高斯是什么单位

磁场到处都是，几乎所有的机械和电子设备都需要使用带有磁性的配件，所以，磁场早已成为现代世界不可分割的一部分。在自然界，最容易被磁场吸引的物质自然非“铁”莫属，然而，任何有点医学常识的人也都知道，人体中含有铁，特别是在血液中。这就引出了一些问题，比如，人体每天都经常接触磁场，那么血液中的铁会不会被磁场吸走？磁场会不会对人的健康产生不利影响？甚至，特别强大的磁场是否会对人体造成生命危险？

有趣的实验

科学家们曾经进行了一系列有趣的实验来研究这些问题，然而他们却惊讶地发现实验结果有些出乎意料。

科学家进行了第一个实验，他们使用添加了红色素的水和塑料管来模拟人体血管中流动的血液。他们将红水从塑料管的上端注入，下端让红水流出，以模拟血液流动。在塑料管旁边，科学家放置了磁铁，观察磁场对模拟“血管”有何影响。实验结果显示，当红水中不含铁时，磁场不会对其流动产生任何影响。然而，当向红水中加入铁屑后，科学家观察到在磁场影响下，塑料管中的铁屑会聚集起来，形成栓塞，阻塞了“血管”。

高斯是什么单位

显然，如果人体内含有铁屑，磁场可能会导致血管堵塞，构成生命危险。不过幸运的是，我们体内的铁并非铁屑形式的单质铁，而是血红蛋白的组成部分。血红蛋白是血液呈现红色的原因，它负责将氧气从肺部运输到人体细胞，并带走细胞产生的二氧化碳。

血红蛋白中含有的铁元素数量是4个。从结构上看，血红蛋白是一种非常复杂的大分子。做一个简单的对比，血液中水的含量在50%左右，一个水分子只由两个氢原子和一个氧原子构成。而血红蛋白则由2952个碳原子、4664个氢原子、832个氧原子、812个氮原子，还有8个硫原子和4个铁原子组成。

铁原子只有4个？对。可见，人体血液中的铁含量并不是特别多。在一般强度的磁场下，血液根本不会产生任何反应。因此，科学家进行了另一个实验。他们用浓稠的猪血代替人血，将其盛放于轻质泡沫塑料容器中，然后让容器漂浮在静止的水面上，并使用具有超强磁力的巨型磁铁靠近容器。由于泡沫塑料容器浮在光滑的水面上，没有摩擦力，即使受到微弱的磁力，它也会在水面上漂移。实验结果会是怎样的呢？与人们的预期不同，猪血和磁铁竟然相互排斥。

血液为何抗磁？

科学家将血液与磁铁相互排斥的现象称为“抗磁性反应”。血液中含有铁，这导致人们会在此产生一个疑问：为什么血液会显示出抗磁性？科学家解释说，磁性与原子结构有密切关系。

磁性的起源是来自电荷的运动。根据这个道理，通电的导体（例如螺线管）可以产生磁场。在原子中，电子通过自旋运动产生微观的磁场。虽然原子核中的质子和中子也具有自己的微弱磁场，但相比之下要比电子产生的磁场微弱得多。总体上，一个原子的磁场由电子的磁场来决定。根据量子力学，原子中的电子是以“配对”的形式存在，相互配对的电子具有相反的自旋，因此会相互抵消彼此的磁场。只有当原子或晶体结构中存在未配对的电子时，才会呈现出净磁场。因此，科学家可以通过计算物质中未配对的电子数来确定其磁性反应。

以单质铝为例，铝屑中每个铝原子的最外层都有3个未配对的电子，这使得单个铝原子显示出较弱的磁性。在外部磁场的作用下，单个铝原子磁场的方向会和外部磁场的方向略微对抗，因此铝原子具有反磁性。

关于血红蛋白，情况更加复杂。科学家发现，血红蛋白中的铁原子的未配对电子数量取决于其氧化状态。举例来说，脱氧血红蛋白（未携带氧的血红蛋白）中的铁原子具有4个未配对电子，表现出微弱的顺磁性；而氧合血红蛋白（携带氧气的血红蛋白）中的铁原子则没有未配对电子，呈现抗磁性。在动脉血中，氧合血红蛋白占96%以上，在静脉血中占60%到80%。因此，大部分血红蛋白都是抗磁性的，而构成一半成分的水也具有抗磁性。尽管血红蛋白含有铁，但血液本身与磁场相斥。

安全的日常磁场

无论是顺磁还是抗磁，磁场都会对血液产生影响。但并不用担心，因为人类在日常生活中接触到的磁场都是非常微弱的，不会对人体健康造成影响。

在物理学中，磁场强度的单位是高斯，更大的单位是特斯拉，1特斯拉等于10000高斯。地球表面的磁场强度大约在0.25到6.6高斯之间。这种磁场强度只足以影响鸽子，帮助它们找到回家的路。举例来说，电冰箱使用的磁铁大约有50高斯，而电吉他的拾音器则大约有100高斯。

高斯是什么单位

普通人接触到的最强大的磁场之一是在医疗中使用的核磁共振成像（MRI）技术。核磁共振扫描仪使用超导磁体，可以产生15000到94000高斯的强大磁场。这种强大的磁场可以让体内的氢原子核发出可以被仪器读取的无线电波。一般来说，核磁共振对人体是安全的，但如果体内有金属植入物，就会引起危险。在核磁共振成像过程中，任何金属植入物都会受到磁场的强烈作用，可能对身体造成严重损害。

摄入大量含铁食物或者接受注射铁元素后，铁会在肠道迅速被分解并被吸收，随后在身体中分散，从而使体内铁含量保持在较低水平。即使像麦片中的铁这样的物质可能保持一定的磁性，但即便在胃中，它也不会被核磁共振仪的磁场激发。因此，除了担心磁场外，更应该警惕的是可能引起的金属中毒。

恐怖的磁星

自然界是否存在一个足以致命的强大磁场？答案是肯定的。但只有参加星际旅行，才能亲身感受到这种磁场的威力。

当一颗大恒星的质量是太阳的1.5到3倍时，它将经历一场核聚变和引力之间的战争。最终，引力将占据上风，并在一场被称为超新星的巨大爆炸后，将所有的物质紧密地束缚在一起。这将导致大部分的电子被拉入质子中，并与之结合形成中子，形成了我们所知的中子星。中子星的质量大于太阳，密度惊人——一茶匙的中子星质量将超过10亿吨。中子星通常以每秒数百转的速度旋转，形成高达上万亿高斯的强大磁场，这足以扰乱发生在人体中的化学反应和神经突触，夺走生命。

天文学家已经发现了一种非常有趣的天体——磁星。大约十分之一的中子星都具有足够的表面电流和自旋速度，从而拥有一个高达4万亿高斯的磁场，这就构成了磁星。最接近地球的一颗磁星被称为“AXP1E 1048-59”，它距离地球大约9000光年。如果你离得足够近，比如几百千米，由于这颗磁星产生的强大磁场会把你体内的电子拉出来，然后破坏细胞内的分子键，将你的原子一个接一个地抽离，最终你会化成一缕“青烟”，螺旋地飞向这个超大质量的磁星，成为它的一部分。

在地球上，人类不会受到磁场的威胁，但是在太空探索中，除了宇宙射线和真空外，人类还需要警惕磁场的危险。

宝宝起名，添加微信：boc855 备注：起名！

本文内容由互联网用户自发贡献，该文观点仅代表作者本人。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如发现本站有涉嫌抄袭侵权/违法违规的内容，请发送邮件至 304940684@qq.com 举报，一经查实，本站将立刻删除。
如若转载，请注明出处：https://www.zhongyi06.com/46352.html

高斯是什么单位

相关推荐