磁場在實際生活中的應用現狀

曹育閣 向紹勇

摘要

磁場是一種看不見、摸不著的特殊物質，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，磁化水可以防止結垢，磁化種子可以增產……這都是磁場在我們生活中的表現，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，討論在現有的天然磁場應用和人造磁場應用方式上的優缺點，并根據分析結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避或控制方法，將磁場的危害控制在一個安全的區域內。

2研究目的及意義

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

意義：對磁場在現今社會的各方面的應用現狀進行分析，找到其中安全控制不足的地方，針對性的提出相應的優化建議和措施，有助于幫助電磁應用機構進行設施優化或加強，以確保在磁場的應用過程中不對環境以及人身或財產等造成污染或損害。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”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狀，以及電磁在生活相關應用的優勢和不足，對其匯總整理，并根據社會實際發展需要對磁場在生活中的應用提出改進、發展的建議（如圖1）。

4研究過程

4.1認識各類磁場

結合老師講解的書本知識與我從知網等數據庫搜集的文獻，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，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，這也就是現代電磁場的由來。現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，而認為磁場即現代社會總人們因各類需要所制造或附帶產生的磁場，這類磁場有的是有益于人體健康如醫療用的磁場器械，而有的是因其他需要所不可比便的產生的對人體有害的磁場區域。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生相互作用，從而對人體健康造成影響。

4.2磁場應用現狀分析

在對現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和人們對其的應用或控制現狀進行了了解和分析，根據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和現有的應用手段進行收集整理分析，發現人們在地磁場的應用方面側重于導向和定位等功能的不斷研究上，有著較好的利用現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，人為磁場的產生和應用在現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象，在這一理論基礎上進行不斷地研究開發，有磁流體發電，熱磁發電等。隨后我接著對人為磁場在公共領域和醫療領域的應用做進一步探究，公共領域諸如最初的磁發電，后來的磁定位技術等，磁現象在生活中越來越多的領域內出現，在不同的研究方向上都有著一定的成果。醫療電磁器械的使用也為進行醫療行為的雙方帶來了更大的便利。

5研究結果分析

5.1天然磁場的應用現狀

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，空氣產生電離生成的磁場，生物體內生物電也會產生磁場，也會聽說地球上有一些奇怪的區域如百慕大三角等天然磁場區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.異磁場穩定性較強，干擾場經常會受到磁暴、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，到現在在地磁的利用上開發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的循跡技術，利用地磁場進行發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了出來。

5.1.2生物磁場的應用現狀

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生磁場。現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，產生了以電磁感性效應而制作的搜救裝置。這些根據生物體本身的磁場特性或者電磁間作用等開發的新應用，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驗。

5.2人為磁場的應用現狀

5.2.1人為磁場的能源輸電應用

從對地磁場的發現與應用，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，繼而發現了磁場可以產生電流的特性和磁場本身的一系列特性，自發電機發明以來，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電方式上探索，發電效率高、污染小、結構緊湊、啟動快、容量大的磁流體發電技術就是一個開創新的磁發電技術。在磁發電的方向上，熱磁發電的技術有著既能節省工業余熱能源損失，應用范圍廣的特點，將熱能簡潔的轉化為電能。

5.2.2人為磁場的公共設施應用

在探索磁場的歷程中，科學家們逐漸發現了磁場的妙用，通過將導線在磁場中進行切割磁感線運動來產生電流是最初的發電機的應用，而現在磁動力發電逐漸被其他成熟的發電技術所替代，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展，宇航電子產品上使用的電磁繼電器種類和數量也越來越多。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，磁現象也出現的越來越多，利用磁場進行信號傳輸和能量傳輸的方式被運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人為磁場的醫療應用

電磁醫療設備在人們對電磁原理的深入探索中，開發進程逐漸的變得高效且快速，出現了磁共振成像、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療領域的普及給醫療事業的發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出了各種各樣的新式應用方式，人體內存在的生物電，隨著人體的運動產生的電荷流動產生生物電流，而電流的流動必然產生磁場，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生的磁場變化產生的環境事故災害可能對人類產生一定的影響，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已經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現，在人為磁場的能源方向，磁場的應用在產生電能的時候已經有了多種多樣的方法與形式，但磁動力發電機卻存在著因磁場的分布變動或人為的短接使得出現短路現象的可能，這就存在著操作人員和發電設備的安全隱患，而且磁動力發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節，需避免直接暴露在強磁場范圍內，在足夠的磁場防護準備下進行工作。

在現代的電磁設備的開發上，人們已經將電磁信號的相互轉化應用在各個領域，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，對人體的臟腑等產生不好的影響。尤其以未成年人等在這類高磁區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，人們所制造開發出的各類醫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問題就將對病人的身體造成嚴重的損傷，在電磁器械的醫療過程中，病人的防護工作無時無刻不經受著電池醫療器械質量的考驗。

7研究建議

7.1加強天然磁場的預測控制與轉化利用

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化利用形成價值的財富，針對天然磁場因天體等因素產生的磁場變動引發的自然災害等，我們需要在測控方式上進行改進，將這類事件所引發的損失進行有效的規避，將天然磁場的轉化利用方式進行進一步優化，同時盡可能減少磁現象對我們造成的損失。

7.2公共設施中高電壓強磁場區域的約束控制與改進

強磁場區域以及高壓電力區域對人體安全的隱患是顯而易見的，第四軍醫大學的張曉軍教授等人研究發現生活中常見的一種脈沖磁場能夠對骨細胞的增值速度產生影響。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系統類疾病、皮膚或循環系統疾病。而高磁環境的長期接觸會導致人體生物磁場的變化從而引起疾病。針對這一現象，高壓區域應建設在原理人群聚集地的空曠地區，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，應從產品質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電磁醫療設備開發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的醫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對疾病的檢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。電磁醫療設備的后續開發應建立在良好的能量和磁場控制技術的基礎上，同時要避免電磁醫療設備的使用過程中受到其他電磁設備的影響。優秀的設備操作技術和必要的檢修維護工作也是電磁醫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系實際生活，在實際應用中把它們發揮出來，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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