磁現象及磁應用主講：薛小梅1磁現象及磁應用1信鴿歸巢之謎趨磁細菌的發現生物磁的測量生物磁的來源磁的副作用核磁共振技術動植物與磁磁療法其它磁應用主要參考文獻2信鴿歸巢之謎趨磁細菌的發現生物磁的測量生物磁的來源磁的副作用信鴿愛好者都知道，如果把鴿子放飛到數百公里以外，它們還會自動歸巢.鴿子為什么有這么好的認家本領呢？信鴿歸巢之謎3信鴿愛好者都知道，如果把鴿子放飛到數百公里以外，它們原來，其頭顱內存在磁性細粒(磁性細胞)，起羅盤定向作用.它們可以利用地磁找到自己的家.信鴿歸巢之謎如果在鴿子的頭部綁上一塊磁鐵，鴿子就會迷航.如果鴿子飛過無線電發射塔，強大的電磁波干擾也會使它們迷失方向.4原來，其頭顱內存在磁性細粒(磁性細胞)，起羅盤定向作候鳥(如燕鷗)作季節性往返遷徙而不迷途,其大腦組織中含有比鴿子更豐富的磁性成分.信鴿歸巢之謎5候鳥(如燕鷗)作季節性往返遷徙而不迷途,其大腦組織中20世紀70年代，Blakemore

在研究生存在海底淤泥的厭氧細菌時發現，這種細菌能自動沿磁場方向游動，于是把它叫做趨磁細菌.趨磁細菌的發現620世紀70年代，Blakemore在研究生存在海趨磁細菌體內有由大小約50nm的主要由Fe3O4組成的幾十個小顆粒構成的長鏈.正是由于細菌自身的小磁石鏈，使它能借助鞭毛的揮動而沿磁場方向運動.趨磁細菌的發現7趨磁細菌體內有由大小約50nm的主要由Fe3O4組因為厭氧細菌總要避開富氧的上層而游向養料豐富的水底淤泥，因而在北半球（磁場線斜向下）就沿地磁方向游向下方.趨磁細菌的發現8因為厭氧細菌總要避開富氧的上層而游向養料豐富的水底淤（1）生物電流產生的磁主要由生物體內大分子活動期間生物電流引起.生物磁的來源（2）生物體內微量強磁性物質產生的磁9（1）生物電流產生的磁生物磁的來源（2）生物體內微量強磁性物人體心臟在收縮和舒張時產生的生物電流導致的心磁場約為10-11－10-10T人體腦神經活動產生的腦(神經)磁場約為10-13－10-12T美國心臟學會的研究表明：心臟磁場的產生和人的心理狀態——喜怒哀樂等密切相關.人體內的生物磁10人體心臟在收縮和舒張時產生的生物電流導致的心心磁圖、腦磁圖等能提供生物體內生理和病理狀態的信息.近幾年來，人類實現了測量人體和生物體的極微弱磁場,發展了核磁共振成像診斷技術.從而實現了利用磁探病、治病.生物磁的測量11心磁圖、腦磁圖等能提供生物體內生理和病理狀態的信息.利用核磁共振成像技術可以診斷人體異常組織，判斷疾病.核磁共振技術12利用核磁共振成像技術可以診斷人體異常組織，判原子核帶有正電，并進行自旋運動.通常情況下，原子核自旋軸的排列是無規律的，但將其置于外加磁場中時，核自旋空間取向從無序向有序過渡.SsS如果此時核自旋系統受到外界作用，一定頻率的射頻激發原子核即可引起共振效應.核磁共振技術13原子核帶有正電，并進行自旋運動.通常情況下，在射頻脈沖停止后，自旋系統已激化的原子核，不能維持這種狀態，將回復到磁場中原來的排列狀態，同時釋放出微弱的能量，形成射電信號，把該信號檢出，進行空間分辨，就能得到運動中原子核分布圖像.核磁共振技術14在射頻脈沖停止后，自旋系統已激化的原子核，不核磁共振成像的特點是流動液體不產生信號,稱為流動效應或流動空白效應.因此血管是灰白色管狀結構，而血液為無信號的黑色.這樣使血管很容易與軟組織分開.核磁共振技術正常脊髓周圍有腦脊液包圍，腦脊液為黑色的，并有白色的硬膜為脂肪所襯托，使脊髓顯示為白色的強信號結構.15核磁共振成像的特點是流動液體不產生信號,稱核磁共振成像技術已用于全身各系統的成像診斷.效果最佳的是顱腦及脊髓、心臟大血管、關節骨骼、軟組織及盆腔等.核磁共振技術16核磁共振成像技術已用于全身各系統的成像診斷.核磁共振技術核磁共振全身成像圖17核磁共振技術核磁共振全身成像圖17應用核磁共振成像技術,對心血管疾病不但可以觀察各腔室、大血管及瓣膜的解剖變化,而且可作心室分析,進行定性及半定量的診斷,可作多個切面圖,空間分辨率高,顯示心臟及病變全貌及其與周圍結構的關系,優于其它X線成像、二維超聲、核素及CT檢查.核磁共振技術18應用核磁共振成像技術,對心血管疾病不但可以觀磁不僅可以診斷，而且能夠幫助治療疾病.磁石是古老中醫的一味藥材.2000多年前的戰國時期，扁鵲就用磁石給人治病.磁療法明代李時珍在《本草綱目》中，列舉了用磁石治療腎虛、耳聾、眼花、大腸脫肛等病癥.19磁不僅可以診斷，而且能夠幫助治療疾病.11世紀，古希臘和阿拉伯等國家也有用磁石治療腹瀉、脾臟和肝病等.磁療法磁療對急性扭傷、肩周炎、腰肌勞損、神經性頭痛等療效顯著；用磁場鎮痛（磁麻）代替藥物麻醉.2011世紀，古希臘和阿拉伯等國家也有用磁石治療磁場對人體的作用主要體現在磁生物效應、細胞效應、組織效應、器官效應等.磁療法現在，人們利用血液中不同成分的磁性差別來分離紅細胞和白細胞.利用磁場與人體經絡的相互作用，在治療多種疾病方面有獨到的作用，已經有磁療枕、磁療腰帶等應用.21磁場對人體的作用主要體現在磁生物效應、細胞效磁化水：可治療腎結石、膽結石、尿道結石等，有溶石、降石、排石作用，對高血壓、糖尿病等也有一定療效.磁療法22磁化水：可治療腎結石、膽結石、尿道結石等，有癌癥每年奪去世界上700萬人的生命,我國現在平均每5個死亡者中就有1人死于癌癥.廣州軍區武漢總醫院腫瘤科用脈沖磁場治療儀進行臨床試驗取得較好的效果.磁療法磁場能影響癌細胞的代謝，使癌細胞的惡性程度降低，抑制癌細胞的分裂，提高細胞的免疫功能.23癌癥每年奪去世界上700萬人的生命,我國現在高壓輸電線附近居民,受低頻電磁波影響,有情緒易激動、易疲勞、工作效率低等癥狀.磁的副作用在地球上,地磁強度低的地區,腎癌發病率較高,易出現磁暴的地區,青光眼發病率較高.24高壓輸電線附近居民,受低頻電磁波影響,有情緒在高強度磁場下長期工作和生活，會影響人體生態平衡，出現食欲下降、頭痛失眠、血壓失常、煩躁、生育畸形和導致癌變等.磁的副作用在0.5T環境中，每年累計不得超過30天.約3%－5%的人對磁有副作用，表現為心悸、惡心、頭昏、乏力等.25在高強度磁場下長期工作和生活，會影響人體生態將地磁環境下生活的老鼠置于磁屏蔽中，其壽命大大縮短，置于人工強磁場中，會立即死亡.強磁場中,細菌的繁殖將受到抑制.動植物與磁把果蠅飼養在0.3－0.4T的磁場中,其形態畸變顯著增大.26將地磁環境下生活的老鼠置于磁屏蔽中，其壽命大值得注意的是：關于磁生物現象和效應的作用機理尚未搞清，有待進一步研究.動植物與磁27值得注意的是：關于磁生物現象和效應的作用機理農業中的磁應用環保中的磁應用北極光與磁太陽黑子與磁地質勘探中的磁應用軍事中的磁應用畜牧業中的磁應用其它磁應用28農業中的磁應用環保中的磁應用北極光與磁太陽黑子與磁地質勘探中用磁化水（在10-2－10-1T下磁化）浸種、育苗或澆灌，可提高種子發芽率，促進生長.磁場影響植物生長,通過對磁場強弱的調節,可促進植物生長,也可抑制其發育.農業中的磁應用29用磁化水（在10-2－10-1T下磁化）浸用磁化水浸種后收獲的大米，含的粗蛋白和賴氨基酸成分增多.用磁化水澆灌的黃瓜香脆多水，辣椒肉厚籽少.農業中的磁應用30用磁化水浸種后收獲的大米，含的粗蛋白和賴氨基以磁化水作為飲用水，豬、雞、牛、羊等家畜少病、生長快、毛質提高.畜牧業中的磁應用31以磁化水作為飲用水，豬、雞、牛、羊等家畜少病磁分離法可將煤中的硫除去，能將廢水中的油污、雜質等分離.磁化水可以防止鍋爐結垢環保中的磁應用32磁分離法可將煤中的硫除去，能將廢水中的油污、用磁鐵作成的除鐵器可以去除面粉等中可能存在的鐵末.33用磁鐵作成的除鐵器可以去除面粉等中可能存在的由于所有物質均具有或強或弱的磁性，如果它們聚集在一起形成礦床，就必然對附近區域的地磁場產生干擾，使地磁場出現異常.地磁的變化可以用來勘探礦床.地質勘探中的磁應用34由于所有物質均具有或強或弱的磁性，如果它們聚根據這一點，可以在陸地、海洋或者空中測量大地的磁性，獲得地磁圖，對地磁圖上磁場異常的區域進行分析和進一步勘探，往往可以發現未知的礦藏或特殊的地質構造.地質勘探中的磁應用35根據這一點，可以在陸地、海洋或者空中測量大地很多礦藏資源都是共生的，也就是說好幾種礦物質混合的一起，它們具有不同的磁性.利用這個特點，人們開發了磁選機.地質勘探中的磁應用36很多礦藏資源都是共生的，也就是說好幾種礦物質磁選機利用不同成分礦物質的不同磁性以及磁性強弱的差別，用磁鐵吸引這些物質，那么它們所受到的吸引力就有所區別，結果可以將混在一起的不同磁性的礦物質分開，實現了磁性選礦.地質勘探中的磁應用37磁選機利用不同成分礦物質的不同磁性以及磁性強普通的水雷或者地雷只能在接觸目標時爆炸,因此作用有限.如果在水雷或地雷上安裝磁性傳感器,由于坦克或者軍艦等都是鋼鐵制造的,在它們接近(無須接觸)目標時,傳感器就可探測到磁場的變化使水雷或地雷爆炸,提高了殺傷力.軍事中的磁應用38普通的水雷或者地雷只能在接觸目標時爆炸,因此在飛機表面涂一層特殊的磁性材料——吸波材料，可以吸收雷達發射的電磁波，使之很少反射，因此敵方雷達無法探測到雷達回波，從而使飛機達到隱身的目的.軍事中的磁應用39在飛機表面涂一層特殊的磁性材料——吸波材料，北極光是太陽風中的粒子和地磁場相互作用的結果.太陽風是太陽發出的高能帶電粒子流.北極光與磁40北極光是太陽風中的粒子和地磁場相互作用的結果當太陽發出的高能帶電粒子流到達地球時，與地磁場發生相互作用，就好象帶電的導線在磁場中受力一樣，使得這些粒子向南北極運動和聚集，并且和地球高空的稀薄氣體相碰撞，結果使氣體分子受激發，從而發光.北極光與磁41當太陽發出的高能帶電粒子流到達地球時，與地磁太陽黑子是太陽上磁場活動非常劇烈的區域.太陽黑子的爆發對我們的生活會產生影響，例如使得無線電通信暫時中斷等.因此，研究太陽黑子對我們有重要意義.太陽黑子與磁42太陽黑子是太陽上磁場活動非常劇烈的區域.太2黃瑩,王云英.電磁學原理在科學技術中的應用.北京：兵器工業出版社,19981程守洙,江之永.普通物理學.第五版.北京：高等教育出版社,1998主要參考文獻END432黃瑩,王云英.電磁學原理在科學技術中的應用.北京：兵器工ThankYou!44ThankYou!44磁現象及磁應用主講：薛小梅45磁現象及磁應用1信鴿歸巢之謎趨磁細菌的發現生物磁的測量生物磁的來源磁的副作用核磁共振技術動植物與磁磁療法其它磁應用主要參考文獻46信鴿歸巢之謎趨磁細菌的發現生物磁的測量生物磁的來源磁的副作用信鴿愛好者都知道，如果把鴿子放飛到數百公里以外，它們還會自動歸巢.鴿子為什么有這么好的認家本領呢？信鴿歸巢之謎47信鴿愛好者都知道，如果把鴿子放飛到數百公里以外，它們原來，其頭顱內存在磁性細粒(磁性細胞)，起羅盤定向作用.它們可以利用地磁找到自己的家.信鴿歸巢之謎如果在鴿子的頭部綁上一塊磁鐵，鴿子就會迷航.如果鴿子飛過無線電發射塔，強大的電磁波干擾也會使它們迷失方向.48原來，其頭顱內存在磁性細粒(磁性細胞)，起羅盤定向作候鳥(如燕鷗)作季節性往返遷徙而不迷途,其大腦組織中含有比鴿子更豐富的磁性成分.信鴿歸巢之謎49候鳥(如燕鷗)作季節性往返遷徙而不迷途,其大腦組織中20世紀70年代，Blakemore

在研究生存在海底淤泥的厭氧細菌時發現，這種細菌能自動沿磁場方向游動，于是把它叫做趨磁細菌.趨磁細菌的發現5020世紀70年代，Blakemore在研究生存在海趨磁細菌體內有由大小約50nm的主要由Fe3O4組成的幾十個小顆粒構成的長鏈.正是由于細菌自身的小磁石鏈，使它能借助鞭毛的揮動而沿磁場方向運動.趨磁細菌的發現51趨磁細菌體內有由大小約50nm的主要由Fe3O4組因為厭氧細菌總要避開富氧的上層而游向養料豐富的水底淤泥，因而在北半球（磁場線斜向下）就沿地磁方向游向下方.趨磁細菌的發現52因為厭氧細菌總要避開富氧的上層而游向養料豐富的水底淤（1）生物電流產生的磁主要由生物體內大分子活動期間生物電流引起.生物磁的來源（2）生物體內微量強磁性物質產生的磁53（1）生物電流產生的磁生物磁的來源（2）生物體內微量強磁性物人體心臟在收縮和舒張時產生的生物電流導致的心磁場約為10-11－10-10T人體腦神經活動產生的腦(神經)磁場約為10-13－10-12T美國心臟學會的研究表明：心臟磁場的產生和人的心理狀態——喜怒哀樂等密切相關.人體內的生物磁54人體心臟在收縮和舒張時產生的生物電流導致的心心磁圖、腦磁圖等能提供生物體內生理和病理狀態的信息.近幾年來，人類實現了測量人體和生物體的極微弱磁場,發展了核磁共振成像診斷技術.從而實現了利用磁探病、治病.生物磁的測量55心磁圖、腦磁圖等能提供生物體內生理和病理狀態的信息.利用核磁共振成像技術可以診斷人體異常組織，判斷疾病.核磁共振技術56利用核磁共振成像技術可以診斷人體異常組織，判原子核帶有正電，并進行自旋運動.通常情況下，原子核自旋軸的排列是無規律的，但將其置于外加磁場中時，核自旋空間取向從無序向有序過渡.SsS如果此時核自旋系統受到外界作用，一定頻率的射頻激發原子核即可引起共振效應.核磁共振技術57原子核帶有正電，并進行自旋運動.通常情況下，在射頻脈沖停止后，自旋系統已激化的原子核，不能維持這種狀態，將回復到磁場中原來的排列狀態，同時釋放出微弱的能量，形成射電信號，把該信號檢出，進行空間分辨，就能得到運動中原子核分布圖像.核磁共振技術58在射頻脈沖停止后，自旋系統已激化的原子核，不核磁共振成像的特點是流動液體不產生信號,稱為流動效應或流動空白效應.因此血管是灰白色管狀結構，而血液為無信號的黑色.這樣使血管很容易與軟組織分開.核磁共振技術正常脊髓周圍有腦脊液包圍，腦脊液為黑色的，并有白色的硬膜為脂肪所襯托，使脊髓顯示為白色的強信號結構.59核磁共振成像的特點是流動液體不產生信號,稱核磁共振成像技術已用于全身各系統的成像診斷.效果最佳的是顱腦及脊髓、心臟大血管、關節骨骼、軟組織及盆腔等.核磁共振技術60核磁共振成像技術已用于全身各系統的成像診斷.核磁共振技術核磁共振全身成像圖61核磁共振技術核磁共振全身成像圖17應用核磁共振成像技術,對心血管疾病不但可以觀察各腔室、大血管及瓣膜的解剖變化,而且可作心室分析,進行定性及半定量的診斷,可作多個切面圖,空間分辨率高,顯示心臟及病變全貌及其與周圍結構的關系,優于其它X線成像、二維超聲、核素及CT檢查.核磁共振技術62應用核磁共振成像技術,對心血管疾病不但可以觀磁不僅可以診斷，而且能夠幫助治療疾病.磁石是古老中醫的一味藥材.2000多年前的戰國時期，扁鵲就用磁石給人治病.磁療法明代李時珍在《本草綱目》中，列舉了用磁石治療腎虛、耳聾、眼花、大腸脫肛等病癥.63磁不僅可以診斷，而且能夠幫助治療疾病.11世紀，古希臘和阿拉伯等國家也有用磁石治療腹瀉、脾臟和肝病等.磁療法磁療對急性扭傷、肩周炎、腰肌勞損、神經性頭痛等療效顯著；用磁場鎮痛（磁麻）代替藥物麻醉.6411世紀，古希臘和阿拉伯等國家也有用磁石治療磁場對人體的作用主要體現在磁生物效應、細胞效應、組織效應、器官效應等.磁療法現在，人們利用血液中不同成分的磁性差別來分離紅細胞和白細胞.利用磁場與人體經絡的相互作用，在治療多種疾病方面有獨到的作用，已經有磁療枕、磁療腰帶等應用.65磁場對人體的作用主要體現在磁生物效應、細胞效磁化水：可治療腎結石、膽結石、尿道結石等，有溶石、降石、排石作用，對高血壓、糖尿病等也有一定療效.磁療法66磁化水：可治療腎結石、膽結石、尿道結石等，有癌癥每年奪去世界上700萬人的生命,我國現在平均每5個死亡者中就有1人死于癌癥.廣州軍區武漢總醫院腫瘤科用脈沖磁場治療儀進行臨床試驗取得較好的效果.磁療法磁場能影響癌細胞的代謝，使癌細胞的惡性程度降低，抑制癌細胞的分裂，提高細胞的免疫功能.67癌癥每年奪去世界上700萬人的生命,我國現在高壓輸電線附近居民,受低頻電磁波影響,有情緒易激動、易疲勞、工作效率低等癥狀.磁的副作用在地球上,地磁強度低的地區,腎癌發病率較高,易出現磁暴的地區,青光眼發病率較高.68高壓輸電線附近居民,受低頻電磁波影響,有情緒在高強度磁場下長期工作和生活，會影響人體生態平衡，出現食欲下降、頭痛失眠、血壓失常、煩躁、生育畸形和導致癌變等.磁的副作用在0.5T環境中，每年累計不得超過30天.約3%－5%的人對磁有副作用，表現為心悸、惡心、頭昏、乏力等.69在高強度磁場下長期工作和生活，會影響人體生態將地磁環境下生活的老鼠置于磁屏蔽中，其壽命大大縮短，置于人工強磁場中，會立即死亡.強磁場中,細菌的繁殖將受到抑制.動植物與磁把果蠅飼養在0.3－0.4T的磁場中,其形態畸變顯著增大.70將地磁環境下生活的老鼠置于磁屏蔽中，其壽命大值得注意的是：關于磁生物現象和效應的作用機理尚未搞清，有待進一步研究.動植物與磁71值得注意的是：關于磁生物現象和效應的作用機理農業中的磁應用環保中的磁應用北極光與磁太陽黑子與磁地質勘探中的磁應用軍事中的磁應用畜牧業中的磁應用其它磁應用72農業中的磁應用環保中的磁應用北極光與磁太陽黑子與磁地質勘探中用磁化水（在10-2－10-1T下磁化）浸種、育苗或澆灌，可提高種子發芽率，促進生長.磁場影響植物生長,通過對磁場強弱的調節,可促進植物生長,也可抑制其發育.農業中的磁應用73用磁化水（在10-2－10-1T下磁化）浸用磁化水浸種后收獲的大米，含的粗蛋白和賴氨基酸成分增多.用磁化水澆灌的黃瓜香脆多水，辣椒肉厚籽少.農業中的磁應用74用磁化水浸種后收獲的大米，含的粗蛋白和賴氨基以磁化水作為飲用水，豬、雞、牛、羊等家畜少病、生長快、毛質提高.畜牧業中的磁應用75以磁化水作為飲用水，豬、雞、牛、羊等家畜少病磁分離法可將煤中的硫除去，能將廢水中的油污、雜質等分離.磁化水可以防止鍋爐結垢環保中的磁應用76磁分離法可將煤中的硫除去，能將廢水中的油污、用磁鐵作成的除鐵器可以去除面粉等中可能存在的鐵末.77用磁鐵作成的除鐵器可以去除面粉等中可能存在的由于所有物質均具有或強或弱的磁性，如果它們聚集在一起形成礦床，就必然對附近區域的地磁場產生干擾，使地磁場出現異常.地磁的變化可以用來勘探礦床.地質勘探中的磁應用78由于所有物質均具有或強或弱的磁性，如果它們聚根據這一點，可以在陸地、海洋或者空中測量大地的磁性，獲得地磁圖，對地磁圖上磁場異常的區域進行分析和進一步勘探，往往可以發現未知的礦藏或特殊的地質構造.地質勘探中的磁應用79