Действие постоянных магнитных полей на организм

Лабораторные исследования, проводившиеся в разных странах с животными, и клинические наблюдения над людьми показали, что магнитобиологические эффекты в основном сводятся к следующему: 1) происходит расширение сосудов, причём наиболее ярко это выражено в лёгких, печени и селезёнке; 2) увеличивается число лейкоцитов и поднимается резистентность эритроцитов; 3) энцефалограммы показывают изменение электрической активности мозга; 4) изменяется двигательная активность животных – у рыб при индукции не менее 150·10^-4 Тл, а у птиц при индукции всего 10·10^-4 Тл. При индукции 4000·10^-4 Тл мыши полностью прекращают движение и впадают в оцепенение. Чисто физически объяснить действие постоянного магнитного поля на живой организм очень трудно. Существуют гипотезы об изменениях в биохимических макромолекулах, помещённых в магнитное поле. Например, возможен разрыв валентных связей в парамагнитных молекулах, что может изменить направление и скорости ферментативных реакций. Кроме того, среди биологически важных соединений имеются белковые комплексы с железом. Возможно, что магнитное поле оказывает влияние на характер связи ионов железа с молекулой белка, изменяя тем самым свойства комплекса. Постоянное магнитное поле может изменять структуру жидкокристаллических субстратов, к которым относятся биомембраны, что влечёт за собой изменение их проницаемости и соответственно обменных процессов. В магнитном поле меняются некоторые физико-химические свойства воды. Так при индукции 0,1 Тл незначительно меняются поверхностное натяжение, диэлектрическая проницаемость и кислотность. Под водой следует понимать жидкость, в которой помимо молекул Н₂О присутствуют различные вещества и именно воздействием на них объясняются названные эффекты.

Рекламируемое пользование «намагниченной» воды для повышения урожайности и в лечебных целях обычно не выдерживает серьёзной проверки.

В заключение следует отметить, что хотя, постоянные магнитные поля применяют в медицине, механизм его действия ещё во многом не ясен.

ЗАКОН БИО – САВАРА – ЛАПЛАСА

В 1820 г. французские ученые Био и Савар поставили ряд опытов с целью изучения распределения индукции магнитного поля вокруг проводника произвольной формы. Результаты этих опытов обобщил Лаплас и нашел, что индукция поля в любой точке пространства может быть найдена как суперпозиция индукций отдельных элементарных участков dl проводника с током:

.

Элементарный участок проводника длиной dl и током I создаёт в точке поля А индукцию dВ_i:

,

где радиус вектор, проведённый от элемента тока dl в току поля А; α угол которой образует радиус вектор с . Соотношение () носит название закона Био-Савара-Лапласа.

В качестве примера получим формулу для расчета магнитного поля прямого тока. Все будут иметь одно направление, поэтому векторную сумму можно заменить сложением модулей. В точке А на удалении в от проводника:

;

Для примера рассмотрим действие магнитного поля на контур с током. Предположим для простоты, что лежит в плоскости перпендикулярной плоскости контура. Как видно из рисунка (вид сверху) возникает пара сил F₁ = F₂ = F, которая приложена к боковым сторонам контура и создает вращательный момент

М = F∙АС∙sinβ

Т.к. угол α между и равен 90⁰ и ток прямолинейный, то сила, действующая на сторону длиной l в магнитном поле

F = I∙B∙l, тогда М = I∙B∙l∙АС∙sinβ = I∙S∙B∙sinβ = р_м ∙В∙ sinβ; М_max = р_м ∙В

Величина, равная числу линий индукции пересекающих произвольно ориентированный плоский контур площадью S:

Ф = ВScosφ (1)

– называется потоком вектора магнитной индукции. [Ф] = Тл ∙м² = Вб(вебер).