zastosowanie pola elektromagnetycznego

Odkrycie istnienia pola elektromagnetycznego i poznanie rządzących nim zjawisk, a w konsekwencji jego zastosowaie pozwoliło na szybki rozwój cywilizacji. Współczesny świat nie mógłby obyć się bez urządzeń wykorzystujących pole elektromagnetyczne - to nie tylko telefon komórkowy, ale także diagnostyka medyczna, a nawet terapie wykorzystywane przez lekarzy i fizjoterapeutów w leczeniu wielu chorób.

Źródła pola elektromagnetycznego

Pole magnetyczne (PM) otacza nas praktycznie wszędzie niezależnie od tego gdzie się znajdujemy i co robimy. Występuje ono naturalnie w środowisku, a jego obecność możemy potwierdzić gdy popatrzymy na wskazówkę kompasu, który zawsze wskazuje na północny biegun naszej planety. Gdy do pola magnetycznego dodamy jeszcze składową elektryczną mamy do czynienia z polem elektromagnetycznym (PEM). Pola magnetyczne i elektromagnetyczne współistnieją i wzajemnie, z różną intensywnością występują w różnych miejscach naszej planety. Najlepiej widocznym przykładem jest światło widzialne, bez którego trudno byłoby wyobrazić sobie życie na ziemi (jest to także światło niebieskie, o którym pisałem w jednym z poprzednich artykułów). Oczywiście światło widzialne stanowi tylko niewielki wycinek całego widma pola elektromagnetycznego i w tej pozostałej części pole to jest niewidzialne dla ludzkiego oka podobnie z resztą jak pole magnetyczne. Poza światłem istnieją także inne, naturalne źródła pola elektromagnetycznego. Podobnie wygląda sytuacja ze sztucznymi źródłami emitującymi PEM. Jest ono wytwarzane przez praktycznie wszystkie urządzenia elektryczne. Sztuczne źródła PEM znajdują się w każdym domu (jak choćby odkurzacz, pralka albo laptop), ale są to także nadajniki radiowe i przekaźniki telefonii komórkowej, a nawet linie energetyczne. W zależności od poboru prądu i innych czynników każde urządzenie emituje pole elektromagnetyczne o innym natężeniu i częstotliwości.

Czy światło niebieskie naprawdę szkodzi? Przeczytaj więcej.

 

Przykłady źródeł pola elektromagnetycznego

Źródła naturalnego pola magnetycznego i/lub elektrycznego Źródła sztucznego pola magnetycznego i/lub elektrycznego
Pole magnetyczne i elektryczne Ziemi Urządzenia elektryczne
Wybuchy słoneczne Nadajniki radiowe
Zjawiska atmosferyczne (burze) Sieci elektroenergetyczne
Promieniowanie kosmiczne Zasilacze impulsowe (np. ładowarka do telefonu)

 

 

 

Pole magnetyczne jest niezbędne dla życia

Przeprowadzono badania, w których człowieka odizolowano od naturalnego pola magnetycznego. Po pewnym czasie badany zaczął odczuwać dolegliwości takie jak ból głowy i złe samopoczucie, które ustępowały gdy badany zmieniał pomieszczenie na takie, które nie było ekranowane. Eksperyment ten pokazał, że obecność w otoczeniu pola magnetycznego jest wręcz konieczna dla prawidłowego funkcjonowania organizmu, który może zostać wyprowadzony ze stanu homeostazy poprzez usunięcie go z otoczenia. Wynika to być może z tego, że od początku istnienia człowiek wystawiony był na działanie pola magnetycznego i organizm w toku ewolucji musiał przystosować się do jego obecności.

Przykłady zastosowania pola elektromagnetycznego w technologii

Ze względu na różne parametry opisujące pole elektromagnetyczne ma ono różne właściwości. Oczywiste jest także to, że pole magnetyczne jest konieczne dla prawidłowego funkcjonowania organizmu, a także że nowe technologie nie mogłyby się rozwinąć gdyby nie obecność tych oddziaływań i gdyby nie znajomość zjawisk fizycznych, które nimi rządzą i którym podlega ją PM i PEM. Najlepszymi tego przykładami zastosowania rozwój telefonii komórkowej i bezprzewodowej transmisji danych, technologia Wi-Fi, dzięki której nie musimy chodzić z kablem podłączonym do laptopa albo choćby bluetooth — używanie smart opaski podłączonej do kabla byłoby co najmniej problematyczne.

Od radia po płatności zbliżeniowe

Jak już wyżej wspomniałem bez odkrycia przez Heinricha Rudolfa Hertza fal elektromagnetycznych, a później bez opisania znajomości zjawisk fizycznych rządzących falami elektromagnetycznymi, a więc dokonań, chociażby Jamesa Clerka Maxwella, który to sformułował Równania Maxwella nie byłoby możliwe zdalne przekazywanie informacji. W ten sposób powstało radio, które ewoluowało od Modulacji AM wykorzystującej ogromne anteny po FM, a obecnie już cyfrowego następcy DAB, które pozwalają na przesyłanie informacji nie tylko w lepszej jakości, ale także dodanie do samej informacji o dźwiękach nawet zdjęć okładki aktualnie granej piosenki. Podobnie rozwój technologii bezprzewodowych przebiegał w przypadku telewizji. Gdzie początkowo czarno-biały obraz został zastąpiony obecnie cyfrowymi technologiami pozwalającymi wyświetlić obraz wysokiej jakości na telewizorach o niesłychanie wysokich i jeszcze kilka lat temu niedostępnych rozdzielczościach. Rozwój internetu przekierował zmagania w rozwoju telewizji, na rozwój bezprzewodowych technologii przesyłania danych, a więc unowocześnienie standardów zarówno wi-fi jak i technologii przekazywania danych mobilnych. Powoduje to spadek zainteresowania telewizją jako taką na rzecz sieciowego streamingu multimediów. Zastosowanie nadajników i odbiorników pola magnetycznego o niewielkich natężeniach doprowadziło także do rozwoju płatności zbliżeniowych RFID, a zastosowanie modułów NFC w telefonach komórkowych pozwoliło na realizację płatności z wykorzystaniem telefonu. W chwili obecnej na zaawansowanym etapie znajdują się prace nad nową technologią, która będzie umożliwiała lokalizowanie przedmiotów z zamontowanym nadajnikiem z dokładnością do kilku centymetrów przy użyciu smartfona.

Zastosowanie pola magnetycznego i elektromagnetycznego w medycynie

Rezonans magnetyczny i tomografia komputerowa

Wiedza o polu magnetycznym pozwoliła także na zastosowanie pola magnetycznego w diagnostyce medycznej. Wykorzystujący PEM rezonans magnetyczny ma kilka istotnych zalet stanowiących przewagę w stosunku do tomografii komputerowej. Obydwa urządzenia pozwalają na wykonywanie zdjęć przekrojów wnętrza ciała. W czym rezonans jest lepszy? Zaletą jest już samo wykorzystanie pola magnetycznego i fal radiowych, stanowiących część pasma pola elektromagnetycznego. W tomografii komputerowej stosuje się promieniowanie rentgenowskie (notabene także wchodzące w skład widma pola elektromagnetycznego), które jest szkodliwe i ze względu na zdolność do uszkadzania materiału genetycznego może spowodować wystąpienie nowotworu. Z tego względu, o ile tomografia komputerowa powinna być wykonywa jak najrzadziej (w Polsce nawet wykonywana prywatnie wymaga przedstawienia skierowania od specjalisty), to już rezonans magnetyczny w teorii nie jest tak szkodliwy i może być powtarzany wielokrotnie. Przy czym z pewnością minusem rezonansu magnetycznego może być wyższa cena tego badania, stąd też niechęć do zlecania tego badania przez lekarzy pracujących w publicznych zakładach opieki zdrowotnej oraz niektórych prywatnych placówkach z abonamentowym systemem rozliczania świadczeń. Oczywiście generalizowanie tutaj też nie jest wskazane, ponieważ ze względu na różne specyfiki obu badan w niektórych przypadkach tomografia może być lepszym wyborem — wykazuje ona przewagę w przypadku obrazowania struktur twardych.

Promieniowanie rentgenowskie

Wracając jeszcze do promieniowania rentgenowskiego, nazywanego także promieniowaniem X, jest ono wykorzystywane do wykonywania zdjęć rentgenowskich i jest nieocenione w obrazowaniu kości (w przemyśle także struktury wewnętrznej materiałów np. pęknięć elementów konstrukcyjnych) pozwala na szybkie i skuteczne weryfikowanie złamań albo pęknięć kości. Stosowane jest ono także w obrazowaniu płuc i niektórych organów.

Elektrokardiografia

Detekcja pola elektromagnetycznego generowanego przez serce pozwala także na zobrazowanie jego pracy. Diagnosta przykleja i  przypina elektrody w różnych częściach ciała i włącza urządzenie do elektrokardiografii (EKG). Urządzenie to odbiera wartości napięcia w poszczególnych momentach pracy serca, wzmacnia te sygnały i rysuje na wykresie. Na podstawie tych zmian kardiolog może wykryć zarówno błahe zaburzenia, jak i poważne wady serca albo zawał mięśnia sercowego. Co więcej, jest on w stanie stwierdzić w której części mięśnia sercowego pojawiła się problematyczna zmiana.

Elektroencefalografia (EEG)

Także mózg w czasie pracy generuje fale o określonych częstotliwościach i można to wykorzystać do diagnostyki zaburzeń w jego pracy. Badany ma nakładany na głowę czepek zawierający elektrody rejestrujące aktywność mózgu, która po przetworzeniu i wzmocnieniu, jest rysowana na papierze w formie wykresu fal w czasie. Tak uzyskane wyniki aktywności elektrycznej mózgu przeanalizowane przez doświadczonego neurologa mogą powiedzieć dużo o działaniu mózgu. W ten sposób można wykryć na przykład stany padaczkowe.

Zastosowanie pola elektromagnetycznego w leczeniu - magnetoterapia i przezczaszkowa stymulacja magnetyczna (TMS)

Jest jeszcze jedna duża zaleta pola elektromagnetycznego jeśli mamy na myśli jego wykorzystanie w medycynie - niewątpliwie zastosowane przez specjalistę ma ono właściwości lecznicze. Magnetoterapia i przezczaszkowa stymulacja magnetyczna są stosowane w medycynie i fizjoterapii od wielu lat. TMS jest wykorzystywana na przykład w leczeniu depresji albo terapii Parkinsona, w myśl zasady, że skoro mózg jest urządzeniem pracującym z wykorzystaniem pole elektromagnetycznego to działając polem magnetycznym z zewnątrz można wywołać określone zmiany w jego pracy. Założenie to okazało się poprawne, a zabiegi tego typu są nadzwyczaj skuteczne. Przezczaszkowa stymulacja magnetyczna jest nieinwazyjną metodą terapii, a jej metody są widoczne dopiero po kilku tygodniach cyklicznych zabiegów. Co ważne skutki uboczne terapii TMS zwykle są łagodne i objawiają się łagodnymi bólami głowy, a pacjent od razu po zabiegu wraca do domu.

Magnetoterapia z kolei jest metodą fizjoterapeutyczną, która pozwala na nieinwazyjne leczenie chorób układu kostnego, kontuzji, chorób skóry stanów zapalnych i zaburzeń metabolicznych. W przypadku magnetoterapii skutki uboczne zwykle nie występują. Podobnie natomiast jak w przypadku TMS zabiegi powtarzane są cyklicznie i efekty widoczne są dopiero po pewnym czasie. Zarówno magnetoterapia jak i przezczaszkowa stymulacja magnetyczna są innowacyjnymi i mało znanymi metodami terapii. Ze względu na to, że stanowią one szerokie zagadnienie szerzej temat ten poruszę w innym wpisie.

 Pamiętaj, że zawarte tutaj informacje nie mają charakteru porady lekarskiej i są przedstawione wyłącznie w celach edukacyjnych. W przypadku problemów zdrowotnych należy bezwzględnie skonsultować się z lekarzem. Nie ponosimy żadnej odpowiedzialności, wynikającej z wykorzystania zamieszczanych w serwisie treści.

We use cookies

Na naszej stronie internetowej używamy plików cookie. Niektóre z nich są niezbędne dla funkcjonowania strony, inne pomagają nam w ulepszaniu tej strony i doświadczeń użytkownika (Tracking Cookies). Możesz sam zdecydować, czy chcesz zezwolić na pliki cookie. Należy pamiętać, że w przypadku odrzucenia, nie wszystkie funkcje strony mogą być dostępne.