磁場在實際生活中的應用現(xiàn)狀

曹育閣 向紹勇

摘要

磁場是一種看不見、摸不著的特殊物質(zhì)，但卻是客觀存在的。磁場充斥在我們的生活中，電子設備周圍存在磁場，醫(yī)療技術中也廣泛應用了磁場，比如核磁共振。地磁變化幫助人們認識地球變化、勘探地質(zhì)，磁化水可以防止結(jié)垢，磁化種子可以增產(chǎn)……這都是磁場在我們生活中的表現(xiàn)，但磁場對如今人們生活的影響也是具有雙面性的，本文對人們在生活中對磁場的應用以舉例說明的方式進行分析，討論在現(xiàn)有的天然磁場應用和人造磁場應用方式上的優(yōu)缺點，并根據(jù)分析結(jié)果提出參考性的建議。

【關鍵詞】電磁 磁場應用 建議

1研究背景

電磁在現(xiàn)如今人們的生活中隨處可見，人們用到的各種電子設備如手機、電腦、電磁爐、微波爐、等家用電器，公共設施中的磁懸浮列車、輸變電設施等等，都是電磁學在實際生活中的應用，這些新技術在方便了人們生活的同時也增加了一些人為的磁場。這些磁場有些是無害的，不會對人的生命生活造成影響，但有些磁場尤其是人為磁場，會對人的生命、生活造成負面影響，無聲無息中給人體帶來巨大的損失和創(chuàng)傷。人們有意識的嘗試著去檢測和避免這種傷害，但目前還缺乏完備的行之有效的規(guī)避或控制方法，將磁場的危害控制在一個安全的區(qū)域內(nèi)。

2研究目的及意義

目的：電與磁是現(xiàn)今社會中支撐社會發(fā)展的主要力量，但電磁的安全控制和有效利用仍存在著一定的問題，造成環(huán)境污染和人身或財產(chǎn)傷害等各類問題，此次研究即從實際生活中存在的電與磁的相關應用出發(fā)，了解其電和磁的安全控制和應用現(xiàn)狀，對磁場的應用現(xiàn)狀進行分析，并對存在危害或需加強的地方提出建設性的建議。

意義：對磁場在現(xiàn)今社會的各方面的應用現(xiàn)狀進行分析，找到其中安全控制不足的地方，針對性的提出相應的優(yōu)化建議和措施，有助于幫助電磁應用機構(gòu)進行設施優(yōu)化或加強，以確保在磁場的應用過程中不對環(huán)境以及人身或財產(chǎn)等造成污染或損害。也為天然磁場等的進一步合理運用提出建設性的意見。

3研究方法

采用文獻研究法，在“中國知網(wǎng)”上以電磁、應用、天然磁場、人為磁場分別為關鍵詞組合進行高級檢索，共搜得論文163篇，經(jīng)過分類、過濾，去掉與本課題關系不大的，還剩15篇，對所選文獻進行閱讀，整理分析磁場在生活中的應用現(xiàn)狀，以及電磁在生活相關應用的優(yōu)勢和不足，對其匯總整理，并根據(jù)社會實際發(fā)展需要對磁場在生活中的應用提出改進、發(fā)展的建議（如圖1）。

4研究過程

4.1認識各類磁場

結(jié)合老師講解的書本知識與我從知網(wǎng)等數(shù)據(jù)庫搜集的文獻，我對磁場的概念進行了更加清晰的界定，它是一種存在于磁體周圍的看不見摸不著的特殊物質(zhì)，具有波粒的輻射特性，且可以概括來說電荷的移動就可以形成磁場，這也就是現(xiàn)代電磁場的由來。現(xiàn)在人們所熟知的磁場包括天然磁場和人為磁場兩大類，天然磁場即自然形成的磁石等物體所形成的磁場，而認為磁場即現(xiàn)代社會總?cè)藗円蚋黝愋枰圃旎蚋綆Мa(chǎn)生的磁場，這類磁場有的是有益于人體健康如醫(yī)療用的磁場器械，而有的是因其他需要所不可比便的產(chǎn)生的對人體有害的磁場區(qū)域。同時我了解到磁場就是磁體之間相互作用的媒介，而人體存在生物電，電荷在人體的不斷運動中也在不斷的移動，所以人體也可看做一個磁體，周圍存在著微型的磁場，會與周圍的磁體之間通過磁場產(chǎn)生相互作用，從而對人體健康造成影響。

4.2磁場應用現(xiàn)狀分析

在對現(xiàn)存各類磁場進行了清晰深入的了解后，我對這些磁場在生活中的存在狀態(tài)和人們對其的應用或控制現(xiàn)狀進行了了解和分析，根據(jù)通俗的磁場分類標準，天然磁場中對生物磁場和地磁場的存在狀態(tài)和現(xiàn)有的應用手段進行收集整理分析，發(fā)現(xiàn)人們在地磁場的應用方面?zhèn)戎赜趯蚝投ㄎ坏裙δ艿牟粩嘌芯可希兄^好的利用現(xiàn)狀并將在日后的不斷研究中開辟更多的方向和應用技術。生物磁場方向上的研究更多的是對于人體微觀上生物磁場自身作用以及與外界磁場相互作用的研究。

隨后在對人為磁場進行了初步的辨別分類之后我對人為磁場在各個領域的應用都做了一定的探究，人為磁場的產(chǎn)生和應用在現(xiàn)階段也有著比較大的范圍，磁場用作能源供給，主要是利用磁生電現(xiàn)象，在這一理論基礎上進行不斷地研究開發(fā)，有磁流體發(fā)電，熱磁發(fā)電等。隨后我接著對人為磁場在公共領域和醫(yī)療領域的應用做進一步探究，公共領域諸如最初的磁發(fā)電，后來的磁定位技術等，磁現(xiàn)象在生活中越來越多的領域內(nèi)出現(xiàn)，在不同的研究方向上都有著一定的成果。醫(yī)療電磁器械的使用也為進行醫(yī)療行為的雙方帶來了更大的便利。

5研究結(jié)果分析

5.1天然磁場的應用現(xiàn)狀

日常生活中我們無時無刻不再接觸磁場，地球本身是一個天然的大磁場，空氣產(chǎn)生電離生成的磁場，生物體內(nèi)生物電也會產(chǎn)生磁場，也會聽說地球上有一些奇怪的區(qū)域如百慕大三角等天然磁場區(qū)域給人們造成很多苦惱和安全隱患。隨后人們逐漸掌握了磁場的相關知識并學會了利用這些磁場。

5.1.1地磁場應用現(xiàn)狀

地球磁場即地球和周圍空間之間存在的磁場，它由主磁場，異磁場和干擾場組成，朱磁場隨著時間的流逝而不斷變化.異磁場穩(wěn)定性較強，干擾場經(jīng)常會受到磁暴、太陽活動等多種因素的影響。古時人們學會了使用地磁指北的特性辨別方向，到現(xiàn)在在地磁的利用上開發(fā)出了越來越多的應用，地磁導航技術，利用地磁磁場強度差異的原理所開發(fā)的循跡技術，利用地磁場進行發(fā)電等技術都在人們對地磁場越來越清晰的認識的基礎上開發(fā)了出來。

5.1.2生物磁場的應用現(xiàn)狀

在人們認識到生物體周圍存在著相應的生物磁場后，對于生物磁場的探索就從未停歇，生物體本身以及生物體的相應的活動都會產(chǎn)生磁場。現(xiàn)代人們對生物磁場做了更加具體的研究，測定生物磁場的強度范圍，試驗認為的進行對生物磁場的磁干預對生物體的生命活動產(chǎn)生的影響，在此基礎上制造出了生物靶向磁暴機進行糧食害蟲防治。同時，針對生物體的本身磁場與生命活動的磁效應，產(chǎn)生了以電磁感性效應而制作的搜救裝置。這些根據(jù)生物體本身的磁場特性或者電磁間作用等開發(fā)的新應用，在一定程度上為人體認識自然，探索自身奧秘提供了實踐的方向和嘗試經(jīng)驗。

5.2人為磁場的應用現(xiàn)狀

5.2.1人為磁場的能源輸電應用

從對地磁場的發(fā)現(xiàn)與應用，人們在漫長的科學探索過程中認識到了磁場與電流的關系，繼而發(fā)現(xiàn)了磁場可以產(chǎn)生電流的特性和磁場本身的一系列特性，自發(fā)電機發(fā)明以來，學者們在能源道路上的探索中漫漫求索，向著更加簡潔高效的發(fā)電方式上探索，發(fā)電效率高、污染小、結(jié)構(gòu)緊湊、啟動快、容量大的磁流體發(fā)電技術就是一個開創(chuàng)新的磁發(fā)電技術。在磁發(fā)電的方向上，熱磁發(fā)電的技術有著既能節(jié)省工業(yè)余熱能源損失，應用范圍廣的特點，將熱能簡潔的轉(zhuǎn)化為電能。

5.2.2人為磁場的公共設施應用

在探索磁場的歷程中，科學家們逐漸發(fā)現(xiàn)了磁場的妙用，通過將導線在磁場中進行切割磁感線運動來產(chǎn)生電流是最初的發(fā)電機的應用，而現(xiàn)在磁動力發(fā)電逐漸被其他成熟的發(fā)電技術所替代，磁生電技術更多的被應用在學科知識講解上。在電磁原理的進一步運用上，隨著航天技術的快速發(fā)展，宇航電子產(chǎn)品上使用的電磁繼電器種類和數(shù)量也越來越多。而磁定位方法也在一位位學者們的不斷試驗中逐漸完善，將電磁定位與追蹤技術逐漸拓寬，推向成熟。在普通的生活領域，磁現(xiàn)象也出現(xiàn)的越來越多，利用磁場進行信號傳輸和能量傳輸?shù)姆绞奖贿\用在日常生活中的一些公共設施上，這些設施有很多在磁場范圍和能量的約束上還存在著一定的問題會給人們身體健康等造成危害。

5.2.3人為磁場的醫(yī)療應用

電磁醫(yī)療設備在人們對電磁原理的深入探索中，開發(fā)進程逐漸的變得高效且快速，出現(xiàn)了磁共振成像、生物阻抗圖、磁刺激腦起搏、體外碎石等大量臨床設備。在醫(yī)療領域，電磁設備的應用以治療設備居多，其電磁成像設備在醫(yī)療領域的普及給醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展起到了巨大的作用，且電磁熱療的治療技術也在不斷的研究和完善的過程中，電磁效應在給藥方式、腫瘤治療上都有著它獨特的效用。

6結(jié)論分析

6.1天然磁場應用分析

人類在天然磁場的應用上開發(fā)出了各種各樣的新式應用方式，人體內(nèi)存在的生物電，隨著人體的運動產(chǎn)生的電荷流動產(chǎn)生生物電流，而電流的流動必然產(chǎn)生磁場，所以人體磁場在生活中必然受到各種生物磁場的影響作用。但地磁場，空氣電離磁場等大型天然磁場對人體的影響微弱。而天然磁場還存在著很多如百慕大三角等，或者是因太陽運動等高能帶電粒子的到來產(chǎn)生的磁場變化產(chǎn)生的環(huán)境事故災害可能對人類產(chǎn)生一定的影響，如太陽風強大的磁力會導致大氣層磁力活動加劇，而對地球上普通的電磁相關設施產(chǎn)生較大的災害影響，如電力輸送設施崩潰，地磁導向作用失常等。

而我們對天然磁場的開發(fā)已經(jīng)處在一個較為完備的階段，各類地磁定位、測距功能，在這基礎上所開發(fā)的地磁導航功能越來越多的應用在新時代的各種事物上，從獨有的角度對我們社會的進步有著十分重要的推動作用。

6.2人為磁場應用分析

人造磁場，在應用上我選取的三個領域的研究發(fā)現(xiàn)，在人為磁場的能源方向，磁場的應用在產(chǎn)生電能的時候已經(jīng)有了多種多樣的方法與形式，但磁動力發(fā)電機卻存在著因磁場的分布變動或人為的短接使得出現(xiàn)短路現(xiàn)象的可能，這就存在著操作人員和發(fā)電設備的安全隱患，而且磁動力發(fā)電的設備在工作過程中磁場強度較大，所以在日常的運行和檢修等工作環(huán)節(jié)，需避免直接暴露在強磁場范圍內(nèi)，在足夠的磁場防護準備下進行工作。

在現(xiàn)代的電磁設備的開發(fā)上，人們已經(jīng)將電磁信號的相互轉(zhuǎn)化應用在各個領域，包括通信，供能，直接作用等各個方向，不可避免的存在著會與人體密切接觸的磁電設備，如微波爐，電磁爐，音響等，它們之中有的存在著有方向性的大量磁場外放，而缺少相應的防護功能，而人體的極低頻電磁場很容易受到這類外放強磁場的影響，對人體的臟腑等產(chǎn)生不好的影響。尤其以未成年人等在這類高磁區(qū)域所受到的危害將進一步擴大。

在利用電磁原理所制造的醫(yī)療設備中，主要的設備功用對象是利用電磁的生物效應所能產(chǎn)生的治療作用和檢查作用，在這兩個方向上，人們所制造開發(fā)出的各類醫(yī)療器械在漫長的試驗和臨場使用過程中對非常多的患者送去了福音，高效便捷的治療和檢查效果將很多病癥的治療與控制變得簡單。但電磁原理的醫(yī)療器械必然存在著很大的能量輸出，這些龐大的能量的約束如果出現(xiàn)問題就將對病人的身體造成嚴重的損傷，在電磁器械的醫(yī)療過程中，病人的防護工作無時無刻不經(jīng)受著電池醫(yī)療器械質(zhì)量的考驗。

7研究建議

7.1加強天然磁場的預測控制與轉(zhuǎn)化利用

天然磁場即是我們生存所依賴的根本條件之一，也是我們能夠有效的轉(zhuǎn)化利用形成價值的財富，針對天然磁場因天體等因素產(chǎn)生的磁場變動引發(fā)的自然災害等，我們需要在測控方式上進行改進，將這類事件所引發(fā)的損失進行有效的規(guī)避，將天然磁場的轉(zhuǎn)化利用方式進行進一步優(yōu)化，同時盡可能減少磁現(xiàn)象對我們造成的損失。

7.2公共設施中高電壓強磁場區(qū)域的約束控制與改進

強磁場區(qū)域以及高壓電力區(qū)域?qū)θ梭w安全的隱患是顯而易見的，第四軍醫(yī)大學的張曉軍教授等人研究發(fā)現(xiàn)生活中常見的一種脈沖磁場能夠?qū)羌毎脑鲋邓俣犬a(chǎn)生影響。常識告訴我們，生活中常見的高壓高磁的設施或者物品都存在著安全隱患，研究表明高壓輻射的長期接觸者易引起神經(jīng)系統(tǒng)類疾病、皮膚或循環(huán)系統(tǒng)疾病。而高磁環(huán)境的長期接觸會導致人體生物磁場的變化從而引起疾病。針對這一現(xiàn)象，高壓區(qū)域應建設在原理人群聚集地的空曠地區(qū)，而且需建立防止閑雜人誤觸的防護措施，而攜帶足以影響人體健康的磁場的物品在生活中更是隨處可見，應從產(chǎn)品質(zhì)量的進一步提升和社會媒體宣傳過程中避免人群暴露或接觸有害磁場，如遠離電視、電腦、微波爐等高磁物品。

7.3電磁醫(yī)療設備開發(fā)過程中的防護與能量控制工作

以電磁的生物效應為基礎原理所開發(fā)的醫(yī)療設備在使用過程中通常伴隨著大量的能量或磁場輸出，這類輸出過程在有效的控制和操作下能夠?qū)膊〉臋z測或治療起到良好的作用，而失控的能量磁場輸出對人體來說就是另一種傷害。電磁醫(yī)療設備的后續(xù)開發(fā)應建立在良好的能量和磁場控制技術的基礎上，同時要避免電磁醫(yī)療設備的使用過程中受到其他電磁設備的影響。優(yōu)秀的設備操作技術和必要的檢修維護工作也是電磁醫(yī)療設備的使用過程中必備的工作。

8進一步研究計劃

我的研究在現(xiàn)階段局限于我的自然科學知識水平，不能從深層次的對電磁原理在生活中的具體應用上進行進一步的分析，我將在日后的學習過程中努力去補充自己，在后續(xù)的物理方向的學習過程和日常生活中的感受與見聞中夯實自己的學科基礎知識，并堅持的吧所學的理論知識聯(lián)系實際生活，在實際應用中把它們發(fā)揮出來，為電磁原理在生活中的進一步運用和電磁污染的有效防治等貢獻自己的一份力量。

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