| 11652078 12288 3054 948 1всем переходам соответствует одинаковая резонансная частота (рис.), линии поглощения перекрываются и наблюдается одна линия.
Однако в нек-рых кристаллах для ядер со спином I > 1 возникает дополнительное смещение уровней, вызванное взаимодействием электрич. квадрупольного момента ядра с внеядерным неоднородным внутрикристаллич. электрич. полем Е в месте расположения ядра (см. Кристаллическое поле). В результате этого в спектре поглощения появляются дополнительные линии (см. Ядерный квадру-полъный резонанс, ЯКР).
М. р., обусловленный магнитными моментами электронов в парамагнетиках, наз. электронным парамагнитным резонансом (ЭПР). Спектр ЭПР зависит как от спина, так и от орбитального движения электронов, входящих в состав парамагнитных атомов и молекул, и обычно чувствителен к внутрикристаллическому полю в месте расположения парамагнитной частицы. В ферромагнетиках и антиферромагнетиках электронный М. р. наз. соответственно ферромагнитным резонансом и антиферромагнитным резонансом.
Расщепление уровней энергии во внешнем магнитном поле H0 в случае ядерного магнитного резонанса при I =3/2.
Во многих случаях полезно классич. описание М- р., основанное на том, что магнитный момент частицы д испытывает во внешнем магнитном поле Н Лармора прецессию около направления вектора Н с частотой со = уН. Переменное магнитное поле H1, перпендикулярное Н и вращающееся синхронно с n, т. е. с частотой со, оказывает постоянное воздействие на магнитный момент, к-рое и ведёт к изменению его ориентации в пространстве.
К М. р. иногда относят также наблюдаемый в металлах и полупроводниках, помещённых в постоянное магнитное поле, циклотронный резонанс - резонансное поглощение электромагнитной энергии, связанное с периодич. движением электронов проводимости и дырок в плоскости, перпендикулярной полю Н (см. Лоренца сила, Диамагнетизм).
Лит.: С л и к т е р Ч., Основы теории магнитного резонанса, пер. с англ., М., 1967; Абрагам А., Ядерный магнетизм, пер. с англ., М., 1963; Альтшуяер С. А., Козырев Б. М., Электронный парамагнитный резонанс, М., 1961. В. А. Ацаркин,
МАГНИТНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ, усилитель электрич. сигналов, основанный на использовании присущей ферромагнитным материалам нелинейной зависимости магнитной индукции В от напряжённости магнитного поля Н. Управляемыми элементами в М, у, являются индуктивности катушки с ферромагнитными сердечниками, в к-рых действуют 2 переменных магнитных поля; одно изменяется с частотой источника питания, другое - с частотой усиливаемого сигнала. Простейший М. у. состоит из 2 замкнутых магнитол роводов, обмотки к-рых W1 включены последовательно и питаются от источника переменного напряжения ~U (рис.). Вторичные обмотки W2 включаются последовательно и навстречу друг другу, поэтому замыкание обмоток W2 на небольшое сопротивление не вызывает к.-л. изменения силы тока i1 в первичных обмотках. Если по обмоткам W2 пропустить постоянный ток, то вследствие нелинейного характера кривой намагничивания сердечников динамич. магнитная проницаемость уменьшается и соответственно уменьшается индуктивность L1первичных обмоток, при этом ток в обмотках возрастает. Устройство, собранное по схеме на рис. (без сопротивления нагрузки RK), наз. управляемым дросселем, к-рый становится усилителем, если последовательно с его обмотками W1 включить RH, а вместо постоянного тока в обмотку W2 подать усиливаемый сигнал постоянного или медленно (по сравнению со скоростью изменения питающего напряжения = V) изменяющегося тока i2.
М. у. принципиально отличается от лампового и транзисторного усилителей тем, что усиливаемый сигнал изменяет не внутр. сопротивление лампы (транзистора), а индуктивность L1, включённую последовательно с нагрузкой RH, в результате чего изменяется протекающий через нагрузку ток. М. у. по существу является модулятором, в к-ром ток в нагрузке более высокой частоты модулируется по амплитуде усиливаемым сигналом (низкой частоты). Для получения на выходе М. у. сигнала той же формы, что и усиливаемый сигнал, устройство дополняют выпрямителем в цепи нагрузки, выполняющим роль детектора.
Схема простейшего магнитного усилителя: ~U-переменное напряжение; RH - сопротивление нагрузки; W1 - первичные обмотки; W2-вторичные обмотки; МС - магнитные сердечники; = U - постоянное напряжение; i1 - ток в первичной обмотке; iг - ток во вторичной обмотке (усиливаемый сигнал).
Коэфф. усиления по току Ki и по мощности Кр для простейших М. у. равны:
[1513-10.jpg]
где Ry - активное сопротивление обмоток W2, icp - приращение тока нагрузки, соответствующее приращению тока сигнала i2, п1и n2 - число витков в первичной и вторичной обмотках. По сравнению с ламповыми и полупроводниковыми усилителями М. у. имеют относительно высокую инерционность, к-рая объясняется гл. обр. отставанием во времени изменения тока i2 в управляющей обмотке от изменения напряжения, подаваемого на вход М. у. Поэтому их применяют преим. для усиления сигналов постоянного или медленно изменяющегося тока. Инерционность М. у. можно снизить (повысить быстродействие) введением гибкой обратной связи, увеличением числа каскадов усиления, а также включением дифференцирующего контура на входе М. у., шунтированием нагрузки ёмкостью и др. Для расширения частотного диапазона усиливаемых колебаний в сторону более высоких частот целесообразно применять М. у. совместно с ламповыми, полупроводниковыми, электромашинными и др. типами усилителей.
Существуют сотни модификаций схем и конструкций М. у., отличающихся видом нагрузочной характеристики, способом осуществления обратной связи, числом и формой сердечников, видом усиливаемых сигналов, системой смещения, режимом работы. Выбор типа М. у. зависит от требуемых коэфф. усиления, частоты усиливаемых колебаний, области использования. М. у. имеют самое разнообразное применение- от точных измерит, приборов до устройств автоматич. управления мощными производств, агрегатами (прокатными станами, экскаваторами и т. п.). Широкое применение М. у. обусловлено преимуществами: большим сроком службы, высокой надёжностью, простотой обслуживания, значит, коэфф. усиления, низким порогом чувствительности для сигналов постоянного тока (10-19-10-17 вm), широким диапазоном усиливаемых мощностей - от 10-13-10-6вт до неск. десятков и даже сотен квт, постоянной готовностью к работе, возможностью суммировать на входе неск. управляющих сигналов, значит, перегрузочной способностью, пожаро- и взрывобезопасностью, стабильностью характеристик в процессе эксплуатации.
Лит.: Розенблат М. А., Магнитные усилители, 3 изд., М., 1960; его же, Магнитные элементы автоматики и вычислительной техники, М., 1966.
МАГНИТОБИОЛОГИЯ, раздел биофизики, изучает влияние внешних искусственных и естественных магнитных полей на живые системы (клетка, организм, популяция и т. д.), исследует магнитные поля, генерируемые живыми структурами (сердце, мозг, нерв и т. п.), и определяет магнитные свойства веществ биол. происхождения. Сведения о влиянии искусств, магнитных полей (МП) на организм человека появились в глубокой древности. О лечебных свойствах магнита упоминали Аристотель (4 в. до н. э.) и Плиний Старший (1 в. н. э.), нем. врач Парацельс (16 в.) и англ, естествоиспытатель У. Гильберт (17 в.). В древности часто преувеличивали леч. свойства магнита, считая, что им можно вылечить любую болезнь и даже вернуть молодость. Европ. медики 19 в. (среди них франц. невропатолог Ж. М. Шарко и рус. клиницист С. П. Боткин) указывали на успокаивающее действие МП на нервную систему. В нач. 20 в. применение МП в физиотерапии было вытеснено более мощными средствами электротерапии (диатермия, поле УВЧ и т. п.). Интенсивное развитие М. начинается с 60-х гг. в связи с зарождением космической биологии. Большинство работ по М. посвящено изучению биол. действия усиленных (по сравнению с геомагнитным полем) искусств. МП. Напряжённость этих МП варьировала от долей эрстеда до 140 000 эрстед, чаще всего изучали биол. действие МП напряжённостью неск. сот эрстед. Такие поля вызывают разнообразные эффекты у человека, животных, растений, микроорганизмов, а также в изолированных тканях, клетках и внутриклеточных органеллах. В организме млекопитающих на МП реагируют все системы, но наиболее реактивными являются те, которые выполняют регуляторные функции (нервная, эндокринная и кровеносная). Особенно чувствительны к МП эмбриональные ткани и наиболее интенсивно функционирующие органы взрослых животных.
На нервную систему МП оказывает преим. тормозное действие, угнетая условные и безусловные рефлексы, изменяя электроэнцефалограмму в сторону преобладания медленных ритмов и уменьшая частоту электрич. разрядов отдельных нейронов. В клетках нейроглии при этом изменяются биохим. процессы. Электронномикроскопич. исследования обнаружили нарушения структуры митохондрий в нервных клетках. Из отделов головного мозга наиболее магнитореактивными оказались гипоталамус и кора больших полушарий. Изолированные структуры мозга реагировали на МП интенсивнее, чем целостный мозг, что свидетельствует о непосредственном действии МП на нервную ткань. Гипофиз в ответ на магнитное воздействие изменял продукцию отдельных гормонов и прежде всего гонадотропных. Значит, морфоло-гич. изменения наблюдали в половых железах (особенно мужских), в надпочечниках и щитовидной железе. Изменения кровеносной системы выражались в расширении сосудов и кровоизлияниях. В крови наблюдались увеличение числа лейкоцитов, изменение свойств тромбоцитов и РОЭ. Реакции экспериментальных животных на МП обычно носили обратимый характер.
Сильные МП (неск. тыс. эрстед) вызывали у растений подавление роста корней, уменьшение интенсивности фотосинтеза, изменения в окислит, процессах и др. эффекты. Под влиянием МП изменялись характер и скорость роста микроорганизмов, активность их ферментных систем, синтез РНК и чувствительность к повышенным темп-рам. Часть перечисленных эффектов объясняют изменением проницаемости биологических мембран, ориентации макромолекул и свойств содержащихся в организме водных растворов.
Предполагают, что геомагнитное поле и его изменения (см. Земной магнетизм) играют важную роль в ориентации живых организмов в пространстве и во времени. Наряду с др. физич. факторами оно может оказывать ориентирующее действие не только при дальних миграциях птиц и рыб, но и при передвижении насекомых, червей, моллюсков и др. животных. Нек-рые растения ориентируют свою корневую систему относительно магнитного меридиана (см. Магнитотропизм). Колебания геомагнитного поля, вызванные изменением солнечной активности, сказываются на мн. процессах в биосфере и изучаются гелиобиологией. Длительное искусственное ослабление геомагнитного поля путём экранировки или компенсации оказывало неблагоприятное влияние на жизнедеятельность животных, растений и микроорганизмов, что заставляет предполагать экологическую значимость геомагнитного поля.
Данные М. важны для терапевтич. целей и при гигиенич. оценке МП, используемых на различных произ-вах. Поскольку МП обладает проникающим действием и влияет прежде всего на регуляторные системы организма, оно может служить удобным инструментом при управлении нек-рыми биол. процессами. Для осуществления этой задачи необходимо выяснить зависимость биол. эффекта от напряжённости, градиента, частоты и направления МП, а также от локализации и продолжительности воздействия поля. Большой интерес представляют данные о противоопухолевом, антирадиационном и противотемпературном защитном действии постоянного МП. Однако отсутствие общепризнанной теории первичного (физико-химич.) механизма биол. действия МП и разрозненный эмпирич. характер большинства исследований тормозят развитие М„ Для обсуждения полученных результатов и координации работ по М. были проведены три симпозиума в Москве (Биологическое действие магнитных полей и статического электричества, 1963; Реакция биологических систем на слабые магнитные поля и Подходы к гигиенической оценке магнитных полей, 1971), конференции в Томске (1964, 1965) и Всесоюзные совещания по изучению влияния МП на биологические объекты (Москва, 1966, 1969). В Чикаго (США) состоялись Международные симпозиумы по М. (1961, 1963. 1966).
Лит.: Биологи |
