Empfohlen
Weitere ähnliche Inhalte
Andere mochten auch
Ähnlich wie Physics sbme-pdf
Ähnlich wie Physics sbme-pdf (20)
Kürzlich hochgeladen
Kürzlich hochgeladen (20)
Physics sbme-pdf
- 1. Cairo University Faculty Of Engineering Systems and Bio-Medical Department [ Electromagnetic Waves Effect In Biomedical Prepared by : Hamsa Saad Mohamed 1ST Year Bio-Medical Sec 3 Under the supervision of : Dr. Mohamed Hesham
- 2. االشعة الكهرومغناطيسية : تعريفها : في عام 0281 الحظ العالم اورستد Orestedأنه إذا مر تيار في سلك فإنه ينشأ تأثير مغناطيسي متمثال في انح اف ة ر إبر مغناطيسية موضوعة بجوار السلك وقد ربط اكتشاف اورستد عالقة بين علم الكهربية وعلم المغناطيسية.الطيف الكهرومغناطيسي أو األشعة الكهرومغناطيسية أواألمواج الكهرومغناطيسية كلها تحمل نفس المعنى الفيزيائي وحين التحدث عن ء خاص من هذا جز ة عن الطيف الكهرومغناطيسي مثل الضوء المرئي والمايكروويف وأشعة اكس وأشعة جاما وموجات التلفزيون وال اديو كلها عبار ر أشعة تعرف باسم األشعة الكهرومغناطيسية Electromagnetic Radiationو كلها لها نفس الخصائص و لكنها تختلف في الطول الموجي Wavelengthوالتردد , Frequencyكما هو واضح في الشكل . الحظ أنه كلما ازداد الطول الموجي قل التردد والعكس صحيح . تتكون المجاالت الكهرومغناطيسية من مجال كهربي ومجال مغناطيسي متعامدان على بعضهما .عادة توصف هذه المجاالت بالمقدار واالتجاه .تتكون الموجات الكهرومغناطيسية من مجاالت كهربائية ومغناطيسية متذبذبة ,وتتفاعل بشكل مباشر مع األنظمة البيولوجية مثل خاليا اإلنسان والحيوانات والنباتات .وحتى نستطيع أن نفهم تلك التفاعالت بشكل أفضل ,فالبد من أن نتعرف على الخواص الفيزيائية للموجات التي تشكل لنا الطيف الكهرومغناطيسي . خصائصها الفيزيائية وتأثيرها البيولوجي: المجاالت الكهرومغناطيسية هي موجات تنطلق عة 003 ألف كيلومتر في الثانية وتحمل طاقة يطلق عليها الفوتونات، بسر وتتكون هذه المجاالت من مجالين ينتش ان في اتجاهين متعامدين هما المجال الكهربائي والمجال المغناطيسي وينطلق الفوتون ر في االتجاه المتعامد على االتجاهين، ويمكن أن نصف الموجات الكهرومغناطيسية بواسطة طول الموجة أو التردد أو الطاقة .
- 3. وترتبط هذه العوامل الثالثة بعالقات فيما بينها ,ويلعب كل منها دور معينا في تأثير المجال الكهرومغناطيسي على النظام ا البيولوجي .يعرف تردد الموجه الكهرومغناطيسية على انه عدد الذبذبات التي تمر خالل يعمل بتردد AMنقطة ثابتة في وحدة ة , اد التردد .فمتوسط بث محطات المذياع مليون هيرتز وطول موجة البث حوالي 003 متر ,أما الزمن .كلما كانت الموجة قصير ز أف ان الميكروويف فتستخدم تردد 54.2 غيغا هيرتز وطول الموجة هنا يساوي 21 سم . ر وتتناسب طاقة الفوتون تناسبا طرديا مع تردد الموجه ,فكلما اد تردد الموجه ادت كمية الطاقة التي يحملها الفوتون. األشعة ز ز الكهرومغناطيسية لها طول موجي وتردد يحدد خصائصها وترتبط عة األشعة الكهرومغناطيسية مع التردد والطول الموجي من سر خالل المعادلة : عة = الطول الموجي× الترد د السر كما هو واضح في الشكل1 ، الطيف الكهرومغناطيسي يبدأ من أمواج ال اديو ذات الطول الموجي الطويل والتردد المنخفض ثم ر منطقة أشعة المايكروويف ومنطقة األشعة تحت الحم اء ثم منطقة األشعة المرئية ثم منطقة األشعة فوق البنفسجية ثم منطقة ر أشعة اكس ثم منطقة أشعة جاما .وهذا التسلسل هو تبعا لزيادة تردد هذه الموجات .ولكل منطقة من مناطق الطيف الكهرومغناطيسي خصائص ها عن بعضها البعض وبناء عليه نتجت تطبيقات مختلفة لهذه األشعة . يتحدد تأثير الموجات تميز الكهرومغناطيسية على النظم البيولوجية من ناحية بشدة المجاالت ومن ناحية ى بطاقة الفوتون. أخر أنواعها: وتصنف الموجات الكهرومغناطيسية حسب ترددها وطاقتها إلى" أشعة مؤينة "و"أشعة غير مؤينة " . األشعة المؤينة هي موجات كهرومغناطيسية لها ترددات عالية جدا مثل األشعة السينية وأشعة جاما وطاقتها عالية جدا لدرجة كافية إلحداث عملية التأين أي تكوين ذ ات أو أج اء من الجزيئات مشحونة بشحنات سالبة و ى موجبة , ويحدث ذلك عن طريق تحطيم الروابط الذرية التي أخر ز ر تربط جزيئات الخاليا بعضها ببعض. اما األشعة غير المؤينة فهو مصطلح عام يطلق على ذلك ء من الطيف الكهرومغناطيسي الذي له طاقة فوتون ضعيفة لدرجة الجز ال تكون فيها ة على تحطيم الروابط الذرية ,ويشمل هذا ء من الطيف كل من األشعة فوق البنفسجية ,الضوء المرئي , الجز قادر األشعة تحت الحم اء ,التردد ال اديوي أو الالسلكي ,مجاالت الميكروويف, المجاالت ذات الترددات الضعيفة جدا ,وكذلك المجاالت ر ر الكهربائية والمغناطيسية الساكنة .األشعة الغير مؤينة حتى إذا كانت شدتها عالية ال تستطيع إحداث تأين في النظام البيولوجي , ومع ذلك فهي تسبب حدوث أثار بيولوجية ى مثال عن طريق ( رفع درجة الحر ة ,أو تغيير ى التفاعالت الكيماوية أو مجر ار أخر تكوين تيا ات كهربائية في األنسجة والخاليا ). ر يمكن أن تتسبب الموجات الكهرومغناطيسية في إحداث تأثي ات بيولوجية والتي من الممكن أحيانا وليس دائما أن تؤدي إلى أثار ر ة . ومن المهم هنا أن نفرق بين االمرين التاليين : صحية ضار يحدث التأثير البيولوجي عندما يتسبب التعرض للموجات الكهرومغناطيسية في حدوث تغي ات فسيولوجية ملحوظة أو قابلةر للكشف في النظام الحيوي.
- 4. التأثير الضار على الصحة ,يحدث عندما يكون التأثير البيولوجي خارج ة الجسم على المقاومة وبالتالي يؤدي إلى بعضقدر ة. األوضاع الصحية الضار بعض اآلثار البيولوجية ال تسبب الضرر ,مثل ردة فعل الجسم على زيادة تدفق الدم في الجلد بعد أن يحصل ارتفاع في درجة حر ة الجسم بسبب التعرض ال ائد ألشعة الشمس .بعض اآلثار تكون مفيدة ,مثل الشعور بالدفء من أشعة الشمس في يوم ز ار بارد ,ال بل إن بعض التأثي ات تسبب منافع صحية للجسم كما هو الحال بالنسبة لدور أشعة الشمس من ناحية ثانية تسبب بعض ر التأثي ات البيولوجية اضرر صحية مثل األلم الناتج . Dفي مساعدة الجسم إلنتاج فيتامين عن حروق الشمس أو سرطان الجلد. اا ر األعراض المرضية : عات ت اكمية قد يتسبب في ظهور العديد من ر ذكرت الد اسات ان التعرض لمستويات عالية من االشعاعات الكهرومغناطيسية وبجر ر االع اض المرضية ومنها: ر 1- امراض الدماغ و السرطان : اكتشف الباحث 'ديفيد بوميريا " وفريقه بجامعة نوتنغهام، بعد أن دأبوا على تعريض بعض الكائنات الدقيقة بشكل مستمر ها البيولوجي وفهم ما يط أ على تكوينها بسهولة ,أن ر ة، ومنها الديدان البسيطة التركيب التي يسهل م اقبة تطور ر للموجات القصير اليرقات التي تم تعريضها عة مستم ة طوال الليل للموجات فوق الصوتية قد نمت عة تزيد %5 على تلك التي لم تتعرض بسر ر لجر ة على عة انقسام الخاليا،كما قام فريق في مختب ات ر سر للظروف نفسها، وربما يدل ذلك التسارع بالنمو إلى تأثير الموجات القصير ة جدا لدى فأر التجارب، فوجد أن اإلشا ات ر البحث والتقييم بوز ة الدفاع األمريكية بتعريض مقطع من الدماغ للموجات القصير ار ة على الحفز لديه.كما قام منظموا د اسة نشرت في " مجلة ر الكهربائية بالدماغ قد تبلدت بعض الشيء وضعفت االستجابة أو القدر ة مشابهة لتلك التي تصدر عن الهاتف النقال بالقرب من أذن العالمية لإلشعاعات الحيوية " بتثبيت جهاز يصدر موجات قصير األشخاص الذين تطوعوا إلج اء التجارب عليهم، فوجدوا أن هؤالء األشخاص قادرون على تذكر الكلمات والصور التي عرضت ر ة التجربة . كما أن هناك دالئل تم التوصل إليها تفيد عليهم على شاشات الكمبيوتر دون أي تأثير للموجات التي تصدر عن أجهز عة على االستجابة للمتغيرت المرتبطة ا ة جدا قد جعلت الخاليا العصبية في بعض التجارب أكثر ة وسر قدر بأن الموجات القصير ة ة. هذا وقد حذر مخترع رقائق الهاتف المحمول، عالم الكيمياء األلماني ف ايدلهايم فولنهورست، من مخاطر ترك أجهز ر بالذاكر ة إرسال أو استقبال فضائي في ة أو أية أجهز ي , وقال إن إبقاء تلك األجهز الموبايل مفتوحة في غرف النوم علي الدماغ البشر غرف النوم يسبب حالة من األرق والقلق وانعدام النوم وتلف في الدماغ مما يؤدي علي المدى الطويل إلي تدمير جهاز المناعة في الجسم . وأكد ان اإلشعاعات المنبعثة من محطات تقوية الهاتف المحمول تعادل في قوتها اإلشعاعات الناجمة عن مفاعل نووي صغير , كما إن الترددات الكهرومغناطيسية الناتجة من الموبايل اقوي من األشعة السينية التي تخترق كافة أعضاء الجسم .وأشار الى إنه يمكن أن تنبعث من المحمول طاقة أعلي من المسموح به ألنسجة ال أس عند كل نبضة يرسلها , حيث ر ينبعث من التليفون المحمول الرقمي أشعة كهرومغناطيسية ترددها 009 ميجا هرتز على شكل نبضات ويصل زمن النبضة إلى
- 5. 645ميكرو ثانية ومعدل تك ار النبضة 512 هرتز .وأشار بهذا الصدد إلي العديد من الظواهر المرضية التي يعاني منها غالبية ر ة واألرق والقلق إثناء النوم وطنين في األذن ليال، كما أن التعرض عات ائدة ز لجر مستخدمي الموبايل مثل الصداع وضعف الذاكر من هذه الموجات الكهرومغناطيسية يمكن أن يلحق أضر ا بمخ اإلنسان وفسر طنين اإلذن بأنه ناتج عن طاقة ائدة في الجسم ز ار ي وصلت إليه عن طريق التعرض إلى المزيد من الموجات الكهرومغناطيسية. وقال البروفيسور الذي اخترع رقائق الموبايل البشر أثناء عمله في شركة سيمنس األلمانية لاللكترونيات , إن إشعاعات الهاتف المحمول تضرب خاليا المخ بحوالي 512 ة كل مر ثانية مما ينجم عنه ارتفاع نسبة التحول السرطاني بالجسم %4 عن المعدل الطبيعي .وقال البروفيسور األلماني أن مرض السرطان في اإلنسان البالغ والناتج من تأثير مخاطر البيئة ال يمكن اكتشافه إال بعد مرور أكثر من عشر سنوات منذ بداية ة تنفيذ الد اسات واألبحاث علي المدى الطويل. و انه يجب االخذ في االعتبار ان هذه الموجات لها ر التعرض ولذلك البد من ضرور ه)، وتعتمد هذه التأثي ات على تردد الموجات وقدر الطاقه ر تأثير حر ي وبيولوجي في شكل(األرق والصداع وفقدان مؤقت للذاكر ار الممتصه داخل انسجه الجسم باالضافه الى طول ه التعرض لهذه الموجات. فتر 2- امراض الق لب واالوعية الدموية : انتهى البحث اللذي اج اه الدكتور بروني وزمالؤه سنه 8991 م الى مايلي : ر انه بعد ه تعرض حوالي 02 دقيقه الى الموجات المنبعثه من الهاتف النقال يحدث نقص مؤقت في عدد فتر ضربات القلب"."Bradycardia يزداد ضغط الدم بمقدار 01 مم زئبق , وذلك الن القلب واالوعيه الدمويه المتصله به حساسان للموجات المنبعثه من الهاتف النقال.
- 6. من ثم يجب على مريض القلب او مريض األوعيه الدمويه الحذر عند التعرض للموجات الكهرومغناطيسية. 3- اورام االذن : كشفت د اسة أج اها معهد كارولينسكا السويدي )9 ( على 057 شخصا أن خطر اإلصابة بأو ام العصب السمعي قد اد بمعدل ز ر ر ر 9,3 ة على الجانب الذي يسند عليه الهاتف النقال أثناء المكالمة الهاتفية.وفي المقابل لم تسجل أي زيادة في خطر اإلصابة مر بأو ام العصب السمعي على الجانب اآلخر من ال أس لكن خطر اإلصابة بصفة عامة لدى من يستخدمون الهواتف النقالة ألكثر ر ر من عشر سنوات اد بمعدل 9,1 ة. يذكر أن ورم العصب السمعي هو ع من األو ام الحميدة التي قد تحدث تلفا في المخ ر نو مر ز واألعصاب. وأفاد الفريق البحثي في د استه بأن خطر اإلصابة لدى األشخاص الذين يستخدمون الهاتف النقال لمدة تقل عن العشر سنوات لم ر يرتفع .واكتشف فريق العلماء إصابة 051 من بين األشخاص الذين خضعوا للد اسة والبالغ عددهم057 شخصا بأو ام في ر ر العصب السمعي .واستخدام الهاتف النقال لعقد من الزمن تقريبا أدى ال اصابة شخص على األقل من أظهرت نتائج الد اسة أن ر ة : بين كل 11 شخصا شملتهم الد اسة .وقال انديرس البوم من معهد كاولينسكا ة نسبيا لذا نأمل أن يستكمل كبير ر هناك خطور ة تت ايد بمرور الوقت ,وأوضح الباحث اآلخرون بحثنا فنحن ال نسلم تحديدا السبب في هذا األمر لكن المؤكد هو أن الخطور ز السويدي انه لن يلجأ إلى تحذير الناس من استخدام الهواتف النقالة إال انه أضاف قائال" :إذا كان مستخدموا الهواتف يشعرون ة تزيد من الجانب الذي يوضع عليه الهاتف النقال . بالقلق فليستخدموا سماعات األذن فقد اظهر بحثنا أن الخطور
- 7. 4- امراض االطف ال : أثار عالم الفيزياء البريطاني جي اد هايالند في بحث نشرته مجلة " النست " مخاوف ة عن اإلشعاعات الكهرومغناطيسية كثير ر هم عن 81 عاما اكثر عرضة ألثر اإلشعاعات ألن أنظمة المناعة ة من الهواتف النقالة .وقال أن الصبية الذين تقل أعمار الصادر في أجسامهم اقل قوة من البالغين وهذه اإلشعاعات لها تأثير على استق ار خاليا الجسم واهم ها على الجهاز العصبي وتسبب آثار ر ة .يقول العالم كولين بالكمورد أحد اختصاصي الجهاز العصبي بجامعة اكسفورد إذا كان الصداع واضط ابات النوم وفقدان الذاكر ر هم من الممكن أن تسبب هذه الموجات مخاطر في المستقبل فإن األطفال هم األكثر عرضة لتلك المخاطر نظ ا لعدم تطور جهاز ر ة .وعلى خلفية التحذي ات الحكومية حول التأثي ات الصحية للموجات ر ر ة مبكر العصبي باإلضافة ة تعرضهم لإلشعاع في صور لكثر ة تحديد الوقت الذي الكهرومغناطيسية دعا العلماء في المجلس الوطني البريطاني للحماية اإلشعاعية جميع اآلباء إلى ضرور ة النقال. يقضيه أطفالهم في استخدام أجهز 5- التأثير على الحامض النووي : DNA دلت األبحاث على أن تعرض الحامض النووي داخل نواة الخلية الحية ومنها موجات التليفون المحمول يؤدى إلى تهتك ودمار في السلسلة الكيميائية للحامض، والسيما خاليا المخ . جاء ذلك في بحث للدكتور ساركر وزمالئه عام 4991م، ثم في بحث ة عن جهاز نوكيا للدكتور دانيال وزمالئه عام 4991 عندما عرض األخير ديدان النيماتودا إلى موجات الميكروويف الصادر 5112، ووجد أن خاليا الديدان أظهرت تهتكا في السيتوبالزم . RNAداخل النواة، وكذلك الحامض النووى DNAالحامض النووى كما وجد د .تيسى وزمالؤه عام 9991 أن الحامض النووي يتعرض للتهتك عند سقوط موجات المحمول من DNAجميع أنواعه. و خلص أيضا د .لى و د .سنك عامي 5991 و 6991 م إلى أن الكسور في سلسلة الحامض النووي قد ادت عن ز مثيلتها في العينة الضابطة في خاليا المخ بفئ ان التجارب، وذلك بعد ساعتين فقط منذ بدء التعرض .أما د .فيليبس عام 9991 ر م فقد ربط بين عة التعرض لموجات المحمول وعدد الكسور في الحامض النووي، ووجدت عالقة طردية بينهما فيما يعرف جر عة .كما لوحظ في د اسة ى أن تعرض الخاليا الليمفاوية البشرية عة 761 ميجاهيرتز تسبب تغي ات فى ر لجر ر اخر بعالقة األثر بالجر الكروموزومات، وأكد ذلك د .ماسى وزمالؤه عام7991م عة 2.539 ميجاهيرتز. بجر كما ان د اسة ى قامت بها 21 مجموعة من الباحثين عبر أوروبا وجدت أن خاليا الحمض النووي من ) (DNAتتحطم إذا ما ر اخر تعرضت لموجات السلكية عالية التردد .وقالت الد اسة إن تدمير حامل الجينات الو اثية شأنه أن يؤدي إلى أم اض كارثية مثل ر ر ر السرطان وفقا لما آلت إليه الد اسة . وتفيد الد اسة أن الخاليا األكبر سنا اكثر حساسية للموجات ذات التردد المنخفض من ر ر ة عن سماعة الهاتف. ونقل عن أحد أعضاء الفريق األلماني البروفيسور الخطوط الكهربائية وكذلك الموجات عالية التردد الصادر
- 8. ف انز ادو كلوفر قوله إن الد اسة أظهرت أن نظام اإلصالح الجيني يفقد من فعاليته بتقدم العمر لذلك فإن كبار السن أكثر عرضة ر ر لخطر هذه الموجات .
- 9. 6- اعراض مرضية اخرى : اظهرت بعض الد اسات تأثي ات ى للموجات الكهرومغناطيسية منها: ر اخر ر زيادة حر ة الدماغ مما يحدث تفاعال بين الكالسيوم داخل خاليا الدماغ وخارجها فيمنعه من الدخول اليها ويجعلهاار غير آمنة فاذا حصل أي ئ ال تستطيع الدفاع عن نفسها. طار التأثير على النخاع الشوكي مما يؤثر على جهاز الكريات الحم اء والبيضاء و جهاز الدماغ و الجهاز التناسلي.ر التأثير على خاليا الحمل فهي تغير في الجينات والكروموزوم وقد يحدث تشوهات للجنين اذا تعرض الشعاعاته.ة الطبية مما قد يسبب أخطا ا على المرضى. ر ة االلكترونية الدقيقة مثل األجهز التداخل مع األجهز الشيخوخة المب ة.كر يشك أن مستخدمي المحمول بشكل كبير يمكن أن يصابوا بفقدان البصر، هذا ما توصلت إليه اختبا ات عملية أجريتر ة عن الهواتف المحمولة تتسبب في إصابة عيون األ انب ر على األ انب، وتبين أن الموجات اإلشعاعية الدقيقة الصادر ر بمرض الكتا اكت. ر وقد انتهت األبحاث العالمية إلى طرق لقياس عات التي يمكن للجسم أن يتحملها االنسان وهي كالتالي· : الجر ) Specific Absorption Rate (SARمعدل االمتصاص النوعي : وتعرف بأنها كمية الطاقة التي يمتصها كجم واحد منالمادة في الثانية ,وال يمكن قياسها على البشر في الحالة الحية ,ولكن تقاس في التجارب المعملية. ة : وتعرف بأنها كمية الطاقة التي تسقط على وحدة المساحة في الثانية ووحدة Power Intensityكثافة القدر.القياس لها مللي وات/سم .
- 10. References : 1- www. Wikipedia.org 2- موقع وزارة الصحة البريطانية www .doh.gov.uk / mobilephones/index.htm 3- موقع منظمة الصحة العالمية www. who.int 4- موقع المجلة الدولية لالشعاعات الحيوية www .ijbr .com 5- www. Youtube . com 6- wikihow . com