携帯電話通信の基本。 物理学における研究テーマ「セルラー通信。 起源から現代まで。 携帯電話からの電磁波が人体に及ぼす影響。 携帯電話通信の仕組みのプレゼンテーション

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市立学校法人「第9中等教育学校」にちなんで命名されました。 K.K Rokossovsky」 「セルラー通信」をテーマとした物理学の創造的なプロジェクト プロジェクトの完了者: Anton Lebedev、9 年生の生徒 プロジェクト リーダー: Viktor Ivanovich Ovcharov、物理教師、ジェレズノゴルスク 2012

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仕事の目的: 携帯電話通信の発展の歴史、電話の動作原理、携帯電話通信が人体に与える影響の理由を調べるために、さまざまな情報源から情報を収集すること。 目的: 1. 電磁波の発見の歴史、携帯電話通信世代の標準を研究します。 2. 基地局の目的、セルラーネットワークにおける電話の設計と動作原理。 3. 人体への有害な影響と携帯電話の放射線基準。 4. 携帯電話の使用に関する推奨事項を作成します。 5. 学校の生徒への質問。

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1947 年 7 月、ベル研究所の従業員 W. ショックレー、J. バーディーン、W. ブラッテンがトランジスタを発明しました。 D. リングのアイデア - カバーエリアを持つ基地局がセルを形成し、そのサイズはネットワーク加入者の地域密度によって決まります。 ネットワークの基地局の 1 つの動作に使用される周波数チャネルは、このネットワークの他の基地局でも使用できます。

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マーティン・クーパー マーティン・クーパーは Motorola Dina-TAC を手に持ち、外に出て世界初の携帯電話をかけました。

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第一世代セルラー通信 (1G)。 標準の CDMA、TDMA、iDEN、PDS、PHS このようなネットワークのデータは最大 2.4 kbit/s の低速でしか送信できず、スペクトルは 900 MHz の周波数を超えると制限されていました。

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第 2 世代セルラー通信 (2G)。 GSM 標準 第 2 世代システムの主な違いは、それらが「デジタル」であることです。 音声はデジタルで送信されます。

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第 3 世代セルラー通信 (3G)。 システムは次のデータ転送速度で動作します。モビリティの高い加入者（最大 120 km/h）の場合 - 少なくとも 144 kbit/s、モビリティの低い加入者（最大 3 km/h）の場合 - 384 kbit/s、短距離の静止物体の場合 - 2.048 Mbit/s。

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基地局。 基地局（セルラー通信に関連する）は、エンド ユーザー デバイスである携帯電話と通信する無線送信装置（リピーター、トランシーバー）の複合体です。

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電話機とステーション間の通信は、アナログ プロトコル (AMPS、NAMPS、NMT-450) またはデジタル (DAMPS、CDMA、GSM、UMTS) 経由で行うことができます。

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1. グラフィックスマニピュレータボタン 2. 通話応答ボタン 3. 電話帳 4. キーボード 5. アンテナ 6. オーディオスピーカー 7. LCD ディスプレイ 8. オン/オフおよび通話リセットキー 9. キャンセルキー 10. マイク (下部にあります)外観携帯電話

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携帯電話は、私たちの体に「三重打撃」を与えるという点で異なります。 ここで、1 つのデバイス内に配置され、異なる動作モードで異なる EMF を生成する 3 つのマイクロ波場の放射源を意味します。 1. 1 つ目は携帯電話のアンテナで、EMF を放出します。その電力はワット単位で決まります。 2. この放射線は透過モードで実行され、EMR のかなりの部分が頭蓋によって部分的に減衰され、私たちの脳に浸透します。 スタンバイモードでは、携帯電話は他の電子機器と同様に、非熱強度の弱い場を放射し、体内に蓄積すると悪影響をもたらす可能性があります。 3. 受信モードでは、マイクロ波放射が外耳道を通って脳に直接浸透します。

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電磁放射線の生物学的影響の分野における数多くの研究の結果、次のことが確立されました。 1. 電磁放射線は人体内に時間の経過とともに蓄積する性質があり、それによって生体エネルギーのバランスと、まず第一に、その構造を乱します。いわゆる。 エネルギー情報交換 (ENIO) は、身体と外部環境の間のものも含め、人体の組織のあらゆるレベルで、すべての器官およびシステム間の情報交換プロセスが正常に機能することを保証します。 2. 人体の最も敏感なシステムは、神経系、免疫系、内分泌系、生殖系（性的）です。 3. 長期にわたる長期間の暴露条件下での電磁界の生物学的影響は、中枢神経系の変性プロセス、血液がん（白血病）、脳腫瘍、ホルモン疾患、 4. まだ形成されていない子供の体は、電磁波の影響に対する感受性が高まっているため、電磁波は子供や妊婦にとって特に危険です。 5. 中枢神経系、ホルモン系、心血管系の疾患を持つ人、アレルギー患者、免疫系が弱っている人も、電磁界の影響に非常に敏感です。

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子どもたちの成長は鈍化している… ブリストルがんセンター生物物理学科長のアラン・プリース氏は、10歳から11歳の子どもたちに30分間電話を与えた。 半分はトークモードで動作し、残りは無効になっていました。 そして科学者は神経生理学的検査を実施しました。 携帯電話の電源を入れていた人たちの反応はすべて鈍かった。 別の実験では、11～13歳の若者では2分間の会話の後でも脳の生体電気活動が変化することが示された。 2時間後にのみ正常に戻ります。 それはどういう意味ですか？ 休み時間に携帯電話でおしゃべりをしていると、子供の気分が変わり、授業の内容の認識が悪くなります。

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...そして大人の血は沸騰する ハンガリーの生物学者トゥロシ氏は、76人のボランティアに、それぞれ7分半ずつ2回電話をかけるよう依頼した。 体はその繊維全体で震えました。脳の生体電流が変化し、脳循環が遅くなり、血圧が低下しました。 医師らは被験者の不安やストレスを記録した。 そして、ストックホルム大学に勤めるロシアのイーゴリ・ベリャエフ教授は、人間の血液が入った試験管の横で電話のスイッチを入れた。 1 時間後、そのうちのいくつかの血液が「沸騰」しました。 「いいえ、加熱しませんでした」と研究者は説明します。 「しかし、血液細胞やリンパ球は、あたかもその人が 44 度の高熱を出したかのように振る舞いました。」 「ヒートショック」効果は72時間持続した。

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胚は死ぬ... モスクワ生物物理学研究所では、ユーリ・グリゴリエフ教授が2つの保育器を作りました。 鶏卵を1個に63個入れました。 GSM 携帯電話は、高さ 10 cm の 1 つの「鳥小屋」の上に吊り下げられました。 電話機は、1.5 分間オン、30 分間オフというモードで動作しました。 胎児発育障害は3日目に始まりました。 孵化して電話を「聞いた」のはわずか 16 羽だけでした。 しかし、それらは実行不可能であることも判明しました。 比較のために、卵に鳴き声をかけなかった保育器では、51羽のヒナが何の問題もなく生まれました。 モスクワ州立大学の科学者は、携帯電話が酵母菌と酢酸菌を殺すことを発見しました。 これは、腸の隣のベルトやポケットにある器具が、そこに生息する 500 個の微生物のうちの 1 個の生命を台無しにする可能性があることを意味します。 そして彼らは不注意な所有者に復讐するでしょう。

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SAR - 比吸収率 - 携帯電話での通常の会話中に人体に吸収される最大比吸収率 (W/kg) を示す測定単位。 最大の安全レベルは 2.0 で、ほとんどの最新の電話機の SAR は 0.5 ～ 1.0 です。

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アンケート あなたは何歳から携帯電話を使い始めましたか？ あなたは一日にどれくらいの時間携帯電話で話しますか。 現在お持ちの携帯電話のモデルは何ですか? あなたはいつも携帯電話をどこに保管しますか? 夜、携帯電話はどこにありますか？ 携帯電話という装置を知っていますか？ 携帯電話が人体に及ぼす悪影響についてご存知ですか？

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SAR レベルの測定結果 - 最も安全 SAR 放射レベルが最も低い携帯電話のリストを知る機会が与えられます。 すべてのデータは、GSM 900 標準で動作する電話機に対して提供されています。この表は、10 g の生地に対して測定された SAR 値を示しています。 覚えておいてください: SAR 値が低いほど、携帯電話が人に与える影響は小さくなります。 SAR モデルに関する詳細情報 SAR MagCom MagCom 0.04 Motorola StarTac 130 ? 0.07 サムスン SGH-F700v Qbowl 0.07 モトローラ V100 0.09 サムスン SGH-Z560 0.10 Swisscom XPA v1615 0.10 モトローラ MPx200 0.12 フィリップス 362 0.12 Telefoon Total BasicPhone 0.12 Mitac Mio A501 0、12 Samsung SGH-X830 0.12 LG S5200 0.12 Audiovox XV6600 0.12 LG KG320S 0.13 サジェムmyMobileTV2 0.13 Motorola V101 0.14 SonyEricsson T292a 0.15 Nokia 8810 0.15 E-ten M500 0.16 Vodafone VPA IV 0.17 BlackBerry 7280 0.17 Samsung GT-I8000 Omnia II 0.17 T-Mobile MDA Pro 0.17 BlackBerry 6280 0.18 サムスン SGH-s105 0.18

携帯電話通信の原理( 光、信号、音の使用）無線通信の歴史の始まり

• 歴史上何度も、ヘリオグラフ、旗（セマフォ）、...
- 中国、漢王朝 (紀元前 206 年 – 紀元後 24 年) の信号塔の使用。 - 150g。 紀元前。 通信用煙信号 (ポリビオス、ギリシャ) - 1793 年、光電信、フランス人技術者 C. チャッペ

• 電磁波による通信の開始:

ジェームズ・マクスウェル (1831-79): 電磁場の理論、波動方程式 (1864)

1876年アレクサンダー・ベル電話

G. ハーツ (1857-94) は空間を通る電気伝達の波型を実証した (1888)

無線通信の歴史の始まり

1895 年 5 月 7 日、サンクトペテルブルクの物理学者アレクサンダー ポポフは、大気の振動を記録するために作成した無線装置のデモンストレーションを物理化学協会で報告しました。

1896 年 6 月 2 日、グリエルモ マルコーニはラジオの発明として特許を取得しました (この問題に関するポポフの科学出版物は同月に出版されましたが、対象はまったく異なる読者でした)。

1896 年にロンドンで、彼は 10 キロメートルの距離にメッセージを送信することに成功しました。

1907 商用大西洋横断通信 - 巨大な基地局 (アンテナの高さ 30 ～ 100m)

1915 年の音声放送 ニューヨーク - サンフランシスコ

1896 年、彼はサンクトペテルブルク物理学会に対して、大学の建物内でモールス信号を使用して信号を送信する実験をデモンストレーションしました。

無線通信の歴史の始まり 概念:

• 1台の送信機で広いエリア
• 高いエネルギー消費による優れた「機動性」
• 干渉を受けやすい低容量システム
• 高価

1911 - 飛行船の移動送信機

1926 - 電車 (ハンブルク・ベルリン)

1927年 - 最初の商用カーラジオ（受信専用）

最初の移動通信システムは米国では 40 年代に、ヨーロッパでは 50 年代に始まりました。

ロシアにおける電気通信の発展

ロシアの電気通信の発展 無線ネットワークの分類

一般的な使用

部門別

コントロールルーム

トランキング

ページング

衛星

コンピューター

光学的

セルラー通信システムの標準規格の開発 セルラー通信システムの標準規格の開発 セルラー通信ネットワーク

• 1G: アナログネットワーク。 そのアイデアは、空間を「セル」（1 つの基地局のカバーエリア）でカバーし、セルのクラスターを組織することです。 電話のみをサポートしていました。 規格：NMT、AMPS。
• 2G: 回線交換デジタル ネットワーク。 時分割アクセス方式を採用しています。 それもハニカム構造に基づいています。 電話とデータ転送をサポートします。 より高速なアクセスを構成するには、GPRS (2G+) 標準: GSM、D-AMPS、PDC を使用できます。
• 3G: 回線/パケット交換デジタル ネットワーク。 広帯域符号分割アクセス方式を採用し、マルチサービストラフィックの伝送をサポートします。 規格：CDMA、WCDMA、cdma2000、iモードなど
• 4G: パケット交換デジタル ネットワーク。 現在開発中 

セルラー通信システムの標準規格の開発 周波数範囲の割り当て (1)

携帯電話ネットワーク 3G

746～794MHz、1.7～1.85GHz、2.5～2.7GHz

セルラーGSM

• 800～900MHz

セルラーGSM

• 1.85～1.99GHz

周波数範囲の割り当て (2)

無線LAN（IEEE 802.11b/g）

• 2.4GHz

ブルートゥース

• 2.45GHz

無線LAN（IEEE 802.11a）

• 5GHz

セルラーシステムの幾何学的構造 周波数再利用モデル

細胞の種類

マクロセル(3～35km)

マイクロセル(0.1～1km)

ピコセル(0.01～1km)

ナノセル(1m～10m)

セルラーシステムの全体図

ネットワークサブシステム

モバイルセルラー接続の例 モバイルセルラー接続の例 モバイルセルラー接続の例 モバイルセルラー接続の例 モバイルセルラー接続の例

「放射線の物理学」 - 現在、我が国では 10 基の原子力発電所が稼働しています。 放射能のこの定義は、有名な物理学者マリー・キュリーによって与えられました。 完成者: Nalivaiko G.G. ネグラモトノフ I.A. 少量の放射線は危険ではなく、むしろその逆です。 放射能は実生活で人々を助けます。 この源は原子のエネルギーです。

「原子の構造に関するラザフォードの実験」 - 分散メカニズム。 原子の構造の複雑さを示す事実。 原子構造のモデル。 ラザフォードの経験。 原子の構造。 物質の構造についての古代の科学者。 すべてのモデルは推測的なものであり、実験の結果ではありません。 原子核の電荷はすべての電子の電荷と大きさが等しいため、原子は中性です。

「熱核反応」 - 特に実用上非常に重要なのは、熱核反応中、核反応中よりもはるかに多くのエネルギーが各核子に放出されるという事実です。たとえば、水素原子核からヘリウム原子核が融合する間、エネルギーは等しいです。から 6 MeV が放出され、ウラン核の核分裂中は核子ごとに 0.9 MeV を超えます。 人間にはなんと巨大で「無尽蔵」のエネルギー源があるのでしょう。

「放射性放射線の生物学的影響」 - 人は感覚の助けを借りて、いかなる線量の放射性放射線も検出できません。 放射性放射線は、環境の原子や分子のイオン化など、生物の組織に強い生物学的影響を及ぼします。 完成：2009年。

「放射線の人体への影響」――「活力のホルモン」。 携帯電話は心臓血管系全体に影響を与えます。 EMF から身を守る方法。 オゾン層。 国はどのように援助してくれるのでしょうか？ 重要な質問: 放射線と電磁放射線は人間の健康にどのような影響を与えますか?

「原子のモデル」 - 7. 、ここで?0 = const、n = 3、4、5、… 7.1. 原子スペクトルの規則性。 7.3. ボーアの初等理論。 円運動をするときには向心加速度が発生します。 ボーア理論による水素原子。 ここで、k = 1、2、3、…; n = k + 1、k + 2、…。 物理学では、リュードベリ定数は、R = R?·с に等しい別の量とも呼ばれます。

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携帯電話通信内容: 最初の発明者最初の無線通話動作原理CC が環境に与える影響携帯電話の使用説明注意事項携帯電話の長所携帯電話の短所最初の発明者携帯電話の生みの親、マーティン クーパーは、携帯電話を開発したモトローラ部門の主力エンジニアでした。最初の携帯電話は、現代の携帯電話を批判しました。 最初の無線通話 マーティン・クーパーは 1973 年 4 月に最初の無線通話を行いました。 彼が思い出したように、最初の携帯電話の重さは 1 キログラムで、バッテリーは 20 分間の通話しか持続しませんでした。 クーパー氏は、手がまだ20分以上耐えられなかったため、これは非常に役に立ったと述べた。 仕組み 携帯電話ネットワークの主なコンポーネントは携帯電話と基地局であり、通常は建物や塔の屋上に設置されています。 携帯電話の電源がオンになると、携帯電話は放送波を聞き、基地局からの信号を見つけます。 次に、電話はその固有の識別コードをステーションに送信します。 電話機とステーションは常に無線通信を維持し、定期的にパケットを交換します。 電話機とステーション間の通信は、アナログ プロトコル (AMPS、NAMPS、NMT-450) またはデジタル (DAMPS、CDMA、GSM、UMTS) 経由で行うことができます。 電話機が基地局の範囲を離れると（またはサービスセルからの無線信号の品質が低下すると）、他の基地局との通信が確立されます。 SS が環境に与える影響 移動体通信機器を備えたタワーと携帯電話自体はなくなります。英国の専門家によれば、テレビやラジオの送信機よりも危険だという。 地元住民は携帯電話インフラの建設に反対することがよくありますが、これらの施設による悪影響は証明されていません。 テレビ送信機にも同様の出力がありますが、人々はその構造に反対するものは何もありません。国内および国際のさまざまな組織が、人体への電磁界の影響を防ぐための多くの規格と要件を開発しており、販売されているほぼすべての機器がこれらの要件を満たしています。都市計画の際に衛生基準を遵守し、家庭用電化製品の使用に関する簡単な推奨事項に従うことで、人体に対する電磁場の影響を実質的に排除できると結論付けることができます。 ただし、この問題はさらに調査される必要がありますし、今後も調査される予定です。 携帯電話 携帯電話は、携帯電話ネットワークのサービスエリア内で連絡を取るための移動通信の一種です。 使用上のルール 可能であれば、電話の出力をできるだけ下げて、できるだけ短く話してください。 ストラップやポケットに入れて持ち運ばないでください。 注意事項 携帯電話を購入するときは、放射線レベルが最も低いモデルを購入してください。 8 歳未満の子供に携帯電話を与えることはお勧めできません。 健康的な睡眠に影響を与えるため、夜間は携帯電話の電源を切ることをお勧めします。可能であれば、電話用のワイヤレス ヘッドセットを購入してください。 携帯電話の長所 人々の間のコミュニケーションが増加します。 保護者はお子様がどこにいるかを常に把握できるようになります。 学生の安全を保証します。非常事態省、警察、心理学者のコンサルタントに非常ボタンを押します。 インターネットを介した新しい情報の入手を促進します。 携帯電話には、電卓、目覚まし時計、時計、懐中電灯、カメラが装備されており、適切なタイミングで使用できます。 携帯電話のデメリット レッスン中に流れるメロディーやSMSの送信により、生徒の気が散ってレッスンから遠ざかり、教師の邪魔になります。 音楽を聴いたり、電話で話したりすると、人はぼんやりしてしまいます。統計によると、路上で電話で話したり、音楽を聴いたりしている人は、他の歩行者よりも車に轢かれる可能性が数倍高くなります。 運転者が運転中に電話で話していた場合、事故がより多く発生します。 盗難を誘発します。 すべての親が自分の子供に非常にファッショナブルな携帯電話を購入できるわけではありません。 したがって、電話は羨望の対象となり、十代の若者たちを犯罪に駆り立てる可能性があります。 私たちの学校で携帯電話の盗難事件が発生しました。 携帯電話の紛失については学校は責任を負いませんのでご了承ください。 頻繁な会話や SMS のやり取りには追加の経済的コストが必要です (場合によっては少額ではありません!)。 人間の健康に有害な影響。 最近の携帯電話 - 進歩は明らかです。10 年前には携帯電話通信は富の象徴でしたが、今では多くの人にとって必需品です。 今日では、ほぼ誰もが携帯電話を持っています。携帯電話を持っていない人を見つけるのは困難です。 携帯電話通信の発展には大きな飛躍がありました。サービスは単純な会話で終わるわけではありません。 MCOU クラスニャンスカヤ中等学校 9 年生、タチアナ コステンコワ氏が作成