Электромагнитные поля в биосфере. Том 1 - Красногорская Н.
Скачать (прямая ссылка):
20. Еино К., Лауренсон П. Анализ и расчет электрических и магнитных полей. М.: Энергия, 1970, 376 с.
21. Джексон д*. Классическая электродинамика. М.: Мир, 1965. 702 с..
3. ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ И ИЗЛУЧЕНИЯ БИОЛОГИЧЕСКОЙ ПРИРОДЫ
3.1. Электрические поля биообъектов
Изучение Ш, генерируема живыми системами, осуществляется путей измерения работапзими бесконтактно датчиками потенциала ЭП вблйзи объекте в воздухе или в другом диэлектрике'. Наблюдение ЭП дает возможность изучить ряд явлений, недоступных дая контактных способов регистрации, например, поведение роя комаров, стай птиц, животных, движение ресниц глав, микрофонный эффект волос, перьев птиц, крыльев насекомых. Тс ке можно сказать обизучёнии явлений, при которых наложение контактов существенно искажает ход исследуемых процессов, таких, как изучение электрических явлений, связанных с творческим процессом, или явлений,принципиально недоступных контактным методом, таких, как контактная раз-нооть потенциалов разнородных веществ а др. Источником электрических полей в случае жавых систем является, во-первых, биоэлектрическая активность электрогенных живых тканей, которая сопровождается протекани-
Р и с.35. Распределение ЭП ИНЧ-джапазона, возникающего за счет дыхания (кривая^, электрической (ЭКГ, кривая 2 ) и механической (сейомо-кардиограмма, кривая 3) активнсоти сердца
Статные кривые - о&говые линии, пунктирные кривые - эквипотенциальные линии ЭП в окрестности головы человека
ем электрических токов в организме, создающих на поверхности тела мозаику биопотенциалов. Последние могут возникать также за счет биохими-чеохой, физиологической и морфологической разнородностей тканей орга— низма, потенциалов повреждения и т.д. Шерсть зверей, перья птиц ж хитиновые покровы насекомых в результате трения приобретают заряда,которые перераспределяются за счет двигательных актов - дыхания, механических вибраций сердечной мышцы, машущих движений крыльев и т.п.
Известно, что поле передающей антенны ( в нашем случае биообъекта) складывается из поля индукции и поля излучения. В непосредственной близости от антенны, на расстояниях, много меньших длины волны, преобладает поле индукции, которое больше по амплитуде и отличается по фазе от поля излучения. То, что электрическая и магнитная компоненты индукционного поля в отличие от волнового не только не пропорциональны друг другу, но даже и не находятся в фазе, вынуждает пользоваться датчиками, воощринмяющшми лишь одну составляющую - либо электрическую, либо магнитную. Прибор,применяемый для регистрации электрической составляющей индукционного поля, состоит из электростатической антенны и широкополосного усилителя с электрометрическим входом /1,2 7. Энергетическая и мощвостная предельные чувствительности датчика ЭП достигают теоретических границ, обусловленных тепловыми флюктуациями зарядов (уровень кТ).
Некоторые результаты бесконтактной регистрации медико-биологической и физиологической информации, содержащейся в бяижнем ЭП человека,представлены на рис.35.
Методом моделирования на электропроводящей бумаге производился рас-
Р и с. 36. ЭП в окрестности тела человека, возникалцие за счет био -электрической активности сердца
Сплошные и штриховые линии - силовые и эквипотенциальные линии ноля соответственно. Цифры у эквипотенциальных линий - значение потев -циалов ЭП на поверхности кожи или в воздухе (в мВ) относительно Земли. Картина получена методом расчета на физической модели и соответствует моменту амплитудного максимума зубца Я электрокардиограммы
чет распределения ЭП в окрестности организма (плоская модель).Картина ЭП, построенная пс результатам расчетов физической модели ( рис.36 ), ооответотвует одному ка моментов кардиоцикла - амплитудному максимуму зубца Р электрокардиографы.
На записях, приведенных на рис.37, отчетливо просматривается также ритм сердца. Антенна f - датчика для измерения потенциала имела форму диска 4 см и бала расположена в 10 ом над серединой лба. Оптимальная фильтрация достигалась плавным ограничением усиления по обе стороны от частоты 50 Гц (цепочкой Вина). На Ч7 - грашах (записях иаийивнмд во времени потенциала поля в воздухе)видны периодические (Т=1 с) импульсы смешанного сигнала сердечной ритмики, состоящего из наложенных друг на друга f -севсмокаряиеграммн (f - СНГ) i f - электрокардаограмяг.йс-точником эарегнотрнрованннх полей, по мнении авторов f3J, является трибоэлектрический заряд за счет механических движений ресници поверх-
F и с.37. Результаты регистрации потенциаловИНЧЭП, возникающих ори движении ресниц человека (I), напряжении мышц рта (2) к двпенни языка при закрытом рте (3)
ностнне заряды на коже, а также биоэлектрические потенциалы сокращающихся мышц.
Интересен так называемый "электрический ландшафт" лесов и лугов, приведенный на рис.38, обусловленный процесоями жизнедеятельности организмов» Установлено, что растительность является хорошим электростатическим экраном для полей в диапазоне 0-10 кГц, что может быть обьяо-ненс электрическими характеристиками зеленой массы растений / 4-8 ]. Для f -грамм насекомых (рис.38,б,в) источник поля - трибоэлектрический, для березы (рис.38,д) - ландшафтный, т.е. 8а счет вибрации ствола, несущего на поверхности заряды, индуцированные полем атмосферы. Причем источником переменного поля могли являться механические колебания (вибрации) не только зарядов, индуцированных на поверхности листьев атмосферными электрическими полями, но также зарядов, возникающих замечет процессов, происходящих в зеленом листе / 4 _Д
