Документ 679025

Управление образования Гродненского облисполкома
Отдел образования, спорта и туризма Ошмянского райисполкома
Государственное учреждение образования
«Средняя школа №3 г.Ошмяны»
Биамлайт или
лечение светом
Исследовательский проект
Выполнил:
Кумпицкий Илья,
учащийся XI класса
Руководитель проекта:
Чубрик Анна Ивановна,
учитель физики
Ошмяны 2015
1
Оглавление
Введение
Часть 1. Поляризация света и принцип получения поляризованного
света…………………………………………………………………….3
Часть 2. Последовательность действий при создании биамлайта…4
Часть 3. Заключение………………………………………………….10
Литература ……………………………………………………………11
2
Введение
Общее отсутствие понимания экологических проблем привело к
загрязнению основных жизненно важных элементов-воздуха, воды и
продуктов питания. Стало очевидно, что мы недооцениваем роль этих
основных источников жизни, и поэтому ухудшается состояние здоровья
людей. Один из важнейших источников-свет- был, тем не менее обойден
вниманием.
Давно известно, что свет несет в себе большую энергию. Выдвинутая в
1900 году М. Планком гипотеза о дискретности света была доказана
экспериментально и широко применяется для конструкции приборов,
позволяющих использовать энергию света.
Энергия
порции
света,
которая
поглощается
веществом,
рассчитывается по формуле Е=hV, с учетом того, что в одну секунду
источник испускает число фотонов порядка 1018 - это достаточно большая
энергия.
Свет равнозначно распространяется во всех направлениях. Если
заставить свет проходить в одном направлении, то можно получить
колоссальное количество энергии, которое легко поставить себе на службу.
Распространяться в одном направлении может только поляризованный
свет. В своей работе, используя кристалл кварца, мы поляризовали
естественный свет.
3
Поляризованный свет
Сегодня
известно,
что
видимый свет представляет
собой электромагнитные
волны с
определённой
длиной волны. Опыты, в
которых
была
поляризация
открыта
света,
указывают на поперечность
этих
волн,
поскольку
свойства продольной волны
в
плоскости
перпендикулярной
направлению
её
распространения,
различаться
Рис. 1
не могут. При распространении электромагнитной волны в ней совершают
колебания вектор напряжённости электрического поля Е и вектор магнитной
индукции В. Эти векторы всегда взаимно перпендикулярны и лежат в
4
плоскости, перпендикулярной распространению волны. Это видно на
рисунке 1. Если колебания вектора Е происходят в одной плоскости, то
говорят, что свет плоскополяризован (или линейнополяризован), а саму эту
плоскость называют плоскостью поляризации.
Одним
из
практически
важных
способов
поляризации
электромагнитных волн, в частности световых, является распространение
света в оптически анизотропных средах, в частности, в кристаллах кварца,
турмалина, исландского шпата. Эти вещества обладают асимметрией, они
анизотропны. Отсюда следует, что , пропуская свет, через данные кристаллы
можно его поляризовать.
Устройства, позволяющие получать линейно поляризованный свет,
называют поляризаторами. Когда те же самые приборы используют для
анализа поляризации света, их называют анализаторами. Через такие
устройства проходит только та часть волны, у которой вектор
в
определенном
направлении.
Это
направление
колеблется
называют
главной
плоскостью поляризатора (анализатора).
Пусть естественный свет падает на кристалл поляризатора Р (рис. 2).
Рис. 2
После прохождения поляризатора, он будет линейно поляризован в
направлении
. Интенсивность света при этом уменьшится на половину.
5
Это объясняется тем, что при случайных ориентациях вектора
все
направления равновероятны.
Если вращать поляризатор вокруг светового луча, то никаких особых
изменений не произойдет. Если же на пути луча поставить еще и второй
кристалл – анализатор A, то интенсивность света будет изменяться в
зависимости от того, как ориентированы друг относительно друга обе
пластины. Интенсивность света
будет максимальна,
если оси
обоих
кристаллов параллельны, и равна нулю, если оси перпендикулярны друг
другу.
Все это можно объяснить следующим образом:
световые волны поперечны, однако в естественном свете нет
·
преимущественного направления колебаний;
·
вектор
кристалл
поляризатора пропускает
которых
имеет
лишь
те
составляющую, параллельную
волны,
оси
кристалла (именно поэтому поляризатор ослабляет свет в два раза);
·
кристалл анализатора, в свою очередь, пропускает свет, когда
его ось параллельна оси поляризатора.
Понять поляризацию света будет проще , глядя на внутреннюю структуру
кристалла кварца (рис. 3)
Рис. 3
6
Поляризуясь свет будет проходить сквозь отверстие 1. А сами узлы
кристаллической решетки свет проводить не будут, так как атомы
расположены очень плотно друг к другу.
В 1809 году французский инженер Э. Малюс открыл закон, названный
его именем,
который позволяет установить зависимость интенсивности
линейно поляризованного света после его прохождения через анализатор от
угла φ между плоскостями поляризации падающего света и анализатора.
Если I и I0 -интенсивность падающего на анализатор и выходящего из него
света, то , согласно закону Малюса I= I0 cos2 φ .В опытах Малюса свет
последовательно пропускался через две одинаковые пластинки из турмалина
(прозрачное кристаллическое вещество зеленоватой окраски). Пластинки
можно было поворачивать друг относительно друга на угол φ (рис. 4).
Рисунок 4
Иллюстрация к закону Малюса
Интенсивность
прошедшего
света
оказалась
прямо
пропорциональной cos2 φ, т.е. мы можем достичь максимального результат
когда оси кристаллов параллельны друг другу, т.е. φ стремится к нулю.
7
Последовательность действий при создании биамлайта:
Чтобы создать данный прибор прежде всего мы исследовали имеющийся у
нас кристалл кварца на явление прохождения сквозь него света (фото 1).
После этого на специально оборудованном станке вырезали две
пластинки из кварца (фото 2).
8
В качестве основы для прибора, мы взяли оболочку обычного фонарика.
Ориентируя оси кристалла параллельно друг другу, помещаем в картонную
трубку и монтируем в оболочку фонарика при помощи суперклея. Через
выпрямитель ,взятый от зарядного устройства телефона , в заднюю часть
оболочки фонарика монтируем лампочку, рассчитанную на 12 вольт (фото
3).
Прибор должен излучать линейно поляризованный свет с длиной волн
от 400нм до 2000нм, т.е. не должен иметь ультрафиолетовой составляющей.
Для этого в качестве пропускающего стекла мы использовали стекло
триплекс, которое используют при изготовлении стеклопакетов.
9
Заключение
100% тела человека состоит из клеток, точнее сказать, примерно 60-80
млрд клеток. В этой огромной массе клеток постоянно происходят
разнообразные сложные биохимические и биофизические процессы. Чтобы
система оставалась дееспособной, ей постоянно требуется приток энергии.
Освещение организма поляризованным светом дает возможность ему
активизировать процесс на клеточном уровне в местах непосредственного
воздействия. Хотя наш прибор маломощный он способен привести в
действие регенерационные процессы , увеличить поглощение кислорода
тканью, повысить биоэнергетический потенциал клеток. Для опробации
данного прибора мы воздействовали точечно на места воспаленной кожи и
заметили, что после 6-8 сеансов покраснение заметно уменьшается (фото 4)
Наш прибор является аналогом «Биоптрона» - прибора знаменитой
фирмы Цептер, внутреннее строение которого хранится в секрете. Мощность
его излучения гораздо выше, чем у прибора, сконструированного нами.
Светотерапия уже широко используется в медицине. Мы видим, что свет не
имеет серьезных побочных явлений по сравнению с фармакологическими
препаратами. Считаем, что за светотерапией будущее медицины.
10
Литература
1. А.Кухлинг «Физика и техника»
2. А.Прохоров «Физическая энциклопедия»
3. Учебник «Физика 10», 1999г. издания
11