Учебный проект по физике "Микроволновая печь", выполненная учащимися 11 класса

Министерство  общего и профессионального  образования Свердловской области Уполномоченный орган  местного самоуправления в сфере образования «Управление образования Североуральского городского округа» Муниципальное  автономное  общеобразовательное учреждение Средняя общеобразовательная школа №1 Учебный проект по физике МИКРОВОЛНОВАЯ ПЕЧЬ                                                                                                           Исполнители:                                                   Сысолятина Анна, учащаяся 11 Б класса                                                      Кузнецова Анастасия, учащаяся 11Б класса                                                                                                             Руководитель:                                                                               Леоненко Анна Николаевна,                                                                учитель физики высшей категории Североуральский городской округ 2015 Учебный проект по физике «Микроволновая печь» Учебный предмет: физика­тема «Электромагнитное излучение» Возраст учащихся : 11 класс Тип проекта : поисковый Продукт предмета : презентация , выполненная в программе Power Point. Основополагающий вопрос: Микроволновая печь­ вред или польза? ПРОБЛЕМНЫЕ ВОПРОСЫ:  Проблемный вопрос :Что такое СВЧ­ печь и как она устроена?  Проблемный вопрос : Какова польза микроволновой печи?  Проблемный вопрос:  Каков  вред микроволновой печи для  здоровья человека? Проблемный вопрос : Что такое СВЧ­ печь и как она устроена? оо Микроволн вая   печь   или  СВЧ­печь   —   электроприбор,     предназначенный   для быстрого   приготовления,   подогрева   или   размораживания   пищи,   в   быту   или   на производстве.             Официальным   изобретателем   СВЧ­печи  считается   американский     инженер  П.  Б. Спенсер, который проводил исследования  о магнетроне  ­ излучателе СВЧ­волн.  Спенсер П.Б.  заметил  способность сверхвысокочастотного  излучения  к нагреванию продуктов и запатентовал микроволновую печь. В момент изобретения Спенсер работал в компании Raytheon, занимающейся изготовлением оборудования для радаров. По легенде, когда он проводил эксперименты с очередным магнетроном, Спенсер заметил, что кусок шоколада в его   кармане   расплавился.   По   другой   версии,   он   заметил,   что   нагрелся бутерброд, положенный на включённый магнетрон.             Патент на микроволновую печь был выдан в 1946 году. Первая в мире СВЧ­печь «Radarange»   была   выпущена   в1947   году фирмой Raytheon и   была   предназначена   не   для приготовления   пищи,   а   для   быстрого   размораживания   продуктов   и   использовалась исключительно   военными   (в  солдатских  столовых  и   столовых   военных   госпиталей).   Её высота была примерно равна человеческому росту, масса 340 кг, мощность — 3 кВт, что примерно   в   два   раза   больше   мощности   современной   бытовой   СВЧ­печи.   В 1949 году началось их серийное производство. 25 октября 1955 года американская компания «Tappan   Company»   впервые   представила  бытовую   микроволновую   печь. Первая серийная   бытовая   микроволновая   печь была   выпущена японской фирмой Sharp в 1962 году.   Первоначально спрос на новое изделие был невысок. В СССР с начала 80­ х микроволновые   печи   выпускались   на   заводах ЗИЛ (модель   «ЗИЛ»)   и Южмашзавод (модель «Мрия МВ»).      СВЧ­печь  получила название по одноименному электромагнитному излучению, главной характеристикой  которого является частота 2450 МГц (сверхвысокая частота) и длина волны дециметрового диапазона (от одного миллиметра до одного метра).  Такая частота установлена для микроволновых печей   специальными   международными соглашениями, чтобы не создавать  помех работе радаров и иных устройств,  использующих микроволны. Волны данного диапазона  являются  составной  частью радиоволн,  в современной жизни используются  для   междугородной   и   международной   телефонной   связи,   передачи телевизионных программ, работы Интернета на Земле и через спутники.           Каждая микроволновая печь содержит магнетрон, в котором электроны, заряжаются от электромагнитных полей таким образом, чтобы производить микроволновое излучение, равное 2450 Мегагерц (МГц) или 2,45 Гигагерц (ГГц). Это микроволновое излучение и взаимодействует с молекулами пищи.    Магнетрон в микроволновой  печи  является  самой важной составляющей  частью, так как является источником нагрева в микроволновой печи.  В основе разогрева пищи при помощи волн СВЧ лежит  «дипольный сдвиг» ­ смещение молекул по направлению их заряда под действием   внешнего   электромагнитного   поля.   Молекулы   подверженные   подобным смещениям   имеют   разные   заряды   на   своих   концах   и   поэтому   реагируют   на   внешнее электромагнитное поле. К таким молекулам относятся молекулы жиров, сахаров и воды. Микроволны   воздействуют   на   молекулы   пищи,   заставляя   полярные   молекулы   вращаться   с частотой в миллионы раз в секунду, создавая молекулярное трение, которое и нагревает еду. Это   трение   наносит   значительный   ущерб   молекулам   пищи,   разрывая   или   деформируя   их. Современные   микроволновые   печи   настроены   именно   на   молекулы   воды.   Переменное электромагнитное поле печи «раскачивает» молекулы с высокой частотой, они активно двигаются,   вследствие   чего   повышается   их   кинетическая   энергия   и   соответственно температура.   Микроволны,   излучаемые   магнетроном   (генератором   волн)   пройдя   по волноводу, попадают в камеру печи, где многократно отражаются от металлических стенок до  тех  пор,  пока  не  попадают  на  продукты.   Передняя  дверца  СВЧ  –  печи   состоит  из перфорированного   металлического   листа   и   стеклянных   пластин.   Диаметр   прорезей подобран   таким   образом,   чтобы   волны   не   проникали   сквозь   отверстия,   а   отражались обратно в камеру.  Нагрев   в   микроволновой   печи   в   результате   дипольного   сдвига   под   действием   переменного электрического поля зависит от характеристик молекул и межмолекулярного взаимодействия в среде. Для лучшего нагрева частоту переменного электрического поля устанавливают   таким   образом,   чтобы   за   полупериод   молекулы   успели   полностью перестроиться. Так как вода содержится практически во всех продуктах, частоту СВЧ излучателя микроволновой печи подобрали для лучшего разогрева именно молекул воды в жидком состоянии, в то время как лёд, жир и сахар нагреваются гораздо хуже.              Существует распространённое мнение о том, что микроволновая печь разогревает пищу «изнутри наружу». На самом деле микроволны идут снаружи внутрь, задерживаются в   наружных   слоях   пищи,   потому   разогрев   равномерно   влажного   продукта   происходит приблизительно так же, как и в духовой печи. Под действием микроволнового излучения молекулы поворачиваются с бешеной частотой и трутся одна о другую. Выделяющееся при этом  тепло  и служит  причиной  разогрева  пищи.  Нагрев  продуктов  происходит  за счёт прогрева   микроволнами   поверхностного   слоя   и   дальнейшего   проникновения   тепла   в глубину пищи за счёт теплопроводности               Проблемный вопрос: Какова польза микроволновой печи? По данным последних исследований рынка бытовой техники, микроволновые печи есть у каждой пятой семьи наших соотечественников, а в США СВЧ­печи использует 90% населения. С момента появления микроволновых печей не утихают споры о пользе и вреде продуктов,   приготовленных,   размороженных   или   разогретых   в   ней.   По   исследованию микроволновых   печей,   американские   учёные   утверждают,     что   благодаря   СВЧ­печам снизилось   заболевание   раком   желудка.   А  всё   потому,   что   в   пищу,   приготовленную     в микроволновой печи, не добавляется масло. А способ приготовления   самый щадящий – паровой. Также они заявляют, что  в СВЧ­ печах  в два раза лучше сохраняются  витамины и   минералы     в   пище   из­за   небольшого     времени     приготовления   .   В   институте   РАН подсчитали,     что   при     приготовлений     еды   на   плите     разрушается     до   60     процентов витамина С, а под   воздействием   микроволн   ­ всего от 2 до 25 процентов. Так же в использований  микроволновой печи  есть явные преимущества: во­ первых, приготовление пищи, с помощью микроволн, идёт  намного быстрее, чем  на плите , во­вторых, печи почти не имеют  запаха при приготовлений еды  , а посуда не так нагревается как на плите, в – третьих,  в микроволновой печи  почти нет  потерь электроэнергии , тогда как  электро­ или газовая плита   нагревают не только пищу , но и воздух и предметы   вокруг себя. Поэтому использование СВЧ­ печи значительно  экономит электроэнергию. Несколько полезных советов о непривычном использовании СВЧ­печей:          Можно сушить на зиму зелень, овощи, а также сухарики и орехи. Освежить аромат приправ и специй можно, отправив их на 30 секунд в СВЧ. Освежить   хлеб:   для   этого   необходимо   завернуть   черствую   булку   в   салфетку   и прогреть одну минуту на полной мощности. Очистить миндаль от кожуры ­ положить в кипящую воду и прогреть 30 секунд в печи на полной мощности. Грецкие орехи легко очистить от кожуры, прогрев их в воде четыре ­ пять минут на полной мощности. Избавиться от белой мякоти на апельсине или лимоне можно ­ прогреть цитрусы 30 секунд на полной мощности. Все, белая мякоть легко отделяется от долек. Самый быстрый способ высушить лимонную или апельсиновую цедру ­ прогреть на полной мощности в течение двух минут. 2 минуты ­ и засахарившийся мед растоплен. Если вымыть, натереть лимонным соком разделочные деревянные или пластиковые доски,   и   прожарить   их   пару   минут   в   печи,   то   даже   самый   резкий   въевшийся   запах уходит! Ускорить получение сока из лимона или апельсина ­ прогреть цитрусы несколько минут в печи, дать остыть, выдавить сок до последней капельки.    Проблемный вопрос:  Каков  вред микроволновой печи для здоровья человека?            Когда СВЧ­печи только появились на нашем рынке, вместе с ними немедленно возникли страшилки «Еда из микроволновой печи  вызывает рак». Ещё говорили , что микроволны влияют на   внутриутробное   развитие ребёнка , вызывая патологические изменения     .   Что   еда     из   СВЧ­печи     переполнена   канцерогенами.     После   долгих исследовании швейцарских, российских и немецких научных клинических исследований следует,   что   мы   больше   не   можем   беспечно   относиться   к   микроволновым   печам, стоящим   на   наших   кухнях.   Основываясь   на   этих   результатах,   мы   можем сформулировать следующие позиции: 1. Постоянное   употребление   еды,   обработанной   в   микроволновой   печи,   вызывает долговременное/постоянное   –   повреждение   головного   мозга,   “закорачивая” электрические импульсы в мозге [деполяризация или   размагничивание мозговой ткани]. 2. Человеческий   организм   не   в   состоянии   усвоить   [метаболизм]   неизвестные побочные продукты, появившиеся в результате обработки в  микроволновой печи 3. Постоянное   употребление   еды,   обработанной   в   микроволновой   печи,   вызывает прекращение или изменение выработки мужских и женских половых  гормонов. 4. Эффект потребления продуктов обработанных в СВЧ ­ печи–  побочные продукты на долгий срок/навсегда остаются в человеческом  организме. 5. В   пище,   обработанной   в   микроволновой   печи,   содержание   микроэлементов, витаминов   и   питательных   веществ   сокращается   или   они   изменяются   таким образом,   что   организм   получает   от   них   минимальную   пользу   или   не   получает пользы совсем. Человеческий организм получает  вещества которые не могут быть усвоены. 6. При   приготовлении   в   микроволновых   печах,   микроэлементы,   содержащиеся   в овощах, преобразуются в канцерогенные свободные радикалы. 7. Продукты, обработанные в микроволновой печи, вызывают рост  злокачественных опухолей   кишечника.   Этим   можно   объяснить   быстрое   увеличение   количества случаев рака толстой кишки в Америке. 8. Длительное   употребление   продуктов,   обработанных   в   микроволновой   печи, увеличивает количество раковых клеток в крови человека. 9. Постоянное   употребление   продуктов,   обработанных   в   микроволновой   печи, вызывает дефицит иммунной системы через изменения в лимфоузлах и  в составе сыворотки крови. 10. Продукты,   обработанные   в   микроволновой   печи,   вызывают   потерю   памяти   и концентрации, эмоциональную неустойчивость и снижение  интеллекта. В СССР  в 1976 году  были запрещены микроволновые печи  из­за  вредного воздействия  на здоровье, поскольку в отношении них было проведено   множество исследований. Запрет был снят в 90­х после «Перестройки».   Вот некоторые из результатов исследований.       Микроволны: 1. Ускоряют структурный распад продуктов 2. В молоке и зерновых культурах создают канцерогенные вещества 3. Изменяют   элементарный   состав   продуктов   питания,   вызывая   расстройства пищеварения. 4. Изменяют   химию   пищи,   что   может   привести   к   сбоям   лимфатических   систем   и разрушению  способности организма защищать себя  от злокачественных опухолей 5. Приводят к росту процента раковых клеток в крови 6. Приводят   к   злокачественным   опухолям   желудка   и   кишечника,   общей   дегенерации периферической   клетчатки,   а   также   постепенному   разрушению   пищеварительной   и выводящих систем у статистически высокого процента людей 7. Снижает способность тела усваивать витамины B­комплекса, витамин С, витамин Е, необходимые минералы и липотропики (вещества, способствующие ускорению распада жиров в организме; прим. mixednews) 8. Микроволновое поле рядом с печью также вызывает проблемы со здоровьем. 9. Микроволновое   излучение   также   вызывает   изменение   (распад)   в   катаболическом поведении   глюкозид­   и   галактозид­   элементов   в   замороженных   фруктах,   если размораживать их в СВЧ­печи. 10. Вызывают   изменение   поведения   катаболических   растительных   алкалоидов   в   сырых, приготовленных или замороженных овощах, которые были подвержены излучению даже на короткий срок. 11. Вызывающие рак свободные радикалы формировались в определённых молекулярных структурах микроэлементов в веществах растительного происхождения, в особенности в сырых корнеплодах. 12. Те, кто принимал подвергшуюся обработке микроволновым излучением пищу, показали более высокий статистический уровень желудочно­кишечных раковых заболеваний, а также   общую   дегенерацию   периферической   клетчатки   с   постепенным   разрушением функций пищеварительной и выделительной системы. Заключение Таким  образом,  ответ на  наш   основополагающий  вопрос  неоднозначен, так  как   у каждого человека  своё мнение по поводу  использования  микроволновой печи. При работе  над проектом мы узнали, что  микроволновая печь  не так уж  и вредна, если её правильно использовать. Во   время   работы     мы   столкнулись     с   такими     трудностями,   как   поиск   и   отбор информации. Работая     над   проектом,   мы   научились     работать   в   паре,   слушать   друг   друга     и приходить к обоюдному согласию. Мы считаем, что знания, полученные  при создании проекта, помогут нам использовать микроволновую печь правильно. Интернет­ ресурсы:        http://ru.wikipedia.org/  http://medinteres.ru/interesnyie­faktyi/mikrovolnovaya­pech­pochemu­boyatsya­ eyo.html  http://www.litlib.net/book/read.php?id=10962  http://www.kakprosto.ru/kak­852689­vred­mikrovolnovoy­pechi­dlya­zdorovya­ cheloveka­