Работа ученика«Методы воздействия на время» Герасимов Владимир Ханты-Мансийский автономный округ-Югра (Тюменская область) город Нижневартовск

РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ

Слет научных обществ учащихся образовательных организаций общего и дополнительного образования детей города Нижневартовска

«Методы воздействия на время»

Секция «Физика и познание мира».

2016 год

Введение 3

Описание работы 5

Светодиоды 6

Импульсный блок питания 6

Практическая часть 7

Экономическое обоснование проекта 7

План реализации проекта 8

Результаты. 9

Литература. 10

«Методы воздействия на время»

Герасимов Владимир

Ханты-Мансийский автономный округ-Югра (Тюменская область)

город Нижневартовск

МБОУ «СОШ№22»

8 А класс

Из-за наклона земной оси к плоскости эклиптики происходит смена времен года

Физически, это выражается в том, что количество солнечного света, попадающего на Северное и Южное полушария, меняется. Для Северного полушария, в котором находится Россия, оно максимально летом и минимально зимой. В зимние месяцы Солнце основную часть суток находится под горизонтом, что и определяет короткий световой день.

Территория нашей страны, которая относится к районам Крайнего Севера и Заполярья стала заселяться людьми относительно недавно, несколько столетий назад. Основная причина этого в том, что раньше, до существования цивилизации, а именно домов, средств для обогрева и освещения, способов термической обработки пищи, жить в таких территориях было крайне трудно, практически невозможно. Таким образом, организм человека изначально не приспособлен для того, чтобы жить в таких регионах. Поэтому полярная ночь является достаточно негативным фактором, влияющим на организм человека, адаптироваться к которому он не сможет никогда. По этой причине, людям, работающим и проживающим в районах крайнего севера, и районам приравненным к ним, полагаются различные компенсационные надбавки к заработной плате и несколько дополнительных суток к отпуску, так как работа в таких условиях является профессиональной вредностью.

Меня заинтересовало, что можно сделать, чтобы продлить световой день. И я задумался, а что если создать для этого своё устройство.

Такое устройство можно использовать дома и в местах общего пользования; кафе, молодёжных развлекательных центрах, вокзалах и на производстве, тем более, что внастоящее время весьма актуальными являются вопросы внедрения энергосберегающих технологий, и, в связи с этим, разработка и внедрение автоматизированных систем контроля и коммерческого учета энергоносителей в различных отраслях промышленности..

Целью исследовательской работы является:

Создание устройства для увеличения продолжительности светового дня для улучшения самочувствия и активности, обучающихся школьного возраста.

Для реализации цели были поставлены задачи:

• Создать « световой будильник»

• Изучить принцип работы светодиодов

• Изучить влияния короткого светового дня на организм человека

• Изучить литературу о принципе работы трансформатора

• Анализ проведенных опытов и извлечение выводов.

Объект исследования: самочувствие, активность и настроение у детей школьного возраста.

Предмет исследования: состояние самочувствия, активности и настроения у детей школьного возраста в зимний период, во время «светового голодания».

Гипотеза: в период «светового голодания» значительно ухудшаются самочувствие, активность, настроение детей школьного возраста.

Короткий световой день может вызывать у людей депрессию, раздражительность, плохое самочувствие, снижение иммунитета и другие проблемы со здоровьем. Недостаток солнечной энергии приводит к снижению выработки серотонина – так называемого «гормона счастья». Нехватка витамина D также обусловлена дефицитом солнечного света, так как он вырабатывается организмом под воздействием ультрафиолета.

Полярная ночь негативно влияет на различные системы и органы человека. Этот факт не вызывает сомнений ни у кого: ни у врачей, ни у ученых, ни у самих жителей северных регионов. Если в течение всего дня темно, то сбиваются все биоритмы: целый день хочется спать, а работоспособность снижается.

Настроение в течение всего темного дня тоже оставляет желать лучшего. Не случайно проводились специальные научные работы, в которых было доказано, что у людей, проживающих в районах Заполярья, в периоды короткого светового дня отмечается выраженная депрессия, склонность к более частому употреблению алкоголя и нередки суицидальные попытки. Ведь под действием солнечных лучей синтезируется гормон «радости» – серотонин, а в условиях практически круглосуточной темноты организм его практически не производит

В период с ноября по февраль у жителей северных регионов более часто наступают обострения хронических болезней, особенно проблем с сердечно сосудистой системой.

Так же людей более часто беспокоят головные боли, раздражительность, бессонница.

Защитные свойства иммунной системы снижаются и риск развития инфекционных болезней так же выше. Это отчасти связано с тем, что в организме не синтезируется витамин Д, метаболизм которого так же связан с действием солнечного света на кожу.

Короткий световой день, это не надолго!

Мы проживаем в северных районах, то конечно короткий световой день – это период, которого нам не избежать. Если терпеть его невмоготу – тогда стоит сменить место жительства. Однако уже с середины января станет значительно светлее, и жизнь постепенно будет налаживаться.

Поэтому я решил создать будильник с имитацией рассвета.Он имитирует естественный рассвет солнца, свет постепенно становится все ярче, так в течение 30 минут свет лампы меняется от мягкого красного оттенка к теплому оранжевому, затем плавно переходит в яркий желтый дневной свет. Такое постепенное нарастание света помогает организму проснуться самым естественным образом. А после этого раздается выбранный звуковой сигнал, либо один из звуков природы, либо включается любимая радиостанция, которые позволяют полностью проснуться в прекрасном настроении. Еще более удивительная и ранее никогда мною не испробованная вещь - это погружение в сон с естественно гаснущим светом и приятным звуком. Имитация заката — это классная функция, которую очень удобно использовать перед сном. Постепенно гаснущий свет помогает погрузиться в спокойный и приятный сон. Продолжительность этой функции можно установить самим. Можно спокойно читать любимую книжку, потихоньку отходя ко сну. Ничего не надо выключать. Медленно гаснущая лампа по истечении времени выключится сама.

Как результат, нет разбитости после сна, стресса от резкого включения света и от резких звуков обычных будильников. Взамен - хорошее настроение с утра, бодрость.

Светодио́д или светоизлучающий диод— полупроводниковый прибор с электронно-дырочным переходом, создающий оптическое излучение при пропускании через него электрического тока в прямом направлении.

Излучаемый светодиодом свет лежит в узком диапазоне спектра. Иными словами, его кристалл изначально излучает конкретный цвет (если речь идёт об СД видимого диапазона) — в отличие от лампы, излучающей более широкий спектр, где нужный цвет можно получить, лишь применением внешнего светофильтра. Диапазон излучения светодиода во многом зависит от химического состава использованных полупроводников.

При пропускании электрического тока через p-n переход в прямом направлении, носители заряда — электроны и дырки — рекомбинируют с излучением фотонов (из-за перехода электронов с одного энергетического уровня на другой).

Диоды, сделанные из полупроводников (например, кремния, германия или карбида кремния), свет практически не излучают. Впрочем, в связи с развитием кремниевой технологии, активно ведутся работы по созданию светодиодов на основе кремния. Советский жёлтый светодиод КЛ 101 на основе карбида кремния выпускался ещё в 70-х годах, однако имел очень низкую яркость. В последнее время большие надежды связываются с технологией квантовых точек и фотонных кристаллов.

ИБП представляет собой электронный преобразователь, который включает в себя импульсный регулятор, для эффективного преобразования электрической энергии. Как и другие источники питания, ИБП передает мощность от источника электросети к нагрузке, в это время, преобразовывая напряжение.

В идеале, импульсный блок питания не рассеивает никакой энергии. В противоположность этому, линейный источник питания, регулируя выходное напряжение, непрерывно рассеивает энергию на p-n переходе транзистора. Таким, образом высокая эффективность преобразования является важным преимуществом импульсного источника питания перед линейным. Кроме того, любой простой импульсный блок питания гораздо более компактен, чем трансформатор. Импульсные блоки питания используются в качестве замены линейных, так как имеют меньший размер и вес при схожей эффективности с линейным стабилизатором, но при этом не уступает по эффективности.

Для начала, чтобы собрать будильник, мне потребовалось два метра светодиодной ленты.(Приложение I ) В комплекте с лентой продается импульсный блок питания на 12 Вольт, 2 Ампера,

двухсторонний скотч, механический таймер.(Приложение II)

С помощью скотча прикрепили светодиодную ленту к потолку спальни, так чтобы свет не попадал в глаза, закрепили блок питания, и подключили через таймер к розетке. (Приложение III)Рассчитали время утреннего подъема и выставили время таймера за 30 минут до этого.

Утром, когда я просыпался, то свет уже горел, имитируя рассвет.

Анализ  результатов  исследования влияния  долготы светового дня  на самочувствие, активность, настроение детей школьного возраста.

В ходе анкетирования 59 обучающихся 8 – х классов выяснил, что по пятибалльной системе

долгота светового дня  оказывает значительное негативное влияние на состояние работоспособности, самочувствия, активности, настроение школьников. Никто из учащихся не достиг пяти баллов .

Два метра светодиодной ленты– 731 руб.

Импульсный блок питания – 2006 руб.

Механический таймер – 450 руб.

Двухсторонний скотч из своих запасов.

Итого, общая сумма получилась значительно меньше, чем стоимость всех ранее найденных готовых изделий. Общая стоимость 3187 руб.

Стоимость будильника с имитацией рассвета в Интернет магазинах -16990рублей.

Партнеры

Мастерская по ремонту электроаппаратуры

Магазин «Радиозапчасти»

Интернет-сайт «Радиолюбитель»

Целевая аудитория

Группа 59 человек, обучающиеся восьмых классов школы № 22.

В ходе данной работы удалось изучить влияния короткого светового дня на организм человека. Создать прибор с имитацией рассвета. Поставленные задачи выполнены. Гипотеза доказана: наличие существенного негативного влияния короткого светового дня на работоспособность, эмоциональное и физическое состояние школьников, что в свою очередь негативно влияет на качество их учебной деятельности, при этом подтверждает высокую эффективность оздоровительных мероприятий для детей Крайнего Севера.

Занимательное электричество для школьника Фудзитаки Кадзухиро, 2011 г.

2. Ссылка Интернет: http://www.zavod-96.ru/menyu/vo/transformatoryi/duplicate-of-transformatoryi-silovyie-tipa-tm.html?yclid=1136447404055463954

3.Ссылка Интернет: http://www.asutpp.ru/avtomatizaciya-proizvodstva/impulsnyj-blok-pitaniya.html

4 Занимательные опыты. Электричество и магнетизм Издательство: АСТ, Астрель 2008 г.

5. Тарасов Л.А. Характеристика функционального состояния на Крайнем Севере. – Гигиена и санитария, 1967, № 4, с. 108 – 110.