Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Биология -> Кнеппо П. -> "Биомагнитные измерения " -> 56

Биомагнитные измерения - Кнеппо П.

Кнеппо П., Титомир Л.И. Биомагнитные измерения — М.: Энергоиздат, 1989. — 288 c.
ISBN 5-283-00557-7
Скачать (прямая ссылка): biomagnitnieizmerenie1989.djvu
Предыдущая << 1 .. 50 51 52 53 54 55 < 56 > 57 58 59 60 61 62 .. 113 >> Следующая

описания биоэлектрических и биомагнитных явлений целесообразно применять
электродинамику неподвижных сплошных сред, или теорию Максвелла. Она
характеризуется как теория феноменологическая, теория макроскопическая и
теория близкодействия. Это означает, что не рассматриваются внутренние (в
масштабах атомов и элементарных частиц) механизмы возникновения полей и
происхождение свойств среды, влияющих на электромагнитные характеристики;
рассматриваемые величины представляют собой результат осреднения
соответствующих физических величин микроструктурного уровня материи по
''физически бесконечно малым" объемам пространства и интервалам времени,
т.е. объемам и интервалам, которые очень велики по сравнению с элементами
микроструктуры вещества (молекулами, ячейками кристалла) и характерными
длительностями внутримолекулярных процессов, но очень малы по сравнению с
пространственными и временными изменениями поля и среды, учитываемыми и
измеряемыми макроскопическими методами; ' рассматривается взаимо-
147
действие между телами через посредство физического поля, причем скорость
распространения электромагнитных взаимодействий счита- , ется конечной и
равной скорости света.
В теории Максвелла электромагнитные явления описываются следующей
системой уравнений Максвелла в дифференциальной форме:
полей (эти величины иногда называют просто электрическим и магнитным
полем соответственно); D и В - векторы электрической и магнитной индукции
соответственно; J - вектор объемной плотности электрического тока (тока
проводимости); q - объемная плотность свободных электрических зарядов иг-
время.
Дифференциальные уравнения Максвелла дополняются так называемыми
материальными уравнениями, которые устанавливают связь между векторами
электромагнитного поля и характеристиками среды, в которой существует это
поле:
где еа, ца и о - абсолютная диэлектрическая проницаемость, абсолютная
магнитная проницаемость и удельная электрическая проводимость среды
соответственно и J * - вектор объемной плотности стороннего тока. Для
установления связи между величинами, характеризующими электромагнитное
поле, с одной стороны, и механическими и термодинамическими величинами,
через посредство которых возможно практическое наблюдение
электромагнитных явлений, с другой стороны,' наряду с вышеприведенными
уравнениями используют следующее выражение для объемной плотности энергии
электромагнитного поля:
Заметим, что все входящие в эти уравнения и используемые в
(3.1)
rotH =J + -
(3-2)
div D = q, div В = 0,
(3.3)
(3.4)
где E и H - векторы напряженностей электрического и магнитного
D = еа Е,
В =МвН,
J= оЕ + J*,
(3.5)
(3.6)
(3.7)
w = -Е D+-H-B.
(3.8)
2
2
148
дальнейшем физические величины выражаются в системе единиц МКСА или СИ.
Уточним физический смысл некоторых рассматриваемых величин. Электрический
ток - это всякое упорядоченное движение в пространстве свободных зарядов,
т.е. электронов и ионов, которые мог>т оторваться от атомов и молекул и
перемещаться между ними. Различают ток проводимости, порождаемый в
проводнике действием электрического поля и внешних электродвижущих сил, и
так называемый конвективный ток, обусловленный перемещением в
пространстве заряженных тел. Под сторонним током здесь понимается та
часть общего тока, которая создается силами неэлектрического
происхождения, внешними по отношению к рассматриваемой
электродинамической системе. Это могут быть, например, концентрационные
градиенты ионов в биологических жидкостях и другие силы биохимического
происхождения. Можно рассматривать сторонние электродвижущие силы,
которые описываются как поле сторонних сил с напряженностью Е*, связанной
с плотностью стороннего тока соотношением
J* = оЕ*. (3.9)
Характеристики электромагнитного поля являются векторными или скалярными
функциями времени и точки в пространстве (пространственных координат), а
характеристики среды - функциями пространственных координат, не
зависящими от времени и от характеристик поля. В дальнейшем изложении
предполагается, что среда изотропна, неподвижна и не содержит веществ с
особыми физическими свойствами - ферромагнетиков, сегнетоэлектриков и
постоянных магнитов, причем характеристики среды - скалярные функции.
Вышеприведенную систему уравнений, однако, можно распространить и на
более сложные структуры среды, в частности на анизотропную среду,
характеристики которой выражаются как тензоры второго ранга.
Абсолютные диэлектрическая и магнитная проницаемости среды при
вышеуказанных допушениях выражаются соответственно как
= е, е0 (3.10)
И
/*в=МгМо> (311)
где е0 = 8,854-10-12 А с/(В м) = 8,854-Ю-12 Ф/м и д0 = = 1,257-Ю-* Вс/(А-
м) = 1,257-10-* Гн/м - электрическая и магнитная проницаемости вакуума
соответственно (величины, определяемые принятой системой единиц); ег и дг
- соответствующие относительные проницаемости для данной среды -
безразмерные величины,, не зависящие от системы единиц. Удельная
Предыдущая << 1 .. 50 51 52 53 54 55 < 56 > 57 58 59 60 61 62 .. 113 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed