Магнитные свойства тканей организма. Физические основы магнитобиологии.

Ткани организма диамагнитны, подобно воде. Однако в организме имеются и парамагнитные вещества, молекулы и ионы. Ферромагнитных частиц в организме нет. Биотоки, возникающие в организме, являются источником слабых магнитных полей. В некоторых случаях индукцию таких полей удается измерить. Так, например, на основании временной зависимости индукции магнитного поля сердца создан диагностический метод-магнитокардиография.

Магнитное поле оказывает воздействие на биологические системы, которые в нем находятся. Это воздействие изучает магнитобиология.

Имеются сведения о гибели дрозофилы в неоднородном магнитном поле, морфологических изменениях в живых организмах после пребывания в постоянном магнитном поле, о влиянии магнитного поля на нервную систему и изменение характеристик крови и т.д.

Примеры решения задач

1. Два длинных горизонтальных провода с током расположены параллельно друг другу на расстоянии r = 8мм один от другого, причем верхний провод закреплен жестко, а нижний свободно висит в воздухе. Какой силы I₁ и какого направления ток должен для этого течь по верхнему проводу, если по нижнему идет ток I₂ = 1А? Вес одного метра длины нижнего провода Р=2,5 Н/м.

Решение:

Очевидно, что нижний провод будет свободно висеть только в том случае, если его вес Р компенсируется силой F притяжения со стороны верхнего провода, ток в котром должен иметь такое же направление, как и в нижнем проводе. Поэтому, обозначив длину провода через l, можно записать F = P = pl, или , где , тогда

2. Вблизи экватора магнитное поле Земли горизонтально и его индукция В=0,25 Тл. Проводник с током 12А расположен в направлении восток-запад и имеет длину 1км. Чему равна сила, с которой магнитное поле Земли действует на этот проводник?

Решение:

3. По двум длинным прямолинейным проводам находящимся на расстоянии 5 см друг от друга в воздухе, текут токи по 10 А в каждом. Определить В между проводами, если токи текут в одном направлении.

Решение:

.

Лекция №6

1. Действие магнитного поля на проводник с током.

2. Движение заряженных частиц в электрическом поле.

3. Движение заряженных частиц в магнитном поле.

4. Электромагнитные счетчики скорости крови.

1.Действие магнитного поля на проводник с током.

Сила dF, с которой магнитное поле действует на элементарный участок dl проводника с током I выражается формулой Ампера (9)

(1)

Если проводник находится в среде с магнитной проницаемостью , то и

(2)

При =90º (3)

Из (3) следует физический смысл В: это сила, с которой однородное магнитное поле действует на перпендикулярный этому полю проводник с током в 1А и длиной 1м.

Определим работу, совершаемую при перемещении проводника с током в магнитном поле. Очевидно, что

, (4),

где F-перемещающая сила dS = ldx - площадь, описанная проводником при перемещении. Так как BdS = dФ-поток магнитной индукции через площадь dS, то

dA = IdФ (5)

Т.е. работа тока в магнитном поле равна произведению силы тока на изменение потока магнитной индукции через площадь, обтекаемую током.

Два проводника с токами одинакового направления взаимно притягиваются с силой

, (6)

где l - длина проводников, I₁ и I₂ – силы тока в них, r - расстояние между проводниками. Противоположно направленные токи взаимно отталкиваются по той же формуле.