Главная Метрология Менеджмент Международное право Медицина физкультура здравоохранение ИГП Земельное право Журналистика Жилищное право Экология и охрана природы Транспорт Религия и мифология Педагогика Маркетинг реклама и торговля История и исторические личности Бухгалтерский учет и аудит Геополитика Ботаника и сельское хозяйство Архитектура Новейшая история политология Программирование базы данных Наука и техника Математика и физика История политичиских учений Законодательство и право География и геология Банковское право Медицинский справочник Карта сайта	Рефераты. Влияние электромагнитных полей (ЭМП) на живые организмы Р = i2ρ вт\см3 Величину плотности тока i следует вычислять применительно к форме и электрическим параметрам биологического объекта. Такой расчет  для человека, находяще­гося в переменном электрическом или магнитном поле в диапа­зоне частот от 100 Кгц до 1 Мгц, сделан при следующих допуще­ниях: 1. Тело человека приближенно рассматривается как гомоген­ный (по электрическим свойствам) проводящий эллипсоид; 2. Рассматривается только однородное электрическое или магнитное поле, в котором тело (эллипсоид) расположено так, что его большая ось параллельна силовым линиям. При этих условиях плотность тока в случае электрического поля равна ie=1,3*10-13 *f*E а/см2,   а в случае магнитного поля iн=1,3*10-11*f*H а/см2  (Е выражено в в/м, Н — в а/м, f —в гц).   Количество тепла, выделяемое при этом в теле человека, бу­дет определяться из соотношений: QE=2*10-20* ρср*f2*E2 кал/мин QH=2*10-16 ρср*f2*H2 кал/мин (ρср - среднее удельное сопротивление тканей тела человека). В диапазонах ультравысоких и сверхвысоких частот преоб­разование энергии ЭМП в тепловую связано уже не только с по­терями проводимости, но и с диэлектрическими потерями. При этом доля диэлектрических потерь в общем поглощении энергии ЭМП в тканях возрастает с частотой. Например, потери, связанные с релаксацией молекул воды в тканях, при частоте 1 Ггц составляют около 50% от общих потерь, при частоте 10 Ггц - около 90% и при частоте 30 Ггц—около 98%. В этих частотных диапазонах (выше 100 Мгц) размеры те­ла человека и крупных животных уже сравнимы с λ или превы­шают ее, а ткани тела уже нельзя рассматривать как проводя­щую среду; наконец, нельзя считать различные ткани гомоген­ными по электрическим свойствам. Иначе говоря, условие квазистационарвости здесь не выполняется и необходимо рас­сматривать поток волн, часть которого отражается от поверхно­сти тела, а остальная часть постепенно поглощается в электриче­ски негомогенных тканях. С учетом отражения мощность ЭМП, поглощаемая на 1 см2 поверхности объекта, или действующая мощность (Рд) будет равна Рд = Ро*(1-К), где Ро — плотность потока мощности, падающая на поверхность объекта, К—коэффициент отражения. Значения коэффициента отражения ЭМП разных частот от различных тканей при разных частотах и глубина проникновения энергии ЭМП в глубь тканей (т. е. глубина, на которой энергия умень­шается в е раз) приведены в таблицах. Коэффициент отражения от границ раздела между тканями при различных частотах
	Частота, Мгц
Границы раздела	100	200	400	1000	3000	10000	24 500	35000
Воздух — кожа	0,758	0,684	0,623	0,570	0,550	0,530	0.470
Кожа — жир	0,340	0,227	—	0,231	0,190	0,230	0,220	—
Жир — мышцы	0,355	0,3515	0,3004	0,2608	—	—	—	—

Глубина проникновения электромагнитных волн в различные ткани, см

                                               Частота, Мгц

Ткань

100

200

400

1000

3003

10000

24000

35 000

Костный мозг

22,9

20,66

18,73

11,9

9,924

0,34

0,145

0,073

Головной мозг

3,56

4,132

2,072

1,933

0,476

0,168

0,075

0,0378

Хрусталик глаза

9,42

4,39

4,23

2,915

0,500

0,174

0,0706

0,0378

Стекловидное тело

2,17

1,69

1,41

1,23

0,535

0,195

0,045

0,0314

Жир

20,45

12,53

8,52

6,42

2,45

1,1

0,342

     ---

Мышцы

3,451

2,32

1,84

1,456

    ---

0,314

   ---

Цельная кровь

2,86

2,15

2,15

1,787

1,787

1,40

0,78

0,148

0,0598

0,0272

Кожа

3,765

2,78

2,18

1,638

0,646

0,189

0,0722

   ---

                 

Зависимость степени поглощения энергии ЭМП в биологи­ческом объекте от размеров последнего можно оценить из расчетов для полупроводящей сферы. Из них вытекает, что при R>λ в полупроводящей сфере поглощается примерно 50% мощности, падающей на поперечное сечение, независимо от активной проводимости вещества сферы. Расчеты и эксперименты на моделях  показали, что это справедливо для биологических объек­тов любой формы в диапазоне частот от 300 Мгц до 3 Ггц. Но при R<λ поглощаемая мощность зависит от электрических па­раметров объекта и при некоторых значениях R/λ в нем погло­щается больше энергии, чем падает на поперечное сечение.

Зависимость характера поглощения от анатомического рас­положения тканей определяется главным образом толщиной подкожного жирового слоя и способом приложения ЭМП к объ­екту. Если воздействие производится путем помещения объек­та между пластинами конденсатора, то в подкожном слое, име­ющем более низкие значения относительной диэлектрической проницаемости ε’ и активной проводимости σ , чем у глубже расположен­ных мышечных тканей, напряженность Е будет выше, чем в мышцах. Соответственно распределится и поглощаемая мощ­ность ЭМП. Если производится облу­чение объекта волнами, то жировой слой может сыграть роль «трансформатора импедансов» между воздушной средой и мышечной тканью, что мо­жет привести к той или иной компенсации от­ражения волн и, следо­вательно, к соответ­ствующему   увеличе­нию доли поглощаемой мощности. Этот эффект зависит от толщины жирового слоя, толщи­ны слоя кожи и от ча­стоты ЭМП.

До сих пор мы не учитывали еще одного физического про­цесса, от которого может зависеть относительное распределение поглощения энергии ЭМП в тканях живых организмов, а имен­но возникновения стоячих волн, в результате которого энергия, поглощаемая в том или ином слое тканей, может значительно возрасти по сравнению со случаем распространения волн в этой ткани. Стоячие волны могут возникнуть (в связи с отражения­ми на границах раздела тканей, имеющих различные электри­ческие параметры) в тех случаях, когда толщина рассматрива­емого слоя тканей сравнима с длиной волны (величина которой в свою очередь зависит от электрических параметров ткани). Из таблицы, в которой приведены значения длин волн в различ­ных тканях, видно, что такое соотношение возможно в слоях тканей человека и крупных животных для ЭМП с частотами выше 3 Ггц.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5