电磁学小论文

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1、电磁波控制生物的可行性研究及模型探讨（蔡一鸣PB10203041）内容简介：电磁场能够控制生物的生化基础与影响实例二二》电磁场影响生物生化过程的几个模型探讨二二》电磁波控制生物的几个大胆方案二二》与相关科学的联系一，导言从某个角度来看，生物是一架极为精妙的电子机器，其内部无吋无刻不在激荡着的生物电流和有序运动着带电分子，离子。而生命活动的微观形式：生化反应，其本质则來源于分了离了由于电磁作用而产生的化学键的形成与断裂。屯磁现象在生命中起着极其重要的作用。既然牛命中有如此丰富的电磁现彖，那么可不可以通过外加电磁场来人为控制这些过程呢？进一步的，既然这些屯磁现象对丁生命如此

2、重要，可不可以通过电磁波控制生命体的活动，使Z按照控制者的意愿产牛某种惊人的效果呢？一旦这成为可能，则必将引发社会革命性的变化。本文将从生物，化学中的电磁学机理，以及电磁场影响生物的几个模型來探讨这个问题。二，生物体的电学现象与受电场影响(1)生物的电特性生物体内充满了电荷，绝大部分以离子，离子基团和电偶极子的形式存在。如Na+,K+,Ca2+,Cl■等无机离子，组成蛋口质的20种氨基酸有13种能在水中离解产生离了基团或表现电偶极了特性。这些电荷的广泛存在给外场通过影响电荷进而影响生理过程提供了口J能。而作为细胞生活环境和生化反应环境的水更是具有明显的电学特性：水分子具

3、冇很强的偶极性。水的偶极距为1.84Do整个水分子具冇质子施主的能力，能与其他水分子，离子或生物人分子的极性基I才I之间形成氢键。这给外场影响提供了很好的电学环境。(1)生物的电活动①动作电位与静息电位静息电位：内负外止，幅度50^100mv,主要由氯离了，钾离了，钠离了的内外迁移达到平衡后形成。[K十]。动作电位：幅度约为90^130mV,动作电位超过零电位水平约35mV,神经纤维的动作电位一般历时约0・5~2・0砒，可沿膜传播，当细胞受到刺激产生兴奋时细胞膜上大量的钠通道同时开放，细胞外的钠离了快速、大量地内流，导致细胞内正电荷迅速增加，电位急剧上升，形成了动作电位

4、的上升支，当膜内侧的正电位增大到足以阻止钠离子的进一步内流时，也就是钠离子的平衡电位时，钠离子停止内流，并冃钠通道失活关闭。在此吋，钾通道被激活而开放，钾离子顺着浓度梯度从细胞内流向细胞外，大量的阳离了外流导致细胞膜内电位迅速下降产生去极化，形成了动作电位的卜•降支。动作电位与静息电位的交替以电流形式沿神经元的轴突传导，从而传递信号。②重要生化反应屮的电子转移细胞里的许多能量反应一般來说都口J以被理解为分子之间的电子转移。这就是细胞所进行的物质发酵或呼吸，亦可以称作是生物氧化，其作用形式就是电子在细胞物质间流动的氧化述原。细胞为了生存，必须有电子源，这就是生化反应中的电

5、子或氢的供体。植物把水作为电子源，从水中汲取电子，光合作用把水分子分解成电子、质子(H+)即氢核和分子氧。许多微生物从述原性物质获得电子或氢来合成有机质，动物是从现有的有机物屮获得电子和氢来合成白身的有机质。(2)静电场对生物的宏观影响：曲于(1)(2)中的电现象，外电场自然会对生物体内的自由基活动，各种酶活性，膜渗透，代谢等产生影响。其宏观表现有：高压静电场对离体培养肿瘤细胞生长有抑制作用，静电场能促进萝卜对矿质元素的吸收，叶片光合色素含量增加，呼吸作用活性增强，电晕电场对大皿作物和蔬菜生长有较大影响，用匀强静电场处理甜菜种子能提高甜菜糖份0.6度。200、600V静

6、电场对人神经衰弱治疗有效率达94.3%等等三，生物的磁现象与受磁场影响(1)生物的磁现象：大部分生物大分了是各向界性反磁性，少数为顺磁性，极少数呈铁磁性。在磁性细菌，鸽了和个别人等少数生物中发现有微量四氧化三铁和Fe等强磁性物质存在，它们在生物的定向导航中起到了重要的作用。正常人体组织是非磁性的，磁化率很小，没有剩余的磁距，部分原因是由于生物体基本上由水组成，而水是弱的反磁性物质。各种生物活动会产生生物电过程，如电子传递，离子转移，神经电活动等，由此产牛频率强度不同的牛物磁场。这些磁现彖给外场影响生物提供了可能。(2)磁场对生物的影响①磁场对生物体内水的作用磁场能使水聚

7、体的偶极矩取向发牛变化，改变原子核外的电子激发程度，实现共振。进而改变水的物化性质。而水乂是细胞生活的环境，股磁场能进一步对细胞产生影响。②磁场对组织细胞的作用磁场能使细胞内电荷运动方向发生改变，使电子或离子不能达到正常的功能位置，生物分子间的亲和力受到破坏，从而抑制细胞周期的正常进行，导致分裂停止。在较高感应电势的作用下，细胞膜被击穿或被感应电流烧伤，或被磁距扭曲，甚至引起细胞死亡。另一方面，磁场作用亦可促进组织细胞带电微粒的运动,调整生物分子的液品结构，改变膜的通透性，促进代谢过程，加强组织细胞成长。③宏观效应：磁致遗传效应：磁场能引