4.6. Магнитное поле и его характеристики

Магнитные явления известны с глубокой древности. Магнитный компас существует более 3000 лет. Связь магнитных явлений с электрическими доказана Х.К. Эрстедом (Дания) в 1820 году. Он установил, что и постоянный магнит, и электрический ток в проводнике воздействуют на магнитную стрелку, ориентируя ее определенным образом.

Отличие магнитного поля от электрического заключается в том, что неподвижный электрический заряд воздействует на электрические заряды, но не на магнитную стрелку.

Магнитное воздействие свойственно только движущимся зарядам (и изменяющимся во времени электрическим полям). То есть вокруг движущихся электрических зарядов (электрического тока) возникает магнитное поле, проявляющееся во взаимодействии этих зарядов с другими, движущимися же зарядами, или магнитным полем.

Рисунок 19.

Магнитное поле может быть изображено графически, так же как и электрическое поле с помощью силовых линий, которые, однако, в этом случае замкнуты. Связь магнитных и электрических явлений и изучение строения вещества позволяют утверждать, что магнитные свойства вещества обусловлены элементарными круговыми токами в атомах и молекулах этого вещества.

Магнитное поле, как и электрическое имеет свои характеристики: вектор магнитной индукции B – силовая характеристика магнитного поля (аналог вектора напряженности электростатического поля), напряженность магнитного поля H(аналог вектора электрического смещения D), магнитный поток Ф – поток вектора магнитной индукции через площадку dS.

4.7. Магнитные свойства тканей организма. Биомагнетизм

Ткани организма в значительной степени диомагниты (ослабляющие внешнее магнитное поле), подобно воде. Однако в организме имеются и парамегнитные вещества (незначительно усиливающие внешнее магнитное поле), молекулы и ионы. Железо в организме присутствует в таких соединениях, которые не являются ферромагнитными (значительно усиливающими внешнее магнитное поле).

Магнетизм биологических объектов, т.е. их магнитные свойства и магнитные поля, создаваемые ими, получили название биомагнетизма.

Магнитные поля, создаваемые биологическими объектами, достаточно слабы и возникают от биотоков. В некоторых случаях магнитную индукцию таких полей можно измерить. Так, например, на основании регистрации временной зависимости индукции магнитного поля сердца, создан диагностический метод – магнитокардиография.

Так как магнитная индукция пропорциональна силе тока, а сила тока (биотока), согласно закону Ома, пропорциональна напряжению (биопотенциалу), то в целом магнитокардиограмма аналогична электрокардиограмме. Однако она является бесконтактным методом, поскольку магнитное поле может регистрироваться и на некотором расстоянии от биологического объекта.

Магнитное поле оказывает воздействие на биологические системы, которые в нем находятся. Имеются сведения о морфологических изменениях у животных и растений после пребывания в постоянном магнитном поле, об ориентации растений в магнитном поле, влиянии магнитного поля на нервную систему, характеристики крови и т.п.

В настоящее время физическая природа воздействия магнитного поля на биологические объекты еще не установлена. Этот важный вопрос находится в стадии исследования.