Dodaj do listy

Pole magnetyczne i jego wpływ na człowieka

Wyjaśnijmy na początek, czym jest pole magnetyczne Ziemi, jak wygląda i czym się charakteryzuje. Pole magnetyczne Ziemi określamy też jako magnetyzm Ziemski. Jest to jedna z podstawowych właściwości fizycznych naszej planety. Pod tym względem Ziemię można sobie wyobrażać jako olbrzymi magnes, którego środek znajduje się w jądrze planety, a bieguny znajdują się na obu biegunach polarnych. Jak wygląda pole takiego olbrzymiego magnesu? Otóż można je w przybliżeniu traktować, jako pole jednorodnie naładowanej kuli. Przy czym oś tego pola magnetycznego nie pokrywa się z osią obrotu, a jest nachylona do niej pod kątem 11,50. Na biegunach magnetycznych wartość poziomej składowej pola jest największa. Jednorodność tego pola to tylko przybliżenie. Tak naprawdę pole to jest nieustannie zaburzane przez różnego rodzaju anomalie magnetyczne, a także samo pole w pewien sposób ulega zmianom. Zmiany te jednak są bardzo niewielkie i nie wpływają drastycznie na postać całego pola. Czasy ich trwania są bardzo małe, a wartości tych zmian nie przekraczają 5% natężenia pola magnetycznego stałego. Jednak w przeszłości zdarzały się dosyć drastyczne zmiany pola magnetycznego Ziemi, dochodziło nawet do zmiany biegunów, tak, że biegun południowy stawał się biegunem północnym, a północny południowym. Te informacje wykorzystywane są także w badaniach geologicznych przy określaniu wieku skał. Bada się w tym wypadku namagnesowanie takiej skały, dzięki czemu można określić okres z którego pochodzi.

Jednak zastanówmy się głębiej nad genezą powstania takiego pola magnetycznego. Według naukowców pole magnetyczne Ziemi wytworzyło się w wyniku oddziaływania pola magnetycznego Słońca. Działo się to miliardy lat temu, kiedy Ziemia Ziemia trzecia w odległości od Słońca planeta Układu Słonecznego, oddalona od Słońca o ok. 149,6 mln km, piąta co do wielkości. Kształtem zbliżona do elipsoidy obrotowej powstałej w wyniku jej obrotowego ruchu,... Czytaj dalej Słownik geograficzny nie była jeszcze uformowaną planetą, a wirującym zlepkiem skała i pyłów. Podczas podróży takiego pyłu, który był w stanie przewodzić prąd elektryczny, wokół Słońca, pole magnetyczne oddziaływało na niego. Oddziaływanie to wyglądało w ten sposób, że powodowało ruch elektronów. Ruch elektronów powodował przepływ prądu elektrycznego, a jak wiemy doskonale przepływ prądu elektrycznego wiąże się z powstaniem pola magnetycznego. Tak powstałe pole magnetyczne jest tym samym polem magnetycznym, które dzisiaj rejestrujemy. Jego źródłem w obecnym stadium naszej planety, jest jej jądro. W nim to ciągły ruch masy ciekłego żelaza powoduje wytworzenie pola magnetycznego. Przez większość czasu ten "silnik" pracuje jednostajnie, bez większych zakłóceń. Jednak co pewien okres czasu, drastycznie zwalnia powodując odwrócenie biegunów, lecz zaraz po tym znowu wraca do pierwotnego tempa pracy.

Przez długi okres czasu, proces wytwarzania pola magnetycznego przez naszą planetę nie był zrozumiały i wielu geofizyków łamało sobie na nim głowy. Jednakże ostatnio został on w pełni wyjaśniony.

Pole magnetyczne człowiek wykorzystywał już wieki temu. Dzięki jego istnieniu mógł skonstruować kompas, który pomagał mu określić kierunek swej podróży, co tak naprawdę jest wykorzystywane także w dzisiejszych czasach. Jednakże nie wiedziano dokładnie co jest przyczyną tego, że igła kompasu zawsze ustawia się w tym samym kierunku. Pierwszym który zauważył istotę tego zjawiska był nadworny lekarz królowej Anglii, Elżbiety I - William Gilbert. Zuaważył on bowiem słusznie, że dzieje się tak, ponieważ Ziemia jest wielkim magnesem. Dowodził swojej teorii badając zachowanie się igły w pobliżu magnesu, przez co pokazał, że zachowanie igły można wyjaśnić przyjmując, że Ziemia przypomina taki olbrzymi magnes. Wówczas także przyjął że oś pola magnetycznego pokrywa się z osią obrotu Ziemi. Jednak to nie do końca było prawdą, ponieważ nie wiedział o odkrytym 100 lat wcześniej zjawisku deklinacji magnetycznej, która sprawia że bieguny magnetyczne są inaczej położone. Zjawisko to odkrył jako pierwszy Krzysztof Krzysztof H. Balzak Ojciec Goriot, bohater epizodyczny; posługacz w pensjonacie pani Vauquer
Czytaj dalej Słownik bohaterów literackich - liceum
Kolumb, który podczas swych podróży zauważył, że igła magnetyczna odchyla się od kierunku który wskazuje Gwiazda Gwiazda Gwiazda symbolizuje boską ideę, boskie oko, bóstwo, Mesjasza, anioła, boski ogień, światło niebiańskie, wróżbitę, nieskończoność, ideał, szczęśliwość, sukces, nadzieję, szczęście,... Czytaj dalej Słownik symboli literackich Polarna (gwiazda polarna leży na osi wyznaczonej przez kierunek obrotu Ziemi). Odchylenie to stawało się tym większe im dalej on płynął na zachód. Zjawisko to znalazło potwierdzenie także w kolejnych wyprawach. Okazało się także, że bieguny te wędrują i co roku zmieniają swoją pozycję o ok. 10 - 15 km. Dlatego też wskazania kompasu należy systematycznie korygować, według coraz to nowszych zmieniających się map pola magnetycznego Ziemi.

Ale hipoteza Gilberta była narażona na poważny kryzys. Otóż każdy magnes ulega stopniowemu rozmagnesowaniu - czyli traci powoli swoje pole magnetyczne. Proces ten jest w normalnych warunkach dosyć powolny, ale przy wysokich temperaturach może przebiegać stosunkowo szybko. Dlatego też, jeśli zauważy się że wnętrze Ziemi to gorące jądro, to nie zgadza się to z hipotezą Gilberta mówiącą o Ziemi jako o wielkim magnesie, przez co została ona zastąpiona przez lepszą hipotezę. Otóż pole magnetyczne Ziemi to nie jest zwykłe pole, takie jakie tworzy wokół siebie magnes. Jest to pole elektromagnetyczne - nieustanny przepływ prądu elektrycznego we wnętrzu naszej planety powoduje powstanie pola magnetycznego. Proces ten przebiegał od narodzin Ziemi, stopniowo ewoluując w czasie. Warto tu dla lepszego zrozumienia, przypomnieć proces powstawania naszej planety. Otóż kiedy materia w wyniku oddziaływania grawitacyjnego, zbierała się coraz bliżej siebie, tworząc coraz gęstszy i mniejszy obłok pyłu, cięższe jego elementy zbierały się bliżej środka takiego obłoku. Tymi cięższymi elementami, były ciężkie pierwiastki, takie jak żelazo. W ten oto sposób został wytworzony zewnętrzny płaszcz Ziemi, który składa się głównie z lekkich pierwiastków takich jak krzem, oraz część wewnętrzna - metaliczne jądro, którego średnica wynosi ok. 7 tys. km. Jądro z kolei także jest złożone z dwóch warstw - wewnętrznej i zewnętrznej. Warstwa zewnętrzna jest ciałem stałym, natomiast zewnętrzna płynną, gęstą gorącą cieczą. Ciecz ta będąca płynnym metalem nieustannie jest w ruchu, a to w połączeniu z ciągłym ruchem wirowym całej naszej planety, tworzy nam swoistego rodzaju dynomaszynę. Taka maszyna jest bardzo ciekawa, ponieważ w pewnym sensie sama się napędza. Wytwarzane pole magnetyczne przez przepływ prądu elektrycznego, powoduje jego dalszy przepływ. Stosunkowo niedawno udało się naukowcom zbudować model wnętrza Ziemi, który po wielu nieudanych próbach w końcu zadziałał. To tylko potwierdziło teorię źródła pola magnetycznego naszej planety.

Jak już wspomniano bieguny magnetyczne Ziemi są nieustannie w ruchu. Dlatego też niemożliwym jest dokładne wyznaczenie ich położenia. Gdy będziemy próbować znaleźć położenie bieguna północnego, to zauważymy będąc w miejscach wiecznie skutych lodem, że porusza się on tam z prędkością 5m/s. Także położenie bieguna południowego jest bardzo ciężko ustalić.

Dawne wyobrażenia na temat źródła pola magnetycznego Ziemi, prowadziły do wniosków, że wskazania igły kompasu są skutkiem istnienia gdzieś daleko na północy wielkiej magnetycznej góry.

Teraz zajmijmy się wpływem pola magnetycznego na żywe organizmy.

Oddziaływanie elektromagnetyczne, to jedno z podstawowych oddziaływań obserwowanych w przyrodzie. Jest ono obecne praktycznie wszędzie, czy to jeśli chodzi o rozprzestrzenianie się światła, czy przyciąganie naładowanych ładunków. W przyrodzie występuje wiele naturalnych źródeł oddziaływania elektromagnetycznego - naturalnych pól elektromagnetycznych. Najbliższym takim polem człowiekowi jest pole naszej planety. Jest to pole stało, którego indukcja magnetyczna wynosi maksymalnie 0,07 mT, a natężenie pola elektrycznego waha się od 100 do 130 V/m ( mierzone na wysokości 1m nad powierzchnią). Samo pole magnetyczne ulega wpływowi pola magnetycznego Słońca. Słońce przeżywa od czasu do czasu okresy wzmożonej aktywności magnetycznej, co bezpośrednio powoduje zaburzenia w polu magnetycznym naszej planety. Wpływ pola magnetycznego na otoczenie można bezpośrednio zaobserwować w przypadku zjawiska zorzy polarnej. Wtedy to cząstki, które dochodzą do nas z przestrzeni kosmicznej poddane są oddziaływaniu pola magnetycznego. Zorze powstają tylko w rejonach Arktyki i Antarktydy, ponieważ tam najbardziej skupiają się linie pola magnetycznego.

Naturalne pole magnetyczne Ziemi, jest wykorzystywane w wielu aspektach. Można dzięki niemu określić wiek skał. Ponieważ zmiany pola magnetycznego powodują zmiany namagnesowania skała, które można zmierzyć za pomocą dokładnych mierników elektronicznych.

Geolodzy często w swoich badaniach badają pole magnetyczne znajdujące się w określonym rejonie, w celu wykrycia obecności różnych skał, a także np. złóż rudy żelaza. Dzięki temu w przypadkach poszukiwania takich złóż pierwszym etapem, jest wykonanie takiej magnetycznej fotografii terenu. Dzięki takiemu zdjęciu można w tani sposób sprawdzić, czy w danym miejscu znajduje się ruda żelaza, czy też nie. Co ciekawe metoda ta znalazła też zastosowanie swego czasu w poszukiwaniu ropy naftowej w rejonach Morza Północnego.

Już wcześniej wspomniano o jednej z pierwszych metod wykorzystania pola magnetycznego, jaką był kompas. Kompas Kompas busola
Czytaj dalej Słownik geograficzny
magnetyczny zaopatrzony jest w namagnesowaną igłę magnetyczną, która jest w ten sposób umieszczona, że może swobodnie się obracać dookoła swoje osi. Powstały różne typy i rodzaje kompasów, wykorzystujących zasadę ustawiania się namagnesowanej części wzdłuż kierunku pola magnetycznego. Jednym z takich kompasów jest kompas żyroskopowy, w którym oś obrotu pełni rolę igły magnetycznej. Modyfikacją zwykłego kompasu, jest busola, która oprócz igły magnetycznej zawiera także odpowiednie wskaźniki określające dokładne położenie. Taka busola Busola przyrząd do pomiaru i wyznaczania azymutów. Składa się z kompasu, urządzeń celowniczych i skali kierunków. Używana jest jako przyrząd nawigacyjny oraz w geodezji i geologii.
Czytaj dalej Słownik geograficzny
wykorzystywana jest w nawigacji lotniczej, oraz morskiej. Jednak w dzisiejszych czasach, w dobie nawigacji satelitarnej stanowi już bardziej układ rezerwowy i pomocny. Jednak nadal jest z powodzeniem wykorzystywana w geodezji prze określaniu położenia i kierunku w terenie.

Same organizmy żywe, takie jak owady, ptaki, czy ryby wykorzystują istnienie pola magnetycznego do orientacji w terenie. Dzięki temu co roku obserwuje migracje Migracje przemieszczanie się osobników z jednej populacji do drugiej. Następuje wtedy przepływ genów między tymi populacjami, co może doprowadzić do zmiany częstości genów i wywołać zmianę ewolucyjną (czynnik... Czytaj dalej Słownik biologiczny tych zwierząt z jednego miejsca na drugie. Najbardziej zdumiewające jest to, że zwierzęta te dokładnie wyczuwają to pole, dzięki czemu mogą precyzyjnie określić kierunek swojej wędrówki.

Można powiedzieć, że bez istnienia pola magnetycznego Ziemi, praktycznie niemożliwym byłoby istnienia życia na naszej planecie. Odpowiada ono za podstawowy rytm życia na naszej planecie. Wpływa na zmienność pór roku, na istnienie prądów morskich i wiele innych. Są to tylko małe efekty olbrzymiej aktywności naszej planety. W pewien choć może nieznaczny sposób pole to jest także odpowiedzialne za stan naszego zdrowia. Bezpośrednio o wpływie pola magnetycznego na zdrowie Zdrowie stan pełnej sprawności fizycznej, psychicznej i społecznej. Z fizjologicznego punktu widzenia zdrowie jest to pełna zdolność organizmu do utrzymania równowagi między nim i środowiskiem zewnętrznym,... Czytaj dalej Słownik biologiczny człowieka decyduje to, jakie jest natężenie tego pola, oraz jego częstotliwość. W dzisiejszych czasach coraz częściej spotykamy się z urządzeniami elektrycznymi, które emitują pola elektromagnetyczne o niskich częstotliwościach. Spotykamy je wszędzie, w domu, w pracy na spacerze, po prostu wszędzie. Większość z nich emituje pole elektromagnetyczne o częstotliwości 50 Hz. I ostatnio coraz bardziej podejrzewa się, że pola o takich niskich częstotliwościach są przyczyną coraz częstszego występowania nowotworów u ludzi. Przyjmuje się także obecnie, że długotrwałe przebywanie w obszarze, w którym występuje pole magnetyczne o natężeniu większym niż 3 - 10 mG, może zwiększyć prawdopodobieństwo wystąpienia nowotworu. A przypomnijmy, że ten próg natężenia jest niższy niż natężenia w przypadku pól jakie powstają wokół linii wysokiego napięcia, czy nawet niektórych urządzeń domowych.

Praktycznie cały czas jesteśmy wystawieni na działania pól radiowych i mikrofalowych, jednak i natężenia są niewielkie i nie powodują negatywnych zmian w naszym zdrowiu. Według badań przeprowadzonych w USA, tylko 1% ludności żyje w obszarze działania pól o dużym natężeniu, a pozostałe 99% w obszarze, gdzie to natężenie jest niskie i nie zagraża zdrowiu człowieka.

Cały czas są prowadzone badania nad wpływem pól elektromagnetycznych na zdrowie człowieka i zwierząt. Jak do tej pory zebrane dane nie wykazują specjalnego zagrożenia. Jednak badania przeprowadzone na zwierzętach, w czasie których były poddane długotrwałemu działaniu pola elektromagnetycznego wykazały niekorzystne zmiany w ich fizjologii. Zwierzęta stały się bardziej nerwowe, obniżyła się ich płodność, a także znacznie obniżyła się ich sprawności psychofizyczna. W ostatnich czasach temat bezpośredniego zagrożenia wynikającego z wpływu pola elektromagnetycznego jest dosyć często obecny w różnego rodzaju dyskusjach. Ale rzadziej mówi się o pośrednim wpływie pola elektromagnetycznego. Nie zapominajmy, że w wyniku oddziaływania elektromagnetycznego zdarzają się wszelkiego rodzaju porażenia i wyładowania elektryczne. Na działanie pola elektromagnetycznego szczególnie wrażliwe są urządzenia elektryczne. Należy o tym pamiętać w przypadkach użytkowania takich urządzeń jak rozruszniki serca, czy aparaty słuchowe. Wyładowanie elektryczne może objawić się w postaci iskry, która jeśli padnie na materiał łatwo palny może spowodować bardzo groźny pożar, lub wybuch.

Ludność jest coraz bardziej narażana na wpływ pola elektromagnetycznego. Powstaje coraz więcej urządzeń elektrycznych, które emitują takie promieniowanie. Do najsilniej oddziałujących na człowieka należy zaliczyć aparaturę medyczną, oraz tą wykorzystywaną w energetyce jądrowej. W przypadku aparatury medycznej, głównym tutaj źródłem są różnego rodzaju urządzenia służące do wykonywania prześwietleń rentgenowskich. Wykorzystuje się w nich zazwyczaj lampę rentgenowską, która jest źródłem promieniowania rentgenowskie, które z kolei jest bardzo szkodliwe dla zdrowia człowieka. Prześwietlenie rentgenowskie odbywa się w ten sposób, że pacjenta kładzie się pod taką lampą, a bezpośrednio pod jego ciałem umieszcza się kliszę fotograficzną Padające promieniowanie z lampy przenika przez ciało pacjenta, gdzie jest absorobowane. Najsilniej pochłaniane jest w kościach, a najsłabiej w pozostałych tkankach. Następnie po przejściu przez ciało pada na kliszę powodując ogólnie jej zaczernienie, poza miejscami gdzie zostało silnie pochłonięte.

W przypadku energetyki jądrowej, promieniowanie elektromagnetyczne powstaje w elektrowniach jądrowych. Innymi urządzeniami, które są emiterami promieniowania elektromagnetycznego są akceleratory wykorzystywane przez fizyków do badań nad strukturą materii.

Coraz większy rozwój technologiczny wprowadził do naszego świata pola elektromagnetyczne, na które nasze organizmy nie są uodpornione. Urządzeń elektrycznych emitujących pole elektromagnetyczne przybywa coraz więcej w naszym świecie, co bezpośrednio wiąże się z coraz większymi zaburzeniami zdrowotnymi występującymi u ludzi. Nauczyliśmy się wykorzystywać jego dobrodziejstwa, ale nie należy zapominać o częstych negatywnych skutkach jego działania.