磁場的歷史

『壹』 磁場是誰最先發現的

我國宋代科學家沈括（1034——1094）在公元1086年寫的《夢溪筆談》中，最早記載了地磁偏角「方家（術士）以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也」。沈括是歷史上第一個從理論高度來研究磁偏現象的人。

『貳』 地球基本磁場的基本磁場起源

地磁場起源問題是地球物理學的基本難題之一。自1600年吉伯 (W.Gilbert)提出「地球是一個巨大的磁石」以來,地磁場起源的研究已有近400年的歷史，至今未獲得圓滿結果。歷史上雖提出過許多假說，但都不能經受時間的考驗。現在公認自激發電機假說最為合理。自激發電機假說主要是闡述了液核（導電流體）運動同磁場相互作用而維持磁場的過程。它包括兩個基本問題，一個是液核運動的能源問題，另一個是什麼樣的液核運動與磁場相互作用才能維持地球偶極子磁場的特徵。這些問題均涉及到地球演化和地球內部的物理狀態，要在目前獲得滿意的解釋仍然是困難的（見地磁場起源）。

『叄』 地球磁場的起源

關於地球磁場的來源，早期歷史上曾有來自北極星的傳說，但是到公元17世紀初就已經認識到地球本身就是一個巨大的磁體，不過當時仍不清楚地球磁場是怎樣產生的。隨著科學的發展，對於地球磁場觀測和地球結構的研究不斷增多和深入，對地球磁場的來源先後提出了10多種學說。按照歷史的先後對一些各有一定根據或設想的地球磁場來源學說作簡單介紹：
⑴永磁體學說，是最早提出的一種學說，認為地球內部存在巨大的永磁體，由這永磁體產生地球磁場。這是一個永磁場的假說，地球起源於一塊巨大的磁體.19世紀末，著名物理學家居里夫人發現磁石的物理特性，就是當磁石加熱到一定溫度時，原來的磁性就會消失。正好可以證明地球在誕生之初只是一塊超大的磁石，他吸引附近帶鐵、鈷、鎳元素的小行星.隕石和磁石，因為某種原因產生的高溫使這塊磁石的磁力消失而變成了電磁鐵中間的磁芯..因為這塊磁芯沒有固定所以會發生磁極顛倒，牛頓發現的地球引力其實就是磁力當然這些還需要科學家的驗證。按照「居里點」的的結論地球內部不能有一個永磁體，但是並不代表它最初不是一塊永磁體。
⑵內部電流學說，認為地球內部存在巨大的電流，形成巨大電磁體產生地球磁場，但是既未觀測到這種巨大電流，而且巨大電流也會很快衰減，不會長期存在。
⑶電荷旋轉學說（公元1900年，簡寫作1900），認為地球表面和內部分別分布著符號相反、數量相等的電荷，由地球自轉而形成閉合電流，由此電流產生磁場，但這學說缺乏理論和實驗基礎。
⑷壓電效應學說（1929），認為在地球內部物質在超高壓力下使物質中的電荷分離，電子在這樣的電場中運動而產生電流和磁場。但理論計算出這樣的磁場僅有地磁場的約千分之一（10-3）。
⑸旋磁效應學說（1933），認為地球內的強磁物質旋轉可以產生地球磁場，但這種旋磁效應產生的磁場只有地球磁場的大約千億分之一（10-11）。
⑹溫差電效應學說（1939），認為地球內部的放射性物質產生的熱量，使熔融物質發生連續的不均勻對流，這樣產生溫差電動勢和電流，由此電流產生地球磁場，但理論估計也同地球磁場不符合。
⑺發電機學說（1946－1947），認為是地球內部的導電液體在流動時產生穩恆的電流，由這電流產生地球磁場。
⑻旋轉體效應學說（1947），是根據少數天體觀測得到的經驗規律，認為具有角動量的旋轉物體都會產生磁矩，因而產生磁場。這一學說需要使用一無科學根據的常數，5年後又被提出這一學說的科學家根據精密的實驗結果加以否定了。
⑼磁力線扭結學說（1950），認為在地球磁場磁力線的張力特性和地核的較差自轉，會使原始微弱的地球磁場放大，由此產生地球磁場。
⑽霍爾效應學說（1954），認為在地球內部由於溫度不均勻產生的溫差電流和原始微弱磁場的同時使用下，會由霍爾效應產生霍爾電動勢和霍爾電流，由此產生地球磁場。
⑾電磁感應學說（1956），認為由太陽的強烈磁活動通過帶電粒子的太陽風到達地球後，會通過地球內部的電磁感應和整流作用產生地球內部的電流，由此產生地球磁場。在這些學說中，只有發電機學說（又稱磁流體發電機學說）在觀 測、實驗和理論研究上得到較多的證認，是研究和應用較多的地球磁場學說。

『肆』 經典電磁學的歷史

19世紀前期，奧斯特發現電流可以使小磁針偏轉。而後安培發現作用力的方向和電流的方向，以及磁針到通過電流的導線的垂直線方向相互垂直。不久之後，法拉第又發現，當磁棒插入導線圈時，導線圈中就產生電流。這些實驗表明，在電和磁之間存在著密切的聯系。法拉第用過的線圈在電和磁之間的聯系被發現以後，人們認識到電磁力的性質在一些方面同萬有引力相似，另一些方面卻又有差別。為此法拉第引進了力線的概念，認為電流產生圍繞著導線的磁力線，電荷向各個方向產生電力線，並在此基礎上產生了電磁場的概念。
現在人們認識到，電磁場是物質存在的一種特殊形式。電荷在其周圍產生電場，這個電場又以力作用於其他電荷。磁體和電流在其周圍產生磁場，而這個磁場又以力作用於其他磁體和內部有電流的物體。電磁場也具有能量和動量，是傳遞電磁力的媒介，它彌漫於整個空間。
19世紀下半葉，麥克斯韋總結了宏觀電磁現象的規律，並引進位移電流的概念。這個概念的核心思想是：變化著的電場能產生磁場；變化著的磁場也能產生電場。在此基礎上他提出了一組偏微分方程來表達電磁現象的基本規律。這套方程稱為麥克斯韋方程組，是經典電磁學的基本方程。麥克斯韋的電磁理論預言了電磁波的存在，其傳播速度等於光速，這一預言後來為赫茲的實驗所證實。於是人們認識到麥克斯韋的電磁理論正確地反映了宏觀電磁現象的規律，肯定了光也是一種電磁波。
經典電磁學或經典電動力學是理論物理學的一個分支，通常被認為包含在廣義的電磁學中。它以麥克斯韋方程組和洛倫茲力為基礎，主要研究電荷和電流的電磁場及它們彼此的電磁相互作用。當相關尺度和場強足夠大以至於量子效應可忽略時（參見量子電動力學），這一套理論能夠對電磁現象提供一個非常漂亮的描述。有關經典電磁理論的綜述以及物理概念的詳細解說可參見費曼、萊頓和桑斯[1]；帕諾夫斯基和菲利普[2]；以及傑克遜[3] 等人的專著。
經典電磁理論主要發展於19世紀，以詹姆斯·克拉克·麥克斯韋的成就達到頂峰。關於這部分的歷史可參見泡利[4]、惠特克[5]、派斯[6]的有關敘述。
Ribarič和Šušteršič在其著作《守恆律和經典電動力學的未決問題》[7]中基於當前對經典電磁理論的理解，考查了十二個至今尚未解決的電動力學問題；到目前為止，他們研究並引用了1903年至1989年間約240篇參考文獻。如傑克遜所言[3]，經典電動力學中最顯著的問題在於，我們只可能在如下兩種有限的情形下得到及討論基本方程的解：第一種情形為給出電荷和電流的分布，求解激發的電磁場；第二種情形為給出外部的電磁場，求解內部帶電粒子和電流的運動。而有時候這兩種情形會合二為一，此時的處理方法卻只能按次序進行：首先在忽略輻射的情形下確定在外場中帶電粒子的運動，然後將運動粒子的軌跡作為輻射源的分布計算電磁輻射。很明顯，在電動力學中這種處理手段只能近似正確。進一步來說，雖然麥克斯韋方程組本身是線性的，然而某些電學-力學系統中電荷和電流與它們所激發的電磁場之間的相互作用卻無法忽略，對於這類系統我們還不能從電動力學上完全理解。雖然經過了一個世紀的努力，至今人們還沒能得到一組能夠被廣泛接受的描述帶電粒子運動的經典方程，同時也沒有獲得任何有用的實驗數據的支持。

『伍』 磁場是怎麼產生的

磁場
magnetic field
電流、運動電荷、磁體或變化電場周圍空間存在的一種特殊形態的物質.由於磁體的磁性來源於電流,電流是電荷的運動,因而概括地說,磁場是由運動電荷或變化電場產生的.磁場的基本特徵是能對其中的運動電荷施加作用力,磁場對電流、對磁體的作用力或力矩皆源於此.
與電場相仿,磁場是在一定空間區域內連續分布的矢量場,描述磁場的基本物理量是磁感應強度矢量B ,也可以用磁力線形象地圖示.然而,作為一個矢量場,磁場的性質與電場頗為不同.運動電荷或變化電場產生的磁場,或兩者之和的總磁場,都是無源有旋的矢量場,磁力線是閉合的曲線族,不中斷,不交叉.換言之,在磁場中不存在發出磁力線的源頭,也不存在會聚磁力線的尾閭,磁力線閉合表明沿磁力線的環路積分不為零,即磁場是有旋場而不是勢場（保守場）,不存在類似於電勢那樣的標量函數.
電磁場是電磁作用的媒遞物,是統一的整體,電場和磁場是它緊密聯系、相互依存的兩個側面,變化的電場產生磁場,變化的磁場產生電場,變化的電磁場以波動形式在空間傳播.電磁波以有限的速度傳播,具有可交換的能量和動量,電磁波與實物的相互作用,電磁波與粒子的相互轉化等等,都證明電磁場是客觀存在的物質,它的「特殊」只在於沒有靜質量.
磁現象是最早被人類認識的物理現象之一,指南針是中國古代一大發明.磁場是廣泛存在的,地球,恆星(如太陽),星系（如銀河系）,行星、衛星,以及星際空間和星系際空間,都存在著磁場.為了認識和解釋其中的許多物理現象和過程,必須考慮磁場這一重要因素.在現代科學技術和人類生活中,處處可遇到磁場,發電機、電動機、變壓器、電報、電話、收音機以至加速器、熱核聚變裝置、電磁測量儀表等無不與磁現象有關.甚至在人體內,伴隨著生命活動,一些組織和器官內也會產生微弱的磁場.
電磁場
electromagnetic field
有內在聯系、相互依存的電場和磁場的統一體和總稱 .隨時間變化的電場產生磁場 , 隨時間變化的磁場產生電場,兩者互為因果,形成電磁場.電磁場可由變速運動的帶電粒子引起,也可由強弱變化的電流引起,不論原因如何,電磁場總是以光速向四周傳播,形成電磁波.電磁場是電磁作用的媒遞物,具有能量和動量,是物質存在的一種形式.電磁場的性質、特徵及其運動變化規律由麥克斯韋方程組確定.
地磁場
geomagnetic field
從地心至磁層頂的空間范圍內的磁場.地磁學的主要研究對象.人類對於地磁場存在的早期認識,來源於天然磁石和磁針的指極性.磁針的指極性是由於地球的北磁極（磁性為S極）吸引著磁針的N極,地球的南磁極（磁性為N極）吸引著磁針的S極.這個解釋最初是英國W.吉伯於1600年提出的.吉伯所作出的地磁場來源於地球本體的假定是正確的.這已為1839年德國數學家C.F.高斯首次運用球諧函數分析法所證實.
地磁場是一個向量場.描述空間某一點地磁場的強度和方向,需要3個獨立的地磁要素.常用的地磁要素有7個,即地磁場總強度F,水平強度H,垂直強度Z,X和Y分別為H的北向和東向分量,D和I分別為磁偏角和磁傾角.其中以磁偏角的觀測歷史為最早.在現代的地磁場觀測中,地磁台一般只記錄H,D,Z或X,Y,Z.
近地空間的地磁場,像一個均勻磁化球體的磁場,其強度在地面兩極附近還不到1高斯,所以地磁場是非常弱的磁場.地磁場強度的單位過去通常採用伽馬（γ）,即10高斯.1960年決定採用特斯拉作為國際測磁單位,1高斯＝10特斯拉（T）,1伽馬＝10特斯拉＝1納特斯拉（nT）,簡稱納特.地磁場雖然很弱,但卻延伸到很遠的空間,保護著地球上的生物和人類,使之免受宇宙輻射的侵害.
地磁場包括基本磁場和變化磁場兩個部分,它們在成因上完全不同.基本磁場是地磁場的主要部分,起源於地球內部,比較穩定,變化非常緩慢.變化磁場包括地磁場的各種短期變化,主要起源於地球外部,並且很微弱.
地球的基本磁場可分為偶極子磁場、非偶極子磁場和地磁異常幾個組成部分.偶極子磁場是地磁場的基本成分,其強度約佔地磁場總強度的90％,產生於地球液態外核內的電磁流體力學過程,即自激發電機效應.非偶極子磁場主要分布在亞洲東部、非洲西部、南大西洋和南印度洋等幾個地域,平均強度約佔地磁場的10％.地磁異常又分為區域異常和局部異常,與岩石和礦體的分布有關.
地球變化磁場可分為平靜變化和干擾變化兩大類型.平靜變化主要是以一個太陽日為周期的太陽靜日變化,其場源分布在電離層中.干擾變化包括磁暴、地磁亞暴、太陽擾日變化和地磁脈動等,場源是太陽粒子輻射同地磁場相互作用在磁層和電離層中產生的各種短暫的電流體系.磁暴是全球同時發生的強烈磁擾,持續時間約為1～3天,幅度可達10納特.其他幾種干擾變化主要分布在地球的極光區內.除外源場外,變化磁場還有內源場.內源場是由外源場在地球內部感應出來的電流所產生的.將高斯球諧分析用於變化磁場,可將這種內、外場區分開.根據變化磁場的內、外場相互關系,可以得出地球內部電導率的分布.這已成為地磁學的一個重要領域,叫做地球電磁感應.
地球變化磁場既和磁層、電離層的電磁過程相聯系,又和地殼上地幔的電性結構有關,所以在空間物理學和固體地球物理學的研究中都具有重要意義.

『陸』 磁療的歷史是什麼

磁療是利用磁場作用於人體治療疾病的方法。

世界上的一切物體，小至基本粒子，大至天體都具有一定的磁性。地球本身是一個巨大的磁場。地球上的一切生物和人體一直受著地磁場這一物理環境因素的作用，地磁場成為生物體維持正常生命活動的不可缺少的環境因素。

在二千多年前，我國西漢時代已利用磁石（Fe3O4的天然礦石）來治病。在國外，在16世紀末已製成各種磁療器械，如磁椅、磁床、磁幅等用於臨床。近20年來，國內外對磁場的生物學作用進行了廣泛的研究，包括磁場的治療和診斷疾病的應用，磁衛生學、磁生態學、生物磁學等，並且取得了明顯的進展。

一、磁場對人體的作用機制

（一）電動力學理論

一切磁現象都是由於運動電荷所產生的，磁現象的本質就是電荷的運動。磁場對電荷，一磁場對另一磁場，都會產生作用力。磁場對運動電荷產生勞倫茲力，對載流導體產生安培力；磁場能改變原子和分子的軌道磁矩和自旋磁矩的方向；通過電磁感應作用，磁場還能使導體產生感應電動勢和感應電流。人體組織人生物物理學觀點看，是極其復雜的，在磁場中將會受到磁場的各種作用而產生各種效應：

1.產生微電流人體各種體液都是電解質溶液，屬於導體，在交變磁場中，磁力線做切割導體的運動，將產生感生電流；隨著心臟的收縮與舒張，血管也不停地進行運動，而且血液也是不斷地在流動，所以雖是恆定磁場，由於血管和血流的運動，對磁力線進行切割，也將在體內產生電流。進行磁療所產生的感生電流是很弱小的，即微電流。微電流的產生可對體內生物電活動發生影響，從而影響各器官各組織的代謝和功能。例如，在交變磁場作用下，Na+、K+、C1－等離子的活動能力加強，改變了膜電位，增強細胞膜的通透性，促進細胞膜內外物質的交換等。

2.磁場對生物電的作用人體內有各種生物電流，如心電、腦電、肌電和神經動作電位等。生物電是生理活動的重要組成部分。在磁場作用下，生物電流將受到磁場力的作用，即磁場將對生物電流的分布、電荷運動形式及其能量狀態發生作用，因而引起有關組織器官的功能發生相應的變化。此外，生物體的氧化還原反應過程中，發生電子的傳遞；磁場可能對電子傳遞過程產生作用而影響生化反應過程。

（二）酶學說

酶是在細胞內生成的，其化學本質屬於蛋白質的生物催化劑。有些酶類的催化活性，除了蛋白質部分外，還需要金屬離子，即金屬離子是酶活性中心的組成部分。有些酶的分子中雖不含有金屬，但需要金屬離子激活。例如，許多磷酸移換酶需要Mg++，許多水解肽鍵的酶需要Co++、Mn++、Mg++或Zn++的激活，才轉變成具有活性的酶。此外，Na+、K+、Ca++、Cu++等十餘種陽離子及一些陰離子（C1－）等均對某些酶具有激活作用。磁場可能通過對上述金屬離子和非金屬離子的作用影響酶的催化活性，而對人體產生作用。有人認為磁場有鎮靜止痛、降低血壓和減輕炎症反應等作用，同磁場提高膽礆酯酶、單胺氧化酶、組胺酶和激肽酶的活性有關。

（三）經穴作用

許多疾病的磁療是用於穴位而產生療效。例如磁片貼敷大椎、肺俞、膻中治療喘息性支氣管炎，旋磁作用神閾，有顯著止瀉療效等。現代儀器檢查證實，穴位經絡存在電活動現象。例如，穴位比周圍皮膚有較高的電位。當某臟器功能亢進時，相應經絡穴位的皮膚電位增高或電阻值下降；當某器官活動功能減弱時，相應經絡穴位的皮膚電位也隨之降低，而電阻值則升高。因此推測阻值則升高。因此推測，磁場可能影響經絡的是電磁活動過程而起機能調節作用。

（四）神經內分泌作用

磁場作用於全身時，各系統參與反應的程度可按下列順序排列：神經，內分泌、感覺器官、心血管、血液、消化、肌肉、排泄、呼吸、皮膚、骨。神經和體液系統對磁場的作用最為敏感，即機體對磁場作用的反應中，神經和內分泌系統起重要作用。在磁場作用時，神經既能參與原始反應的快速感受系統，也參與其緩慢感受系統。當弱磁場作用較長時間時，也能引起緩慢系統的反應。內分泌系統也明顯參與機體對磁場作用的反應。在磁場作用下，觀察到動物某些激素分泌增加。

二、磁場的生理作用和治療作用

（一）生理作用

1.對神經系統的作用對磁場作用最敏感的是神經系統，而其中又以丘腦下部和大腦皮質最為敏感。磁場對動物條件反射活動主要是抑製作用，腦電圖表現為大腦個別部位慢波和錘形波數目增加，在行為中伴有抑制過程占優勢。在磁場作用後觀察動物腦髓的超微結構，發現神經細胞體的膜結構，突觸和線粒體有變化，而軸突的結構較穩定。

2.對內分泌系統的作用強磁場可引起機體應激素反應，伴有ACTH和11－羥皮質酮的釋放。下丘腦－垂體－腎上腺系統、胰島、甲狀腺、性腺等都對磁場的作用有感受性。動物實驗表明，交變磁場短時間作用（5分和15分鍾）主要增加ACTH在垂體和血液中的含量。交變磁場作用7～8分鍾，血中11－羥皮質類固醇含量增加38％，作用10～15分鍾後幾增加一倍，以20mT（毫忒斯拉），頻率50Hz的交變磁場作用15分鍾，過一小時後甲狀腺素分泌增加。

3.對血液的作用磁場對白細胞吞噬功能的影響，隨白細胞數量的變化而不同。健康人和化膿性感染性患者在430～510mT的磁場3小時作用下，白細胞吞噬功能顯著增高，而肝病毒性疾病患者在400mT的磁場作用後，白細胞的吞噬功能降低。磁場400mT作用於肝癌患者2～3小時，其白細胞對抗其自身癌細胞的細胞毒素活性增高，有人認為可用以治療肝癌。對凝血系統的影響，取決於磁場的作用強度和時間。高強度恆磁場作用於動物頭部，動物血液的凝固性升高，纖維蛋白活性增高，纖維蛋白活性增高；低強度磁場對凝血影響不大。強磁場長時間作用可顯著地減緩血流的速度，認為強磁場可用於內部止血和血流速度的調節，並認為這種效應與勞倫茲力對血細胞中原生質流動的力的作用有關。

4.對組織代謝的影響在磁場作用下，體內許多過程和機能活動發生改變，例如，脂質的過氧化反應和氧化還原過程、某些酶的活性、細胞器的機能活動、生物膜通透性、內分泌功能以及微循環的改善等，因此引起組織代謝復雜變化。

5.對皮膚反應的影響脈沖式動磁場16mT，作用10分鍾，可使皮膚對化學刺激的敏感性增加，使皮膚對某些離子滲透性增強。用恆定磁場30mT，10分鍾，10次作用於豚鼠致敏等皮炎時，表明恆磁場有降低致敏的效果，能減輕致敏動物皮膚的變態反應。

（二）治療作用

1.止痛作用磁場有明顯止痛作用。動磁場止痛較快，但不鞏固；恆磁場止痛較慢，但止痛時間較長。磁療常用於治療各種疼痛，如軟組織損傷痛，神經痛，炎症性疼痛，內臟器官疼痛和癌性疼痛等。磁療止痛效果快慢不一，多數病人在磁療後數分鍾至10分鍾即可出現止痛效果。磁療止痛作用的機制可能是多方面的。磁療改善微循環和組織代謝，因而糾正由缺血、缺氧、水腫、致痛物質聚集等所致疼痛；磁場能提高致痛物質水解酶的活性，使緩激肽、組胺、5－羥色胺等致痛物質水解或轉化；磁療還有降低神經興奮性的作用等。

2.鎮靜作用磁療可改善睡眠狀態，緩解肌肉痙攣，減輕面肌抽搐，減輕喘息性支氣管炎和搔癢症等。這可能與磁場對神經系統的作用有關。中葯磁石有鎮心安神、平肝潛陽作用。

3.消腫作用磁場有明顯抗滲出作用，這在臨床和實驗中得到證實。實驗觀察表明，磁場既有降低致炎物質（組織胺等）使血管通透性增加的作用，又能加速蛋白質從組織間隙轉移的作用，說明磁場的消腫作用與其影響通透性和膠體滲透壓有明顯關系。磁療對軟組織損傷，外傷性血腫，凍傷，燙傷，炎症等有明顯消腫止痛的作用。

4.消炎作用磁場有一定消炎作用，這與磁場改善微循環、消腫、止痛和促進免疫反應性增強等有關。磁場無明顯直接抑菌作用。

5.對冠心病和高血壓的治療作用低強度恆磁場（15～50mT）治療冠心病或早期高血壓患者，多數病人在治療後一般狀況改善，頭痛，心區痛減輕或消失，血壓下降，脈率減慢。有的作者提出低頻交變磁場（50Hz，10～20mT）治療冠心病心絞痛的效果較恆磁場為佳，而對心律失常無效。臨床和實驗資料表明，交變磁場對心痛綜合征、心肌收縮性、血流流變性、脂質代謝、微循環等有良好影響，而對心臟的傳導系統無明顯影響。

6.對腫瘤的作用磁療對良性和惡性腫瘤有一定影響，可使良性腫瘤，如纖維瘤、脂肪瘤、毛細血管瘤、腱鞘囊腫等縮小或消失。對惡性腫瘤也有縮小腫塊及改善症狀的作用。大劑量非均勻磁場效果顯著，一般均勻磁場對惡性腫瘤無效。磁場對腫瘤作用的機制尚不清楚。

三、設備與治療方法

（一）磁場類型

1.恆定磁場磁場強度和方向保持不變的磁場稱為恆定磁場或恆磁場（圖6.4），如鐵磁片和通以直流電的電磁鐵所產生的磁場。

圖6.4 恆定磁場

2.交變磁場磁場強度和方向在規律變化的磁場（圖6.5），如工頻磁療機和異極旋轉磁療器產生的磁場。

3.脈動磁場磁場強度有規律變化而磁場方向不發生變化的磁場（如圖6.6），如同極旋轉磁療器、通過脈動直流電磁鐵產生的磁場。

4.脈沖磁場用間歇振盪器產生間歇脈沖電流，將這種電流通入電磁鐵的線圈即可產生各種形狀的脈沖磁場。脈沖磁場的特點是間歇式出現磁場，磁場的變化頻率、波形和峰值可根據需要進行調節。

恆磁場又稱為靜磁場，而交變磁場，脈動磁場和脈沖磁場屬於動磁場。磁場的空間各處的磁場強度相等或大致相等的稱為均勻磁場，否則就稱為非均勻磁場。離開磁極表面越遠，磁場越弱，磁場強度呈梯度變化。

圖6.5交變磁楊

圖6.6脈動磁場

（二）磁療器械

1.恆定磁場磁療器械

（1）磁片即永磁體。磁片的材料有鐵氧體、金屬磁和稀土鈷三類。鐵氧體有鋇鐵氧體（BaFe12O9）和鍶鐵氧體（SrFe12O9），其矯頑力（抗退磁能力）較高，導阻率高，磁性較低，價格低廉。金屬磁性材料通常分為5類磁鋼（AINiCO－5）和8類磁鋼（AIMiCO－8），矯頑力較低，磁性強。稀土鈷磁性材料是由稀土元素，如釤、鈰、鐠等與鈷元素合成的合金材料，如釤鈷合金(SmCO5)、鈰鈷合金[Ce(CoCuFe)5]、釤鐠鈷[(Smpr)CO5]等，其特點是磁性強，矯頑力高，但價格昂貴。磁片的形狀常用的有圓形、方形、柱形和圓珠等，有各種不同面積和厚度，它們的表面磁場強度為數十至數百mT（毫忒斯拉）。

按照穴位位置，將磁片縫綴在布料上而製成的磁帽、磁衣、磁腰帶、磁表帶、磁枕等，以進行長時間治療，適用以治療一些慢性病，如高血壓、神經衰弱、慢性腰痛、乳腺增生等。

（2）直流電磁機將直流電通到有鐵芯的線圈，鐵芯便產生恆磁場，磁場強度可達數十至數百mT。

2.交變磁場磁療器械

（1）異極旋轉磁療器在一微型馬達的軸上裝一有機玻璃或硬塑料轉盤，轉盤上安裝兩片或四片磁片（圖6.7），異極排列（圖6.8）。馬達通電，轉盤旋轉而產生交變磁場。治療時將轉盤靠近穴位或病變部位。

圖6.7異極旋轉磁療器

（2）電磁療機用硅鋼片作鐵芯，繞上數千匝至數萬匝漆包線，通以不同電壓的交流電，即可產生數十至數百毫忒斯拉的交變磁場。電磁療機可製成大小不同，形狀不同以適應不同部位的治療。

3.脈動磁場磁療器械

（1）同極旋轉磁療器旋轉磁療器轉盤上的兩片或四片磁片為同極（南極或北極）向外（圖6.9），當通電轉盤旋轉時即產生脈動磁場，磁場強度有規律變化而方向不變。

（2）磁按摩器在電動按摩器的按摩頭上裝有2片或4片磁片，同極排列，當通電時，按摩頭帶著磁片一起上下振動，形成脈動磁場。

4.脈沖磁場磁療器械

將各種不同頻率和波形的脈沖電流通過電磁鐵的線圈，即產生脈沖磁場，磁場峰值強度可達數百mT。

（三）磁療方法

磁療方法很多，常用的有以下三種：

1.磁片貼敷法用膠布或其他方法將磁片固定在治療部位進行治療。根據病情可貼敷一塊或多塊磁片，常用異極對置法（圖6.10）。磁片與皮膚在距離越大，作用於組織的磁場強度越弱，因此，常將磁片直接貼在皮膚上或只墊一層薄的紗布。磁片貼敷法操作簡便，病人不需要經常到醫院，根據病情定期到醫院復查即可。

圖6.8異極旋轉磁療器磁片排列

圖6.9同極旋轉磁療器片排列

圖6.10磁片不同極性不同放置法的磁力線分布

2.旋轉磁療法用旋轉磁療器的磁頭對准治療部位進行治療，磁頭貼著治療部位。如用同極旋轉磁療器，磁場是脈動的，用異極旋轉磁療器，磁場是交變的。

3.電磁療機這是利用電磁感應原理製成的磁療機，電流形式不同，所產生的磁場形式也不同，可以是靜磁場、交變磁場和脈沖磁場。這種磁療法同時有熱的作用，但要防止燙傷。
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（四）磁療的劑量

1.磁療的劑量磁療劑量包括治療部位多少、磁場強度、面積、場型、梯度、時間、間隔等，其中以磁場強度最為重要。場強一般分為小、中、大，小的場強在50mT以下，中場強在50～150mT，高場強在150mT以上。應用場強大小應視病情而定，一般可依據下列幾點：

（1）病人情況年老體弱，久病，兒童，過敏體質等開始先用小的場強，而年輕體壯者可用中或大的場強。

（2）病變性質急性疾病開始時用小或中場強，慢性疾病開始即可用中或大的場強。

（3）治療部位頭，頸、胸部開始時用小場強，腰、腹、四肢及深部開始即可用中或大的場強。

2.磁療的時間和療程磁療時間一般每次20～30分鍾，每日或隔日一次。磁片貼敷可連續進行，根據病情定期復查，一般貼敷一周後休息1～2天再貼。某些慢性病，如高血壓，慢性結腸炎等，須長期貼敷。（楊永輝）

（五）磁處理水及其應用

水以一定流速（0.1米/秒左右），垂直於磁力線方向通過磁場後，即為磁處理水。為此制有專門的磁水器。磁水器的磁場強度一般為200～500mT，水流切割磁場數次至十幾次。飲用量為2,000～2,500ml/日，用以治療尿路結石，慢性胃炎等。

磁處理水能使水分子間的結合狀態發生變化。水並非均以單分子H2O所組成，水分子之間存在力的作用呈結合狀態。水分子是極性分子，當水分子通過磁場時，其兩端正、負電荷受到勞倫茲力的作用，水分子發生形變而改變了水分子的結合狀態，從復雜的長鏈折散成簡單的短鏈。這樣水容易滲入堅硬水垢的縫隙中，使原來較堅固的大塊結晶變成小圓球，而使原來較松軟的結石表現為平板破碎。長期飲用大量磁處理水，對結石的局部及周圍組織的慢性炎症有溶解、沖洗和消炎作用。（郭友池）

四、臨床應用范圍及禁忌證

（一）適應證

1.內科疾病：喘息性支氣管炎，支氣管哮喘，高血壓，冠心病，急慢性胃炎，慢性結腸炎，胃十二指腸潰瘍，類風濕性關節炎等。

2.外科疾病：急慢性軟組織損傷，血栓閉塞性脈管炎，變形性骨關節病、肋軟骨炎，肩關節周圍炎，網球肘，腱鞘炎，纖維瘤，凍瘡、前列腺炎，血腫，頸椎病，滑囊炎，殘肢痛。

3.神經科疾病：神經官能症，三叉神經痛，面肌抽搐，血管性頭痛，神經炎等。

4.小兒科疾病：單純性嬰幼兒腹瀉，遺尿等。

5.皮膚科疾病：硬結性紅斑，毛細血管瘤，神經性皮炎等。

6.五官科疾病：中心性視網膜脈絡炎，單純性青光眼，急慢性咽炎，眶上神經痛，下頜關節功能紊亂綜合征，牙痛，慢性非化膿性腮腺腫大，冠周炎等。

（二）禁忌證

磁療法目前尚未發現有絕對禁忌證，但下列情況一般不用磁療。

1.白細胞總數在4.0×109/L以下者；

2.出血或有出血傾向者；

3.體質衰弱或過敏體質者；

4.孕婦。

有時磁療出現一些副作用，主要症狀有心悸、心慌、惡心、嘔吐、胃內減退、無力、頭昏、胸悶、白細胞減少、皮炎等。停止磁療後副作用可迅速消失，不留任何後遺症。

[附]處方舉例

1.交變旋磁治療右腳背60～90mT每日一次15－20分鍾8次

適應證：外傷性血腫，急性扭挫傷。

2.磁片貼敷毛細血管瘤部位200mT連續貼敷每1～2周復查一次。

適應證：毛細血管瘤。

3.磁片貼敷「天突」、「大椎」、「肺俞」等穴位150～200mT連續貼敷3天復查一次。

適應證：喘息性支氣管炎，支氣管哮喘，急慢性氣管支氣管炎。

4.低頻交變磁療，鐵心感應頭直接置於病變關節兩側65～80mT每關節10～15分鍾，總治療時間不超過40分鍾每天一次12～18次為一療程

適應證：變形性骨關節病，類風濕性關節炎。

『柒』 磁場的歷史沿革

最早出現的幾副磁場繪圖之一，繪者為勒內·笛卡爾，1644年。
雖然很早以前，人類就已知道磁石和其奧妙的磁性，最早出現的幾個學術性論述之一，是由法國學者皮埃·德馬立克（Pierre de Maricourt）於公元1269 年寫成[notes 3]。德馬立克仔細標明了鐵針在塊型磁石附近各個位置的定向，從這些記號，又描繪出很多條磁場線。他發現這些磁場線相會於磁石的相反兩端位置，就好像地球的經線相會於南極與北極。因此，他稱這兩位置為磁極[2]。幾乎三個世紀後，威廉·吉爾伯特主張地球本身就是一個大磁石，其兩個磁極分別位於南極與北極。出版於1600 年，吉爾伯特的巨著《論磁石》（De Magnete）開創磁學為一門正統科學學術領域。
於1824年，西莫恩·泊松發展出一種物理模型，比較能夠描述磁場。泊松認為磁性是由磁荷產生的，同類磁荷相排斥，異類磁荷相吸引。他的模型完全類比現代靜電模型；磁荷產生磁場，就如同電荷產生電場一般。這理論甚至能夠正確地預測儲存於磁場的能量。
盡管泊松模型有其成功之處，這模型也有兩點嚴重瑕疵。第一，磁荷並不存在。將磁鐵切為兩半，並不會造成兩個分離的磁極，所得到的兩個分離的磁鐵，每一個都有自己的指南極和指北極。第二，這模型不能解釋電場與磁場之間的奇異關系。
於1820年，一系列的革命性發現，促使開啟了現代磁學理論。首先，丹麥物理學家漢斯·奧斯特於7月發現載流導線的電流會施加作用力於磁針，使磁針偏轉指向。稍後，於9月，在這新聞抵達法國科學院僅僅一周之後，安德烈·瑪麗·安培成功地做實驗展示出，假若所載電流的流向相同，則兩條平行的載流導線會互相吸引；否則，假若流向相反，則會互相排斥。緊接著，法國物理學家讓·巴蒂斯特·畢奧和菲利克斯·沙伐於10月共同發表了畢奧-薩伐爾定律；這定律能夠正確地計算出在載流導線四周的磁場。1825年，安培又發表了安培定律。這定律也能夠描述載流導線產生的磁場。更重要的，這定律幫助建立整個電磁理論的基礎。於1831年，麥可·法拉第證實，隨著時間演進而變化的磁場會生成電場。這實驗結果展示出電與磁之間更密切的關系。
從1861年到1865之間，詹姆斯·麥克斯韋將經典電學和磁學雜亂無章的方程加以整合，發展成功麥克斯韋方程組。最先發表於他的1861年論文《論物理力線》，這方程組能夠解釋經典電學和磁學的各種現象。在論文里，他提出了「分子渦流模型」，並成功地將安培定律加以延伸，增加入了一個有關於位移電流的項目，稱為「麥克斯韋修正項目」。由於分子渦包具有彈性，這模型可以描述電磁波的物理行為。因此，麥克斯韋推導出電磁波方程。他又計算出電磁波的傳播速度，發現這數值與光速非常接近。警覺的麥克斯韋立刻斷定光波就是一種電磁波。後來，於1887年，海因里希·魯道夫·赫茲做實驗證明了這事實。麥克斯韋統一了電學、磁學、光學理論。
雖然，有了極具功能的麥克斯韋方程組，經典電動力學基本上已經完備，在理論方面，二十世紀帶來了更多的改良與延伸。阿爾伯特·愛因斯坦，於1905年，在他的論文里表明，電場和磁場是處於不同參考系的觀察者所觀察到的同樣現象（幫助愛因斯坦發展出狹義相對論的思想實驗，關於其詳盡細節，請參閱移動中的磁鐵與導體問題）。後來，電動力學又與量子力學合並為量子電動力學。
1820年丹麥物理學家奧斯特發現在通電的導體周圍存在著磁場，從而知道了電和磁相互依存的關系。由導體中電流所產生的磁場的極性和電流的流動方向有關，它服從右手法則。

『捌』 磁場發現歷史

雖然很早以前，人類就已知道磁石和其奧妙的磁性。最早出現的幾個學術性論述之一，是由法國學者皮埃·德馬立克於公元1269 年寫成。德馬立克仔細標明了鐵針在塊型磁石附近各個位置的定向，從這些記號，又描繪出很多條磁場線。他發現這些磁場線相會於磁石的相反兩端位置，就好像地球的經線相會於南極與北極。因此，他稱這兩位置為磁極。幾乎三個世紀後，威廉·吉爾伯特主張地球本身就是一個大磁石，其兩個磁極分別位於南極與北極。出版於1600 年，吉爾伯特的巨著《論磁石》開創磁學為一門正統科學學術領域。
於1824年，西莫恩·泊松發展出一種物理模型，比較能夠描述磁場。泊松認為磁性是由磁荷產生的，同類磁荷相排斥，異類磁荷相吸引。他的模型完全類比現代靜電模型；磁荷產生磁場，就如同電荷產生電場一般。這理論甚至能夠正確地預測儲存於磁場的能量。
盡管泊松模型有其成功之處，這模型也有兩點嚴重瑕疵。第一，磁荷並不存在。將磁鐵切為兩半，並不會造成兩個分離的磁極，所得到的兩個分離的磁鐵，每一個都有自己的指南極和指北極。第二，這模型不能解釋電場與磁場之間的奇異關系。
於1820年，一系列的革命性發現，促使開啟了現代磁學理論。首先，丹麥物理學家漢斯·奧斯特於7月發現載流導線的電流會施加作用力於磁針，使磁針偏轉指向。稍後，於9月，在這新聞抵達法國科學院僅僅一周之後，安德烈·瑪麗·安培成功地做實驗展示出，假若所載電流的流向相同，則兩條平行的載流導線會互相吸引；否則，假若流向相反，則會互相排斥。緊接著，法國物理學家讓·巴蒂斯特·畢奧和菲利克斯·沙伐於10月共同發表了畢奧-薩伐爾定律；這定律能夠正確地計算出在載流導線四周的磁場。
1825年，安培又發表了安培定律。這定律也能夠描述載流導線產生的磁場。更重要的，這定律幫助建立整個電磁理論的基礎。於1831年，麥可·法拉第證實，隨著時間演進而變化的磁場會生成電場。這實驗結果展示出電與磁之間更密切的關系。
從1861年到1865之間，詹姆斯·麥克斯韋將經典電學和磁學雜亂無章的方程加以整合，發展成功麥克斯韋方程組。最先發表於他的1861年論文《論物理力線》，這方程組能夠解釋經典電學和磁學的各種現象。在論文里，他提出了「分子渦流模型」，並成功地將安培定律加以延伸，增加入了一個有關於位移電流的項目，稱為「麥克斯韋修正項目」。由於分子渦包具有彈性，這模型可以描述電磁波的物理行為。因此，麥克斯韋推導出電磁波方程。他又計算出電磁波的傳播速度，發現這數值與光速非常接近。警覺的麥克斯韋立刻斷定光波就是一種電磁波。後來，於1887年，海因里希·魯道夫·赫茲做實驗證明了這事實。麥克斯韋統一了電學、磁學、光學理論。
雖然，有了極具功能的麥克斯韋方程組，經典電動力學基本上已經完備，在理論方面，二十世紀帶來了更多的改良與延伸。阿爾伯特·愛因斯坦，於1905年，在他的論文里表明，電場和磁場是處於不同參考系的觀察者所觀察到的同樣現象。後來，電動力學又與量子力學合並為量子電動力學。