже тонкі золоті електроди на довготривалий термін, але це потребувало серйозної операції. Сьогодні ж стимулюють зо-рові відділи мозку за допомогою електродів, які накладають безпосередньо на очне яблуко, підбираючи індивідуально для кожного пацієнта режим дії електричними імпульсами . Це здійснюється за допомо -гою пристрою під назвою «Чакра», створеного під керівництвом А.Н.Чібісової.
Одночасно був розроблений підхід до електричної стимуляції мозку у людей з ушкодженням слухового нерву. Стало піддаватись лікуванню таке раніше невиліковне захворювання, як нейросенсорна тугову-хість.
Медики Московського центру медичної реабілітації зараз використовують штучну корекцію рухів через електричну стимуляцію ослаблених м’язів, щоб позбавити пацієнта від шкутильгання після протезуван-ня. Цей метод був розроблений у Центральному НДІ протезування у Росії. Електростимуляція проводи- ться безпосередньо під час ходьби.
Вплив на мозок нешкідливих імпульсів електричного струму через електроди, які прикладаються до шкіри людини, дозволяє скоротити , а іноді і повністю виключити використання хімічних знеболюючих препаратів. Цей метод назвали електроанестезією. За допомогою спеціального апарату «Скат» імпульси змінного струму з амплітудою до 300 мА і частотою від 400 до 1500 Гц діють на мозок, викликаючи га- льмування нервових клітин , і організм переходить до стану сну.
Потужні імпульси струму використовують у дифібріляторах, коли необхідно змусити працювати зупи- нившеся серце людини.
8. 7-й доповідач
Дуже серйозним є вплив електромагнітного випромінювання на людину. Людина як біологічний вид сформувалась під дією магнітного поля Землі. фактично всі живі організми на Землі розвивались в умо-вах постійної зміни електромагнітного поля, вони пристосувались до природних електромагнітних по-лів. Але ніяких органів для визначення наявності електромагнітного випромінювання і його рівня у лю- дини немає. В результаті досліджень було встановлено, що всі електромагнітні випромінювання, почи- начи з початку шкали електромагнітних випромінювань і до видимого світла – неіонізуючі, тобто не викликають іонізації нейтральних молекул і атомів. Усі інші види електромагнітного випромінювання (ультрафіолетове, рентгенівське і гамма-випромінювання) є іонізуючими. Причому , чим більша частота випромінювання ,тим швидше відбувається іонізація.
Продемонструвати схему « Природні і штучні джерела електромагнітного випромінювання» і
таблицю «Частота електромагнітних випромінювань і їх дія на організм людини»
Якщо до електромагнітних хвиль природних джерел людина пристосувалась у процесі еволюції, то при-стосуватись до штучних електромагнітних хвиль практично неможливо, оскільки інтенсивність елект-ромагнітних хвиль, особливо у великих містах, зростає з кожним роком.
Інтенсивний розвиток радіотехніки і електронного зв’язку сприяє забрудненню оточуючого середовища електромагнітними полями. Їх джерелами є лінії електропередач, радіолокаційні станції, електротранс-порт, телеантени. У районах розташування радіостанцій рівень електромагнітного випромінювання ви- ще норми у 4-8 разів, а поблизу потужних ліній електропередач – у 20 разів.
Вплив електромагнітних хвиль на живі організми може бути тепловий і нетепловий.
Тепловий ефект створюється у результаті поглинання енергії електромагнітних хвиль біологічними тка-нинами і перетворення її у кінетичну енергію молекул, що призводить до нагрівання тканин. Тепловий ефект найбільш серйозний при дії високих і надвисоких частот на організм.
При малих потужностях електромагнітних хвиль теплова дія не шкодить людині. Але при збільшенні потужності збільшується енергія, яку поглинає організм, і порушується захисний механізм , який регу- лює температуру живого організму,що призводить до неконтрольованого підвищення температури тіла.
Нетеплова дія електромагнітних хвиль на живі організми значно небезпечніша , ніж теплова. Найбільш вразливими у разі нетеплової дії електромагнітних хвиль є білкові молекули, які складаються з сотні ти-сяч окремих атомів ,розташованих у певному порядку. Під дією електромагнітних хвиль може відбутись структурна перебудова молекул, тобто неправильне з’єднання макромолекул у глобулу, а внаслідок цьо-го виникають мутації і різні захворювання. Мутації ж генів можуть мати катастрофічні наслідки для жи- вих організмів.
Під дією електромагнітних хвиль великої потужності спостерігається збудження центральної нервової системи живого організму, внаслідок чого виникає головний біль, підвищення артеріального тиску, зни-ження уваги, погіршення пам’яті, роздратованість, безсоння і таке інше.
9. 8-й доповідач
Але не треба вважати, що електромагнітні хвилі тільки негативно впливають на людину. Невеликі дози електромагнітних хвиль малої потужності використовують з лікувальною метою та для діагностики ці- лої низки захворювань.
Наприклад, при НВЧ – терапії область тіла піддається дії високочастотного електромагнітного поля. Тут використовують хвилі сантиметрового і дециметрового діапазону. Електричне поле створює у тка- нинах організму високочастотний струм , в результаті чого тканини різного роду нагріваються по-різно-му. Найбільше нагріваються тканини з підвищеним вмістом води: кров, лімфа, м’язи. Тому цей метод використовують для прогрівання органів і тканин , насичених водою.
У останній час для діагностики деяких захворювань почали використовувати метод термографії. Як ві- домо, людське тіло є джерелом інфрачервоного (теплового) випромінювання. Є пристрої, які здатні пе-ретворювати невидиме інфрачервоне випромінювання у видиме світло. На їх основі створений медич-ний прилад тепловізор. Термографія використовується у діагностиці захворювань судинної, нервової, ендокринної систем. Більш світлі тони на екрані тепловізора або на знімку відповідають теплим ділян- кам шкіри, і навпаки, темний колір вказує на холодні ділянки шкіри у тих місцях, де утруднений приток крові. Так, виявлення темних плям вище надбрівних дуг свідчить про звуження судин , яки живлять мо-зок, і дозволяє завбачити загрозу інсульту. Злоякісні пухлини ,маючи підвищену температуру, на «теп-ловому портреті» мають вигляд світлих «гарячих осередків».
Перегляд відеосюжету про термографію.
Недавно у одному з німецьких журналів були опубліковані три знімки руки 22-річної дівчини, зроблені у інфрачервоних променях. (див. плакат)
На першому знімку чітко видно долоню, на другому кінцівки пальців стали дуже слабо розрізнятися, а на третьому знімку декілька пальців взагалі зникли. Справа у тому, що другий знімок був зроблений че-рез 7 хвилин після того, як дівчина викурила всього одну сигарету. Нікотин викликав звуження судин, і кровообіг у пальцях порушився , кінцівки пальців стали холоднішими. Третій знімок був зроблений ще через 10 хвилин. Судини вже звузились настільки, що у деякі пальці кров взагалі перестала надходити , внаслідок цього їх температура знизилась на 7 градусів.
По висновкам лікарів порушення кровообігу відбувається також і у ногах. А довготривале паління може мати для судин і більш серйозні наслідки.
10. 9-й доповідач
Ультрафіолетове випромінювання є фізіологічно активним, тобто діє на живі організми. Середні і ко- роткі ультрафіолетові промені надзвичайно шкідливі для всього живого, вони призводять до руйнуван- ня молекул білків і загибелі живих організмів. Нас захищає від жорсткого ультрафіолету Сонця так зва- ний озоновий шар Землі. До Землі доходять тільки значно ослаблений потік «м’якого» ультрафіолету.
Від негативного впливу цього випромінювання наш організм вміє захищатися , синтезуючи у шкірі особливий темний пігмент – меланін (засмага). Він поглинає світло у верхньому шарі шкіри – епідермісі і тим самим захищає більш глибокі шари шкіри від фотоушкоджень.
Коли настають теплі літні дні , нас так і тягне погрітися на сонечку. Сонячне світло покращує настрій , стимулює у шкірі появу необхідного вітаміну D3, який необхідний для всмоктування кальцію у тонкому кишечнику, для нормального фосфорно-кальцієвого обміну і росту кісток. При його недостатній кілько-сті у дітей розвивається тяжке захворювання - рахіт. Дефіцит вітаміну D3 призводить до ламкості кісток.
Але у той же час, на жаль, ультрафіолетові промені сприяють утворенню зморшків і підвищують ризик розвитку катаракти – захворювання очей, виникнення раку шкіри та інших онкозахворювань.
Найбільш вразливими до дії ультрафіолетового проміння є люди з дуже світлою шкірою. У них навіть короткочасне перебування на сонці викликає почервоніння шкіри. У тяжких випадках з’являються та-кож справжні опіки , злазить шкіра.
Ще один наслідок ультрафіолетового опромінювання – зниження імунітету. Можливо, такою реакцією на сонячний опік організм намагається послабити запалення, але при цьому збільшується ризик інфек- ційних захворювань.
11. 10-й доповідач
Відомо, що ще у часи Колумба індіанці розмальовували себе червоною фарбою , щоб захиститися від сонця. Давні греки ,жителі Риму використовували з цією ж метою суміш піску з рослинною олією , тому що пісок відбиває сонячні промені.
Ідея сонцезахисного фактору була вперше запропонована у 1962 р. австрійським вченим Францем Грай- тером і прийнята представниками косметологічної і фармацевтичної промисловості. У 80-ті роки 20-го століття почався справжній бум в області сонцезахисної косметики. Поглинаючі ультрафіолет речовини почали додавати не тільки у спеціальні «пляжні» креми, але і в денний крем, у губну помаду, рідку пуд-ру. Але дослідження показали, що у людей, які постійно користувалися сонцезахисними препаратами,
частота виникнення раку шкіри і інших онкологічних захворювань не тільки не знизилась, навпаки зро-сла. Дослідники вважають, що це пов’язано з блокіровкою синтезу вітаміну D3 при використанні сонце- захисних препаратів.
Враховуючи те ,що у вчених є сумніви відносно безпеки використання сонцезахисної косметики, не ко-ристуйтесь нею без особливої необхідності.
Вважається достатнім кожного дня проводити на сонці не більше 15 хвилин, підставляючи сонячним променям руки і обличчя .
З іншого боку, ультрафіолетовим промінням лікують такі захворювання шкіри, як псоріаз, екзема, розо- вий лишай, а також деякі запальні захворювання. Датський лікар Нільс Фінсен отримав у 1930 р. Нобе-лівську премію за використання ультрафіолетових променів у лікуванні волчаночного туберкульозу шкіри.
12. 11-й доповідач
У 1895 р. Вільгельм Рентген винайшов промені , які мають велику проникну здатність. На його честь вони були названі рентгенівськими. За своє відкриття Рентген отримав Нобелівську премію 1901 р.
Продемонструвати відео сюжет про винахід Рентгена
Рентгенівські промені широко використовують для рентгенодіагностики (отримання знімків різних ор- ганів з метою виявлення осередків захворювання, наприклад, всім відома флюорографія). Якщо рент- генівські промені проходять крізь об’єкт з нерівномірним розподілом густини, то на фотопластинці або на екрані виникає зображення , на якому розподіл освітленості відповідає розподілу густини у об’єкті. М’язова тканина дає невелику тінь, а кістки – більшу тінь.
Продемонструвати деякі рентгенівські знімки різних органів
Крім того , за допомогою цих променів проводять рентгенотерапію – опромінення злоякісних пухлин, оскільки хворі клітини і тканини організму чутливі до рентгенівських променів. Певною дозою рентге-нівських променів можна на деякий час призупинити ріст ракових клітин , не ушкоджуючи сусідні здо-рові тканини .
13. 12-й доповідач
Радіоактивні альфа-, бета- , гамма- випромінювання є іонізуючими , вони ушкоджують або руйнують клітини живого організму, позбавляють їх здатності ділитися, викликають необоротні генетичні зміни хромосом, що призводить до виникнення злоякісних пухлин, до променевої хвороби, до тяжких спадко- вих захворювань, до потворності нащадків. Допустима доза гамма-випромінювання за рік 0.05 Гр (грей – Дж/кг). Доза загального опромінення людини у 2 Гр призводить до променевої хвороби, дози у 6-8 Гр завжди смертельні.
Перегляд відеосюжету про Марію Склодовську-Кюрі
По результатам досліджень встановлено, що не існує ніякої мінімальної дози, при якій відсутній ризик онкологічних захворювань. Справа у тому, що вірогідність захворювання зростає прямо пропорційно накопичуваній протягом життя дозі опромінення.
Діти найбільш чутливі до радіоактивного випромінювання. Так, відносно невеликі дози опромінення хрящової тканини можуть призупинити ріст кісток або навіть взагалі зупинити його, що обумовлює аномалії розвитку скелету. У більшості населення , незалежно від дози опромінення , є різного роду імунні порушення.
Альфа-випромінювання має малу проникну здатність; захистом від нього є вже наш одяг, але воно ду- же небезпечне при попаданні альфа-частинок (ядер атомів гелію) з їжею і повітрям у різні органи.
Бета-випромінювання має більшу, ніж альфа-випромінювання, проникну здатність, а також воно має здатність викликати вторинне випромінювання; найбільш вразливими для дії бета-випромінювання є шкіра, кістки, легені, нирки і печінка.
Гамма-випромінювання має найбільшу проникну здатність. Захистом від нього можуть стати тільки свинцеві або бетонні плити багатометрової товщини. Найбільш негативний вплив гамма-випромінюван-ня відбувається на кровотворні органи ( кістний мозок), селезінку, щитовидну залозу.
14. 13-й доповідач
У той же час ,як це не дивно на перший погляд, радіоактивні хімічні елементи , а саме радіоактивні ізо- топи, використовують у медицині.
В першу чергу, при лікуванні деяких видів злоякісних пухлин використовують властивість ізотопу ко-
Бальта-60 та ізотопу золота-198 пригнічувати розмноження ракових клітин. Внаслідок невеликого пері-оду напіврозпаду (всього 2.7 доби) променеве ушкодження тканин організму не спостерігається.
Для лікування хвороб крові використовують ізотоп фосфору - 32. Для лікування деяких захворювань шкіри і очей успішно застосовують ізотопи стронцію-90 і фосфору-32.
Бактерицидна дія гамма-випромінювання використовується для стерилізації тільки-но виготовлених одноразових шприців і хірургічних інструментів ( інструменти в індивідуальній упаковці розміщують у картонних коробках ,призначених для транспортування ,і опромінюють гамма-променями).
Нові можливості були знайдені у свій час для діагностики захворювань з появою методу так званих «мічених атомів» (радіоактивних індикаторів). Сутність методу полягає у тому, що до досліджуваного хімічного елементу домішують певну кількість його радіоактивного ізотопу. Ця суміш вводиться у орга- нізм людини. Радіоактивність є своєрідною позначкою, яка дозволяє спостерігати за поведінкою атомів того чи іншого хімічного елементу у організмі людини, оскільки можна за допомогою спеціальних при-ладів зареєструвати радіоактивне випромінювання ізотопу.
Так, наприклад, ізотоп йоду-131 застосовують для діагностики захворювань щитовидної залози. Радіо- активний ізотоп йоду накопичується у цій залозі. Порівнюючи експериментально отримані дані про кількість йоду у щитовидній залозі з нормою, легко визначити характер захворювання – підсилена чи знижена діяльність щитовидної залози.
Метод мічених атомів має велику чутливість і дозволяє вивчати питання швидкості обміну речовин у організмі, процеси травлення і всмоктування білків та жирів, вимірювати швидкість руху крові у суди-нах людини.
15. 14-й доповідач
Незвичайні властивості лазерного випромінювання, такі, як вузькоспрямованість лазерного пучка, ве-лика потужність,завдяки чому одержують надвисокі температури і тиски, обумовили різноманітне вико-ристання лазерів у різних галузях медицини.
Лазер проводить відносно безкровний розтин, тому що одночасно він ніби «зварює» кровоносні судини, коагулює краї рани. Лазерний скальпель забезпечує абсолютну стерильність; розсікає тканини на від-стані , не чинить механічного впливу на тканини; попадання на твердий предмет – кістку – не виведе з ладу лазерний скальпель; завдяки своїй прозорості лазерний промінь не заважає хірургові працювати, не затуляє робоче поле. Як показала клінічна практика, рана від лазерного скальпелю практично не болить і скоріше заживає.
Практичне застосування лазерів у хірургії почалося у 1966 р. у інституті імені Вишневського. Лазерний скальпель був використаний у операціях на грудній і черевній порожнині . У наш час лазерним проме-нем виконують пластичні операції на шкірі, операції кишечнику, шлунку, стравоходу, нирок, селезінки і інших органів. Дуже привабливе проведення операцій з використанням лазеру на органах,які містять ве- лику кількість кровоносних судин, наприклад, на серці, печінці.
Лапароскопічна хірургія багато років використовується у гінекологічній практиці, ще з середини 80-х років почали виконувати лапароскопічне видалення жовчного міхура.
У Одеському інституті очних хвороб імені Філатова, а також у Московському НДІ мікрохірургії ока ін- тенсивно проводяться дослідження у області лазерної мікрохірургії ока. За допомогою вузькоспрямова-ного лазерного променя у офтальмології проводять операції приварювання сітківки ока, видалення но-воутворень; успішно лікують за допомогою лазера глаукому, катаракту, злоякісні пухлини ока.
У стоматології вважається перспективним використання лазерного променя замість бормашини, яка ля-кає багатьох пацієнтів.
Опромінення лазерним променем злоякісних пухлин приводить до загибелі ракових клітин, а також до втрати ними здатності до розмноження.
Кожний знає, як під час здачі аналізу крові сталеву голку встромляють у палець. І хоча цей біль миттє-вий, але позитивних емоцій подібна процедура не викликає. Винахідники придумали спосіб, як робити уколи без болю. У Москві на виставці «Охорона здоров’я – 2003» у «Експоцентрі» на Червоній Пресні було представлено пристрій «Ермед-303» . Це своєрідний лазерний перфоратор, який не тільки безбо-лісно робить у шкірі отвір, але і вбиває мікробі і віруси, абсолютно виключаючи можливість зараження.
Кожному знайомий пінцет – нехитрий інструмент, яким утримують і переміщують малі за розміром ті- ла. Але що робити, якщо маєш справу ,наприклад, з хромосомами, до яких не можна доторкуватись, то- му що вони зруйнуються? У 1986 р. американські дослідники із наукового центру «Беллаб» вперше про- демонстрували пристрій , названий оптичним пінцетом . Якщо освітити лазером прозору частинку, то світловий промінь заломлюється на ній ,тобто змінюється напрямок імпульсу фотонів. При цьому вини- кає зміна сили, яка подіє на частинку так, що вона посунеться у бік найбільшої інтенсивності лазерного променя. Поєднуючи метод оптичного пінцета з використанням інших лазерних променів, дослідники можуть , наприклад, захопити окрему хромосому і розрізати її на шматочки для подальшого аналізу. За допомогою оптичних пінцетів виміряли механічні властивості молекул ДНК , зараз його використову-ють для пересадки генів у клітини, а також під час штучного запліднення у пробірці.
16. 15-й доповідач
Магнітне поле, інфрачервоне і лазерне випромінювання разом дали по першим літерам таку назву –
МІЛ – терапія. Розробки у цій області почались більш десятка років тому філіалом Московського енер- гетичного інституту у співробітництві з Московським стоматологічним інститутом імені Семашко та НДІ швидкої допомоги імені Скліфосовського . Створений ними апарат МІЛТА використовується з 1992 р. для лікування хворих на бронхіальну астму, атеросклероз, ішемічну хворобу серця, виразку шлунку. МІЛ – терапія виявилась також ефективною при лікуванні герпесу. Експериментальні дані під- твердили, що дуже гарно МІЛ - терапія впливає на дихальні процеси, перенос кисню у крові і кровообіг у малих судинах, яких так багато у легенях; за рахунок них і відбувається насичення крові киснем під час вдоху. Новий метод справджує очікування : при лікуванні дітей з хворобами легенів у них набагато раніше приходить до норми температура, зникає утруднене дихання, вони скоріше одужують.
Сьогодні МІЛ – терапія застосовується більш чим у 6000 медичних закладів Росії, Швеції, Ізраїлю, Єгипту, Канади, Португалії, Китаю.
Література :
Власов П. Беседы о рентгеновских лучах. – М.: Молодая гвардия, 1977 г.
Безденежных Е.А.,Шевченко А.Ф. Физика.-М.: Медицина,1978 г.
Нестандартні уроки фізики – Х.: Вид. гр. «Основа»,2006 р.-(Б-ка ж. «Фізика в школах України»)
Учитель року-2005 .Конкурсні уроки/ укладач Дорошенко В.А.-Х.: Вид.гр. «Основа»,2006 р.(Б-ка
ж. «Фізика в школах України»)
- Чуйко О.В. Фізика в живій природі. – Х.:Вид.гр. «Основа», 2005 р.-(Б-ка ж. «Фізика в школах
України)
школі.-2005 р.-№3
- Чалий О., Грищенко Н. Історичний шлях становлення електрокардіографії.//Фізика та астрономія
в школі.-2005 р. -№5
- Мельникова О. Зброя масового ураження щоденного використання.//Фізика в школах України.-
2007 р. -№13-14(89-90)
- Береза Л. Екологічні проблеми використання теплових двигунів.//Фізика в школах України.-
2007р.-№15-16(91,92)
- Стрельникова Т. Людина та її здоров’я.//Фізика в школах України.-2006 р. - №8(60)
- Назарків Л., Шаромова В., Білик М. Біологічна дія радіації.//Шкільний світ.-2003 р.-№9
- Каликинская Е. Вернуть зрение.//Наука и жизнь.-2001 г.-№12
- Каликинская Е. Что такое квантовая медицина.//Наука и жизнь.-2003 г.-№1
- Лозовская Е. Я на солнышке лежу.//наука и жизнь.-2004 г.-№5
- Якуб Е. При зашкаливающем градуснике.//Наука и жизнь.-2001 г. -№1
- Уколы без боли .//Наука и жизнь.-2004 г.-№2
- Лекарством управляет магнит.//Наука и жизнь.-2000 г.-№1
11 889
2 618 
