Физика природных факторов и их влияние на показатели функционирования основных систем организма человека

Оглавление

 

                                                                                                                           Стр.

Введение...............................................................................................................3                                                                                               

1.   Атмосферное давление и жизнедеятельность человека……………….....4

    1.1.Атмосфера………………………………………………………………...4

    1.2.Атмосферное давление…………………………………………………...5

    1.3.Влияние изменений атмосферного давления на здоровье и

       деятельность человека……………………………………………………...5

2. Роль температурного фактора………………………………………………7

     2.1.Понятие температуры……………………………………………………7

     2.2.Влияние изменений атмосферной температуры на человека…………8

3.   Влажность воздуха и ее влияние на жизнедеятельность человека……....9

4.   Влияние солнечной активности  на здоровье человека…………………...10

5.   Оценка реагирования человека на изменение погодных и 

       геофизических    факторов…………………………………………………12

Заключение……………………………………………………………………....17

Библиографический список использованной литературы……………………18

Приложение……………………………………………………………………...19

                                                                   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение.

 

       Казалось бы, каждый человек, живущий в современном мире, понимает, что его организм не является закрытой системой. Человек, будучи порождением Вселенной, космоса, биосферы Земли, является частицей окружающего мира и поэтому его жизнедеятельность, его здоровье должны зависеть от течения внешних процессов.

        Еще с незапамятных времен  наши предки знали о зависимости  самочувствия и всех жизненных  процессов от погодных и других природных явлений, что приводило к одухотворению мира природы, формированию культов природных явлений и их обожествлению. Отсюда появились бог Ра, Дождь-бог, Перун, Посейдон, наяды, дриады и многие другие божества, преклонение которым помогало человеку  находить гармонию с природой. Первые письменные свидетельства о влиянии погодных явлений на здоровье человека так же известны с давних времен. Гиппократ за 400 лет до нашей эры выявил зависимость здоровья человека от метеорологических факторов. Медицина до сих пор связывает болезни с определенными сочетаниями природных факторов.

        Но существует и другая точка  зрения. На протяжении многих  веков среди населения Земли,  развивающегося по так называемому  западному типу эволюции, сформировалось  и укрепилось философское убеждение,  что человек является “царем” природы. С таких позиций здоровье и жизнедеятельность человека зависят только от социальных факторов, а “слабые” взаимосвязи с природными факторами окружающей среды практически всерьез не воспринимаются.

        В то же время многие люди, обладающие недюжинным здоровьем и, как следствие, большей уверенностью в своих силах и возможностях, не представляют, как могут незначительные с их точки зрения природные факторы действовать на человека. Такой точки зрения придерживается и молодежь.

        Поэтому выбранную мной тему для написания реферата, я считаю актуальной, интересной и полезной для себя и моих одноклассников.

        Цель реферата – ответить на  вопрос: “Сказывается ли влияние природных факторов на здоровье и жизнедеятельность человека в его повседневной жизни?”

        В соответствии с целью я определила следующие задачи:

1. Выделить круг природных  факторов, влияющих на человека.

2. Рассмотреть их с  точки зрения физики.

3. Определить их влияние  на показатели функционирования  основных систем организма.

 

 

 

 

 

        Все живое на земле подвержено  воздействию изменений факторов  влияний среды. Наиболее чутко  реагирует на изменение факторов  внешней среды человек. На его  организме болезненно сказывается  изменения атмосферного давления, температуры, изменения влажности воздуха, различные излучения, солнечная активность и многие другие.

 

1. Атмосферное  давление и жизнедеятельность  человека.

 

1.1. Атмосфера.

 

        Человек живет на дне воздушного  океана, называемого атмосферой.

        Атмосфера – это газовая оболочка, окружающая Землю.

        Слово же “атмосфера” было  образовано из двух латинских  слов “атмос” (пар) и “сфера”  (шар) Михаилом Васильевичем Ломоносовым  (1711-1765). Утверждали, что оно никогда  не приживется в русской лексике,  так как не соответствует языковым традициям. Но время посмеялось над горе-пророками.

        Атмосферный воздух представляет  собой смесь газов. Если из  него удалить влагу, то его  состав выглядит примерно так  (в % от общего объема): 78,09% азота, 20,95% кислорода, 0,93% аргона, 0,03% углекислого газа. Количество остальных газов в воздухе ничтожно мало. К этим газам относится водород, неон, гелий, радон, криптон, ксенон и т.д. До высоты около 100 км состав атмосферного газа существенно не меняется.

        Молекулы газов, образующих атмосферу нашей планеты, находятся в непрерывном и беспорядочном движении. Но они не улетают в космическое пространство, так как обладают недостаточно большой скоростью движения. Чтобы выйти за пределы притяжения Земли, необходимо развить очень большую скорость – 11,2 км/с.

        Скорость же большинства молекул в воздухе значительно меньше.

        Исследование околоземного пространства  с помощью искусственных спутников  Земли показало, что атмосфера  нашей планеты простирается на  тысячу и более километров в высоту. Резкой границы она не имеет. Ее верхние слои очень разряжены и постепенно переходят в пустое межпланетное пространство. С уменьшением высоты плотность воздуха возрастает. Около 80% всей массы воздушной оболочки Земли сосредоточено в пределах 15 км над Землей.

        По своему строению атмосфера  напоминает дом, у которого  есть несколько “этажей”.

        Первый из них – тропосфера (от греческого слова “тропос” – поворот). Этот слой простирается до 11 км над уровнем моря. В тропосфере сосредоточено 4/5 всей массы атмосферы. Здесь сконцентрирован почти весь водяной пар. Температура воздуха этого слоя резко падает с высотой. Большинство наблюдаемых погодных явлений образуется именно в тропосфере.

        Далее следует стратосфера (“стратум” – слой). Этот слой располагается между 11 и 55 км над уровнем моря. Стратосфера по массе составляет 1/5 часть атмосферы. Здесь постоянная температура 40˚C ниже нуля. Небо стратосферы черного и темно-фиолетового цвета.

        Третий “этаж” – мезосфера (“мезо” – средний). Слой расположен между 55 и 80 км от Земли. Воздух здесь сильно разряжен. Именно в этом слое находится газ озон, который защищает все живое от губительного воздействия ультрафиолетовых солнечных лучей.

Четвертый – термосфера. Воздух в этом слое еще более разряжен. Здесь сильная жара: 1000-2000 ˚С.

Пятый слой – экзосфера, то есть внешняя оболочка атмосферы. Высота этого слоя 500-600 км. Воздух здесь самый разряженный, его молекулы движутся с огромной скоростью, иногда улетают в межпланетное пространство. Таким образом. Атмосфера Земли постепенно улетучивается, но, согласно подсчетам ученых, воздуха хватит на миллионы лет.

 

 

1.2. Атмосферное  давление.

 

        Из-за притяжения к Земле верхние слои атмосферы давят на средние, те – на нижние. Наибольшее давление, обусловленное весом воздуха, испытывает поверхность Земли, а также все тела (в том числе и люди), находящиеся на ней. На них давит вся толща воздуха.

Давление, оказываемое  атмосферой Земли на все находящиеся  на ней предметы, называется атмосферным давлением.

Впервые измерить атмосферное  давление удалось в опыте, который  поставил Эванджелиста Торричелли (1608-1647) – ученик Галилея.

Атмосферное давление, равное давлению столба ртути высотой 760 мм при температуре 0 ˚С, называется нормальным атмосферным давлением.

Нормальное атмосферное  давление равно 101,3 кПа (760 мм рт. ст.).

Чем больше высота над  уровнем моря, тем меньше атмосферное  давление. При небольших подъемах давление уменьшается на 1,33 Па (или  на 1 мм рт. ст.) в среднем на каждые 12 м подъема.

 

1.3. Влияние  изменений атмосферного давления  на здоровье и жизнедеятельность  человека.

 

 

Несмотря на то, что  давление атмосферы значительно, человек  не ощущает его (если, конечно, не страдает гипертонической болезнью) лишь потому, что давление внутри человека приблизительно равно атмосферному.

Однако, атмосферное давление не постоянно, оно изменяется (рисунок. 1), и это оказывает заметное влияние  на организм человека.

Понижение атмосферного давления действует возбуждающе  на симпатическую нервную систему, подавляет настроение, снижает работоспособность, повышает восприимчивость к инфекционным заболеваниям. У человека отмечается учащение и углубление дыхания, учащение сердечных сокращений, падение кровяного давления, наблюдается изменение в крови в виде увеличения количества красных кровяных телец.

В основе неблагоприятного влияния пониженного атмосферного давления на организм лежит кислородное  голодание. Нон обусловлено тем, что с понижением атмосферного давления понижается и парциальное давление кислорода, поэтому при нормальном функционировании органов дыхания и кровообращения в организм поступает меньшее количество кислорода. В результате этого кровь недостаточно насыщена кислородом и не обеспечивает в полном объеме доставку его органам и тканям, что приводит к кислородному голоданию (аноксемии). Кислородное голодание затрагивает клетки головного мозга, что вызывает головокружение, тошноту, иногда рвоту, расстройство координации движений, понижение памяти, сонливость, сокращение окислительных процессов в мышечных клетках ввиду недостатка кислорода выражается в мышечной слабости, быстрой усталости.

Особенно нужно знать  всем, чья работа связана с подъемом на высоту.

Дело в том, что кровь, как и любая другая жидкость при контакте с газообразной средой (в данном случае в альвеолах легких) растворяет определенную часть газов, - чем выше парциальное давление, их, тем больше насыщение крови этими газами. При снижении атмосферного давления изменяется парциальное давление составных частей воздуха и, в частности, основных его компонентов – азота (78%) и кислорода (21%); вследствие этого из крови начинают выделятся эти газы до уравнивания парциального давления. Во время быстрого снижения атмосферного давления выделение газа, особенно азота, из крови настолько велика, что они не успевают удаляться через органы дыхания и скапливаются в кровеносных сосудах в виде мелких пузырьков. Эти пузырьки газов могут растягивать ткани (вплоть до мелких надрывов), причиняя острую боль, а в некоторых   случаях образовать газовые тромбы в мелких сосудах, затрудняя кровообращение.

Данный комплекс физиологических  и патологических изменений, возникающих  вследствие понижения атмосферного давления, получил название высотной болезни, так как  изменения связаны  обычно с подъемом на высоту.

Но даже без подъема  на высоту при выполнении физических и напряженных умственных работ  в условиях пониженного атмосферного давления человек должен учитывать  относительно быстрое наступление  усталости и поэтому предусматривать  периодические перерывы,  а в ряде случаев и сокращенный день.

Повышение атмосферного давления приводит к возбуждению  парасимпатической нервной системы. У человека повышается кровяное давление.

         Люди тяжело переносят резкие  перепады атмосферного давления. Наиболее часто организм человека реагирует на это нарушением работы сердечно-сосудистой системы, чему сопутствуют приступы стенокардии, гипертонические кризы отдышки. Это ведет к увеличению смертности в те дни, когда происходят резкие перепады давления.

 

 

2. Роль температурного  фактора.

 

 

        Не менее влияют на здоровье и деятельность человека изменения температуры окружающей среды.

 

2.1. Понятие  температуры.

 

        Температура – это очень емкое понятие. Когда мы говорим о температуре, мы имеем в виду, прежде всего степень нагретости тела.  Более нагретое тело имеет большую температуру. Температура тела, таким образом, определяет тепловое состояние тела.

       Но тепловое состояние от скорости движения молекул, а, следовательно, чем больше их кинетическая энергия движения, тем выше температура тела. Отсюда, температура является мерой средней кинетической энергии движения молекул внутри этого тела. Оно определяет величину внутренней энергии тела.

        Если мы приведем в контакт  два тела с разной температурой, то будет происходить процесс передачи тепла от тела с большей температурой к телу с меньшей температурой. Следовательно, температура характеризует направление теплообмена при контакте двух тел.

        В результате теплообмена между двумя телами устанавливается тепловое равновесие, при котором оба тела имеют одинаковую температуру. Отсюда, температуру характеризует тепловое равновесие тел.

        В результате теплообмена между двумя телами устанавливается тепловое равновесие тел.

        Несмотря на то, что температура тела определяется скоростью движения его молекул, температура – это понятие, которое характеризует не отдельные молекулы, а всё тело в целом. То есть температура – это не микропараметр, а макропараметр, характеризующий систему микротел – молекул, из которых состоит макросистема – тело.