磁场磁感应强度教案

磁场磁感应强度教案（精选9篇）

磁场磁感应强度教案 第1篇

磁感应强度、磁通量

一、教学目标

1．理解磁感应强度和磁通量概念． 2．掌握用磁感线描述磁场的方法．

3．了解匀强磁场的特点，知道磁通密度即磁感应强度．

4．采用类比法，从电场强度概念引入分析，据比值法定义，建立磁感应强度概念．培养学生分析问题的能力和研究问题的方法．

二、重点、难点分析

磁感应强度是描述磁场性质的物理量，其概念的建立是本章的重点和难点．

1．在磁场中某处，垂直磁场方向放置的通电直导线，所受的磁场力与其导线长度和电流强度乘积的比值是不变的恒量，即只要在磁场中的位置不变，若是改变垂直磁场方向放置的导线长度，或改变其中的电流强度，则所受的磁场力改变，但磁场力与导线长度和电流强度乘积的比值是不变的，为一特定恒量，说明该恒量反映了磁场在该处的性质．如果改变磁场中的位置，再垂直磁场方向放置通电直导线，其所受磁场力与导线长度和电流强度乘积的比值又是一个不同的恒量，该恒量即反映磁场在这一位置场的性质．磁场的这种性质命名为磁感应强度．

这正可与电场类比：放在电场中某点的检验电荷所受到的电场力与其电量的比值是不变的恒量．它反映电场性质，命名为电场强度．

同是比值法定义．

2．磁通量是指穿过某个“面”的磁感线条数．因此一说磁通量必须指明是穿过哪个面的磁通量，“面”定了则面积大小定了，放在确定的磁场中，如果磁场方向与面的夹角不同，则穿过该面的磁感线条数不同．同样的面积，确定的磁场，垂直磁场方向放置，则穿过的磁感线条数最多，因此定义：垂直磁场方向放置的面积为S的面，其磁通量Φ=B·S．

3．磁感线的条数不是随意画的，它是由磁感应强度的大小决定的．垂直磁场方向单位面积上的磁通量棗即单位面积上的磁感线条数，叫磁通密度，B=Φ／S，即磁感应强度．

三、教具

干电池组，U形磁铁，水平平行裸铜线导轨，直铜棒，带夹导线三根，开关．

四、教学过程 1．引入新课： 复习电场，为用类比法建立磁感应强度概念作准备．

提问：电场的基本特性是什么？（对其中的电荷有电场力的作用．）空间有点电场Q建立的电场，如在其中的A点放一个检验电荷q1，什么？（比值为恒量，反映场的性质，叫电场强度．）

磁场的基本特征是什么？（对其中的电流，即通电导线有磁场力的作用．）

对磁场的这种特性如何描述呢？ 2．观察实验

磁场对通电直导线有力的作用，引导学生作定性分析，得出：确定的磁场，对通电直导线的作用力大小与直导线的长度L、通入电流强度I，以及导线上电流方向与磁场方向夹角有关．

（1）通电导线在磁场中受到力的作用──磁场力F．F的方向与何有关？（磁场方向，电流方向，左手定则．）

（2）如果磁场确定，则F的大小与何有关？

如使导线与磁场平行放置，F=？垂直放置又如何？ 如改变导线长度，F如何变化？

如果改变导线上的电流强度，F如何变化？ 总结：精确的实验表明通电直导线垂直放置在确定的磁场中受到的磁场力F跟通过的电流强度I和导线长度L成正比，或者说跟I·L的乘积成正比．这就是说无论怎样改变电流强度I和导线长度L，乘积IL增大多少倍，则F也增大多少倍．比值F／IL是恒量．

如果改变在磁场中的位置，垂直磁场放置的通电导线F／IL比值又会是新的恒量，均反映磁场的性质．

正如电场特性用电场强度来描述一样，磁场特性用一个新的物理量──磁感应强度来描述．

3．板书：磁感应强度（B）

（1）定义：在磁场中垂直于磁场方向的通电导线，所受到的磁场力F跟电流强度I和导线长度L的乘积IL的比值，叫做通电导线所在处的磁感应强度，用B表示．

（2）公式：B=F／（I·L）

（3）矢量：B的方向与磁场方向，即小磁针N极受力方向相同．（4）单位：特斯拉（T）1T=1N／（A·m），即垂直磁场方向放置的长lm的导线，通入电流为1A，如果受的磁场力为1N，则该处的磁感应强度B为1T．

一般永久磁铁磁极附近的磁感应强度约为0.4T～0.7T；电机和变压器铁心中，磁感应强度为0.8T～1.4T，地面附近地磁场的磁感应强度约为0.5×10-4T．

4．板书：匀强磁场

磁感应强度的大小和方向处处相同的区域，叫匀强磁场．

其磁感线平行且等距．长的通电螺线管内部的磁场、两个靠得很近的异名磁极间的磁场都是匀强磁场．

如用B=F／（I·L）测定非匀强磁场的磁感应强度时，所取导线应足够短，以能反映该位置的磁场为匀强．

5．板书：磁通量（Φ）

在后面的电学学习中，我们要讨论穿过某一个面的磁场情况．我们知道，磁场的强弱（即磁感应强度）可以用磁感线的疏密来表示．如果一个面积为S的面垂直一个磁感应强度为B的匀强磁场放置，则穿过这个面的磁感线的条数就是确定的．我们把B与S的乘积叫做穿过这个面的磁通量．

（1）定义：面积为S，垂直匀强磁场B放置，则B与S的乘积，叫做穿过这个面的磁通量，用Φ表示．

（2）公式：Φ=B·S

（3）单位：韦伯（Wb）1Wb=1T·m2

磁通量就是表示穿过这个面的磁感线条数． 6．板书：磁通密度

磁通密度大，即穿过单位面积的磁感线条数多，一定是磁感线很密，7．课堂小结

（1）磁感应强度既反映了磁场的强弱又反映了磁场的方向，它和磁通量都是描述磁场性质的物理量，应注意定义中所规定的条件，对其单位也应加强记忆．

（2）磁通量的计算很简单，只要知道匀强磁场的磁感应强度B和所讨论面的面积S，在面与磁场方向垂直的条件下Φ=B·S．（不垂直可将面积做垂直磁场方向上的投影．）磁通量是表示穿过所讨论面的磁感线条数的多少．在今后的应用中往往根据穿过面的净磁感线条数的多少定性判断穿过该面的磁通量的大小．

例：如图所示，在条形磁铁中部垂直套有A、B两个圆环，试分析穿过A环、B环的磁通量谁大．

解：此题所给条件是非匀强磁场，不能用Φ=B·S计算，只能比较穿过两环的磁感线净条数多少，来判断磁通量的大小．条形磁铁的磁感线是从N极出发，经外空间磁场由S极进入，在磁铁内部的磁感线是从S极向N极，又因磁感线是闭合的平滑曲线，所以条形磁铁内外磁感线条数一样多．从下向上穿过A、B环的磁感线条数一样多，而从上向下穿过A环的磁感线多于B环，则A环从下向上穿过的净磁感线少于B环，所以B环的磁通量大于A环磁通量．

另外一个面积是S的面，垂直匀强磁场B放置，则穿过该面的磁通量Φ=B·S．如果该面转动180°则穿过该面的磁通量改变了2BS．

（3）磁感应强度概念的建立是通过类比法和用比值法定义的方法．同学们可总结一下，我们还在什么问题上使用过这两种方法，从而提高自己分析问题和研究问题的能力．

（教材使用人教社高级中学课本物理第二册──必修）

磁场磁感应强度教案 第2篇

汕头黄图盛中学物理组

钟英炜

本节内容主要讲授关于磁场强弱及方向的概念：磁感应强度；通过演示实验了解通电导线周围存在磁场；以及几种常见磁铁和通电导线周围磁场的分布。

本节知识点相对于初中的磁场知识来讲，具有较大的思维跨度，原因主要是初中一般只探讨磁铁外部磁场的分布，并由实验得出磁场方向是从磁铁北极出来南极进去，磁极与磁极间的关系是异性相吸同性相斥。实验的方法有两种：其一是在磁铁上放置一玻璃板，在玻璃板上磁铁周围撒铁屑，轻轻震动玻璃板，铁屑在磁铁的磁场力作用下的分布即清晰体现了磁铁磁场在玻璃板所在平面的磁场强弱分布；其二是在玻璃板上不同位置放置小磁针，稳定后小磁针北极的指向既是磁铁磁场在该点位置的方向。

高中的知识是在此基础上，进一步研究通电导线周围的磁场，以及磁铁内部的磁场，并由此引申出安培分子电流假说以及磁现象电本质。

高中的一些磁场知识与初中所学的知识全面化了，但也同时增加了学生理解上的难点，因为思维习惯的影响，学生拿到磁场的题型一般会先寻找产生磁场的南北极位置，以便做进一步的推导。但南北极的知识点是具有局限性的，只对磁铁的外部磁场具有准确性。

为了处理好学生关于磁场由外而内的思维跨度，我着重复习了初中确定磁场方向的基本方法：即小磁针北极的指向为磁场的方向。

通过多媒体视频播放了用铁屑以及小磁针两种方法确定通电直导线周围的磁场。引导学生思考：从实验中可以看到直导线周围的磁场是环绕着直导线的，该磁场的两磁极在何处？由此使学生感性的认识到并不是所有的磁场都是由两个磁极产生，或者并不是所有的磁场都具有磁极。

既然初中认知的磁极有了局限性，我再抛出一个疑问让学生进一步思考：“磁场方向是从磁铁北极出来南极进去，磁极与磁极间的关系是异性相吸同性相斥”这两个结论是否同样具有局限性？

利用多媒体视频我展示了环形电流周围磁场的铁屑分布以及小磁针在不同空间位置北极的指向。很明显可以观察到：在环形电流的环内与环外磁场的方向不同。用右手螺旋定则判断的是环形电流环内的磁场。可见，磁感线具有封闭曲线的特性。

再观察通电螺线管的内外磁场，同样具有与环形电流内外环磁场相似的特性。至此，本节课的关于磁场的一些新特点我投影展示：由于通电螺线管的磁场与条形磁铁的磁场近似，故对于通电螺线管的两端可看成是磁场的两级，反过来，条形磁铁与通电螺线管的磁场一样也具有内部的磁场存在，方向与外部不同，是从南极指向北极。

若将环形电流的磁场看成与小磁针的磁场近似，亦有相似的结论。

紧跟着我提出让学生思考：如果将小磁针放入通电螺线管内部，其南北极如何指向？ 经过分析，可以推导得出小磁针与通电螺线管的南北极关系是：同性相吸，异性相斥。可见初中所学的一些知识是具有局限性的。

最后，我做如下总结：关于初中同性相斥异性相吸以及磁感线从北极出来指向南极是只针对磁铁外部成立，磁铁内部或通电导线则不一定成立。

具有普遍性的是关于小磁针在磁场中北极的指向即为该点磁场的方向，这样首尾呼应，重新确定开头所复习内容的重要性。

磁场磁感应强度教案 第3篇

3.0T MR的临床应用日益广泛,特别是在神经系统方面,与1.5T系统相比有明显的优势。然而,骨关节系统的成像质量在3.0T环境下有无优势的研究较少。本研究的主要目的是利用一种图像质量的客观评价方法,采用信噪比、对比噪声比和相对对比度这三个指标,对3T和1.5T两种系统下的膝关节影像质量进行定量分析。这三个指标是利用构成影像中的一些物理属性特性量来进行测定的,也是进行像质客观评价的主要依据。数据分析结果表明,膝关节图像的信噪比和对比噪声比均随场强的增加而提高,相对对比度随场强的变化并不敏感。本研究使用的是同一厂家、同一系列、不同磁场强度的两种成像设备,每一位健康自愿者均在一周的时间内完成在两种磁场环境下的膝关节扫描,成像序列具有相同的参数,不校正磁场强度的变化对重复时间的影响,从而在保证其他参数一致的条件下评价磁场强度的变化对影像质量的影响。今后可以采用同样的方式对骨关节损伤的患者进行成像,探讨病理情况下磁场强度的变化对骨关节图像质量及病变显示的影响,作进一步的研究。

最近几年,随着梯度磁场和线圈技术的不断发展和完善,3.0T MR的临床应用越来越广泛,特别是在神经系统中的应用,相比于1.5T系统有相当明显的优势[1]。但是,3.0T环境下的膝关节成像相比于1.5T是不是也具有明显优势呢?本文采用定量分析,评价1.5T和3.0T两种不同的磁场强度对膝关节成像质量的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料

膝关节均无外伤史的志愿者16例,其中有9例为左侧膝关节检查,7例为右侧膝关节检查。男性10例,女性6例。年龄在17～50岁,平均年龄31.6岁。采用GE Signa HD系统(1.5T),梯度场强度40mT/m,切换率150 mT/(mms);GE Signa HDx系统(3.0T),梯度场强度50mT/m,切换率150 mT/(mms)。两种磁场强度均采用8单元膝关节相控阵线圈。

1.2 检查方法

每一位自愿者均在一周的时间内完成在两种磁场环境下的膝关节扫描,将髌骨下缘置于线圈中心,用棉垫固定膝部,并在膝关节上做标记线,保证两次定位的一致性。采用膝关节的临床检查中所使用的常规序列FSE T1WI和T2WI,两个系统均使用完全相同的成像参数,T1WI参数为TR=500ms,TE=12ms,层厚=4mm,层间隔=1mm,FOV=10mm10mm,NEX=2,BW=22.73MHz。T2WI参数为TR=85ms,TE=3300ms,层厚=4mm,层间隔=1mm,FOV=10mm10mm,NEX=4,BW=25MHz。

1.3 数据后处理

在同一个后处理工作站处理所有自愿者的膝关节图像,对每一位自愿者的两个磁场强度下的图像,测量感兴趣区域的信噪比、对比噪声比和相对对比度。信噪比为组织信号强度与组织外噪声的标准差的比值,对比噪声比为两种感兴趣区域组织信号之差与组织外噪声的标准差的比值,相对对比度两种感兴趣区域组织信号之差与有较高信号强度的组织的比值。

1.4 统计学处理

利用SPSS12.0版本统计软件包对测量的两种磁场强度下的组织信噪比、对比噪声比和相对对比度进行数据分析。P<0.05为有统计学意义,P<0.01为有显著性意义。

2 结果

两个磁场强度下所采集到的膝关节影像均具有诊断价值。表1～表3是对两种磁场强度下的图像进行的定量分析结果,3.0T条件下的信噪比明显优于1.5T,差异有显著性意义;3.0T条件下的相对对比度与1.5T比较,半月板/肌肉、肌肉/脂肪、脂肪/骨骼、肌肉/骨骼均没有明显的差异,无统计学意义。3.0T条件下对比噪声比与1.5T相比,脂肪/骨骼、半月板/肌肉、肌肉/脂肪、肌肉/骨骼的对比噪声比优势明显,差异均有显著性意义。

注:两种磁场强度下的SNR比较,3T和1.5T的半月板t=3.59,P<0.007;肌肉t=6.88,P<0.001;脂肪t=13.02,P<0.001;骨骼t=8.06,P<0.001。

注:两种磁场强度下的CNR比较,3T和1.5T的半月板肌肉t=4.21,P<0.003;脂肪骨骼t=3.45,p<0.05;肌肉脂肪t=10.634,P<0.001;肌肉骨骼t=10.634,P<0.001。

注:两种磁场强度下的CNR比较,3T和1.5T的半月板肌肉t=0.89,P>0.9;肌肉脂肪t=1.778,P>0.113;脂肪骨骼t=0.509,P>0.625;肌肉骨骼t=0.625,P>0.549。均无统计学意义。

3 讨论

在以前的研究报道中,膝关节成像在0.2 T和1.5 T下的成像质量是没有明显差异的[7]。场强的提高在改善图像信噪比的同时,也增加了化学位移、组织磁敏感性和流空效应,此时高场强需要更大的带宽来解决化学位移等问题,高带宽又会导致信噪比的下降。所以,要优化膝关节的影像质量,就必须要权衡选用的磁场强度和成像参数之间的关系,根据获取图像的空间分辨力、信噪比、组织对比度以及成像时间等指标来进行质量评价。

随着磁场强度的提高,相同区域会有更多的质子发生磁化,从而使得采集到的组织信号变大。理论上,信噪比的成倍提高与磁场强度大小成正比。然而在实际应用中,其他的一些参数,譬如射频脉冲的强度、接收线圈的性能等,都会降低这种理论上很高的信噪比[4]。表1是研究实际采集的数据,对这些数据进行分析可知,3.0T MRI的信噪比并没有像理论上那样成倍于1.5T MRI的信噪比,信噪比是随着场强提高的。表2是两种磁场强度下的不同感兴趣区域的对比噪声比的数据,对这些数据进行分析,对比噪声比也是随着场强提高的。

在两种不同的磁场环境下,成像序列使用了相同的接收带宽。信噪比与接收带宽的平方根成反比,带宽变窄时,信噪比增加[2]。但是,在降低带宽提高信噪比的同时,也增大了产生混叠的可能性,所以降低带宽是有一个限制的。如果选用太高的带宽,则会降低信噪比,在高场时,产生化学位移伪影的几率也会增加。本研究中,为了去除带宽对信噪比的影响,同时又保证较好的图像质量,根据1.5T和3.0T实际工作中的经验,两个系统采用了适当的相同带宽。

除了评价组织信噪比、对比噪声比外,还测量了两种磁场强度下的相对对比度。相对对比度是两种组织之间的对比度的不同,它没有考虑背景噪声对对比度的影响,是肉眼直接能感受到的图像对比,因此它可以被认为是成像序列能否反映器官内组织损伤的一个指标[3]。在对表3中的数据分析后不难看出,相对对比度对磁场强度的依赖性并不大。定量分析两种磁场强度下的相对对比度,并没有显著性的差异。这可能是因为高场对磁敏感伪影有更高的灵敏度,由于膝关节组织间磁敏感性的不同导致了相对对比度的下降。

综上所述,在1.5T和3.0T两种不同的磁场强度环境下采集膝关节影像,对图像数据分析显示,膝关节图像的信噪比和对比噪声比随着场强的增加而提高,膝关节图像的相对对比度随场强的改善不明显,相对对比度对场强的变化并不敏感。本研究的研究对象是膝关节健康的志愿者,今后可以用同样的方式对膝关节损伤的患者进行成像,探讨病理情况下磁场强度的变化对膝关节图像质量及病变显示的影响,作深一步的研究。

参考文献

[1]Schmitt F,Grosu D,Mohr C,et al.3 Tesla MRI:successful results with higher field strengths[J].Radiology,2004,44:31-47.

[2]Ray H.Hashemi,William G.Bradley,Jr,Christopher J.MRI基础[M].天津:天津科技翻译出版公司,2004.

[3]Antoine J.Maubon,Jean-Michel Ferru,Vincent Berger,et al.Effect of Field Strength on MR Images:Comparison of the Same Subject at 0.5,1.0,and 1.5T[J].Radiographics,1999,19:1057-1067.

[4]Hart HR,Jr,Bottomley PA,Edelstein WA,et al.Nuclear magnetic resonance imaging:contrast-to-noise ratio as a function of strength of magnetic field[J].AJR,1983,141:1195-1201.

[5]Kuo R,Panchal M,Tanenbaum L,et al.3.0 Tesla imaging of the musculoskeletal system[J].Journal of Magnetic Resonance Imaging,2007,25:245-261.

[6]Rutt BK,Lee DH.The impact of field strength on image quality in MRI[J].Journal of Magnetic Resonance Imaging,1996,6:57-62.

磁系分布与磁场强度的关系研究 第4篇

【关键词】磁系；磁场强度

1、前言

近年来，随着矿产资源的不断开发和利用，高品位矿产资源的逐渐枯竭，资源的开发利用逐渐转向低品位贫矿，铁矿石的开采品位也逐渐降低。由于技术水平的制约和铁矿资源条件的劣势，开发利用贫铁矿资源成本相对较高，充分利用本国丰富的贫矿资源，已成为不少国家摆脱对外矿严重依赖的重要战略措施。磁铁矿选矿是铁矿选矿的主体，多年来磁铁矿选矿技术的不断发展和进步，使选矿厂的生产指标有了较大的改善，新型磁选设备的应用和工艺的推广是主要的发展方向，提高精矿品位和回收率也是磁铁矿选矿技术的主要研究方向[1]。这对于磁选矿技术的要求也越来越高。由于磁选设备具有运行稳定可靠、费用低、适合现场生产等优点，因此，在磁选中占据着不可替代的地位。磁系是磁选产品的主要部件，其磁场强度的大小、分布直接影响磁选产品的选别效果，因此对磁场的了解对选矿至关重要。

2、试验

实验磁系圆周方向磁极组采用N、S极交替形式排列。磁路一的描述：磁系直径1034mm，共5个极，磁极组宽170mm，高144mm，极隙宽72mm，包角约为128°，磁极组中磁块采用粘结方式连接；在两个磁极组之间加入两组辅助磁极。磁路二的描述：磁系直径1034mm，共5个极，磁极组宽170mm，高144mm，极隙宽72mm，包角约为128°，磁极组中磁块采用粘结方式连接。磁路三的描述：磁系直径1034mm，共6个极，磁极组宽100mm，高144mm，极隙宽72mm，包角约为128°，磁极组中磁块采用粘结方式连接。

3、测量结果

测量点为1～9点，在轴向方向取三个面[2]，所区截面尽量避免取在磁块交接处；在径向方向每个测试点间隔5mm，，以下测量结果为3次测量平均值。

4、数据分析

第一种磁系比第二种磁系平均磁场强度增加120Gs，在距离磁系表面15～20mm处平均磁场强度增加175Gs；第一种磁系比第三种磁系平均磁场强度增加320Gs；辅助磁极对磁路高点磁场强度改善显著，对低点磁场强度改善不明显，通过以上三种磁路的比较，磁场强度较高，梯度较大的为第一种添加辅助磁极的磁系。

5、结论

研究表明：磁路不同的作用深度差别很大，普通磁路中当磁极组极宽为170mm时，磁场作用深度约60-70mm；在磁极组间加入辅助磁极时，不仅磁场强度增加，作用深度也增加很明显，将磁路一与磁路二对比后，得出磁路二作用深度比方案一作用深度增加了5mm～10mm。

通过对不同磁路的研究，了解到极宽越宽作用深度越深，极宽越窄作用深度越浅磁场强度衰减越快，辅助磁极不仅能增加磁场强度，同时也有利于作用深度的增加。

参考文献

[1]高伟.单一弱磁选工艺金属回收率指标与产品质量的关系[J].金属矿山，2001，3：27-30.

地磁场的漂移运动和强度变化 第5篇

地磁场的漂移运动和强度变化

在修正了Briggs提出的移动变形图案相关分析法基础上,对全球非偶极子磁场以及6个行星尺度磁异常区的漂移特性和强度变化进行了研究.结果表明,在1900-期间,全球非偶极子磁场以0.15°/a的平均速度向西漂移,强度累计增长了29%;6个行星尺度异常区的西漂运动存在明显差异,其中漂移最快的.是赤道附近的非洲异常,平均西漂速度为0.26°/a,其次是南半球的澳大利亚异常(0.23°/a),最慢的是欧亚异常(0.09°/a).除西漂外,大多数异常区还有较小的北向漂移.在1940-1955年期间北半球的欧亚、北美和北大西洋3个异常区以及赤道地区的非洲异常几乎同时由西漂或西南漂转为西北向漂移;紧接着,南半球的南大西洋和澳大利亚两个异常区的漂移特征也发生明显变化,主要是漂移明显减慢,而不是漂移方向的转折.在6个异常区中,澳大利亚、南大西洋、非洲和欧亚4个异常区的强度有明显增加,而北美和北大西洋两个异常区的强度则显示了减小的趋势.

作 者：魏自刚 徐文耀 作者单位：中国科学院地质与地球物理研究所,刊 名：地球物理学报 ISTIC SCI PKU英文刊名：CHINESE JOURNAL OF GEOPHYSICS年，卷(期)：44(4)分类号：P318关键词：国际参考地磁场 磁异常 西向漂移 强度变化 相关分析

磁场磁感应强度教案 第6篇

应用荧光探针研究菠菜叶绿体膜对低强度电磁场的辐射敏感性

摘要：应用ANS渗入菠菜叶绿体膜后的ANS荧光光谱和光合细胞Chla荧光参数的变化研究了菠菜叶绿体膜对辐射功率密度为5 mW・cm-2以下的300 MHz低强度电磁场的辐射敏感性.研究发现,在1～5 mW・cm-2的低强度电磁场作用下,菠菜叶绿体ANS荧光光谱的`位置没有明显变化,但ANS荧光强度明显增大,表明低强度电磁场使菠菜叶绿体膜流动性变小.1～5 mW・cm-2低强度电磁场的作用还使菠菜叶绿体发出的Chla荧光参数F0减小,Fv/F0,Fv/Fm和△Fv/T增大,FvI/Fv减小,表明低强度电磁场使菠菜叶绿体膜发生了光系统Ⅱ(PSⅡ)无活性中心向有活性中心的转变,PSⅡ潜在活性提高、光合电子传递过程加快,原初光能转换效率增强.菠菜叶绿体膜ANS荧光和Chla荧光对低强度电磁场的这种辐射敏感性说明了低强度电磁场能对菠菜光合作用系统产生非热效应,并且,菠菜光合细胞有可能通过PSⅡ活性中心异质性的转变来适应电磁辐射增强的环境. 作者：习岗[1]杨运经[2]卢洪[3] Author： XI Gang[1]YANG Yun-jing[2]LU Hong[3] 作者单位： 西安理工大学应用物理系,陕西,西安,710048西北农林科技大学应用物理系,陕西,杨凌,712100华南农业大学理学院,广东,广州,510642 期 刊： 光谱学与光谱分析 ISTICEISCIPKU Journal： SPECTROSCOPY AND SPECTRAL ANALYSIS 年，卷(期)： ,29(7) 分类号： Q64 关键词： 荧光 电磁场 非热效应 菠菜 机标分类号： TQ4 Q78 机标关键词： 荧光探针菠菜叶绿体叶绿体膜低强度电磁场作用辐射敏感性Electromagnetic Radiation活性中心荧光光谱荧光参数光合细胞ANS辐射功率密度电子传递过程荧光强度效率增强系统产生潜在活性光能转换光合作用 基金项目： 国家自然科学基金，华南农业大学校长基金

《磁场》教案分析 第7篇

《磁场》一节内容包括四个部分：建立磁场概念，认识磁场方向;研究磁场的描述──磁感应线;磁的应用和防护;地磁场。重点是研究磁场的描述──磁感应线，难点是建立磁场、磁感应线的概念。

通过“球场”“剧场”引出“磁场”的说法后，难点是建立磁场的概念──磁场的物质性，其关键是使学生认识到物体间的相互作用要靠物质来传递。手借助小棒使物体运动，对比磁铁对不与它接触的小磁针发生力的作用，指出这种“超距”作用的实质就是磁体的周围存在一种看不见，摸不着的物质──磁场，正是它的存在，传递了磁极间的相互作用，从而帮助学生建立磁场的概念。通过磁场中各处小磁针静止时指向不同，说明小磁针在磁场中各处受力方向不同，从而认识磁场方向，一般来说，学生还是能接受的。

通过铁屑在磁场中的分布情况，同学们看到铁屑分布有一定的规则，且疏密不同，越靠近磁极，铁屑越密。为了形象地描述磁场，引进描述磁场强弱和方向的假想曲线──磁感应线，规定磁感应线的方向。磁场中某点的方向与通过该点的磁感应线的切线方向相同，指出也即小磁针北极在该点静止时，北极所指的方向，简要提示磁感应线的密疏可以大致表示磁场的强弱，磁感应线越密，该处磁场越强。

磁感应线的画法，又是同学们的一个难题，其关键是：⑴熟悉各种磁场(条形磁铁，蹄形磁铁，同名磁极，异名磁极)磁感应线分布情况;⑵记住磁感应线的方向总是从磁体的北极出来，回到南极;⑶明确小磁针在磁场中静止时，北极指的方向就是这一点的磁场方向，也是磁感应线在这一点的切线方向;⑷反复作图练习。

应该指出，磁感应线是假想的曲线，是为了研究磁场的性质而引入的，实际上在磁场中并不存在。这种用假想的办法引进的“线”或“模型”是研究物理问题的重要方法，同学们应该记住并学会这种研究方法。

磁的应用及防护使学生了解磁对日常生活的巨大作用，及“磁屏蔽”原理，以便将来更好的利用“磁”。

地磁场教学使学生了解地磁场及磁偏角的概念，明白“指南针”的原理。值得重视的是，用沈括发现磁偏角的事实，对学生进行爱国主义教育，激发学生更加认真刻苦学习，掌握科学知识，振兴中华，造福人类。

为了达成本节课教学目标，采用“观察、实验、讨论、阅读”的教学方法，使学生从具体的实验中建立抽象的概念，进一步理解其物理意义;从而使学生提高观察、实验能力，提高思维、分析能力;达到提高学生认知水平和综合素质的目的。

磁场磁感应强度教案 第8篇

磁场水处理技术作为一种物理法, 具有应用方便、投资少、运行费用低、无毒无污染等特点。除能降低水垢的生成, 还有溶垢和杀菌灭藻的功能。对此进行系统的研究无疑具有重要的意义。[1,2,3,4]磁场用于水处理最早由France和Cabell提出, 美国能源部于1998年开始强力推荐的工业水处理方法, 其主要的技术内涵即为磁场水处理。我国磁化水及磁水器的研究始于50年代末60年代初, 研制了不少的电磁防垢装置, 大多用于加热器、蒸发器、低压蒸汽锅炉等。但是由于种种问题乳用磁处理软化, 而导致锅筒蠕胀变形、炉管过热爆炸事故发生等, 因此该技术一度研究陷入停顿。[5]直到2000年后由于节能、减排需求日益增加该技术再度被研究者重视起来。本文主要研究磁场强度及频率对碳酸钙结垢的影响, 探讨分析其原理。

2 材料与方法

2.1 药剂与仪器

仪器:磁处理装置 (自制) , DDS-90电导率仪。

药剂:碳酸氢钠 (分析纯) 、氯化钙 (分析纯) 、硼砂 (分析纯)

2.2 实验方法及装置

采用药剂碳酸氢钠、氯化钙、去离子水、硼砂, 根据国标GB/T16632-2008《阻垢性能的测定方法-碳酸钙沉积法》配制模拟碳酸钙溶液。配制方法为:将5L去离子水加入容器中, 加入一定体积的氯化钙标准溶液, 使得钙离子的含量达到2400mg。然后加入400ml硼砂缓冲溶液, 搅拌均匀。缓慢加入一定体积的碳酸氢钠溶液标准溶液 (边加边摇动) , 使碳酸氢根离子的量为7320mg, 加完后加入去离子水至10L为止。

实验装置如图1, 实验时将配制好的溶液加入恒温水槽, 待到实验温度后打开泵将配制好的溶液打入磁处理器, 经过磁处理的水循环回恒温箱, 直到处理时间到后, 停止泵, 恒温循环。待到静置时间够后取样检测。

3 结果与分析

3.1 磁场对碳酸钙结晶过程的影响

开动磁处理设备后, 可以明显观察到通过磁处理设备的水变得开始浑浊。之后取经过磁处离的水样和未有经过磁处理的水样, 在80℃恒温下放置8h, 检测电导率, 具体见图2, 由图2可见没有经过磁化的水样比经过磁化的水样电导率高。而且还可以发现经过8h静置, 没有磁化的溶液其底部有一层白色硬垢, 而经过磁处理的溶液底部却有颗粒状的疏松物生成, 以上现象表明磁场可以加速成核, 而且可以生成疏松的晶型的垢样。

3.2 磁场频率对碳酸钙垢的影响

碳酸钙晶体有方解石、文石和球霰石三种晶型结构。其中, 方解石为三种晶型中最稳定的晶体呈规则的棱面体状;文石则为针状或集束状;球霰石为六角状。电镜扫描测定不同磁场频率下垢样的组成, 将经过磁处理后放置8h的溶液底部沉积垢样收集, 采用扫描电镜 (SEM) 进行观测。观测结果如图3所示:由图3中 (1) 可见, 常规垢样 (也就是未经过磁化形成的水垢) 晶体较大且较为规则, 这种晶体结构主要以棱面体状为主, 这符合方解石的结构特征, 故其垢样主要以方解石为主, 属于非常稳定的晶体分布。由图3中 (2) 可见, 10Hz下晶体变得不如 (1) 中规则, 而且晶体结构中的棱面体状结构变得杂乱而细, 表明其中有少部分晶体转变成了文石结构。而由图3中 (3) 可见, 磁场频率的增加到20Hz后, 晶体结构变得越来越不规则, 晶体中短小呈针状、雪花状或短棒状的部分更多, 显然文石结构越来越多, 而晶体也变得越来越不稳定, 成为亚稳态结构。由此可知, 水经磁化处理后生成的垢样变得不规则, 文石结构增多, 生成了不易沉降的小颗粒碳酸钙晶体, 质地疏松, 容易随液流冲走, 而且同样经过磁化处理, 随着频率的增高, 颗粒状垢样中的文石部分增加, 碳酸钙晶体变得越疏松, 越容易冲走。

3.3 磁场强度对结垢的影响

为了验证磁场强度对结垢性能的影响, 本文固定其它条件, 将没有经过磁化的溶液和经过强度为0.5m T、1 m T、1.5 m T的磁处理溶液恒温80℃条件下静置8h。之后分别测定其电导率, 具体见图4, 由图4可见没有磁化的溶液电导率最高, 而经过磁化后的溶液电导率较低, 这表明磁化后加速成核, 而磁场强度由0.5 m T到1.5 m T, 溶液电导有所降低, 这表明磁场强度和加速成核速率正相关。

4 结论

(1) 经过磁化的溶液, 其相对于未经过磁化的溶液, 水初始浑浊, 经过一定时间放置后其相对于未经过磁化的溶液形成了更疏松的颗粒。表明磁处理加速成核, 生成颗粒细、体积小的碳酸钙结晶。

(2) 经过磁处理溶液比没有经过磁处理的溶液结成的碳酸钙晶体文石成分多, 而且增加磁场频率可以使碳酸钙结晶中的文石成分增加。

(3) 经过磁化后的溶液相对于未磁化电导率低, 而且磁场强度越强电导率越低, 这表明磁场强度和加速成核速率正相关。

参考文献

[1]肖曾利, 蒲春生.磁防垢技术及应用发展现状[J].断块油气田, 2010, 17 (1) :121-125.

[2]邓爱华, 黄慧民, 姬文晋.水磁处理防垢技术的研究现状与展望[J].工业水处理, 2012, 32 (2) :16-19.

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[4]周开学, 卢贵武, 黄乔.磁防垢机理研究现状与进展[J].石油大学学报1999, 23 (5) :110-112.

磁场磁感应强度教案 第9篇

关键词： 磁场;速生剌槐;超声波育苗;硬枝扦插;生根率

中图分类号：S685.99         文献标识码：A         DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2015.11.028

Effect on Rootage of Branchlets Ultrasonic Propagation for Robinia Pseudoacacia under Different Intensities of Magnetic Field

XIA Shang-guang1， HOU Jin-bo 2

（1. Academy of  Forestry， Hefei， Anhui 230031， China; 2. Anhui Hongsen Gaoke Ecological Development Company for Agriculture and Forest， Guoyang， Anhui 233602， China）

Abstract： This study takes branchlet cuttinGs of fast-growing Robinia  pseudoacacia var inermis Dc as testing material， sets three treatments of magnetic field of 600， 800 and 1 000 Gs， to compare the effects on rootage under different intensities of magnetic field. The results showed that root length of the treatments increased 2～4 cm longer， root number 5～8 more， leaf number 8 to 12 more， than those in control （not using seedbed of magnetic field， traditional ultrasonic seedling）， the effect of treatment with seedbed of magnetic field under 800 Gs is best. Then the growth speed increased to some extent， of treatments with Tourmaline， the average root length 1 cm longer， the root number 2～3 root more， leaf number increased 2～3 more， compared with treatments untreated with Tourmaline in the same densities of magnetic field. It suggests that the magnetic field and Tourmaline both have promoting effect on the growth of Robiaia pseudoacacia var inermis Dc.

Key words： magnetic field; Robiaia pseudoacacia; ultrasonic seedling; rootage

生物磁学是研究和应用物质的磁性和磁场与生物学特性之间相互联系和相互影响的一门新兴边缘学科。随着科学技术发展的突飞猛进，生物磁学也得到了大力扩展和深化， 目前已在医学、农业、食品、环保以及生物工程等领域得到广泛应用[1]。电磁辐射对生物生长、发育、遗传与分化的影响已经成为人们研究的热点[2]。国内外许多研究证明，磁场直接处理植物种子，可明显提高种子的发芽势与发芽率，促进种子生根等。植物种子受磁场照射可促进发芽，刺激生根和胚轴延长，细胞分裂指数增加[3] ，提高根系活力，为植物体内许多重要物质的生物合成提供更多的中间产物[4]。番茄种子在磁场处理下活力明显提高[5]。但磁场处理是否能促进木本树种穗条生根生长其研究鲜见报道，特别是对刺槐硬枝扦插。

速生剌槐（Robiaia pseudoacacia var.）是刺槐的一个自然变种，为防止乡土剌槐优良种质资源的丢失，自20世纪80年代始，安徽省林业科学院便注重其育种资源的收集、保存和利用研究，在自然杂交后，经后代重组，产生出新的异质型群体，经过多代的选择、分离、区划试验、对比研究而育成的优质速生剌槐新品种。剌槐异花授粉力强，天然杂交率高，种性不易保持[6]，并且成苗周期长[7]，它的穗条扦插是非常难生根的，一般扦插成活率很低，嫁接和埋根的成本又高，速度也慢，达不到快速繁殖目的。本试验以速生剌槐插穗为试材，采用600，800，1 000 Gs等3种磁场处理来促进扦插穗生根，意在改进速生剌槐超声波的育苗处理。通过试验研究，确定速生剌槐插穗生根的最佳磁场强度范围，促进树种穗条生根的电磁生物学研究，这对速生剌槐的规模化推广与应用具有重要的实践指导意义。

1 材料和方法

1.1 试验地概况

试验设在涡阳县农业局下属农场速生剌槐育苗繁殖基地，气候处在暖温带南缘，属暖温带半湿润气候区，具有显著的过度性特征。季风明显，气候温和，光照充足，雨量适中，无霜期长，四季分明，春温多变，夏雨集中，秋高气爽，冬长且干。历年平均气温14.9 ℃，平均日照2 184 h，平均无霜期213 d，平均年降水量831 mm。地带性土壤为黄土性古河流沉积物所发育而成的砂姜黑土，土层深厚，肥沃，适宜多种植物生长发育。

1.2 试验设计

试验设置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ等4个处理，其中处理Ⅰ（CK）只应用超声波育苗，而不加磁场，具体处理：（1）选取剌槐健壮当年生硬枝，用利剪剪成上平下斜、具有两芽两叶、长6～8 cm的穗段。（2）将剪好的插穗下部1～2 cm，浸泡在事先配好的生根液中5 s左右。（3）用丝棉包裹已处理好的插穗根部，依次镶嵌到育苗箱顶部，株行距设计为10 cm×10 cm。（4）按5个时间段依次喷超声波气雾营养液：① 6：00—9：00，每0.5 h喷30 s;②9：00—12：00每15 min喷60 s;③12：00—15：00每5 min喷30 s;④15：00—18：00每15 min喷1 min;⑤18：00至次日6：00每2 h喷60 s。处理Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ均在处理Ⅰ的基础上于育苗箱底部、离插穗60 cm处每平方米分别均匀放置600、800、1000高斯磁场强度磁铁4块作用于苗床。

托玛琳石再处理试材：在上述处理的基础上分别加入托玛琳石于雾化水中。

1.3 研究方法

试验从2013年5月18日—2013年6月18日，每2 d观测记录处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ插穗的生根及生长情况，包括生根率（%）、根系长（cm）、根条数（根）、叶片数（片）。测定再加托玛琳石后，处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ中在育苗的根系、长势。利用Excel表记录试验数据和处理试验结果。

2 结果与分析

2.1 不同磁场处理对速生剌槐插穗生根的影响

5月18日剌槐穗条扦插，至5月22日，处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ剌槐插穗均未发新根。处理Ⅲ在5月24日首先发出第1个新根，长约0.2 cm;处理Ⅱ、Ⅳ到5月26日各发出第1个新根，均长约0.2 cm，而此时处理Ⅲ所发新根已长约0.5 cm;至5月28日，处理Ⅰ才发出第1个新根，长约0.2 cm，此时处理Ⅲ所发新根已长约0.8 cm，处理Ⅱ、Ⅳ均长约0.5 cm;到6月8日，处理Ⅲ率先发出第2个新根，长约0.2 cm，此时处理Ⅱ、Ⅳ所发新根均长约3.4 cm，处理Ⅰ所发第1个新根长约2.2 cm;到6月10日，处理Ⅱ、Ⅳ均发出第2个新根，均长约0.2 cm，此时处理Ⅲ所发新根已长约0.5 cm，处理Ⅰ所发第1个新根长约3.2 cm;6月12日，处理Ⅰ所发第1根新根长约0.2 cm，此时处理Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ所发第2个新根分别长约0.5，1.2，0.5 cm;6月16日，处理Ⅲ仍率先发出第3个新根，长约0.2 cm，此时处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ所发第2个新根分别长约1.0，1.2，1.2 cm;至6月18日止，处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ也未发出第3个新根，此时处理Ⅲ所发出第3个新根长约0.8 cm，处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ所发第2个新根分别长约1.5，1.5，1.6 cm，具体如图1所示。

从图1可以看出，处理Ⅲ的促进作用最强，发新根最快、最长，也最多，说明处理Ⅲ是速生剌槐的适宜磁场处理;处理Ⅱ、Ⅳ除在试验最后一天的6月18日根长分别为1.5，1.6 cm外，其他处理时间二者均保持同步，体现在发新根的时间、所发根长均完全相同，说明速生剌槐存在一个最佳磁场处理，过高（处理Ⅳ）或过低（处理Ⅱ）的处理均不能将促进生根的作用最大化。而处理Ⅰ作为对照，至试验结束前倒数第3天的6月16日始终发新根最晚、最短，也最少;值得注意的是，在试验最后一天的6月18日，处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ基本同步，三者间无明显差异，说明处理Ⅱ、Ⅳ此时对生根已无促进作用。并且从图1中可以看出，6月12日至6月18日，处理Ⅱ、Ⅳ所发第2个新根长的增速低于处理Ⅰ，如果进一步延长试验时间，处理Ⅱ、Ⅳ所发第2个新根长可能低于处理Ⅰ，试验时间超过30 d后，处理Ⅱ、Ⅳ对生根的作用可能会由促进转为抑制，说明磁场处理对速生剌槐生根的促进有一定的作用时间限制，超过这个时限，促进作用会消失，甚至可能反转为抑制作用。

2.2 磁场处理和托玛琳石试验对根系与叶片长势的影响

速生剌槐采用磁场苗床育苗，效果十分明显。与对照Ⅰ相比，应用600～1 000 Gs磁场苗床育苗，3个处理（Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ）的插穗根系长增加3～5 cm，根条数增加4～9根，叶片数增加5+12个（如表1）。从根系长、根条数、叶片数3个指标来比较处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ下的各值，处理Ⅲ均为最大，其生根率更是达到了100%，说明其对生根与叶片长势的促进作用最强。

处理Ⅱ较处理Ⅰ，生根率、根系长、根条数和叶片数分别提高了18.8%，25.0%，75.0%和166.0%;处理Ⅲ分别提高了25.0%，125.0%，300.0%和300.0%;处理Ⅳ分别提高了22.5%，75.0%，133.0%和150.0%。说明处理Ⅲ的增速作用强于处理Ⅱ、Ⅳ，处理Ⅱ、Ⅳ间差异不明显。

从表2的生长量结果来看，采用托玛琳石的处理同表1中相同磁场强度的处理相比，生长均表现出一定程度的增速，根系长平均增加约1 cm，根量增加2～3根，叶片数增加2～3个。从根系长、根条数、叶片数3个指标来比较处理Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ下的各值，处理Ⅲ均仍为最大，其生根率仍是达到了100%，说明其对生根与叶片长势的促进作用仍最强。

将表2与表1中各指标值进行相应的比较，表2的处理Ⅱ较表1，根系长、根条数和叶片数分别提高了16.7%，14.3%和25.0%;处理Ⅲ分别提高了12.5%，16.7%和6.25%;处理Ⅳ分别提高了16.7%，40.0%%和25.0%。说明采用托玛琳石的处理具有明显的增速作用。对生长量结果进行方差分析，区组内差异显著（P<0.05），区组间差异也极显著（P<0.01），这说明磁场和托玛琳石都对速生剌槐的生长有增速效果。

3 结论与讨论

通过磁场对黄精组培苗生长的影响研究，发现其表现出来的是促进作用[2]。与对照相比，速生剌槐硬枝插穗经磁场处理后，须根量明显增多，且长度增长。这可能是由于插穗生根成活后，持续受磁场环境影响而产生的苗期生理适应性。此结论与本试验中表现的磁场苗床对剌槐插穗成活及生长速率的提高，具有显著促进作用相吻合。磁场处理组与对照的相对值均为正值，表明适当强度磁场处理在一定程度上对剌槐须根生长起着加速与推进作用，而这种现象可能是通过改变剌槐疏导组织的疏导能力表现出来的[8]，磁化作用有可能会损伤植物的导管，但在磁场处理撤销后一段时间内，受损细胞能很快得到修复，而且在适宜的磁场处理下很有可能激活了植株生长的某条特定的代谢途径，或者某个关键性的酶，从而促进了植株的生长[1]。

本研究发现，促进速生剌槐生根的最佳磁场强度是800 Gs，在此磁场强度下，速生剌槐的生长速率最大，包括生根率、根系长、根条数、叶片数各指标均最大。而黄精生长试验中其须根的长度、直径最大化的最佳磁场处理强度为60 Gs，最大须根数的最佳磁场强度是120 Gs，最大根茎鲜质量的最佳磁场强度是170 Gs，均远低于本试验中的磁场强度，究其原因，一方面是由于组培苗较扦插穗幼嫩，另一方面从最大黄精须根长、须根直径所需磁场强度低于最大须根数，且均低于最大根茎鲜质量的磁场强度可以看出，植株各形态指标对磁场强度有着不同要求，总体规律是较低的磁场强度有利于须根的营养生长，而中等的磁场强度有利于须根的分化，增加须根数，较强的磁场强度则有利于包含须根长、须根直径、须根数的根茎鲜质量最大化。这对以后的磁场育苗有所启示：不同植物、不同部位对磁场强度都有不同的要求，针对不同的植物、不同的部位，要选择相应的磁场强度，这样才能精确发挥磁场作用，为不同的育苗目标提供最佳磁场强度。否则，在幼苗生长试验中，即使在强磁场作用下，也可能对白菜无效[9]，原因可能是磁作用量远偏最佳值，在这种情况下，其最佳用量还应通过进一步做试验来确定。

本试验在600～1 000 Gs的磁场强度基础上，再附加使用托玛琳石，进一步表明磁场对速生剌槐插穗生根生长具有更加明显的促进作用，这也说明在采用磁场处理刺槐硬枝扦插的同时，再加上托玛琳石叠加处理并不相冲突，两者对插穗生根生长的促进作用在功能上是可以相补的。但两者间的互补关系如何，值得进一步研究。

参考文献：

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