Влияние магнитного поля на организм человека

В XIX веке была обнаружена связь между электричеством и магнетизмом, и возникло представление о магнитном поле. По современным представлениям, проводники с током оказывают силовое действие друг на друга не непосредственно, а через окружающие их магнитные поля.

Источниками магнитного поля являются движущиеся электрические заряды (токи). Магнитное поле возникает в пространстве, окружающем проводники с током, подобно тому, как в пространстве, окружающем неподвижные электрические заряды, возникает электрическое поле. Магнитное поле постоянных магнитов также создается электрическими микротоками, циркулирующими внутри молекул вещества (гипотеза Ампера).

б)Вектор магнитной индукции

Для описания магнитного поля необходимо ввести силовую характеристику поля, аналогичную вектору напряженности  электрического поля. Такой характеристикой является вектор магнитной индукции В. Вектор магнитной индукции определяет силы, действующие на токи или движущиеся заряды в магнитном поле.

За положительное направление вектора принимается направление от южного полюса S к северному полюсу N магнитной стрелки, свободно устанавливающейся в магнитном поле. Таким образом, исследуя магнитное поле, создаваемое током или постоянным магнитом, с помощью маленькой магнитной стрелки, можно в каждой точке пространства в)Закон Ампера

Для того, чтобы количественно описать магнитное поле, нужно указать способ определения не только направления вектора но и его модуля.

Модуль вектора магнитной индукции равен отношению максимального значения силы Ампера, действующей на прямой проводник с током, к силе тока I в проводнике и его длине Δl:

В общем случае сила Ампера выражается соотношением:

F = IBΔl sin α.

Это соотношение принято называть законом Ампера.

г)Единица измерения магнитной индукции

В системе единиц СИ за единицу магнитной индукции принята индукция такого магнитного поля, в котором на каждый метр длины проводника при силе тока 1 А действует максимальная сила Ампера 1 Н. Эта единица называется тесла (Тл).

Тесла – очень крупная единица. Магнитное поле Земли приблизительно равно 0,5·10–4 Тл. Большой лабораторный электромагнит может создать поле не более 5 Тл.

Д ) Правило левой руки.

Сила Ампера направлена перпендикулярно вектору магнитной индукции и направлению тока, текущего по проводнику. Для определения направления силы Ампера обычно используют правило левой руки: если расположить левую руку так, чтобы линии индукции входили в ладонь, а вытянутые пальцы были направлены вдоль тока, то отведенный большой палец укажет направление силы, действующей на проводник.

Правило левой руки.

е)Линии магнитной индукции полей постоянного магнита и катушки с током

Применение магнитных полей а) Магнитотерапия

История развития магнитобиологии началась более ста лет назад, когда магнит чисто эмпирически был применен в лечебных целях с благоприятным эффектом. Но потребовались многие годы, исследования тысячи ученых, решения многих сложных технических задач, чтобы за последние двадцать лет сформировалась современная магнитотерапия.

Установлено экспериментально и подтверждено клинически, что магнитные поля обладают и противовоспалительным, противоотечным действием. оказывают болеутоляющий эффект, стимулируют иммунные силы организма. Пожалуй, нет такой области медицины, где бы не использовались эти эффекты магнитных полей. Есть множество аппаратов для магнитотерапии, создающих постоянные, переменные импульсные магнитные и электромагнитные поля.

Магнитотерапия использует низкочастотные электромагнитные поля, где преобладающим действием является магнитная составляющая, где имеют место информационные аффекты (информ-сигнальные и информ-регулирующие) и отсутствует тепловой эффект. Этим магнитотерапия существенно отличается от привычных физиотерапевтических процедур.

б)Обогащение руд черных и цветных металлов в импульсных градиентных магнитных полях.

Предложен метод сухой магнитной сепарации в импульсных знакопеременных магнитных полях, позволяющий разделить минералы с близкими магнитными свойствами. Применим для разделения сульфидов и оксидов железа, где обычная магнитная сепарация малоэффективна.

Изготовлен макет сепаратора, представляющий собой два электромагнита, создающих периодические пульсирующие магнитные поля, направленные навстречу друг другу, в зазор между которыми подается сухой исходный материал.

Из магнетитовых промпродуктов, содержащих 40 - 47% железа и 1 - 2% серы, получены высококачественные железорудные концентраты с содержанием железа до 68% и серы 0,2 - 0,4%.

Сегодня чисто теоретический интерес для металлургии представляет сульфидно-магнетитовое техногенное сырье, в котором находится 10 -12% железа и 3 - 5% сульфидов, содержащих цветные металлы. Показано, что новым способом из него можно доизвлечь до 8 -10% качественного железорудного концентрата с содержанием железа до 60%, "подготовив" техногенный материал к использованию в цветной металлургии. Запасы подобного сырья в России исчисляются десятками миллионов тонн.

Разработка защищена патентом России. Институт заинтересован в партнерах для промышленной реализации метода.

в)Постоянный магнит - рекордсмен

В статье "Магниты станут компактнее" журнал рассказал о рекордном значении магнитного поля, достигнутом в японском Национальном институте радиологических исследований: 4,45 тесла при охлаждении до -25оС (при комнатной температуре - 3,9 тесла). Это значение было перекрыто французскими физиками. Они создали постоянный магнит, на котором достигнут новый мировой рекорд плотности магнитного потока - 5 тесла при комнатной температуре (примерно в 100 тысяч раз больше поля Земли). Магнит уже нашел применение в европейском источнике синхротронного излучения ESRF (European Synchrotron Radiation Facility), расположенном в Гренобле.

Магнит разработал аспирант Фредерик Блоч (Frederic Bloch) на основе пионерских идей Клауса Халбэча (Klaus Halbach) из Беркли. В 1985 году Халбэч изобрел конфигурацию постоянных магнитов, в которой магнитный поток концентрируется на одной стороне набора магнитных элементов, расположенных в определенном порядке, и уменьшается на другой. Его идеи были использованы разработчиками новых систем магнитной подвески вагонов монорельсового транспорта и применены в ускорителях заряженных частиц.

Устройство Фредерика Блоча представляет сферу диаметром 120 мм, набранную из редкоземельных постоянных магнитов. Пространство с магнитным полем, пригодное для использования, имеет регулируемый зазор размером до 6 мм. Максимальное поле магнита - 5 тесла - было измерено в канале диаметром 0,15 мм.

Впервые устройство применили в эксперименте ESRF по магнитным измерениям на тонких пленках. Компактный размер магнита позволил установить новое устройство на канал источника синхротронного излучения ESRF, в котором прежде использовались электромагниты с максимальным значением индукции магнитного поля 2,5 тесла.

Компактные постоянные магниты найдут применение, прежде всего, в циклотронах малой энергии технического (производство радиоизотопов, ионная имплантация) и медицинского назначения: ускоритель адронов для терапии рака станет в два с лишним раза меньше существующих. Команда специалистов уже приступила к работе над циклотроном с постоянными магнитами. Возможное применение они могут найти и на адронных коллайдерах высоких энергий с пучками небольшой интенсивности.

Г). Магнитные бури

Магнитное поле нашей планеты всегда оказывало, да, и сейчас оказывает большое влияние на жизнь и жизнедеятельность людей.

Явление магнетизма - это еще не изученное полностью явление природы. Магнитные бури, возникающие быстро и незакономерно, оказывают влияние на здоровье людей. Существуют календари, в которых указываются неблагоприятные дни и дни магнитных бурь. В такие дни следует внимательно относиться к своему здоровью.

Магнитные бури так же действуют на приборы, многие из них под воздействием магнитных бурь выходят из строя. Большое значение это имеет для оборудования космических кораблей, электроприборов, электростанций, морских кораблей и др.

Магнитное поле Земли - это магнитное поле, которое создает Земля подобная по своей форме магнитной сфере, ось которой составляет угол в 11 гр. 5 мин с осью вращения Земли. Поскольку, наша планета, Земля представляет собой огромный магнит, то все, что на ней порождается находится в постоянном магнитном поле .

В магнитном поле Земли в результате внешних космических влияний могут возникать и резкие временные изменения , вот тогда-то и возникает северное сияние (когда заряженные частицы, летящие от Солнца, захватываются магнитным полем Земли, они начинают “крутиться” вокруг его линий, их постепенно относит в зону сильного поля, то есть к полюсам, и там частицы достигают таких скоростей, что, бомбардируя воздух, в верхних слоях атмосферы, заставляют его светиться), также нарушается радиосвязь, сильные токи, бегущие по телефонным проводам выводят из строя аппаратуру станции начинается самая настоящая магнитная буря.

Такие бури тесно связаны с солнечной деятельностью и бушуют чаще всего в те годы, которые по 11- летним циклам Солнца являются наиболее активными. Во время максимумов солнечной активности потоки светового, ультрафиолетового, рентгеновского, инфракрасного излучений и радио излучений идут резкими импульсами на Землю даже в “спокойное” время. Все это прямо зависит от количества пятен на Солнце, взрывов и извержений на нашем светиле.

Практическая работа:

«Влияние магнитного поля на организм человека».

Цель работы:

Изучая тему «Магнитное поле» я узнал, что магнитное поле может влиять на организм человека, и решил изучить этот вопрос.

Ход работы:

Действие магнитного поля на организм человека может быть:

ПолезнымВредным

1. Медицина1. Магнитные бури

2. Стимулирование роста растений

1. В медицине используются разные приборы, которые с помощью магнитного поля помогают лечить некоторые болезни.

Я обратился в физиотерапевтический кабинет Александровской городской поликлиники, чтобы узнать какие приборы там используются и какие болезни они лечат.

И вот что получилось:

Всего за день через кабинет проходит примерно 140 человек.

Название прибора Магнитная характеристика Диагнозы Кол-во чел. за день(% от общего числа больных)

«Полюс» 50мТл Переломы, ушибы, остеохондроз 20, 15%

«Маг-30» 30мТл Воспаление легких 25-30, 21%

«Пемп» 10мТл Воспаление уха, горла, носа. Гланды 40, 28%

Всего 64% больных лечатся с помощью магнитных аппаратов в течение 1 дня.

2. Выдержки из «Родная газета», совета дачникам. Статья «Помидор в магнитном поле» Автор: Людмила Разинова, Овощевод.

«Каждому огороднику хочется вырастить здоровую и крепкую рассаду. Для этого применяют разные способы обработки семян: закаливание, досвечивание, подкормки и т. д.

Есть еще один прием, который впервые применил И. В. Мичурин. В порядке эксперимента в течение нескольких лет он выращивал томаты в остекленной теплице под медной проволокой, чтобы проверить, как воздействует магнитное поле на рост и урожайность растений, а также на устойчивость их к болезням.

Сразу после высадки рассады в теплицу он над растениями натягивал оголенную медную проволоку (над каждым рядом), заранее изолировав места креплений. По мере роста рассады он натягивал второй ряд проволоки, потом третий. В результате И. В. Мичурин получал ранний урожай томатов (в среднем на 2—3 недели раньше обычных сроков), и растения не успевали заболевать фитофторой.

Оказывается, создающееся магнитное поле стимулирует рост растений, укорачивает фазы развития и губительно действует на патогенные организмы. Многие огородники знают, что похожий эффект дает полив магниченной водой.

Я перенесла этот эксперимент на выращивание рассады в комнатных условиях. После пикировки я размещаю растения в пластмассовых ящиках в индивидуальных стаканчиках или горшочках в 3 ряда и устанавливаю вдоль всего подоконника. Сверху натягиваю проволоку в 3 ряда на высоте 15 см от рассады. Чтобы закрепить ее, с торцевых сторон крайних ящиков втыкаю деревянные прутики, на которые надеваю стеклянные пробирки как колпачок и наматываю на них конец проволоки. Таким образом, проволока оказывается полностью изолированной от земли.

По мере роста рассады меняю прутики на более высокие. Так растения выращиваются примерно 40—45 дней вплоть до их высадки в грунт. И хочу вас уверить, что такой рассады вы еще не видели: стебель толщиной с большой палец, мощная корневая система, листья темно-зеленые с короткими междоузлиями. Многие растения еще до начала дачного сезона начинают цвести, и даже завязываются плоды.

После высадки рассады в теплицу или в открытый грунт над рядами опять натягиваю проволоку, обязательно с изоляцией от земли.

В результате действия магнитного поля урожай томатов собираю начиная с начала июля. »

3. Известно, что магнитное поле Земли оказывает вредное действие на организм человека.

Солнце в течение года изменяет свою активность, влияя на магнитное поле земли.

Медики еще не нашли «лекарство» от магнитных бурь

Я планирую на следующем этапе своей работы исследовать зависимость состояния человека от магнитных бурь.

Заключение.

Я изучил литературу о магнитных полях и воздействиях магнитных полей на живой организм, также рассмотрел явление магнетизма в природе и технике, и узнали очень много интересного о магнитном поле Земли и его роли в нашей жизни. Действие магнитных полей может быть полезным (физиотерапия) и вредным (магнитные бури).

Так же я провел опыты, с помощью которых увидел как действует магнит на железные стружки и изготовил самодельный электромагнит.