A. 靜電場在生物科學中的應用
有很多,比如在DNA和蛋白質分離時用到的電泳技術,利用不同DNA或蛋白質在電場下的遷移速率不同而使其分離。
B. 生物場是什麼
生物場是指對生物體(包括單體和構件生物)所處的生存環境的運用量子力學方法的一種描述,包括植物生物場和動植物生物場。在任何生物的周圍,都存在著一種看不見摸不著、可以傳遞生物生命信息和生物與其他生物或物體間的相互作用、並對生物生命起決定作用的特殊的生命物質,叫做生物場。
一般認為生物場是生命生物機體的物質外延,能夠傳遞生物體間、或生物體與其他物體間的物質感應或作用,它是一種屬於生命的信息物質,也是生物進化的基礎物質。一切生命的產生、發育、發展、進步和進化。都取決於生物體與生物場的結合狀況,尤其是生物場的信息功能十分重要。生物場是生命在宇宙空間存在的具有特殊廣延性的生命物質形態,結構嚴謹復雜,是一般物質在特殊結構情況下內在場特性外泄表現的特殊結果,是體現生命的時空存在與作用的表現和形式。
地球上的植物存在一種「場」,叫作植物生物場。它與人構成了天人合一的生態環境。室外是一個大環境,室內則是一個小環境。植物在陽光下均能進行光合作用,製造有機物質供人們需要;而植物本身還釋放出大量氧氣,供人類呼吸之用。有的植物能釋放出治病物質,如桉樹、薄荷、蒜、洋蔥等可放出「抑制場」殺死病原體,殺死致人感冒的病菌。人在這個植物場中可治好感冒。懸鈴花、西紅柿可趕走蚊蠅;夾竹桃可驅趕蟑螂;喜樹、長春花、三尖杉可釋放出抗癌的生物鹼,其在空氣中散發以抑制癌細胞生長;樟樹氣味能活血化瘀;松柏科植物枝葉氣場對肺結核有防治作用;油桐產生的「場」可降血壓,竹子「場」可調治脾胃,治口嘴生瘡、鼻出血;羅漢松之「場」有助長壽,若體瘦、脫發、神經衰弱的人到此「場」中,會有好處。
植物所組成的生物場,除了能生發治病的物質以外,亦可以產生維生素,作用於人的氣管、呼吸系統,供身體需要。如玉蘭「場」性涼,益心肺,它發出的場效應可以止咳化痰、鎮靜安神。植物所產生的場,還每時每刻產生大量水蒸氣,潤濕空氣,使人在乾燥的空氣中也能感到舒適。植物生物和江河湖海產生的「水場」一樣,亦能產生大量的負離子,抑制病菌生長,調整人體功能。
動物生物場是指存在於動物體組織內部的電磁場,是動物體生命的特徵。
人體生物場指存在於人體組織內部的電磁場,對於周圍環境產生反應,體現的是人體生命的特徵。在人體的新陳代謝過程中物質的運輸(如離子等跨膜運輸)、能量轉換(呼吸鏈中的電子轉移傳遞)和信息傳遞(動作電位,鈣位)等等都是電子轉移和離子電流,還有心電、腦電和肌電等生物電在人體中的變化,又會產生磁場,所以在人體中存在著各種電場,磁場和生物電,它們的綜合作用就形成了人體的一種場。
「場」原本是物理學的范疇。現代物理學把物質的形成歸結為兩種,即實物與場。可以說每一種實物都同時存在著它的場,兩者是共存的。人體的場因與人體狀態,包括人的意識狀態有密切關系,因此不能將它歸簡單的物理場,而稱之為人體生物場。而它們的各種活動的駐波疊加的峰就形成了經絡系統。因此經絡系統是在生物場的相互作用中形成的,經絡系統也可以被看作是有特定方向的人體生物場。它的最小生物場即是細胞的電場。
生物場與一般意義上的物質場(如:電磁場、力場等)沒有明顯的不同。人類及各種生物的最基本的觸覺,就是一般物質間的力場傳遞時空作用時導致物質結構形變的反應;視覺就是生物對太陽光的電磁場作用的反應;親情之間的遠距離感應也是如此,這是親情之間生物結構相似而導致的遠距離感測;夢境也是來源於生物的生物場對客觀事物的結構場的檢驗與預測。
當生物場與「產生」它的生物體(與一般物質毫無區別的空間實體)互動式作用而產生思維和記憶時,生物就具有了自主生命信息的處理功能,生物因此就有了傳統意義上的生命屬性。在此基礎上,生物不斷的生存、發展、繁衍。
生物在生存、發展和繁衍的過程中,自主信息的功能日趨完善,結構日趨復雜、完美,當具有了專門處理生存信息的結構組織——大腦及神經系統之後,生物就具有了意識和意志,盡管一些生物的意識和意志是比較簡單和低級的。
生物的意識和意志將進一步促進思維和記憶的發展和發達;同時,發達的思維和記憶又有力的推動著意識和意志往更深層次變化進步,這就形成了生物的生存進化。這一進化過程,以思維、記憶、意識和意志為標志,實現了生物由低級向高級的進化。而且,生物存在和發展的結果完全取決於生物對生存信息的自主功能,生物自主信息的自主功能關鍵取決於生存環境對生物的生物場的作用。這就是信息哲學的生物進化理論的核心原理。
當生物進化為人類時,生物作為物質世界的特殊物質存在形式,創造了文化和文明,具有了對文化文明成果更高級的記憶和處理方式。
C. 電場電的意義
電場 diànchǎng [electric field]
電場是電荷及變化磁場周圍空間里存在的一種特殊物質。電場這種物質與通常的實物不同,它不是由分子原子所組成,但它是客觀存在的。電場具有通常物質所具有的力和能量等客觀屬性。電場的力的性質表現為:電場對放入其中的電荷有作用力,這種力稱為電場力。電場的能的性質表現為:當電荷在電場中移動時,電場力對電荷作功(這說明電場具有能量)。
靜止電荷在其周圍空間產生的電場,稱為靜電場;隨時間變化的磁場在其周圍空間激發的電場稱為有旋電場[1](也稱感應電場或渦旋電場)。靜電場是有源無旋場,電荷是場源;有旋電場是無源有旋場。普遍意義的電場則是靜電場和有旋電場兩者之和。
電場是一個矢量場,其方向為正電荷的受力方向。電場的力的性質用電場強度來描述。
一、靜電場
靜電場是由靜止電荷激發的電場。靜電場的電場線起始於正電荷或無窮遠,終止於負電荷或無窮遠。其電場力移動電荷做功具有與路徑無關的特點。用電勢差描述電場,或用等勢面形象地說明電場的分布。
二、感應電場
變化磁場激發的電場叫感應電場或渦旋電場。感應電場的電場線是閉合的,沒有起點、終點。閉合的電場線包圍變化的磁場。
電場強度
描述某點電場特性的物理量,符號是E,E是矢量。電場強度簡稱場強,定義為放入電場中某點的電荷所受的電場力F跟它的電荷量q的比值,場強的方向與正檢驗電荷的受力方向相同。場強的定義是根據電場對電荷有作用力的特點得出的。對電荷激發的靜電場和變化磁場激發的渦旋電場都適用。場強的單位是牛/庫或伏/米,兩個單位名稱不同大小一樣。場強數值上等於單位電荷在該點受的電場力,場強的方向與正電荷受力方向相同。
電場的特性是對電荷有作用力,電場力,正電荷受力方向與方向相同,負電荷受力方向與方向相反。電場是一種物質,具有能量,場強大處電場的能量大。
已知電場強度可判定電場對電荷的作用力,電介質(絕緣體)的電擊穿與場強大小有關。
點電荷的電場強度由點電荷決定,與試探電荷無關.
真空中點電荷場強公式:E=k*Q/r^2
勻強電場場強公式:E=U/d
任何電場中都適用的定義式:E=F/q
介質中點電荷的場強:kQ/(ε*r^2)
註:勻強電場。在勻強電場中,場強大小相等,方向相同,勻強電場的電場線是一組疏密相同的平行線.
在勻強電場中,有E=U/d(只適用於勻強電場),U為電勢差,單位:伏特/米。電荷在此電場中受到的力為恆力,帶電粒子在勻強電場中作勻變速運動。而此電場的等勢面與電場線相垂直。
電場線
為形象地描述場強的分布,在電場中人為地畫出一些有方向的曲線,曲線上一點的切線方向表示該點場強的方向。電場線的疏密程度與該處場強大小成正比。
電場是一種物質,電場線是我們人為畫出的便於形象描述電場分布的輔助工具,並不是客觀存在的。
在沒有電荷的空間,電場線具有不相交、不中斷的特點。靜電場的電場線還具有下列特性:
1、電場線不閉合,始於正電荷終止於負電荷;
2、電場線垂直於導體表面;
3、電場線與等勢面垂直。
感應電場的電場線具有下述特性:
1、電場線是閉合的;
2、閉合的電場線包圍磁感線。
知道一個電場的電場線,就可判定場強的方向和大小,就可畫出等勢面,能判定電勢高低(沿電場線方向電勢降低)。
應該注意,電場線不是電荷的運動軌跡。根據電場線方向能確定電荷的受力方向和加速度方向,不能確定電荷的速度方向、運動的軌跡。電場線是直線時,電荷運動速度與電場線平行,電荷運動軌跡與電場線重合。
電場力
電場力:
一,定義:電荷之間的相互作用是通過電場發生的.只要有電荷存在,電荷的周圍就存在著電場,電場的基本性質是它對放入其中的電荷有力的作用,這種力就叫做電場力。
二方向:正電荷沿電場線的切線方向,負電荷沿電場線的切線方向的反方向。
三計算:電場力的計算公式是F=qE,其中q為點電荷的帶電量,E為場強。或由W=Fd,也可以根據電場力做功與在電場力方向上運動的距離來求。電磁學中另一個重要公式W=qU(其中U為兩點間電勢差),就是由此公式推導得出。
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電場力的功能:
由於電場力的作用廣泛,它應用到離子加速器,航天事業中導航修正.對新物質的加工.對物質排列改變.在未來可能是主要動力之一等等。
電場力的研究方向:
在未來有電場力的存在航空航天事業會得到長足發展,例如利用電場保護層(可以讓飛行器更輕);以及讓飛行器依賴電場飛行(而取代現有的發動機);電場在核物質的衰變起作用(讓我們能更好的利用能源)。
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三、摩擦起電(electrification by friction)
用摩擦的方法使物體帶電的過程,叫做摩擦起電(或兩種不同的物體相互摩擦後,一種物體帶正電,另一種物體帶負電的現象)。
摩擦起電的原因,是因為摩擦可以使物體得到多餘的電子或失去原有的電子。得到多餘電子的物體帶負電,失去原有電子的物體帶正電。
四、電荷量(quantity of electricity)
物體所帶電荷的多少叫做電荷量。電荷量用Q或q來表示。電荷量的國際單位是C,讀作庫侖,簡稱庫。
五、元電荷(elementary charge)
帶電體的電荷量都等於最小電荷量e的整倍數。最小電荷量e就叫做元電荷
e=1.6X10-19
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到現在為止,也許人們都這么認為:分子之間什麼都沒有。其實大多數情況分子是由原子組成的。如果我們把它轉為「原子之間有什麼」的話也許會讓這個問題更科學。
什麼是電場?也許很多人都把它忽略了,覺得它只是物理學的一個很小的領域。但我覺得電場是一個非常了不起的東西。他是世界上一切力量之源。他是一切物理、工業、化學、能源、電子、信息、生物等學科研究的本質對象。為什麼呢?讓我們詳細分析一下:
1、壓力、推力、彈力、摩擦力的本質是電場;
2、分子之間的力由電場力組成;
3、生化反應的動力源泉是電場;
4、電流,電壓由電場力引起;
5、光、電磁波由電場引起;
6、信息技術也是研究電場的特性。
我們所見到的一切運動,反應,變化都是電場錯綜復雜,相互作用的結果。如果學過大學物理你就會知道,電場到底是什麼,其實電場就是原子核對核外電子的吸引力。當這種力分布不均勻時,物質就會對外界體現一些宏觀力。我們就會感覺到有電場的存在。比如靜電、電勢等。這樣一來。我們就可以說原子核對電子的引力是世界上一切運動的力量來源(當然外有引力除外)。
那為什麼原子核會對電子有引力呢?這是目前科學界沒有回答的問題。就這個問題我曾經問過一位中科院院士(胡海岩,北京理工大學校長)。他回答說,目前認為自然界中一共有四種力:分別是電場力,萬有引力、強相互作用力、弱相互作用力;至於電場是什麼,他也沒有給出回答。只是說如果有人解決了這個問題,那必須是一個公認程度比較高的諾貝爾獎。因為他涉及到了引力的起源。
保守場
保守場,電場做功與路徑無關,只與始末位置有關。
渦旋電場
磁場變化時線圈產生的感生電動勢與導體的種類、形狀、性質和構成均無關,是由磁場本身的變化引起的。因此麥克斯韋提出了「變化的磁場會在其周圍的空間激發一種電場,正式這種電場使得閉合迴路中產生了感生電動勢和感生電流」的理論,並將這種電場稱為渦旋電場。 電場--是帶電物質(場源)放出的,電場是一種物質,其他場也是。
電勢--電場中某位置相對於此電場的電勢能,兩點間的電勢能的差值就是電壓,也叫電勢差。
D. 到底什麼是生物電
生物有電並非怪事,它早已存在,不過人們研究它、應用它,還只是近年的事。2000年前,古羅馬帝國流行一種奇怪的治病方法,用來治療頭痛、風痛等症狀。當一個人痛風發作時,醫生把病人帶到海邊潮濕沙灘上,在病人腳底放一條黑色大魚,此時病人就會感到腳底地發麻,一直麻到膝蓋為止,如此反復進行,可以治癒疾病。據說,此法曾治好許多達官貴人的病。到了1758年,英國科學家卡文迪許開始著手探究上述治病方法的奧秘。他把大墨魚埋在潮濕沙灘里,上面接一萊頓瓶,結果萊頓瓶發出火花,由此證明大黑魚放出的是電,卡文迪許證明電鱝放電不久,義大利科學家加伐尼在1791年發現在青蛙肌肉中也蘊藏著電能,他把這種電稱為「生物電」。這便是生物電名字的由來。
生物電的研究,對於農業生產也具有很大的意義。我們常常見到的向日葵,它們的花朵能隨著太陽的東升西落而運動;含羞草的葉子,經不起輕擾,一碰就會低眉垂著頭害起羞來。這些植物界中的自然現象,都是因為生物電在起作用的緣故。植物中的生物電,究竟是怎樣產生的呢?有人曾做過如下的實驗:在空氣中,將一個電基放在一株植物的葉子上,另一電基放在植物的基部;結果發現兩個電極之間能產生30毫伏左右的電位差。當將同樣的一株植物放在密封的真空中時,由於植物在真空中被迫停止生命活動,所以植物基部和葉片之間的電壓也就消失了。空虛實驗有力地證明,生物的生命活動,是產生生物電的根源.
生物電決定健康作為生命本質特徵的生物電系統,與人體健康有著至關重要的決定性的密切聯系。一塊壽命很長的蓄電池,如果在得不到充電的情況下長時間不間斷地連續使用,就會使它在短時間內遭到無法修復的破壞而報廢;人體也像一塊大的「蓄電池。因緊急工作而連續幾天不合眼而導致猝死的事件屢有報道,這提醒我們,人也要善於使用人體這塊大「電池」。研究證明,正是由於生物電對人體的決定性影響,空氣中的帶電粒子——離子進入人體後,會改變人體的生物電的狀態,對人體產生影響。
一些研究結果充分表明,經常給人體補充電能量,體生物電和促進人體生物電的正常循環、流動來實現的。可以取得葯物所不及的效果。要把健康保持到100歲,永遠不要忘記隨時隨地給自己「充電」。
人體生物電療法為什麼能治病
人體生物電療法基於外加電場(磁場),對人體電場(磁場)的影響和人體電場與疾病的關系來預防和治療疾病。屬於中醫學的外治范疇,因為能量級高,所以能夠快速打通經絡、穴位,活血化瘀、平衡血液酸鹼度,凈化血液。消腫止痛、增強筋骨、平衡人體生物電場,提高人體免疫力和自我修復能力,活化細胞,延長細胞的壽命。
人體生物電療法即將220V交流電經人體調控為人體容易接受的生物電流,直接作用於病變部位或順經上穴,根據不同的病症、部位,使用不同電流、電壓同時配合不同手法施治,一般在幾十幾秒至幾十幾分鍾便可打通經絡,產生明顯效果。
人體一旦沒有了生物電,人體即變成屍體。生物電是人類生命的元素,是生命的最基本保障。生物電療法是及臨床醫學,運動醫學和康復醫學的新型醫用高科技治療設備。在發達國家人們用來預防及治療疾病的首選。
E. 什麼是電場
電場是電荷及變化磁場周圍空間里存在的一種特殊物質。
電場這種物質與通常的實物不同,它不是由分子原子所組成,但它是客觀存在的,電場具有通常物質所具有的力和能量等客觀屬性。
電場的力的性質表現為:電場對放入其中的電荷有作用力,這種力稱為電場力。電場的能的性質表現為:當電荷在電場中移動時,電場力對電荷做功(這說明電場具有能量)。
等量同種電荷形成的電場:
(1)兩種電荷的連線上;不管是等量同種正電荷還是負電荷,中點O處場強始終為零
(2)兩電荷連線的中垂線上;不管是等量同種正電荷還是負電荷,從中點O處沿中垂面(中垂線)到無窮遠處,場強先變大後變小。
(3)關於O點對稱的兩點場強大小相等,方向相反,電勢相等。
等量異種電荷形成的電場:
(1)兩電荷的連線上,各點的電場強度方向從正電荷指向負電荷,沿電場線方向場強先變小後變大,從正電荷到負電荷電勢逐漸降低。
(2)兩電荷連線的中垂線上場強方向相同,且與中垂線垂直,由中點O點到無窮遠處,場強一直變小,各點電勢相等。
(3)在中垂線上關於中點O對稱的兩點場強等大同向 。
F. 電場的作用是什麼
1、 電場是存在於電荷周圍能傳遞電荷與電荷之間相互作用的物理場。
2、在電荷周圍總有電場存在;同時電場對場中其他電荷發生力的作用。
3、觀察者相對於電荷靜止時所觀察到的場稱為靜電場。如果電荷相對於觀察者運動,則除靜電場外,還有磁場出現。
4、除了電荷可以引起電場外,變化的磁場也可以引起電場,前者為靜電場,後者叫做渦旋電場或感應電場。變化的磁場引起電場,所以運動電荷或電流之間的作用要通過電磁場來傳遞。
5、電場英文: Electric Field 點電荷電場線 靜止電荷在其周圍空間產生的電場,稱為靜電場;隨時間變化的磁場在其周圍空間激發的電場稱為有旋電場(也稱感應電場或渦旋電場)。靜電場是有源無旋場,電荷是場源;有旋電場是無源有旋場。普遍意義的電場則是靜電場和有旋電場兩者之和。 電場是一個矢量場,其方向為正電荷所受電場力方向,與負電荷所受電場力方向相反。電場的力的性質用電場強度來描述。
G. 到底什麼是生物電,為什麼能治病
到底什麼是生物電,為什麼能治病
生物電按摩為什麼能治病? 經絡是運行全身氣血,聯絡臟腑支節,溝通上下內外的通道。科學家測試:在人體表經絡線上電阻比鄰近肌肉小,實際上經絡就是人體的生物電系統。中醫認為:「通則不痛,痛則不通」,就是氣不通,血不通,氣滯則血瘀,不通為萬病之根源。為什麼氣不通,就是生物電不通,植物神經不能順利指揮各組織器官、臟腑的氣血運行,新陳代謝,所以就慢慢生病了。人體的生物電弱了,會造成氣不通、血不通,我們的方法是「用外來電強化人的生物電,」、電動生磁,磁動生電,這是電動機和發電機的原理,近代磁療的興起,也是應用這一原理,磁和電的關系是表裡關系,磁體是外加磁源,穴位是生物電流的觸點,經絡是傳輸電流的通道(生物電波)。當磁場作用於穴位,電壓、電位就發生變化,激發生物電流產生電磁波,然後傳到全身的經絡,傳到中樞神經形成刺激,對病變部位進行調整。
根據生物磁學的理論,病變是人體內磁場失調造成,人體代謝活動的結果,會產生頻率不同、波形各異的生物電流和生物電磁場,我們用外來電強化人體生物電,這外加的生物電轉化為磁場作用於經絡穴位上,對體內磁場失調給予補償、調整,使不正常的高級神經活動恢復平衡,協調興奮和抑制的過程,就能防病治病。
一切生命現象,如肌肉運動、大腦興奮、抑制、神經傳導等都與電子的傳遞有關。血管內含有水和鉀、鈉、鎂、鈣等多種無機鹽類物質,當磁力線與血管成垂直方向運動時,便產生電磁流體力學現象,產生微電流,磁場可導致生物電量和質的變化,人體中有順磁性物質(鐵、氧、鎂等)可被磁化,而磁化了的元素之間的相互作用加速,代謝功能得到加強。人體磁場增強,可使單核吞噬系統功能加強,,白細胞就活躍、健壯,便可對炎性病症產生效果。在微循環中,血球是在一層靜電的磁墊上流過毛細血管的,所以改變生物電流或生物磁場,便可改變微循環。
使人體內血液產生微弱生物電流,使陰陽離子增多,血流速度加快,促進人體血液循環,改善人體微循環,加快代謝產物的排出,調節人體陰陽平衡,疏通人體經絡,氣血得以暢通,人體周身的血液循環得以正常.,故能促使細胞再生。
生物電經絡療法,核心是一個「通」字,點穴位一瀉千里,生物電通了,磁場強化了,氣通了,血通了,微循環改善。有脹痛、紅腫發炎,有病理性產物,很快排走了,所以對很多病都能產生立竿見影的療效。
人體是一個非常復雜精密的自動調節、自動控制系統,每一個器官也是一個自控系統,它們有明確的分工、獨立的職能、又相互依賴、相互制約。大腦是總指揮系統,它接收全身各部門的信息和外界的各種信息,經分析處理後再發出指令,指揮各部門協調工作,任何一個環節出現差錯都會對某些部門造成影響。這也體現了中醫的整體觀思想和上病下治、下病上治、內病外治、外病內治、同病異治、異病同治的治療原則。
既然電場、磁場影響生理變化,就會影響疾病。在活體中各器官乃至每個細胞、細胞內的各種物質都在不停地運動,所以中醫對疾病的認識都是動態分析,在運動、變化中信息的傳遞當然是至關重要的,中醫講的「不通」其中包含了信息傳遞障礙這層意思。所以疾病的形成,除了與生物電場、生物磁場的強度有關,還與各器官、各細胞間的信號傳遞有關。據研究發現,抑制癌基因信號傳遞障礙錯誤,可能引發癌變,胃細胞和小腸細胞間的通訊障礙可導致霍亂、甲狀腺機能亢進、糖尿病、重症肌無力、無名痛等很多疾病,與信息傳遞障礙有關。
造成信號傳遞障礙及錯誤的原因很多,如:營養不良、體內某些元素不足或超標、長期接觸某些有害物質、外傷、手術後遺症、長期服葯、電磁輻射、運動不足或過量、睡眠不足或過長,精神緊張、生氣等……但有一點是非常重要的,就是人體生物電太弱,不足以在神經線上傳輸信息,造成信息傳遞障礙或錯誤。
如果已形成生物電場(生物磁場)失調或信息傳遞失誤,就應該藉助外加生物電進行補償或調整,使其恢復正常。
人體生物電經絡療法基於外加電場(磁場),對人體電場(磁場)的影響,和人體電場與疾病的關系來預防和治療疾病。屬於中醫學的外治范疇,因為能量級高,所以能夠快速打通經絡、穴位,活血化瘀、消腫止痛、增強筋骨、平衡人體生物電場,提高人體免疫力和自我修復能力,激活神經細胞、恢復傳導功能。
人體生物電經絡療法是用點穴、推拿按摩治病,手接觸病人即感酥麻,將房間內的普通電流,感應到醫師身上,電經人體調控為人體容易接受的生物電流治病信息,直接作用於病變部位或經絡穴位,因為看不見電線、電極,病人不會恐懼,就有利於治療。根據不同的病症、部位,配合不同的手法施治。因為是從人身上輸出的生物電,所以其電壓、電流、波型、頻率、赫茲,和產生的靈波最易為病人所接受,所以會立即產生顯著的治療效果。現代科學證明,生物電治病的機理:
1、擴張血管,促進局部血液循環:治療後皮膚發紅。經測定在治療後15min皮膚溫度增高。血液循環量能增加140%,可持續30min以上。這是因為:①電流促使皮膚釋放組胺,直接或間接地擴張小動脈。組胺還作用於毛細血管,使內皮細胞加寬,通透性增加。已證實在治療後,陰極下皮膚組胺含量超過對照組近1倍,陽極下亦有升高。②電流電解致蛋白質分解成血管活性肽,亦有擴張血管作用。③剌激感覺神經末梢經突觸反射性地擴張血管。
2、改變組織含水量:電流作用下人體蛋白膠體溶液同時出現電泳和電滲現象。
3、改善局部營養和代謝:電流能改善組織的營養和代謝,能改善血液循環,使組織細胞胞膜疏鬆通透性增加,所以各種物質交換加快。
4、抗菌作用:抑制細菌生長已為很多實驗所證實,因為它能改善淺層組織的循環和營養,提高抵抗力,電極下的酸鹼產物,能直接抑制細菌生長。
5、對靜脈血栓的影響:電流有溶栓和使血管再通的作用,電流治療後成纖維細胞增殖,伸入血凝塊中,使血栓機化,體積縮小,離開陽極,退向陰極側,血管再通。應用電流較大,時間較長。
6、促進骨折癒合:電流陰極有促進骨折癒合的功能。長期骨不連接達10年之久的病人,經陰極電流治療後其癒合率達83,7%。電流能使骨內膜增殖,髓腔內組織化生骨化,軟骨內骨化,線粒體聚集和釋放鈣鹽等,與正常骨的生長發育相同。由於電場引力,陰極下吸引鈣離子增多,而氧張力低,同時陰極加強了骨折處的壓電效應的負電性。這都有利於骨痂的形成。治療應在骨折後一周開始為好。
7、對神經興奮性的影響:在電流作用時神經興奮性可發生以下變化:①陽極下興奮性降低——陽極電緊張;②陰極下興奮性升高——陰極電緊張;③長時間或大電流作用時,陰極下興奮性亦降低——陰極抑制。
8、電流的抗腫瘤作用:電流產生的酸鹼變化可使腫瘤組織變性壞死、分解。國內外都曾有人將電流進行動物腫瘤的治療實驗,並用於治療深淺部局部癌獲得較好效果。
「人類的身體是世界上最精細最微妙的有機組合,在這個組合中,有千千萬萬個細胞,每天都在生長,新陳代謝,各自發揮出不同的功能,使人類可以生活,行動,思想,感覺。所以,細胞的狀態對於人體的狀態是極為重要的,。如果我們能以一種細胞聽得懂的語言,指示細胞生長得快一點或慢一點,改變它們的功能,或組織新的細胞組織,那將是一項科學上的偉大突破。
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H. 生物電!!!
科技名詞定義
中文名稱:生物電 英文名稱:bioelectricity 定義:在生命活動過程中在生物體內產生的各種電位或電流,包括細胞膜電位、動作電位、心電、腦電等。 所屬學科: 海洋科技(一級學科) ;海洋技術(二級學科) ;海洋生物技術(三級學科) 2000多年前,人類就發現動物體帶電的事實,並利用電鰩所發生的生物電治療精神病。18世紀末,L.伽伐尼發現蛙肌與不同金屬所構成的環路相接觸時發生收縮的現象。以後C.馬蒂烏奇、E.H.杜布瓦-雷蒙和L.黑爾曼等的工作,都證明了生物電的存在。20世紀初,W.艾因特霍芬用靈敏的弦線電流計,直接測量到微弱的生物電流。1922年,H.S.加瑟和J.埃夫蘭格首先用陰極射線示波器研究神經動作電位,奠定了現代電生理學的技術基礎。1939年,A.L.霍奇金和A.F.赫胥黎將微電極插入槍烏賊大神經,直接測出了神經纖維膜內外的電位差。這一技術上的革新,推動了電生理學理論的發展。1960年,電子計算機開始應用於電生理的研究,使誘發電位能從自發性的腦電波中,清晰地區分出來,並可對細胞發放的參數精確地分析計算 靜息電位
在沒有發生應激性興奮的狀態下,生物組織或細胞的不同部位之間所呈現的電位差。例如,眼球的角膜與眼球後面對比,有5~6毫伏的正電位差,神經細胞膜內外,則存在幾十毫伏的電位差等。靜息狀態細胞膜內外的電位差,稱靜息膜電位,簡稱膜電位。它的大小與極性,主要決定於細胞內外的離子種類、離子濃差以及細胞膜對這些離子的通透性。例如,神經或肌肉細胞,膜外較膜內正幾十毫伏。在植物細胞(如車軸藻)的細胞膜內外,有100毫伏以上的電位差。改變細胞外液(或細胞內液)中的鉀離子濃度,可以改變細胞膜的極化狀態。這說明細胞膜的極化狀態主要是由細胞內外的鉀離子濃度差所決定的。在細胞膜受損傷(細胞膜破裂)的情況下,損傷處的細胞液內外流通,損傷處的膜電位消失。因此,正常部位與損傷部位之間就呈現電位差,稱為損傷電位(或分界電位)。 有些生物細胞,不僅細胞膜內外有電位差,在細胞的不同部位之間也存在電位差。這類細胞稱極性細胞。在極性細胞所組成的組織中,如果極性細胞的排列方向不一致,它們所產生的電場相互抵消,該組織就表現不出電位差。如果極性細胞的排列方向一致,該組織的不同部位間就呈現一定的極性與電位差。它的極性與電位大小,取決於細胞偶極子矢量的並聯、串聯或兩者兼有所形成的矢量總和。例如,青蛙的皮膚,在表皮接近真皮處,有極性細胞。這些細胞具有並聯偶極子的性質,內表面比外表面正幾十毫伏。在另一些生物組織上,極性細胞串聯排列,如電魚的電器官就是由特化的肌肉所形成的「肌電板」串接而成的。由5000~6000個肌電板單位串聯而成的電鰻的電器官,由於每個肌電板可產生0.15伏左右的電壓,因此這種電器官放電的電壓可高達 600~866 伏。某些植物的根部,也是由極性細胞串聯構成的。因此由根尖到根的基部各點間都可能呈現電位差植物運動反應時的電現象
有些植物受刺激後會產生運動反應。這時,往往出現可傳導的電位變化。例如,含羞草受刺激時,葉片發生的閉合運動反應,就能傳布相當的距離。在這一過程中,由刺激點發生的負電位變化,可以每秒2~10毫米的速度向外擴布。電位變化在1~2秒內達到最大值,其幅值可達50~100毫伏。但恢復時間長,需幾十分鍾才能回到原來的極性狀態,這一段負電位變化時期就是它的不應期。 動物體的局部電反應
動物的細胞或組織,尤其是神經與肌肉,受刺激時發生的電變化比植物更明顯。如果神經纖維局部受到較弱的電刺激則陰極處的興奮性升高、膜電位降低(去極化),陽極處興奮性降低、膜電位升高(超極化)。在刺激較強接近引起興奮沖動閾值的情況下,陰極的電位變化大於陽極,這是一種應激性反應。但是這種電位變化僅局限在刺激區域及其鄰近部位,並不向外傳布,故稱局部反應,所發生的電位稱為局部電位。一個神經元接受另一個神經元的興奮沖動而產生突觸傳遞的過程中,在突觸後膜上會產生興奮性突觸後電位,或抑制性突觸後電位。前者是突觸後膜的去極化過程,後者是突觸後膜的超極化過程。這些電位變化,只局限在突觸後膜處,並不向外傳導,也是一種局部電位。如果感受器中的感覺細胞或特殊的神經末梢受到適宜刺激,如眼球中的感光細胞受光的刺激、機械感受器柏氏小體中的神經末梢受到壓力刺激也會產生局部電位反應,稱為感受器電位或稱啟動電位。同樣,肌肉細胞接受到神經沖動的情況下,在神經與肌肉接頭處(神經終板)也會產生局部的、不傳導的負電位變化,稱為終板電位。所有這些局部電位,都會擴布到鄰近的一定區域,但不屬傳導。離局部電位發生處愈近,則電位越大,並按距離的指數函數衰減。局部電位的大小隨刺激強度的增大而增高,大的可達幾十毫伏。
[編輯本段]動物體的傳布性電反應
動物體中能傳布的電反應更普遍。如當神經細胞受到較強的電刺激時,在陰極產生的局部電反應隨刺激增強而增大,超過閾值,就會引起一個能沿神經纖維傳導的神經沖動。神經沖動到達的區域伴有膜電位的變化,稱動作膜電位(簡稱動作電位)。這是一個膜電位的反極化過程,即由原來的膜外較膜內正變為膜外較膜內負。因此,發生興奮的部位與靜息部位之間,出現電位差,興奮部位較正常部位為負,電位可達 100毫伏以上。這個負電位區域可以極快的速度向前傳導,如對蝦大神經纖維的傳導速度可達80~200米/秒。 興奮性突觸後電位或感受器電位,雖然不是能傳導的興奮波,但當它們增大到一定程度,就會影響鄰近神經組織的興奮性,甚至發生伴有負電位變化的神經沖動。 動物的組織或器官,在發生應激性反應的情況下,也會出現電變化。它的大小與極性決定於組成該組織的細胞興奮時所產生的電場的矢量總和。如眼睛受光照刺激時,可記錄到眼球的前端與後面之間的電位差變化,稱為視網膜電圖。它的波形很復雜,系由光刺激使感受細胞產生感受器電位,並相繼引起視網膜中其他細胞產生興奮與電位變化。由於這些電變化的電場方向不一致,因此,視網膜電圖標志的是這些細胞的產生的電場的矢量總和。不同的動物,由於視網膜的結構不同,產生的視網膜電圖也不同,同時光照程度、時間等因素也會影響視網膜電圖的波形。 生物有機體是一個導電性的容積導體。當一些細胞或組織上發生電變化時,將在這容積導體內產生電場。因此在電場的不同部位中可引導出電場的電位變化,而且其大小與波形各不相同。例如,心電圖就是心臟細胞活動時產生的復雜電位變化的矢量總和。隨引導電極部位不同,記錄的波形不一樣,所反映的生理意義也不同。另外,高等動物中樞神經系統中所產生的電場,在人或動物的頭皮上,無論靜息狀態或活動狀態時,都有「自發」的節律性電位波動,稱為腦電波。它是腦內大量的神經細胞活動時所產生的電場的總和表現。在靜息狀態時,電位變化幅度較高,而波動的頻率較低。當興奮活動時,由於腦內各神經元的活動步調不一致(趨於非同步化),總合電位就較低,而波動的頻率較高。當接受外界的某種特定刺激時,總和電場比較強大,因此,可以記錄到一個顯著的電位變化。因為這種電位變化是由外界刺激誘發而產生的,所以稱為誘發電位。
[編輯本段]學說
企圖用一種學說去解釋各種生物體中所出現的各種不同的電現象是不可能的。不過,在動物體上,特別是在神經系統或肌肉系統中所發生的各種電現象,基本上可以用A.L.霍奇金與A.F.赫胥黎提出的離子學說,從細胞水平加以解釋。 離子學說是在J.伯恩斯坦(1902)提出的膜學說的基礎上發展而成的。離子學說認為,神經或肌肉的細胞膜,對不同的離子具有不同程度的通透性。又由於細胞內的各種離子濃度,特別是鉀離子、鈉離子和氯離子,與細胞外液中的濃度不同,因此,在細胞膜內外兩側間就會產生電位差(根據F.G.唐南氏平衡原理)即膜電位。這是靜息電位的基礎。在不同的生理條件下,細胞膜對各種離子的通透性將發生變化,因此膜電位也即發生改變,即形成各種形式的動作電位。例如,在靜息狀態下,神經或肌肉細胞的細胞膜對鉀離子具有較大的通透性,而細胞內的鉀離子濃度高於細胞外的濃度幾十倍,因而形成幾十毫伏的膜外較膜內正的靜息膜電位。當改變細胞外(或細胞內)的鉀離子濃度時,靜息膜電位將按能斯脫(Nernst)公式的關系,發生相應的改變。這就證明了靜息膜電位決定於細胞內外鉀離子濃度的觀點。有些植物細胞的靜息膜電位,也是由細胞內外鉀離子的濃度所決定的。當神經或肌肉細胞發生興奮時,細胞膜對各種離子的通透性發生了變化,即對鈉離子的通透性突然增大,並在各種離子的通滲性中占優勢地位。因此在這瞬間內,膜電位的大小與極性,主要決定於細胞膜內外的鈉離子濃度。由於細胞外的鈉離子濃度較細胞內高,因此,在短時間內膜電位突然由膜外較膜內正變為膜內較膜外正,即出現反極化現象。此時電位變化的幅度(去極化後再成反極化)可達100毫伏以上,這就是動作電位。但這時仍有不同於靜息狀態下的膜電位,稱為動作膜電位。 動作電位所在的區域,即興奮沖動所在的區域,會迅速地向前傳導。興奮沖動在某一區域出現的時間極短,只有幾毫秒。當興奮沖動過去以後,這一區域的膜電位又逐漸恢復到原來的靜息狀態,即恢復靜息膜電位。 在不同的細胞上,甚至在同一個細胞的不同區域的細胞膜上所發生的通透性變化並不完全一致。例如,脊椎動物視網膜中的視細胞,在受光照刺激時所產生的反應是膜電位升高(超極化)。但是,無脊椎動物視網膜中的視細胞,受光照刺激時所產生的反應是膜電位降低(去極化)。又如,在同一個脊髓運動神經元軸突的膜上,興奮時所表現的是去極化甚至反極化反應。但在同一個運動神經元的興奮性突觸後膜上,當接受另一個神經元的神經末梢釋放的興奮性遞質時,雖然也產生去極化反應,但這時所發生的離子通透性變化卻與軸突上所發生的不同。興奮性突觸下膜興奮時,對鈉離子的通透性不是單獨的突然增加,而是對各種離子的通透性普遍地增加,所以它並不出現反極化(膜內較膜外正)的狀態。在同一個運動神經元的抑制性突觸後膜上,當接受另一個神經元的神經末梢釋放的抑制性遞質作用時,情況另是一樣。抑制性突觸下膜興奮時對鉀離子與氯離子的通透性增高,使膜電位超極化,則膜外更正於膜內。可見不同的細胞,甚至同一細胞的不同區域的細胞膜,在興奮時所產生的膜電位變化是不相同的。 總的來說,無論是靜息膜電位或各種動作膜電位變化,都可以用細胞膜對各種離子通透性的不同來解釋。由於通透性的不同變化,膜內外各種離子濃度的差別,表現出各種極性、幅值、頻率、相位不同的生物電現象。 在組織或器官上發生的生物電現象,大多數是個別細胞所產生的生物電的矢量總和,所以對它的發生機制同樣可以用離子學說去解釋。但有些生物電變化的時間過程極緩慢,如光合作用時所產生的電變化與細胞的代謝活動有密切聯系,即是一種生物電化學電位。在大腦皮層上還可以檢測出一些極緩慢的電位波動,有的在1分鍾內波動幾次,有的幾分鍾甚至幾十分鍾才有明顯的變化。這種電位與快速的神經細胞興奮活動不同,也可能是一種由代謝活動所引起的或與神經膠質細胞活動有關的生物電化學現象。
[編輯本段]生物學意義
電魚能在瞬間放出高壓電,所以既有防禦獵食者侵犯的作用;也可用這種電擊捕獲小動物。另有一些電魚,如非洲的裸背鰻魚類,能不斷地釋放微弱的電脈沖,起探測作用或導向作用。生物電更普遍的意義在於信息的轉換、傳導、傳遞與編碼。生物體要維持生命活動,必須適應周圍環境的變化。由於環境變化的因素與形式復雜多變,如變化的光照、聲音、熱、機械作用等等,因此生物有機體必須將各種不同的刺激動因快速轉變成為同一種表現形式的信息,即神經沖動,並經過傳導、傳遞和分析綜合,及時作出應有的反應。高等動物具有各種分工精細的感受器。每種感受器一般只能感受某種特殊性質的刺激。感受器中的感覺細胞接受刺激時會發生感受器電位,並用它來啟動神經組織,產生動作電位。因此,不同的刺激動因都變成了同一形式的神經沖動。神經沖動是「全或無」性質的,即「通」、「斷」形式的信息。神經沖動用頻率變化形式,傳遞信息到中樞神經系統。中樞神經系統對信息進行分析、綜合、編碼,並將同時作出的反應信息以神經沖動形式傳向外周效應器官。動作電位的傳導極為迅速,所以生物體能及時對周圍環境變化,作出迅速的反應。這一系列的信息傳遞都是以發生各種形式的生物電變化來完成的。
[編輯本段]應用
生物體內廣泛、繁雜的電現象是正常生理活動的反映,在一定條件下,從統計意義上說生物電是有規律的:一定的生理過程,對應著一定的電反應。因此,依據生物電的變化可以推知生理過程是否處於正常狀態,如心電圖、腦電圖、肌電圖等生物電信息的檢測等。反之,當把一定強度、頻率的電信號輸到特定的組織部位,則又可以影響其生理狀態,如用「心臟起搏器」可使一時失控的心臟恢復其正常節律活動。應用腦的電刺激術(EBS)可醫治某些腦疾患。 在頸動脈設置血壓調節器,則可調節病人的血壓。「機械手」、人造肢體等都是利用肌電實現隨意動作的人-機系統。宇航中採用的「生物太陽電池」就是利用細菌生命過程中轉換的電能,提供了比硅電池效率高得多的能源。可以預見生物電在醫學、仿生、信息控制、能源等領域將會不斷開發其應用范圍。
I. 為什麼會產生電場
這似乎是一個哲學問題。
理論物理學家告訴我們,靜止的電荷產生靜電場;運動的電荷產生運動變化的電場。這是自然界的一種基本屬性,至於「為什麼會是這樣」,我想並不重要。
重要的是,基於這一系列數學常量和物質的基本屬性,自然界,或者說宇宙被創造了出來;基於進化(這可能是一個預定的程式),變異和若干基本的生物學定律,你也被創造了出來。
這就像當你編寫一套程序,輸入特定的初始值,運行程序便會得到相應的結果。而如果要問「為什麼會是這樣的結果?」,那就是因為你編譯的這套程序中,賦予變數之間和變數與常量之間的函數關系,在自然界這種關系就叫做「自然法則」。同樣,如果有人問你為什麼要運行這套程序,我想答案只有你自己知道;同樣有人會問,為什麼要創造這個世界,為什麼要創造人類,我想答案也只有造物者自己知道。