04-第四课 永不消逝的电波

第四课永不消逝的电波手机辐射污染的初步研究引入

随着科学技术的迅猛发展，层出不穷的商新科技产品不断地面世，人们在享受它们带来的方便、快捷、舒适、惬意的同时，也在承受着它们可能带采的伤害。因此，全面深入地认识科技产品的副作用，从而用其长避其短是一个永恒的课题。2012-10-101第三课爱情的筛选探究分享尝试实践拓展研究信息库2探究分享手机辐射污染初步研究问题背景1993年4月，一件罕见的诉讼案引起了轩然大波。美国佛罗里达州一位市民向法院提出诉讼，控告生产移动电话的厂家“谋害”了他的妻子，控告的理由呈，两年来他的妻子每个月都要打150分钟左右的移动电话，他认为正是移动电话发出的电磁波使妻子脑肿瘤恶化而死亡。近年来，随着人们对电磁辐射污染意识的不断加强，到各级环保部门投诉移动通信电磁辐射伤害的事件也不断增加。3相关链接电磁辐射是由空间共冈移送的电能量和磁能量所组成。电磁辐射源有天然辐射源和人速辐射源两种。地球、太阳、其他星球是天然辐射源。人速辐射源种类较多，有广播电视发射设备；通信雷达及导航发射设备；工业、科研、医疗高频设备；交通系统电磁设备；电力系统电磁设备；家用电器，包括计算机、电视机、微波炉、手机等。4随着经济的发展和手机价格的不断降低，手机在我国已迅速成为一种普及性的消费品，走进了千家万户的生活，走进了大学、中学，甚至小学校园。工信部2011年12月披露，目前我国移动电话用户达到9．5亿以上。科技的日新月异使手机功能不断发展，从单纯的通话，发展到短信彩信、多媒体视频、照相摄像、游戏、上网等，手机从单纯的通话交流工具变成随身携带的娱乐工具，这使手机使用的频率和时间大大增加。研究表明，电磁辐射会使人头痛、头晕、失眠、免疫力下降、患脑肿瘤等疾病，甚至会致癌。由于手机使用频率高，手机所产生的电磁辐射具有累积效应，再加上监管的漏洞，致使各种安全性不明的手机也进入了市场，于是手机辐射可能对人体健康造成的影响就越来越成为一个公众关心的问题。5研究性学习的问题主要来源于生活。因此应积极关注生活，关注健康，关心身边发生的事。作为现代通讯技术最重要栽体的手机给我们带来方便的同时，也产生了一系列需要认真审视的问题。比如“手机电磁辐射”、“手机不良信息”、“手机欺诈”等。所以本课题的研究是有实际价值的。6二、问题的提出在我们居住的城市中，大部分中学生都使用手机，很多同学(包括我们自己)对手机可能产生的辐射危害缺乏了解，更没有采用相应的防护措施，可以说大家在盲目却过度地使用着手机。为了能给大家正确使用手机提供一些科学的建议，我们决定研究手机辐射污染及防护的相关问题。开始我们拟定的题目是“手机电磁辐射污染及防治”，指导老师认为题目过于专业化，有抬高自己研究内容之嫌，同学们商量后，将课题名称定为“手机辐射污染的初步研究”。7当使用移动电话进行呼叫时，移动电话令发射无线电波(也称为射频能量)。这些无线电波可被距离最近的基站接收，一旦基站接收到移动电话传来的无线电波，就全将其传输到交换台，交换台根据当前呼叫的类型将呼叫转接到另一个基站或固定电话线网络，从而实现通话——这就是移动电话的工作原理。当人们使用手机时，手机令向发射基站传送无线电波，而任何一种无线电波或多或少的被人体吸收，从而有可能对人体的健康带来影响，选些电波就被称为手机辐射。8三、研究过程以网络查询获得的一些资料为初步线索，我们制订了研究计划和实施步骤。整个研究工作分成社会调查、实验研究两个部分，分别由两个大组承担。以下简称调查组和实验组。9(一)调查组的研究该小组的研究从两方面开展，一是面向社会的问卷调查，旨在了解公众对手机辐射的认识现状，包括设计制作问卷、发放回收问卷、统计分析问卷等三个阶段；二是对手机行业机构人员的采访，意在了解手机行业内部对手机辐射的认识和看法。1．设计调查问卷这是一个看似容易实则艰辛的过程。最初以为这很简单，上网一查、书本一翻便可解决，但真做起来完全不是这么回事。先是学习问卷的设计方法，后是商定调查的内容，中间多次请教指导教师，反复讨论了很多次才最后拟定。2．社会调查过程我们的调查对象有学校老师、手机店的顾客、超市门口的行人。老师们对我们的活动十分支持，普通百姓有的乐意并认真填写问卷，有的不愿意接受采访(有的借口没时间，有的指责我们的研究没意义，有的不理睬)，对前者我们报以最真诚的感谢，对后者我们说声“对不起，打扰了”。两天下来，虽感觉有些辛苦，但收获很大。3．分析问卷我们发放问卷81份，收回81份，其中9份无效。根据统计结果，可以得到如下认识：人们对手机电磁辐射了解还不够，对手机电磁辐射的危害认识还很有限，大多没有采取有效的防护措施，大家对手机电磁辐射影响健康还是在乎的，也有人使用手机时感到不适，但没人提到要放弃使用手机。10手机辐射对人体的危害调查问卷及统计结果如下：您好，我们是高二年级研究性学习小组，谢谢您参与本次调查，本次调查只耽误您2-3分钟时间。本次调查主要想了解“手机辐射对人体的危害”，为更加科学正确地使用手机提供一些有力证据。我们承诺本次调查不用作研究之外的任何用途。对于您在百忙中抽出时间来填写此间卷，我们再次表示感谢。问卷调查是一种常用的社会调查方式，问卷主要由标题、导语、正文、结束语四个部分组成。(请在您认为适合的选项上打“√”)年龄——使用手机——年品牌(诺基亚、摩托罗拉、爱立信、三星、iPhone、飞利浦、西门子、其他)111．您认为手机产生的电磁波对人体是否有危害?()A.有(83．3％)B．没有(9．8％)C．不知道(6．9％)2．若认为有危害，请选出您使用手机时出现了哪些症状?()A．使用手机时脑部微热(16．7％)B．无力(5.6％)C．胸闷(2.8％)D．记忆力减退(26.4％)E．头痛(15.3％)·F．脱发(5．6％)G．注意力不集中(25.0％)H．；心慌(6.9％)1．易激动(5.6％)、3．您在使用手机过程中是否有感到不适（）A．有(16．1％)B．没有(55．6％)c．没注意(18．3％)4．您认为是否有必要进行防护?()A．有必要(72．2％)B．没必要(11．1％)C．不在乎(16．7％)5．您是否有以下的防护措施?()A.手机响后十称钟再听。（38.9%）B.使用手要时，尽可能使手机天线远离人体，特别是头部。（37.5%）C.巳尽量少用手机。(23．6％)D．尽量减少每次通话的时间。(23．6%)E．使用手机时，采用手机专用耳机。(11，1％)F．没有。(20．8％)6．您买手机时，是否注意过其电子辐射量?()A．注意过(31．9％)B．没注意(68．1％)，、7．如果手机的电磁波对人体有害，您的态度是()A．减少使用手机次数(30．6％)B．换一个对人体危害少的手机(27．8％)，c.进行防护（48.6%）D.这是不可避免的（5.6%)E．不在乎(6．9％)12为了保证调查结果的准确性，请您如实回答有关问题，您的回答对于我们形成正确认识十分重要，希望得到您的理解支持与配合，谢谢。134．采访专业人士——电话采访波导公司为了增加手机辐射危害及防护的有关知识，并了解手机厂家对此问题的态度，我们设计了系列问题，决定做一次电话采访。几经周折总算联系上了波导公司的专家，专家们作出了以下三点回答：曾经做过328个实验，而没有一个实验证明手机辐射会对人体产生危害；在他们所做的实验中，证明电磁波对生物体存在一定的影响，但还不能证明手机辐射对生物体有危害；现在社会上对手机辐射危害看法不一，他们也还没有得出科学的结论，所以建议大家在使用时能采取一些防护措施。本课题组的同学们设想从公众认识、专家见解、实验研究三个方面来了解手机电磁辐射的危害，虽然具体实施中遇到了不少困难，但整体构架还是比较全面合理的。14(二)实验组的研究1.设计实验方案有了初步的实验方案后，我们分别走访了一位生物教师、一位医生和一位物理实验室的老师。走访生物老师和医生，咨询利用小白鼠进行实验的技术问题：小白鼠的食物?每天喂食的次数和喂食量?测体温的方法?如何观察其活泼度?如何测量心跳次数?走访物理实验室的老师，咨询电磁辐射的实验技术问题：是否有电磁辐射量达每平方厘米10毫瓦的电磁波辐射仪器?辐射期间是否会对周围环境造成影响?辐射应在怎样的环境下进行才无不利影响?通过这次访问，我们知道电磁波辐射量大小与距离平方成反比，并且外界因素会影响辐射效果，如金属板有阻挡和吸收电磁波的作用，因此我们把关小白鼠的铁笼子改成了竹笼子。为防止仪器因过度使用而损坏，我们把每次辐射一小时改成每次20分钟。15由此，拟定了我们认为初步可行的实验方案：(1)目的：通过对小白鼠进行电磁辐射，观察其所造成的影响，从而得出电磁辐射对小白鼠是否有危害，进而证明其对人体是否存在危害。(2)材料：40crtlx20cmxlocm的竹笼两只，转笼两只，电磁波发射器一部，体温计两支，天平一台，测博器一只；小白鼠八只；鼠食若干等。(3)实验步骤。①选择大小、品种、生长期、健康程度基本一致的八只小白鼠，四雄四雌。把它们分成两组，每一组为二雄二雌，分别关在鼠笼中。②对一组小白鼠进行电磁辐射(上午和下午各20分钟)，另一组照常饲养。③每天上午和下午，分别喂食喂水，两组食物和水的分量相同。④每隔一星期，对两组小白鼠进行观测，记录观测情况，连续进行50天。观测项目包括：体温、食欲、脱毛‘情况、活泼度、心跳。16观察的方法如下：(1)体温：选用比较细的体温计，通过肛门进行测量，测量的时间为一分钟。(2)食欲：喂食量相同，通过观察剩余食物数量来判断食欲。(3)活泼度：分别将两组中的两只小白鼠各放在两只可以转动的笼子里，测量它们每分钟使笼子转动的次数，比较次数的多少来判断其活泼性。(4)心跳：把微型测搏器固定在小白鼠心脏附近，把它放在笼子中，处于平静状态下，测量—分钟内心跳的次数。172．实验过程(1)准备实验材料、布置实验室。中学生进行这样的实验研究，专业知识的缺乏是显而易见的，因此利用身边或网上专家资源是一条事半功倍的途径。医学科研中常用小白鼠来替代人体进行活体实验，从专业的角度看，研究者精心设计的实验方案是可行的，专家引领的效果十分显著。在网上和市场上都没能买到小白鼠，只好买了10只金仓鼠(身长约10cm，尾长约1em，质量40s，生长期两个月，健康程度基本一致。原产于伊朗、巴勒斯坦等地，饮食为杂食性)替代，备好鼠食(谷物、饼干、牛奶、巧克力、火腿肠、黑米糕、面包)。从学校实验室借来电磁波发射器及相关用品布置了一个实验室。18(2)饲养和观测。观察，既要有针对性，又要重视异常现象。记录，要如实客观，准确详细。由于测定体温时，金仓鼠很狂躁，很难操作，就放弃了，没有买到合适的微型测搏器跳次数也未能测定。因此，实际观察内容：食欲、活泼度、脱毛情况。第一周：每天中午12点进行一次实验。被辐射的4只金仓鼠关在竹笼子里，放在电磁波发射器前面，进行20分钟的辐射。在辐射过程中，一开始金仓鼠与平常一样，一个个待在角落里，渐渐地，它们开始激动起来，绕着笼子爬来爬去，并不停地嗅闻笼子。大约过了5分钟，它们就开始用爪子抓脸部和耳朵，有时还不停地往笼子缝隙钻。大约过了十几分钟，它们又开始抓全身，抓后不停地咬竹笼子，发出咯咯的响声。有时在咬的同时，后腿用力蹬桌面，还带动笼子移动了几厘米。在做完第一次实验后，第二天竟发现死了4只，其中有1只没有完整的头部，好像被咬过。在死掉的4只中，有3只是没有被辐射过的，另一只是接受了辐射的。19对比实验：我们在星期日进行了一次对比实验，分别来测它们的活泼度和食欲。先把辐射过的金仓鼠放进转笼中，测出它们在2分钟内使笼子转动的圈数。3只辐射过的分别转了20、11、18圈，平均为16．3圈，而没有辐射过的仅为4、6、6圈，平均为5．3圈。没有辐射过的金仓鼠在转笼中，总是一会儿转到右边，一会儿又转到左边，使笼子在左右30度之间摆动。我们又在每只金仓鼠的笼子内各放了一块同类型的饼干，5分钟后，发现经辐射过的金仓鼠已将饼干吃完，未经辐射的金仓鼠有2只进食，饼干有较多的剩余。经辐射的金仓鼠似乎比未经辐射的活跃，而且没有厌食现象。所有的金仓鼠都没有脱毛现象。20第二周：现象基本相同，但辐射中又多了几种现象，如：身体不停地颤抖，还吞食垫在笼子底部的碎报纸。在这一星期内，又死了4只。剩下的2只都是经过辐射的，但由于对比实验的需要，故不得不使1只金仓鼠停止接受辐射。对比实验：分别测出2只金仓鼠在2分钟内使笼子转动的周数，辐射过的一只为21，另一只半途停止辐射的为17。2只金仓鼠均无脱毛现象。第三周：实验现象基本一致，一只半途停止辐射的金仓鼠到周末时咬破笼子逃跑了，剩下1只。对比实验：由于只剩下1只辐射过的金仓鼠，所以只进行测量活泼度的实验，测得它转了20周左右。第四周：在辐射过程中，发现那只经过三周有余辐射的金仓鼠已不常出现急躁现象，常躲在一个角落里睡觉(我们的实验是在夜间进行，这本是金仓鼠的活动时间)。测金仓鼠的活泼度，结果它转了16周左右。21在整个实验过程中，出现很多意外和一些难以解决的问题。研究者一定会产生“书到用时方恨少，事非经过不知难”的感慨。给予学习者这样的情感体验也是开展研究性学习的重要意义。3．实验结论(1)实验基本失败，由于鼠数的不断减少，实验结果不准确，本次实验不能证明电磁波辐射对金仓鼠有较明显的影响，只在部分现象中表现出电磁波辐射对金仓鼠存在影响。(2)辐射过的金仓鼠比较兴奋。(3)在实验后期，发现经辐射的金仓鼠动作迟缓。对于外界事物的变化不再敏感，或许是因辐射而产生的，但也可能是已经适应。224．实验中产生的特殊情况及分析(1)实验的第二天死了4只金仓鼠，2只趴在地上，1只腹部朝天，1只没有头。“死者”都全身僵硬，双目紧闭。第二周又死了4只，2只死在笼子里，另2只死在墙角边。分析：我们经过查阅资料，请教医生后，认为死因有以下几点：其一，气温太低。因为金仓鼠喜欢20℃-25℃，而当时的气温在10cC左右，而且晚上风很大，窗户又忘了关，导致金仓鼠逃出来后被冻死。其二，食物。金仓鼠的食物一般很坚硬，而且遇水分不会膨胀，而我们看到它们不怎么进食，就喂了饼干等遇水膨胀的食物，它们可能被胀死。其三，因为辐射过的金仓鼠情绪暴躁，且笼子内空间太小，它们会不会为争夺活动空间而互相残杀?(2)金仓鼠在第四周接受辐射过程中出现懒于一动的现象，不再如以前那样暴躁不安和用力咬笼子。分析：其一，可能是由于辐射时间过长，使金仓鼠反应迟钝。其二，可能是由于金仓鼠熟悉这些每日都要进行的程序，对于外界事物的变化已不再感到陌生和恐慌。(3)经辐射的金仓鼠在对比实验中，2分钟内转动转笼的周数普遍高于未经辐射的金仓鼠，且普遍比较能吃，进食速度快。分析：由于我们的实验(开始的两周)都在白天进行，此时未经辐射的金仓鼠正需睡眠，故所转圈数少，吃得也慢。而经辐射的金仓鼠刚结束辐射便进行实验，辐射时的兴奋尚未消退，故所转圈数多，吃得也快。23不成功的科研过程照样是有价值的，可以提供教训，也可积累数据。中学生的研究性学习活动，更是重在体验研究过程，培养用研究性的眼光看问题的意识。在研究性活动中反思是提升自我认识的重要环节。245．实验的不足(1)没有小型体温计和测搏9S，本来打算测的体温和心跳无法测得。(2)食物过杂，饼干之类的食物可能会使金仓鼠胀死。(3)由于金仓鼠的突然死亡或逃跑，随着数量的减少，实验的可信度和准确度也大打折扣。辐射过一周的金仓鼠停止辐射，也使实验误差变大。从医生那儿得知，由于鼠数只有10只，它们的表现属于“个别现象”，没有很强的说服力。(4)由于实验时间不够长，电磁波辐射对金仓鼠的生理影响积累不足，观察到的现象不明显，而手机辐射对人体的影响是长期的——四周与几年甚至十几年相比，实在不能说明太大问题；而且毕竟人的质量远大于金仓鼠的质量，在相同时间内对金仓鼠的影响比对人的影响明显得多。所以要证明电磁辐射影响有多显著，是否危及人们健康，是我们这次实验所不能办到的。256．实验经验总结像此类实验，为避免被称为“个别现象”，实验用鼠的数量以20只为宜。同时实验应注意“被试个体”隔离；注意饮食——在实际操作中应做到基本定量，并且食物不要过杂，有水和谷物即可；注意实验室内温度变化和鼠笼的洁净。另外，在设计实验时应多考虑实际操作可能产生的各种困难，以及解决的方法。由于是对比实验，所以应严格分清正常鼠与被辐射鼠之间的界限，不宜在实验中途用一种鼠替代另一种鼠。这类实验宜用较长时间观察，否则效果不太明显。学生在研究性学习中，发现一个具有研究价值的课．题往往并不难，而将课题顺利进行下去得出有说服力的姑论，合受限于时间、知识经验和技能的不足，实验型的课题更受限于实验条件。因此好的课题，既要结合自身特长和兴趣，更要考虑实际可行性，总体来讲，宜小不宜大。在研究过程中总会不断产生新情况新问题，应有针对性地及时调整方案。研究性学习活动毕竟不同于专业人员的科学研究，有成果固然可喜，但体验过程、认识方法、激发兴趣更为重要。26四、我们的建议我们的实验虽然失败，但通过对收集资料的系统分析，我们有理由相信，手机辐射是客观存在的，长期的累积影响是不容忽视的，大家应该积极地进行防护。1．多吃一些水果蔬菜，尤其是富含维生素B的食物，如胡萝L、海带、油菜、卷心菜及动物肝脏等，以利于调节人体电磁场紊乱状态，增加机体抵抗电磁辐射污染的能力。2．在信号不好的地方使用手机时，拉出天线可以改善通话质量，使手机在比较低的功率水平上工作，降低电磁辐射强度。3．其他常用的方法如下：(1)手机响后，过几秒钟接听(移动电话接通瞬间释放的电磁波最强烈)。(2)应尽量将手机与大脑相距10cm以上。(3)要尽可能地使手机天线远离人体，特别是头部。(4)如果身边有其他电话可用，就不要使用手机。(5)尽量减少每次通话的时间。(6)在使用手机时，可以采用手机专用耳机。27二、尝试实践我对金仓鼠的实验所做的改进:我还可以用这些实验来检测电磁辐射:28三、迷你实验由于越来越多的电子、电器设备的使用，各种频率、不同能量的电磁波