Anonymous
Anonymous asked in 科學其他:科學 · 2 decades ago

生物體內的磁石是如何指引方向???

Magnets are very popular in our life and there are also many nano magnetic particles in some animals or insects(ex: apis mellifera. migrant birds). These nano magnetic particles will help the animals or insects to identify their direction.

(1)Try to explain the phenomenon.

(2)And compare the following properties in large scale and small scale.

.....(a) hysteresis

.....(b) permeability

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  • Anonymous
    2 decades ago
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    生物的磁現象

    張協成

      同學們,當你觀察一些奇妙的磁現象時,你是否想到,包括我們人類在內的生物,也受到磁力的作用呢?

      最初,人們發現鴿子有很強的返巢能力,在長達千里的飛行中能辨認方向,準確無誤地飛回目的地。當時人們猜想,鴿子體內可能有生物磁體,通過與地磁場的相互作用來辨認方向。為了證實這個假說,科學家在鴿子翅膀下系上一小塊磁石,擾亂鴿子對地磁場的“感覺”,結果鴿子就不能再飛回家是,於是假說被初步證實了。後來,美國生物學家果然在鴿子的頭部解剖出一塊含鐵極為豐富的組織,這塊組織具有磁性,與大腦神經相連,依靠它與地磁場的作用引導著飛翔。除此以外,人們還發現,如果把老鼠置于磁屏蔽(去掉地磁)的環境中,老鼠的壽命會顯著縮短。相反,在人造的較強磁場中,蝌蚪可延長壽命,植物也能提前結果。這都說明地磁對生物是有影響的。

      那麼,人體對地磁場有無感知呢?據我國古代醫學典籍《黃帝內經》記載,練功時要面向南;現代氣功師則提倡面向北,都是要求順著地磁場方向。醫學研究也已發現,有少數人朝南北方向容易入睡,而朝東西方向則會失眠,這說明有些人對地磁場特別敏感。

      現代已逐漸發展建立了一門生物磁學。

      從1963年科學家首次測到人體心磁信號算起,生物磁學的研究,已涉及到人體的腦、心、肺、肝、腹、四肢等部位,系統揭示了外界磁場對人體磁現象的影響規律。而1970年人類第一次測出瞭高質量的人體心磁圖後,觀察人體各部分磁場的磁圖,已逐漸從實驗室發展到醫院的臨床研究和診斷應用中,而且心磁圖比心電圖更詳細。目前,神經心理學家正利用這種方法對癲癇病人的病灶進行定位,並試圖用此法搞清大腦中刺激與反應的對應關係。

      物理學家的研究成果表明,可以製造多路系統——特殊的磁衣,穿上它並接通電子電腦,不僅能獲得個別器官的、而且能獲得整個機體的生命活動圖,了解生物複雜的生理動態過程。因為生物磁方法在應用中簡便有效,而且沒有X射線和超聲波的危害,故它越來越受到更多的人的青睞。

      在我國,最普遍的應用是磁療。利用永磁片貼敷,或用旋轉磁場、脈衝或交流磁場加到病人患處或一定穴位,對炎腫、高血壓、神經性頭痛等都有較好的療效。近期開發的利用磁場的鎮痛效應施行的外科手術,效果良好。

    鴿子回家和海龜回遊

      許多人都知道,家裏養的鴿子可以從離家幾十、幾百甚至上千公里的地方飛回家裏;燕子等候鳥每年都在春秋兩季分別從南方飛回北京,又從北方飛到南方;一些海龜從棲息的海灣遊出幾百幾千公里後又能回到原來的棲息處。它們是如何辨別方向的?尤其是在茫茫的海洋上。難道它們也像人類航海時一樣使用指南針嗎?大量的和長期的觀察研究表明,這些生物從原居處遠行後再回到原居處,的確是與地球磁場有關的,或者可能有關的。我們來看看一些觀察研究的情況。

      首先關於鴿子的觀察研究。曾將兩組鴿子分別綁上強磁性的永磁鐵塊和弱磁性的銅塊,在遠離鴿巢放飛後,綁有銅塊的鴿子全部都飛回鴿巢,但大部分綁有永磁鐵的鴿子卻迷失方向而未返回鴿巢。這表明永磁鐵的磁場干擾,使鴿子不能識別地球磁場。又曾將一組鴿子放置在鴿巢和與鴿巢的地球磁場相同的地磁共軛點(距鴿巢數千公里)之間的中點處,放飛後這些鴿子大約有一半飛回原來的鴿巢,其餘的鴿子卻飛到鴿巢的地球磁場共軛點處了。這表明鴿子是依靠地球磁場來識別鴿巢的。還有一些觀察顯示,鴿子在無線電臺等強電磁場附近常會迷失方向。這表明強的電磁場會干擾鴿子識別地球磁場。是什麼使鴿子能識別地球磁場呢?進一步觀察研究發現鴿子頭部含有少量的強磁性物質四氧化三鐵(Fe3O4)。我國古代的司南指南器就是利用天然磁鐵礦石製造的,其主要成分也是Fe3O4。但是鴿子是否是利用其頭部的Fe3O4導航(識別地球磁場方向)?又是如何利用Fe3O4導航的?這些都是需要進一步研究的問題。

    圖4 海龜回遊圖

      其次關於海龜回遊的觀察研究。對出生在美國東南海岸的一種海龜游動進行的觀察顯示在圖4中,幼海龜在大西洋中沿著順時針路線出遊,經過若干年後又能回到出生地產卵。這些海龜是依靠什麼導航呢?有的觀察研究者認為同地球磁場有關,並進行了這樣的實驗研究。在裝有海水並加上人造磁場的大容器中,觀測到磁場的確影響海龜的航行。當人造磁場反向時,海龜的游動也反向。這表明磁場是影響海龜的航行的。但是磁場影響海龜航行的程度和機制等都是需要進一步研究的。

    Source(s): 網路
  • 6 years ago

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