Magnetické polia môžu byť konštantné z umelých magnetických materiálov a systémov, pulzné, infra-nízkofrekvenčné (s frekvenciou do 50 Hz), premenlivé.

Vplyv priemyselnej frekvencie EMF je spojený s vysokonapäťovými elektrickými vedeniami, zdrojmi konštantných magnetických polí používaných v priemyselných podnikoch.

Zdrojmi permanentných magnetických polí sú permanentné magnety, elektromagnety, elektrolýzne vane (elektrolyzéry), jednosmerné prenosové vedenia, zbernicové vedenia a iné elektrické zariadenia využívajúce jednosmerný prúd. Dôležitým faktorom vo výrobnom prostredí pri výrobe, kontrole kvality, montáži magnetických systémov je konštantné magnetické pole.

Zdrojom nízkofrekvenčných impulzov sú magnetické impulzy a elektrohydraulické inštalácie magnetické pole.

Konštantné a nízkofrekvenčné magnetické pole rýchlo klesá so vzdialenosťou od zdroja.

Magnetické pole je charakterizované dvoma veličinami – indukciou a intenzitou. Indukcia B je sila pôsobiaca v danom poli na vodič jednotkovej dĺžky s jednotkovým prúdom, meraná v teslach (T). Sila H je hodnota, ktorá charakterizuje magnetické pole bez ohľadu na vlastnosti média. Vektor intenzity sa zhoduje s vektorom indukcie. Jednotkou napätia sú ampéry na meter (A/m).

Elektromagnetické polia (EMF) priemyselnej frekvencie zahŕňajú elektrické vedenia s napätím do 1150 kV, otvorené rozvádzače, spínacie zariadenia, ochranné a automatizačné zariadenia, meracie prístroje.

Nadzemné elektrické vedenie (50 Hz). Vplyv priemyselnej frekvencie EMF je spojený s vysokonapäťovými elektrickými vedeniami (VL), zdrojmi konštantných magnetických polí používaných v priemyselných podnikoch.

Intenzita EMF z nadzemných elektrických vedení (50 Hz) do značnej miery závisí od sieťového napätia (110, 220, 330 kV a vyššie). Priemerné hodnoty na pracoviskách elektrikárov: E \u003d 5 ... 15 kV / m, Η \u003d 1 ... 5 A / m; na obchádzkových trasách obslužného personálu: E = 5..30 kV/m, H = 2...10 A/m. V obytných budovách v blízkosti vysokonapäťových vedení intenzita elektrického poľa spravidla nepresahuje 200 ... 300 V / m a magnetické pole 0,2 ... 2 A / m (V = 0,25 ... 2,5 mT).

Magnetické pole v blízkosti elektrického vedenia (TL) s napätím 765 kV je 5 µT priamo pod elektrickým vedením a 1 µT vo vzdialenosti 50 m od elektrického vedenia. Obrázok rozloženia elektromagnetického poľa v závislosti od vzdialenosti od elektrického vedenia je na obr. 5.6.

EMF priemyselnej frekvencie je absorbovaný hlavne pôdou, preto v krátkej vzdialenosti (50 ... 100 m) od elektrického vedenia elektrické napätie poklesy poľa z desiatok tisíc voltov na meter na štandardné hodnoty. Významné nebezpečenstvo predstavujú magnetické polia, ktoré vznikajú v oblastiach v blízkosti elektrických vedení (elektrických vedení) priemyselných frekvenčných prúdov a v oblastiach priľahlých k elektrifikovaným železniciam. Magnetické polia s vysokou intenzitou sa nachádzajú aj v budovách, ktoré sa nachádzajú v bezprostrednej blízkosti týchto zón.

Ryža. 5.6. Elektrické a magnetické pole pod elektrickým vedením s napätím 765 kV (60 Hz) pri prúde 426 A v závislosti od vzdialenosti elektrického vedenia (výška vedenia 15 m)

Železničná elektrická doprava. Najsilnejšie magnetické polia na veľkých plochách v husto obývaných mestských prostrediach a na pracoviskách vytvárajú verejné koľajové elektrické vozidlá. Teoreticky vypočítaný obraz magnetického poľa generovaného typickými prúdmi z železnice, znázornené na obr. 5.7. Experimentálne merania uskutočnené vo vzdialenosti 100 m od koľajnice poskytli hodnotu magnetického poľa 1 μT.

Úroveň transportných magnetických polí môže prekročiť zodpovedajúcu úroveň z elektrických vedení 10 ... 100 krát; je porovnateľné a často presahuje magnetické pole Zeme (35...65 µT).

Elektrické siete obytných budov a nízkofrekvenčných spotrebičov pre domácnosť. V každodennom živote sú zdrojmi EMF a žiarenia televízory, displeje, mikrovlnné rúry a iné zariadenia. Elektrostatické polia v podmienkach nízkej vlhkosti (menej ako 70%) vytvárajú odevy a predmety pre domácnosť (látky, koberčeky, peleríny, záclony atď.). Komerčné mikrovlnné rúry nie sú nebezpečné, ale zlyhanie ich ochranných štítov môže výrazne zvýšiť únik elektromagnetického žiarenia. Televízne obrazovky a displeje ako zdroje elektromagnetického žiarenia v bežnom živote nepredstavujú veľké nebezpečenstvo ani pri dlhšom pôsobení na človeka, ak vzdialenosť od obrazovky presahuje 30 cm.

Ryža. 5.7. Konfigurácia magnetického poľa z elektrifikovanej železnice

Pomerne silné magnetické polia možno nájsť pri frekvencii 50 Hz v blízkosti domácich spotrebičov. Takže chladnička vytvára pole 1 µT, kávovar - 10 µT, mikrovlnná rúra - 100 µT. Podobné magnetické polia oveľa väčšieho rozsahu (od 3...5 do 10 μT) možno pozorovať v pracovných priestoroch výroby ocele pri použití elektrických pecí.

Intenzita elektrického poľa v blízkosti predĺžených vodičov pripojených k sieti 220 V je 0,7 ... 2 kV / m, v blízkosti domácich spotrebičov s kovovými skrinkami (vysávače, chladničky) - 1 ... 4 kV / m.

V tabuľke. 5.6 ukazuje hodnoty magnetickej indukcie v blízkosti niektorých domácich spotrebičov.

V drvivej väčšine prípadov v obytné budovy používa sa sieť s jedným nulovým (nulovým pracovným) vodičom, siete s nulovým pracovným a ochranným vodičom sú pomerne zriedkavé. V tejto situácii sa zvyšuje riziko poškodenia elektrický šok keď je fázový vodič skratovaný ku kovovému puzdru alebo šasi zariadenia; kovové kryty, šasi a skrinky prístrojov nie sú uzemnené a sú zdrojom elektrických polí (keď je prístroj vypnutý zástrčkou v zásuvke) alebo elektrických a magnetických polí priemyselnej frekvencie (keď je prístroj zapnutý).

Tabuľka 5.6. Hodnoty magnetickej indukcie B v blízkosti domácich spotrebičov, μT

	Vzdialenosti od zariadení, cm
			Menej ako 0,01...0,3
elektrické holiace strojčeky			Menej ako 0,01...0,3
Vysávače
Elektrické vedenie
Prenosné ohrievače
televízory			Menej ako 0,01...0,15
Práčky			Menej ako 0,01...0,15
elektrické žehličky
Fanúšikovia
Chladničky

Elektrické pole človeka existuje na povrchu tela a mimo neho.

Elektrické pole mimo ľudského tela je spôsobené najmä tribonábojmi, teda nábojmi vznikajúcimi na povrchu tela v dôsledku trenia o odev alebo akýkoľvek dielektrický predmet, pričom na tele vzniká elektrický potenciál rádovo niekoľkých voltov. Elektrické pole sa plynule mení v čase: najskôr sa neutralizujú tribonáboje - stekajú z vysokoodporového povrchu kože s charakteristickými časmi - 100 - 1000 s; po druhé, zmeny v geometrii tela v dôsledku dýchacích pohybov, srdcového tepu atď. viesť k modulácii konštantného elektrického poľa mimo tela.

Ďalším zdrojom elektrického poľa mimo ľudského tela je elektrické pole srdca. Priblížením dvoch elektród k povrchu tela je možné bezkontaktne a na diaľku zaznamenať rovnaký kardiogram ako pri tradičnej kontaktnej metóde (pozri kapitolu 5). Všimnite si, že tento signál je mnohonásobne menší ako pole tribonábojov.

V medicíne bezkontaktná metóda meranie elektrických polí spojených s ľudským telom, našlo svoje uplatnenie pri meraní nízkofrekvenčných pohybov hrudníka.

V tomto prípade sa na telo pacienta aplikuje striedavé elektrické napätie s frekvenciou 10 MHz a niekoľko anténnych elektród sa privedie k hrudníku vo vzdialenosti 2-5 cm.Anténa a telo sú dve kondenzátorové dosky. Pohyb hrudníka mení vzdialenosť medzi doskami, to znamená kapacitu tohto kondenzátora a následne aj kapacitný prúd meraný každou anténou. Na základe meraní týchto prúdov je možné zostaviť mapu pohybov hrudníka počas dýchacieho cyklu. Normálne by mal byť symetrický vzhľadom na hrudnú kosť. Ak je symetria porušená a na jednej strane je rozsah pohybu malý, tak to môže naznačovať napríklad skrytú zlomeninu rebra, pri ktorej je zablokovaná kontrakcia svalov na zodpovedajúcej strane hrudníka.

Kontaktné merania elektrické polia sa v súčasnosti najviac využívajú v medicíne: v kardiografii a elektroencefalografii.

Magnetické poleľudské telo je tvorené prúdmi generovanými bunkami srdca a mozgovej kôry. Je extrémne malý - 10 miliónov - 1 miliarda krát slabší ako magnetické pole Zeme. Na jej meranie sa používa kvantový magnetometer. Jeho senzorom je supravodivý kvantový magnetometer (SQUID) s prijímacími cievkami pripojenými na jeho vstup. Tento senzor meria ultraslabý magnetický tok prenikajúci do cievok. Aby SQUID fungoval, musí sa ochladiť na teplotu, pri ktorej sa objaví supravodivosť, t.j. na teplotu tekutého hélia (4 K). Za týmto účelom sú spolu s prijímacími cievkami umiestnené v špeciálnej termoske na skladovanie tekutého hélia - kryostatu, presnejšie v jeho úzkom chvoste, ktorý možno čo najbližšie priblížiť k ľudskému telu.

AT posledné roky po objave "vysokoteplotnej supravodivosti" sa objavili SQUID, ktoré stačí ochladiť na teplotu tekutého dusíka (77 K). Ich citlivosť je dostatočná na meranie magnetických polí srdca.

Magnetická indukcia ľudského tela a životné prostredie:

Srdce - 10^-11 T; mozog-10^-13 T; Zemské pole -5*10^-5 T; geomagnetický šum - 10^-8 - 10^-9 T; magnetická NMR tomografia - 1Tl.

Ako vidíte, magnetické pole vytvorené ľudským telom je o mnoho rádov menšie ako magnetické pole Zeme, jeho kolísanie (geomagnetický šum) alebo polia technických zariadení. Aby sa z nich vytvorilo, merajú nie samotné magnetické pole, ale jeho gradient, teda zmenu v priestore. V každom bode priestoru je celková indukcia B magnetického poľa súčtom indukcií interferenčných polí Bp a srdca Bs, konkrétne B = Bp + Bs, s Bp > Bs. Rušivé pole: Zem, kovové predmety (kúrenie), nákladné autá jazdiace po ulici atď. - sa mení pomaly v priestore, zatiaľ čo magnetické pole srdca alebo mozgu rýchlo klesá so vzdialenosťou od tela.

Z tohto dôvodu sa indukcie interferenčných magnetických polí Vp1 a Vp2, merané priamo na povrchu tela a vo vzdialenosti povedzme 5 cm od neho, prakticky nelíšia: Vp1 = Vp2, a indukcie poľa Vs1 resp. Vs2, vytvorené srdcom v rovnakých bodoch, sa líšia takmer 10-krát: Slnko1 » Slnko2. Ak teda od seba odpočítame dve hodnoty nameranej indukcie magnetického poľa B1 a B2, potom rozdielový signál B1 - B2 = Bs1-Bs2 prakticky neobsahuje príspevok rušenia a signál zo srdca je len mierne skreslený. Na realizáciu opísanej najjednoduchšej schémy - gradiometra prvého rádu - je možné použiť dve paralelné cievky umiestnené za sebou vo vzdialenosti niekoľkých centimetrov a navzájom spojené. V súčasnosti sa používajú zložitejšie konštrukcie - gradiometre druhého rádu (ich snímač obsahuje viac ako dve cievky). Tieto prístroje umožňujú merať magnetoencefalogramy priamo v ambulancii.

Magnetokardiogram a dynamická ľudská magnetická mapa. Zdroj magnetického poľa ľudského srdca je rovnaký ako elektrický - pohyblivá hranica myokardiálnej excitačnej oblasti. Existujú dva spôsoby štúdia tohto odboru: (1) meranie magnetokardiogramov (MCG) a (2) konštrukcia dynamickej magnetickej mapy (DMC). V prvom prípade sa meranie uskutočňuje v jednom bode nad srdcom, v dôsledku čoho sa získa závislosť magnetického poľa od času, ktorá sa často zhoduje s tradičnými elektrokardiogrammi. Na zostavenie dynamickej magnetickej mapy je potrebné zmerať súbor MCG v rôznych bodoch nad srdcom. Za týmto účelom sa pacient pohybuje na špeciálnom nemagnetickom lôžku v blízkosti pevného senzora. Pole sa meria v ploche 20 x 20 cm^2 na mriežke 6 x 6 prvkov, t.j. len 36 bodov. V každom bode sa zaznamená niekoľko období srdcového cyklu, aby sa spriemerovali záznamy, potom sa pacient presunie tak, aby zmeral ďalší bod. Potom sa v určitých časových bodoch počítaných od vrcholu R vytvárajú okamžité dynamické magnetické mapy. Každá DMC zodpovedá určitej fáze srdcového cyklu.

Hlavnými medicínskymi aplikáciami na meranie magnetických polí v ľudskom tele sú magnetokardiografia (MCG) a magnetoencefalografia (MEG). Výhodou MCG v porovnaní s tradičnou elektrokardiografiou (EKG) je schopnosť lokalizovať zdroje poľa s vysokou presnosťou asi 1 cm, je to spôsobené tým, že dynamické magnetické mapy umožňujú odhadnúť súradnice aktuálneho dipólu.

Infra červená radiácia. Najnázornejšie informácie o rozložení povrchovej teploty ľudského tela a jej zmenách v čase poskytuje metóda dynamického infračerveného tepelného zobrazovania. Z technického hľadiska ide o úplný analóg televízie, len snímač nemeria optické žiarenie odrazené od objektu, ktorý ľudské oko vidí, ako v televízii, ale vlastné infračervené žiarenie, pre oko neviditeľné. Termokamera pozostáva zo skenera, ktorý meria tepelné žiarenie v rozsahu vlnových dĺžok od 3 do 10 µm, zo zariadenia na zber dát a počítača na spracovanie obrazu. Rozsah 3-10 µm bol zvolený, pretože práve v tomto rozsahu sú pozorované najväčšie rozdiely v intenzite žiarenia pri zmene telesnej teploty. Najjednoduchšie skenery sú zostavené podľa nasledujúcej schémy: tepelné žiarenie z rôznych častí tela sa postupne premieta na jeden prijímač infračerveného žiarenia chladený tekutým dusíkom pomocou oscilujúcich zrkadiel. Obraz má formát 128 x 128 prvkov alebo 256 x 256, to znamená, že z hľadiska jasnosti nie je oveľa horší ako televízia. Termokamery prenášajú 16 snímok za sekundu. Citlivosť termokamery pri meraní jedného záberu je asi 0,1 K, ale pomocou počítača na spracovanie obrazu sa dá prudko zvýšiť. Termálne zobrazovanie v biológii a medicíne. Najmarkantnejší výsledok využitia termovízie v biológii (ide o zisťovanie a registráciu priestorového rozloženia teploty mozgovej kôry živočíchov – v skutočnosti sa zrodilo nové odvetvie fyziológie – termoencefaloskopia). Na meranie je termokamera nasmerovaná na povrch lebky, z ktorej sa predbežne odstráni pokožka hlavy.

Všetka rozmanitosť života na našej planéte vznikla, vyvinula sa a teraz existuje vďaka neustálej interakcii s rôznymi faktormi prostredia, prispôsobovaním sa ich vplyvu a zmenám, využívaním v životných procesoch. A väčšina z týchto faktorov má elektromagnetickú povahu. Počas epochy vývoja živých organizmov existuje elektromagnetické žiarenie v ich biotope - biosfére. Takéto elektromagnetické polia sa nazývajú prirodzené.

súvisiace s prírodným žiarenímExistujú slabé elektromagnetické polia vytvárané živými organizmami, polia atmosférického pôvodu, elektrické a magnetické polia Zeme, slnečné žiarenie a kozmické žiarenie. Keď človek začal aktívne používať elektrickú energiu, používať rádiokomunikáciu atď. atď., potom do biosféry začalo prenikať umelé elektromagnetické žiarenie, v širokom frekvenčnom rozsahu (približne od 10-1 do 1012 Hz).

Elektromagnetické pole sa musí považovať za pozostávajúce z dvoch polí: elektrického a magnetického. Môžeme predpokladať, že v objektoch obsahujúcich elektrické obvody vzniká elektrické pole pri privedení napätia na časti nesúce prúd a pri prechode prúdu týmito časťami vzniká magnetické pole. Je tiež prijateľné predpokladať, že pri nízkych frekvenciách (vrátane 50 Hz) elektrické a magnetické polia nesúvisia, takže ich možno posudzovať oddelene, ako aj ich účinky na biologický objekt.

Účinok elektromagnetického poľa na biologický objekt sa zvyčajne odhaduje podľa množstva elektromagnetickej energie absorbovaný týmto objektom, keď je v teréne.

Väčšinou sa vytvárajú umelé nízkofrekvenčné elektromagnetické polia elektrárne, elektrické vedenie (elektrické vedenie), domáce spotrebiče fungujúce zo siete.

Výpočty vykonané pre skutočné podmienky ukázali, že v ktoromkoľvek bode nízkofrekvenčného elektromagnetického poľa, ktoré sa vyskytuje v elektrických inštaláciách, v priemyselných zariadeniach a. atď., energia magnetického poľa absorbovaného telom živého organizmu je približne 50-krát menšia ako energia ním absorbovaného elektrického poľa. Merania v reálnych podmienkach zároveň preukázali, že sila magnetického poľa v pracovných priestoroch otvorených rozvádzačov a nadzemných vedení s napätím do 750 kV nepresahuje 25 A/m, pričom škodlivý vplyv magnetického poľa na biologický objekt sa prejavuje v sile, mnohonásobne väčšej.

Na základe toho môžeme konštatovať, že negatívny vplyv elektromagnetického poľa na biologické objekty v priemyselných elektroinštaláciách je spôsobený elektrickým poľom; magnetické pole má nepatrný biologický účinok a v praktických podmienkach ho možno zanedbať.

Nízkofrekvenčné elektrické pole možno v každom okamihu považovať za elektrostatické pole, to znamená, že naň možno aplikovať zákony elektrostatiky. Toto pole je vytvorené minimálne medzi dvoma elektródami (telesami), ktoré nesú náboje rôznych znakov a na ktorých siločiary začínajú a končia.

Nízkofrekvenčné rádiové vlny majú veľmi dlhú vlnovú dĺžku (od 10 do 10 000 km), takže je ťažké nainštalovať clonu, ktorá by toto žiarenie neprepustila. Rádiové vlny ho budú voľne obchádzať. Preto sa nízkofrekvenčné rádiové vlny s dostatočnou energiou môžu šíriť na dosť veľké vzdialenosti.

Predpokladá sa, že nízkofrekvenčné elektromagnetické žiarenie je najväčším druhom znečistenia, ktoré má globálne nepriaznivé účinky na živé organizmy a ľudí.

Nízkofrekvenčné elektromagnetické polia (LF EMF) v domácnosti

podmienok z rôznych vonkajších a vnútorných zdrojov sa skúmal vplyv tohto faktora na zdravotný stav obyvateľstva.

V procese prevádzky elektroenergetických zariadení - otvorených rozvádzačov (ORG) a nadzemných vedení (OHL) prenosu ultravysokého napätia (330 kV a viac) bolo zaznamenané zhoršenie zdravotného stavu personálu obsluhujúceho tieto zariadenia. Subjektívne sa to prejavilo zhoršením pohody pracovníkov, ktorí sa sťažovali na zvýšenú únavu, letargiu a bolesti hlavy. zlý sen. bolesť v srdci atď.

V podmienkach obývaných oblastí sú hlavným vonkajším zdrojom nízkofrekvenčných elektrických a magnetických polí v bytoch obytných budov elektrické vedenia rôznych napätí. V budovách umiestnených v blízkosti elektrického vedenia je pod vplyvom 75 až 80% objemu bytových priestorov vysoké úrovne LF EMF a obyvateľstvo žijúce v nich je vystavené tomuto nepriaznivému faktoru nepretržite.

Špeciálne pozorovania a štúdie uskutočnené v Sovietskom zväze, v Rusku a v zahraničí potvrdili opodstatnenosť týchto sťažností a zistili, že faktorom ovplyvňujúcim zdravie personálu pracujúceho s elektrickými zariadeniami je elektromagnetické pole, ktoré sa vyskytuje v priestore okolo elektrického prúdu. časti existujúcich elektrických inštalácií.

Intenzívne elektromagnetické pole priemyselnej frekvencie spôsobuje u pracovníkov narušenie funkčného stavu centrálneho nervového a kardiovaskulárneho systému. Súčasne dochádza k zvýšenej únave, zníženiu presnosti pracovných pohybov, zmene krvného tlaku a pulzu, výskytu bolesti v srdci, sprevádzanej palpitáciami a arytmiou atď.

Predpokladá sa, že porušenie regulácie fyziologických funkcií tela je spôsobené vplyvom nízkofrekvenčného elektromagnetického poľa na rôzne oddelenia. nervový systém. V tomto prípade dochádza k zvýšeniu excitability centrálneho nervového systému v dôsledku reflexného pôsobenia poľa a inhibičný účinok je výsledkom priameho pôsobenia poľa na štruktúry mozgu a miechy. Predpokladá sa, že mozgová kôra, ako aj diencephalon, sú obzvlášť citlivé na účinky elektrického poľa. Predpokladá sa tiež, že hlavným materiálnym faktorom spôsobujúcim tieto zmeny v tele je prúd indukovaný v tele (t. j. indukovaný magnetickou zložkou poľa) a vplyv samotného elektrického poľa je oveľa menší. Treba poznamenať, že v skutočnosti má vplyv ako indukovaný prúd, tak aj samotné elektrické pole.

Pôsobenie elektromagnetických polí na bunky.

Uvažujme o vplyve elektromagnetických polí (vrátane nízkofrekvenčných) na bunky živých organizmov.

Účinky spôsobené pôsobením elektrických polí na bunkové membrány možno klasifikovať nasledovne: 1) reverzibilné zvýšenie permeability bunkových membrán (elektroporácia), 2) elektrofúzia, 3) pohyby v elektrickom poli (elektroforéza, dielektroforéza a elektrorotácia ), 4) deformácia membrán, 5) elektrotransfekcia, 6) elektroaktivácia membránových proteínov.

Pohyb buniek v elektrickom poli je dvojakého druhu. Konštantné pole spôsobuje pohyb buniek s povrchovým nábojom - fenomén elektroforézy. Pri vystavení bunkovým suspenziám striedajúcich sa nehomogénne pole dochádza k pohybu buniek, nazývanému dielektroforéza. Pri dielektroforéze nie je povrchový náboj buniek významný. Pohyb nastáva v dôsledku interakcie indukovaného dipólového momentu s vonkajším poľom.

V teórii dielektroforézy sa bunka zvyčajne považuje za guľu s dielektrickým plášťom. Frekvenčne závislá zložka indukovaného dipólového momentu pre takúto sférickú časticu je napísaná ako:

kde je cyklická frekvencia. Parametre A1, A2, B1, B2, C1, C2 sú určené frekvenčne nezávislými hodnotami vodivosti a permitivity vonkajšej a vnútorné prostredie, ako aj oddeľovaciu škrupinu.

Z uvedených vzťahov boli vypočítané frekvenčné závislosti dielektroforetickej sily. Pôsobenie na bunky v nerovnomernom elektrickom poli, ako aj sila, ktorá určuje rotáciu buniek v rotujúcom elektrickom poli. Podľa teórie je elektroforetická sila úmerná skutočnej časti bezrozmerného parametra K a gradientu druhej mocniny intenzity poľa:

F=1/2 Re(K)grade E2

Krútiaci moment je úmerný imaginárnej časti parametra K a druhej mocnine intenzity rotujúceho poľa:

F=Im(K)E2

Rozdiel v smeroch dielektroforetickej sily pri nízkych (kilohertzoch) a vysokých (megahertzoch) frekvenciách je spôsobený odlišnou orientáciou indukovaného dipólového momentu vzhľadom na vonkajšie elektrické pole. Je známe, že dipólové momenty slabo vodivých dielektrických častíc vo vodivom prostredí sú orientované opačne k vektoru intenzity elektrického poľa a dipólové momenty dobre vodivých častíc obklopených nízko vodivým prostredím sú naopak orientované v rovnakom smer ako vektor sily.

V prípade vystavenia nízkofrekvenčnému poľu je membrána dobrým izolantom a prúd obchádza bunku cez vodivé médium. Indukované náboje sú rozdelené tak, ako je znázornené na obrázku, a zvyšujú intenzitu poľa vo vnútri častice. V tomto prípade je dipólový moment antiparalelný k intenzite poľa. Pre vysokofrekvenčné pole je vodivosť membrán vysoká, preto bude dipólový moment smerovaný spolu s vektorom intenzity elektrického poľa.

K deformácii membrán vplyvom elektromagnetických polí dochádza v dôsledku pôsobenia síl na povrch článku, nazývaných maxwellovské napätia. Veľkosť a smer sily pôsobiacej na bunkové membrány v elektrickom poli je určený vzťahom

kde T je sila, E je intenzita poľa, n je normálový vektor k povrchu, ε je relatívna permitivita dielektrika, ε0 je absolútna permitivita vákua.

V prípade nízkofrekvenčného poľa pôsobiaceho na bunku siločiary bunku obchádzajú, to znamená, že pole smeruje pozdĺž povrchu. Vektorový súčin E sa teda rovná nule. Preto

Táto sila pôsobí na bunku a spôsobuje jej natiahnutie pozdĺž siločiar poľa.

Keď na článok pôsobí vysokofrekvenčné pole, sila pôsobiaca na membránu natiahne konce článkov v smere elektród.

Príkladom elektrickej aktivácie membránových enzýmov je aktivácia Na, K-ATPázy v ľudských erytrocytoch pôsobením striedavého poľa s amplitúdou 20 V/cm a frekvenciou 1 kHz. Je nevyhnutné, aby elektrické polia takejto nízkej intenzity nemali škodlivý vplyv na bunkové funkcie a ich morfológiu. Slabé nízkofrekvenčné polia (60 V/cm, 10 Hz) tiež stimulujú syntézu ATP mitochondriálnou ATPázou. Predpokladá sa, že elektroaktivácia je spôsobená vplyvom poľa na konformáciu proteínu. Teoretická analýza modelu facilitovaného membránového transportu za účasti nosiča (model so štyrmi stavmi transportného systému) naznačuje interakciu transportného systému so striedavým poľom. V dôsledku tejto interakcie je možné využiť energiu poľa dopravný systém a premeniť sa na energiu chemická väzba ATP.

Vplyv slabého LF EMF na biorytmy.

Povaha a závažnosť biologických účinkov EMP závisí zvláštnym spôsobom od parametrov EMP. V niektorých prípadoch sú účinky maximálne pri určitých "optimálnych" intenzitách EMP, v iných sa zvyšujú s klesajúcou intenzitou a v iných sú opačne zamerané na nízku a vysokú intenzitu. Čo sa týka závislosti na frekvenciách a modulačno-časových charakteristikách EMP, prebieha pre špecifické reakcie (podmienené reflexy, zmeny orientácie, vnemy).

Analýza týchto zákonitostí vedie k záveru, že biologické účinky slabých nízkofrekvenčných polí, nevysvetliteľné ich energetickou interakciou so substanciou živých tkanív, môžu byť spôsobené informačnými interakciami EMP s kybernetickými systémami tela, ktoré vnímajú informácie z prostredia a podľa toho regulujú procesy životnej činnosti organizmov.

LF EMP antropogénneho pôvodu sú parametrami blízke prirodzeným elektrickým a magnetickým poliam Zeme. Preto v biologickom systéme, ktorý je pod vplyvom umelých nízkofrekvenčných elektromagnetických polí, môže dôjsť k porušeniu biorytmov charakteristických pre tento systém.

Napríklad v tele zdravého človeka za najcharakteristickejšie krátkodobé rytmy centrálneho nervového systému (CNS) v pokoji treba považovať oscilačnú aktivitu elektrických a magnetických polí mozgu (2–30 Hz), srdcová frekvencia (1,0–1,2 Hz) a frekvencia dýchacích pohybov (0,3 Hz), frekvencia kolísania krvného tlaku (0,1 Hz) a teploty (0,05 Hz). Ak je osoba dlhodobo vystavená LF EMF, ktorej amplitúda je dostatočne veľká, môže dôjsť k porušeniu prirodzených rytmov (dysrytmia), čo povedie k fyziologickým poruchám.

Všetky biologické objekty sú ovplyvňované elektrickými a magnetickými poľami Zeme. Preto väčšina zmien, ktoré sa vyskytujú v biosfére, je v tej či onej miere spojená so zmenou v tejto oblasti. Je zrejmé, že zmeny v geomagnetickom poli sú periodické. Ak existujú nejaké odchýlky od stanoveného obdobia zmien, môže dôjsť k porušeniu fyziologických parametrov biologických systémov.

Tieto odchýlky môžu nastať z dvoch dôvodov. Prvý dôvod je prirodzený (napríklad vplyv slnečnej aktivity na geopolia). Navyše väčšina odchýlok je tiež periodická. Druhým dôvodom je antropogénny charakter, ktorého dôsledkom je porušenie frekvenčné spektrum parametre vonkajšieho prostredia. Vo všeobecnosti platí, že za škodlivú treba považovať akúkoľvek nápadnú odchýlku frekvenčného spektra umelých polí od optimálneho, určeného spektrom geomagnetického poľa Zeme.

Dá sa povedať, že v procese evolúcie divoká zver využívala prirodzené EMP vonkajšieho prostredia ako zdroje informácií, ktoré zabezpečovali nepretržité prispôsobovanie organizmov zmenám. rôznych faktorov vonkajšie prostredie: koordinácia životných procesov s pravidelnými zmenami, ochrana pred spontánnymi zmenami.A to viedlo k využívaniu EMP ako nosičov informácií, ktoré zabezpečujú vzájomné prepojenia na všetkých úrovniach hierarchického usporiadania živej prírody, od bunky až po biosféru. K formovaniu informačných väzieb v živej prírode prostredníctvom EMP popri známych typoch prenosu informácií cez zmyslové orgány, nervový a endokrinný systém prispela spoľahlivosť a hospodárnosť „biologických rádiokomunikácií“.

Posledné správy

• 01/24/18 Bunky zodpovedné za registráciu nadváhy sú otvorené

  švédski vedci, vedeckým spôsobom zistili, že ľudské bunky. Nachádzajú sa v kostnom tkanive, sú zodpovedné za registráciu zmien hmotnosti ľudského tela a potom to hlásia celému telu.
  Výskumníci uskutočnil sériu experimentov na univerzite v Göteborgu na pokusných myšiach trpiacich obezitou. Prvej skupine testovaných osôb boli implantované pod kožu malé závažia, ktoré tvorili 15 percent ich hmotnosti, druhej skupine boli implantované duté kapsuly, ktoré tvorili 3 percentá hmotnosti hlodavca.
  Prvá skupina testovaných osôb s reálnymi záťažami schudla za dva týždne, čo sa rovnalo hmotnosti implantovanej záťaže, pričom ich telesný tuk výrazne klesol. Počas opačného priebehu experimentu, keď boli implantované závažia odstránené, subjekty získali svoju predchádzajúcu hmotnosť.
  Vedci sa domnievajú, že bunky, ktoré produkujú kostné tkanivo v ľudskom tele, sa podieľajú na registrácii nadmernej záťaže. Tieto bunky sa nazývajú osteocyty. V súčasnosti prebiehajú experimenty a pozorovania.

• 1.12.17 Navrhuje sa experiment na hľadanie kvantových vlastností gravitácie

  Po mnoho desaťročí sa robili pokusy spojiť kvantovú mechaniku s špeciálna teória relativity. Bolo predložených mnoho teórií, vrátane slávnej teórie strún, ale ani gravitácia nemá jasno. kvantové vlastnosti.

  Jeden spôsob riešenia problému súvisí s pozorovaním gravitačných vĺn, ich vykresľovaním podrobná teória a vylúčenie tých modelov kvantovej gravitácie, ktoré by jej odporovali.

  Nedávno fyzici navrhli radikálne odlišný prístup – experimentálne hľadanie odchýlok od predpovedí klasickej fyziky. Ak je gravitácia skutočne kvantovaná, potom samotný časopriestor nebude spojitý, čo znamená, že v najjednoduchších systémoch budú existovať zanedbateľné odchýlky od klasických prírodných zákonov.

  Vedci navrhujú študovať rôzne optomechanické systémy s vysokou citlivosťou a hľadať v nich odchýlky. Na rozdiel od obrovských systémov na vyhľadávanie gravitačných vĺn, ktoré sú veľké desiatky kilometrov, sa navrhuje použiť veľmi kompaktné systémy, keďže kvantová gravitácia je na extrémne malých mierkach nehomogénna.

  Tvrdí sa, že teraz sú naše technické možnosti dostatočné a úspech takéhoto experimentu je celkom možný.

• 09.10.17 Neurónová sieť sa naučila čítať obrázky v ľudskom mozgu

  Vedci vykonali mnoho meraní na funkčnom MRI prístroji a veľmi presne zmerali aktivitu rôznych častí mozgu pri sledovaní videí. Tri testované subjekty si pod dohľadom pozreli stovky videí rôzneho typu.

  Vďaka týmto detailným informáciám mohli vedci využiť neurónovú sieť a natrénovať program na predpovedanie parametrov mozgovej aktivity z videa. Vyriešený bol aj inverzný problém – určiť typ videoklipu podľa aktívnych oblastí mozgu.

  Pri zobrazovaní nových videí mohla neurónová sieť predpovedať hodnoty skenera magnetickej rezonancie s presnosťou až 50 %. Keď sa na predpovedanie typu videa, ktoré druhý účastník pozeral, použila sieť natrénovaná na jedného z účastníkov, presnosť predpovede klesla na 25 %, čo je tiež relatívne vysoká hodnota.

  Vedci sa priblížili k prevodu mentálnych obrazov do digitálneho formátu, ich ukladaniu a prenosu na iných ľudí. Začali si lepšie rozumieť ľudský mozog a zvláštnosť spracovania videoinformácií v ňom. Snáď si niekedy vďaka rozvoju tejto technológie budú môcť ľudia navzájom ukázať svoje sny.

Základné požiadavky na materiály. Okrem vysokej magnetickej permeability a nízkej koercitívnej sily by mäkké magnetické materiály mali mať vysokú indukciu saturácie, t.j. prejsť maximálny magnetický tok cez danú plochu prierezu magnetického obvodu. Splnenie tejto požiadavky umožňuje znížiť celkové rozmery a hmotnosť magnetického systému.

Magnetický materiál používaný v striedavých poliach by mal mať prípadne nižšie remagnetizačné straty, ktoré sú tvorené hlavne hysteréziou a stratami vírivými prúdmi.

Na zníženie strát vírivými prúdmi v transformátoroch sa vyberajú mäkké magnetické materiály so zvýšeným odporom. Magnetické obvody sú zvyčajne zostavené zo samostatných tenkých plechov izolovaných od seba. Páskové jadrá navinuté z tenkej pásky s medzizávitovou izoláciou z dielektrického laku našli široké uplatnenie. Na doskové a páskové materiály sa kladie požiadavka na vysokú plasticitu, vďaka čomu je proces výroby výrobkov z nich uľahčený.

Dôležitou požiadavkou na magneticky mäkké materiály je zabezpečenie stability ich vlastností, a to ako v čase, tak aj vzhľadom na vonkajšie vplyvy, ako je teplota a mechanické namáhanie. Zo všetkých magnetických charakteristík najväčšie zmeny počas prevádzky materiálu podliehajú magnetickej permeabilite (najmä v slabých poliach) a koercitívnej sile.

Ferity.

Ako je uvedené vyššie, ferity sú oxidové magnetické materiály, v ktorých je spontánna magnetizácia domén spôsobená nekompenzovaným antiferomagnetizmom.

Vysoký merný odpor, ktorý 10 3 - 10 13-krát prevyšuje merný odpor železa, a následne relatívne nevýznamné straty energie v oblasti vysokých a vysokých frekvencií spolu s dostatočne vysokými magnetickými vlastnosťami poskytujú feritom široké uplatnenie v rádiu. elektronika.

číslo	názov	Feritová značka
skupiny	skupiny	Ni-Zn	Mn-Zn
ja	všeobecná aplikácia	100 НН, 400 НН, 400 НН1, 600 НН, 1000 НН, 2000 НН	1000NM, 1500NM, 2000NM, 3000NM
II	Termostabilný	7VN, 20VN, 30VN, 50VN, 100VN, 150VN	700NM, 1000NM3, 1500NM1, 1500NM3, 2000NM1, 2000NM3
III	vysoko priepustné		4000NM, 6000NM, 6000NM1, 10000NM, 20000NM
IV	Pre TV zariadenia		2500 NMS1, 3000 NMS
V	Pre impulzné transformátory	300NNI, 300NNI1, 350NNI, 450NNI, 1000NNI, 1100NNI	1100 NMI
VI	Pre laditeľné kontúry	10 GNP, 35 GNP, 55 GNP, 60 GNP, 65 GNP, 90 GNP, 150 GNP, 200 GNP, 300 GNP
VII	Pre širokopásmové transformátory	50VNS, 90VNS, 200VNS, 300VNS
VIII	Pre magnetické hlavy	500HT, 500HT1, 1000HT, 1000HT1, 2000HT	500 MT, 1 000 MT, 2 000 MT, 5 000 MT
IX	Pre snímače teploty	1200HN, 1200HN1, 1200HN2, 1200HN3, 800MHN
X	Pre magnetické tienenie	200 VNRP, 800 VNRP

Tab. 2 Skupiny a druhy mäkkých magnetických feritov.

Ferity s vysokou priepustnosťou. Nikel-zinok a mangán-zinok ferity sa najčastejšie používajú ako mäkké magnetické materiály. Kryštalizujú v štruktúre spinelu a sú to substitučné tuhé roztoky tvorené dvoma jednoduchými feritmi, z ktorých jeden (NiFe 2 O 4 alebo MnFe2O4) je ferimagnet a druhý (ZnFe 2 O 4) je nemagnetický. Hlavné zákonitosti zmeny magnetických vlastností v závislosti od zloženia v takýchto systémoch sú znázornené na obr.2 a 3. Pre vysvetlenie pozorovaných zákonitostí je potrebné vziať do úvahy, že katióny zinku v štruktúre spinelu vždy zaberajú tetraedrický kyslík intersticiálny a katióny trojmocného železa sa môžu nachádzať ako v tetra-, tak aj v oktaedrických priestoroch. Zloženie tuhého roztoku, berúc do úvahy distribúciu

katióny kyslíkovými intersticiálnymi miestami možno charakterizovať nasledujúcim vzorcom:

(Zn2+ x Fe3+ 1-x) O4

kde šípky podmienečne označujú smer magnetických momentov iónov v zodpovedajúcich podmriežkach. To ukazuje, že vstup zinku do kryštálovej mriežky je sprevádzaný posunom železa do oktaedrických polôh. V súlade s tým sa magnetizácia tetraedrickej (A) podmriežky znižuje a miera kompenzácie magnetických momentov katiónov nachádzajúcich sa v rôznych podmriežkach (A a B) klesá. V dôsledku toho vzniká veľmi zaujímavý efekt: zvýšenie koncentrácie nemagnetickej zložky vedie k zvýšeniu saturačnej magnetizácie (a následne B s) tuhého roztoku (obr. 2). Zriedenie tuhého roztoku nemagnetickým feritom však spôsobuje zoslabenie hlavnej výmennej interakcie typu A-O-B, čo sa prejavuje monotónnym poklesom Curieovej teploty (Tc) so zvýšením molárneho podielu ZnFe2. O 4 v zložení ferospinelu. Rýchly pokles saturačnej indukcie v oblasti x > 0,5 sa vysvetľuje tým, že magnetické momenty malého počtu iónov v tetraedrickej podmriežke už nie sú schopné orientovať magnetické momenty všetkých katiónov nachádzajúcich sa v antiparalele B podmriežky. k sebe. Inými slovami, výmenná interakcia typu A-O-B sa natoľko oslabí, že nedokáže potlačiť konkurenčnú interakciu Typ B-O-B, ktorý je tiež negatívny a má tendenciu spôsobovať antiparalelnú orientáciu magnetických momentov katiónov v podmriežke B.

Oslabenie výmennej interakcie medzi katiónmi so zvýšením obsahu nemagnetickej zložky vedie k zníženiu kryštalografickej anizotropie a magnetostrikčnej konštanty. To uľahčuje obrátenie magnetizácie ferimagnetu v slabých poliach, t.j. počiatočná magnetická permeabilita sa zvyšuje. Vizuálne znázornenie závislosti počiatočnej magnetickej permeability od zloženia tuhej fázy je uvedené na obr.3. Maximálna hodnota permeability zodpovedá bodu v trojuholníku kompozície s približnými súradnicami 50 % Fe203, 15 % NiO a 35 % ZnO. Tento bod zodpovedá tuhému roztoku Nii-x Zn x Fe204 s x»0,7. Z porovnania obrázkov 2 a 3 môžeme usúdiť, že ferity s vysokou počiatočnou magnetickou permeabilitou by mali mať nízku Curieho teplotu. Podobné vzory sa pozorujú pri mangánovo-zinkových feritoch.

Hodnoty počiatočnej magnetickej permeability a koercitívnej sily sú určené nielen zložením materiálu, ale aj jeho štruktúrou. Prekážkami, ktoré bránia voľnému pohybu doménových stien pri vystavení slabému magnetickému poľu na ferite, sú mikroskopické póry, inklúzie bočných fáz, oblasti s defektom kryštálová mriežka Eliminácia týchto štrukturálnych bariér, ktoré tiež bránia procesu magnetizácie, môže výrazne zvýšiť magnetickú permeabilitu materiálu. Veľkosť kryštálových zŕn má veľký vplyv na hodnotu počiatočnej magnetickej permeability feritov. Hrubozrnné mangánovo-zinkové ferity môžu mať počiatočnú magnetickú permeabilitu až 20 000. Táto hodnota je blízka počiatočnej magnetickej permeabilite najlepších druhov permalloy.

Magnetické vlastnosti. Pre ferity používané v striedavých poliach je okrem počiatočnej magnetickej permeability jednou z najdôležitejších charakteristík stratová tangenta tgd. V dôsledku nízkej vodivosti je zložka strát vírivými prúdmi vo feritoch prakticky malá a možno ju zanedbať. V slabých magnetických poliach sa straty hysterézy tiež ukážu ako nevýznamné. Preto je hodnota tgd vo feritoch pri vysokých frekvenciách určená hlavne magnetickými stratami v dôsledku relaxačných a rezonančných javov. Na posúdenie prípustného frekvenčného rozsahu, v ktorom je možné tento materiál použiť, sa zavádza pojem kritická frekvencia f cr. Obvykle sa pod fcr rozumie taká frekvencia, pri ktorej tgd dosahuje hodnotu 0,1.

Zotrvačnosť posunu doménových stien, ktoré sa prejavujú pri vysokých frekvenciách, vedie nielen k zvýšeniu magnetické straty, ale aj k zníženiu magnetickej permeability feritov. Frekvencia f gr, pri ktorej počiatočná magnetická permeabilita klesá na 0,7 svojej hodnoty v konštantnom magnetickom poli, sa nazýva hranica. Spravidla f kr< f гр. Для сравнительной оценки качества магнитомягких ферритов при заданных значениях H и f удобной характеристикой является относительный тангенс угла потерь, под которым понимают отношение tgd/m н.

Porovnanie magnetických vlastností feritov s rovnakou počiatočnou magnetickou permeabilitou ukazuje, že vo frekvenčnom rozsahu do 1 MHz majú mangán-zinkové ferity výrazne nižšiu relatívnu stratovú tangentu ako nikel-zinkové ferity. Je to spôsobené veľmi nízkymi hysteréznymi stratami vo feritoch mangán-zinok v slabých poliach. Ďalšou výhodou mangánovo-zinkových feritov s vysokou permeabilitou je zvýšená indukcia saturácie a vyššia Curieova teplota. Zároveň majú nikel-zinkové ferity vyšší merný odpor a lepšie frekvenčné vlastnosti.

Vo feritoch, ako aj vo feromagnetoch, sa môže reverzibilná magnetická permeabilita výrazne zmeniť pod vplyvom sily konštantného predpätia a pre vysokopermeabilné ferity je táto závislosť výraznejšia ako pre vysokofrekvenčné ferity s malým počiatočným magnetom. priepustnosť.

Magnetické vlastnosti feritov závisia od mechanického namáhania, ktoré sa môže vyskytnúť pri navíjaní, upevňovaní výrobkov a z iných dôvodov. Aby sa predišlo zhoršeniu magnetických vlastností, ferity by mali byť chránené pred mechanickým namáhaním.

Elektrické vlastnosti. Podľa svojich elektrických vlastností patria ferity do triedy polovodičov alebo dokonca dielektrík. Ich elektrická vodivosť je spôsobená procesmi elektronickej výmeny medzi iónmi s premenlivou valenciou (mechanizmus „skákania“). Elektróny zapojené do výmeny možno považovať za nosiče náboja, ktorých koncentrácia je prakticky nezávislá od teploty. Súčasne so stúpajúcou teplotou exponenciálne rastie pravdepodobnosť preskakovania elektrónov medzi premenlivými valenčnými iónmi; zvyšuje mobilitu nosičov náboja. Teplotnú zmenu špecifickej vodivosti a rezistivity feritov možno preto na praktické účely opísať s dostatočnou presnosťou pomocou nasledujúcich vzorcov:

g \u003d g 0 exp [-Eo/(kT)]; r = r 0 exp [E 0 /(kT)]

kde g 0 a r 0 - konštanty pre tento materiál; E 0 - aktivačná energia elektrickej vodivosti.

Spomedzi mnohých faktorov ovplyvňujúcich elektrický odpor feritov je hlavným z nich koncentrácia železnatých iónov Fe 2+ v nich. Pod vplyvom tepelný pohyb slabo viazané elektróny preskakujú z iónov železa Fe 2+ na ióny Fe 3+ a znižujú ich valenciu. So zvyšujúcou sa koncentráciou iónov dvojmocného železa lineárne rastie vodivosť materiálu a súčasne klesá aktivačná energia E 0 . Z toho vyplýva, že keď sa ióny s premenlivou valenciou k sebe priblížia, výška energetických bariér, ktoré musia elektróny prekonať, keď sa pohybujú od jedného iónu k druhému, klesá. V spinelových feritoch sa aktivačná energia elektrickej vodivosti zvyčajne pohybuje od 0,1 do 0,5 eV. Magnetit Fe 3 O 4 (železný ferit) má najvyššiu koncentráciu železnatých iónov a tým aj najnižší špecifický odpor, v ktorom r=5·10 -5 Ohm·m. Zároveň je koncentrácia iónov Fe 2+ vo ferogranátoch zanedbateľná, takže ich rezistivita môže dosahovať vysoké hodnoty (až 10 9 Ohm m).

Experimentálne sa zistilo, že prítomnosť určitého množstva železnatých iónov v spinelových feritoch vedie k oslabeniu anizotropie a magnetostrikcie; to priaznivo ovplyvňuje hodnotu počiatočnej magnetickej permeability. Z toho vyplýva nasledujúci vzorec: ferity s vysokou magnetickou permeabilitou majú spravidla nízky odpor.

Ferity sa vyznačujú pomerne veľkou dielektrickou konštantou, ktorá závisí od frekvencie a zloženia materiálu. So zvyšujúcou sa frekvenciou sa dielektrická konštanta feritov znižuje. Takže nikel-zinkový ferit s počiatočnou permeabilitou 200 pri frekvencii 1 kHz má e = 400 a pri frekvencii 10 MHz e = 15. Najvyššia hodnota e je vlastná mangánovo-zinkovým feritom, v ktorých dosahuje stovky alebo tisíce.

Ióny s premenlivou mocnosťou majú veľký vplyv na polarizačné vlastnosti feritov. So zvýšením ich koncentrácie sa pozoruje zvýšenie dielektrickej konštanty materiálu.

O EMP v poruchových zónach:

Poznamenáva sa, že „nad povrchovou vrstvou zón aktívnych geologických zlomov sa nachádza zvýšená hladina prirodzeného pulzného elektromagnetického poľa aj mimo vnímateľnej seizmicity, „s najväčšou pravdepodobnosťou v dôsledku zmeny podmienok prechodu atmosféry (v ionosfére) cez aktívne zlomové zóny. zemská kôra Hĺbkovými zlommi (všeobecnými kôrovými diskontinuitami) je rozdelená na samostatné bloky, takmer obdĺžnikového tvaru. Šírka hlbokých zlomových zón je stovky metrov - desiatky kilometrov, dĺžka desiatky, stovky a prvé tisíce kilometrov. Na zemského povrchu nespojité tektonické poruchy predstavujú zóny s veľkým počtom puklín rôzneho charakteru (zóny drvenia).

Je znázornený geoelektrický úsek drviacej zóny, ktorý má nízky odpor r v rozsahu 200 - 1000 Ohm m a šírku ~ 50 m (Ulansko-Burgasský hrebeň, Bajkalská trhlinová zóna)

Pozrime sa podrobnejšie na problém šírenia prízemných vĺn cez viacdielne impedančné rádiové cesty prechádzajúce cez poruchové zóny. Nech je prijímač seizmoelektromagnetických emisií umiestnený v strede oblasti poruchy. Zdroj žiarenia môže mať akýkoľvek azimut vzhľadom na prijímač a os poruchy. Cesta šírenia elektromagnetické vlny môže prejsť: a) cez os poruchy; b) v ľubovoľnom uhle vzhľadom na os poruchy; c) pozdĺž osi poruchy. Čo sa týka Fresnelovej zóny, tieto situácie sú nasledovné

Možné typy 2D impedančných rádiových ciest prechádzajúcich cez poruchové zóny. δ1, δ2 - povrchové impedancie "kúsku" cesty, T - vysielač, R - prijímač, L - šírka poruchy, l - dĺžka rádiovej cesty

Keďže zlomová zóna má zvyčajne vysokú vodivosť voči okolitým horninám σdec. >> σenv. horniny, potom dochádza k „úniku“ energie z hornej časti distribučnej oblasti do spodnej oblasti (difúzia po čelách vĺn). Numerické výpočty pre modelovú dráhu v rozsahu 2 - 1000 kHz ukazujú výrazné vylepšenie poľa v poruchovej zóne - efekt "zotavenia".

Útlmový funkčný modul v rozsahu 2 - 1000 kHz (1. sekcia: ρ = 100 Ohm m, ε = 20; sekcia 2: ρ = 3000 Ohm m, ε = 10; sekcia 3: ρ = 1÷50 Ohm m, ε = 20)

Účinok „zotavenia“ sa zvyšuje až 3,8-krát, keď sa frekvencia zvyšuje od 2 do 1000 kHz, zatiaľ čo relatívny nárast poľa veľmi slabo závisí od odolnosti voči poruche. Zmeny r v rámci 1÷50 Ohm·m prakticky nemenia pomer |W|160km/|W|150km a priebeh spektrálnej charakteristiky impedančného kanála. Zvýšená úroveň prirodzeného pulzného elektromagnetického poľa pozorovaného v mnohých poruchových zónach sa teda nevysvetľuje zvýšeným žiarením z poruchovej zóny, ale vplyvom „pristávacej“ platformy, ktorá má vysokú vodivosť ...

"Charakteristika prirodzeného pulzného elektromagnetického poľa Zeme v rozsahu VLF"; I.B. Naguslajevová, Yu.B. Bashkuev

Okamžite si môžete spomenúť na pobrežný efekt polárnych žiar...

O slabých a superslabých efektoch, trochu - ale zaujímavé:

Potkany senzibilizované na pôsobenie EMF boli vystavené počas 24 dní každý deň približne o polnoci hodinovému účinku striedavého magnetického poľa s veľmi zložitým vzorom variácií; priemerné hodnoty indukcie boli v rozmedzí 20-500 nanotesla; pri pozorovaní správania zvierat sa systematicky zaznamenával počet rôznych prejavov správania vrátane agresivity.

Spracovanie meraní umožnilo autorom vyvodiť nasledujúci záver: skupinová agresivita potkanov môže byť pôsobením EMP zosilnená alebo oslabená v závislosti od niektorých ich morfologických a dynamických charakteristík. Tí istí autori zistili u podobných pokusných zvierat nárast aktov agresie s nárastom geomagnetického rušenia...

Ako už bolo uvedené, magnetická zložka elektromagnetických variácií biotopu je veľmi penetračným činidlom - voľne preniká pod kilometre skaly preniká do všetkých biologických tkanív. Preto je možné priamo ovplyvňovať nízkofrekvenčné EMP na embryo, spoľahlivo chránené, zdá sa, homeostatom pred vplyvmi prostredia. Už prvé najjednoduchšie pokusy študovať vplyv variácií EMP na ľudský embryonálny vývoj priniesli pôsobivé výsledky...

Zaujímavý je aj historický aspekt výskumu ekologický význam EMP. Mnohé pozorovania sa uskutočnili v minulosti (biologické prekurzory zemetrasení – vzťah biologických ukazovateľov so zmenami v počte slnečných škvŕn), dokonca aj v dávnejšej minulosti (biolokácia). V každom prípade sa na interpretáciu pozorovaní predpokladala existencia špeciálneho "žiarenia" - v heliobiológii sa dlho počítalo so Z - žiarením a X - činidlom; meteorologické procesy sprevádzalo „žiarenie počasia“ (indikátorom boli „baktérie“), z pôdy sa uvoľňovala „orgónová energia“ alebo „mikroleptónový plyn.“ Fenomenologické vlastnosti týchto mýtických žiarení boli veľmi podobné a ako je dnes známe, zopakoval vlastnosti nízkofrekvenčných EMF

Ovplyvňuje „vesmírne počasie“ verejný život?

Zeemanova rezonančná absorpcia nie je jediným spôsobom, ako ovplyvniť stav spinu. Ďalší spôsob vyplýva z vlastnosti konštantného magnetického poľa potlačiť konverziu triplet-singlet a tým ovplyvniť kinetiku spinovo závislého procesu. Nízkofrekvenčné EMF, kilometrové a dlhšie vlny, rýchle procesy (<10"сек) воспринимаются как квази-постоянные поля и могут влиять на них по механизму подавления триплет-синглетной конверсии

Presvedčivý dôkaz o vedúcej úlohe spinového stavu bol získaný v štúdiách fyziky plasticity kryštálov. Ukázali, že EMF, ktorý je o 5-7 rádov slabší ako kT, zvyšuje plasticitu na rozdiel od rovnovážnej termodynamiky. Mechanizmus účinku, nazývaný magnetoplastický, je nasledovný: posunutie dislokácií do susedného Peierlsovho údolia, iniciované paramagnetickým stavom jadra dislokácie, nastáva v čase kratšom, ako je čas spinovej relaxácie dislokácií. Zdrojom energie pre takéto prielomy sú mechanické napätia, ktoré sú v kryštáloch vždy prítomné. Úloha EMF je tu redukovaná na potlačenie triplet-singlet konverzie paramagnetických párov, čo zvyšuje životnosť dislokačných jadier v paramagnetickom stave, a teda zvyšuje možnosť posunutia dislokácie o jeden elementárny krok.