Механизм действия ультравысо­кочастотных электрических и магнитных полей на вещество

Как уже было сказано, лечебное применение ультравысо­кочастотных электрических и магнитных полей основывается па том факте, что действие этих полей зависит от природы тка­ней организма.

Для того, чтобы понять, как ультравысокочастотные элек­трические и магнитные поля действуют на организм, почему эти поля могут быть применены с лечебной целью, чем объ­ясняется неодинаковое действие полей на различные ткани ор­ганизма, мы должны, прежде всего, изучить действие ультра­высокочастотных полей на различные вещества.

Действие на вещество электрического поля

'Ткани живого организма обладают разной электропровод­ностью. По степени электропроводности они делятся на про­водники и диэлектрики.

К проводникам можно отнести, прежде всего, жидкие ткани (кровь, лимфа и др.), к диэлектрикам — кость, сухую кожу. Многие другие ткани занимают промежуточное положение, являясь «плохими» проводниками или «плохими» диэлектри­ками (жировая, нервная ткань, ткань внутренних орга­нов и т.д.).

В идеальных диэлектриках отсутствуют свободные элек­трические заряды. Диэлектрики состоят из связанных зарядов или, как их называют, диполей. Ввиду такого строения диэлек­трика электрическое поле не может вызвать направленного движения электрических зарядов. Поэтому диэлектрики не проводят электрического тока.

Под влиянием постоянного электрического поля диполи будут ориентироваться вдоль силовых линий, что приведет к поляризации диэлектрика.

В реальных диэлектриках всегда содержатся незначитель­ные примеси проводящих веществ. Этим обуславливается воз­никновение в диэлектрике, помещенном в постоянное электри­ческое поле, слабого тока.

Если диэлектрик поместить в электрическое поле высокой или ультравысокой частоты, то диполи будут стремиться сле­довать за изменениями направления электрического поля и, таким образом, будут совершать колебания с частотой колебаний поля.

Так как между отдельными диполями диэлектрика дейст­вуют силы взаимного притяжения, то для преодоления этих сил внешнее поле совершает работу, следствием чего является нагревание диэлектрика.

Количество тепла, выделяющегося в единицу времени в единице объема диэлектрика, находящегося в высокочастотном электрическом по1ле, прямо пропорционально относительной диэлектрической проницаемости ε, частоте ν, квадрату эффек­тивного значения напряженности Е поля и тангенсу угла по­терь 6 (то есть угла отставания по фазе колебаний диполей от колебаний напряженности поля).

₍₁₎

В составе многих проводящих тканей организма содержат­ся электролиты. В отличие от диэлектриков в растворах элек­тролитов имеются свободные электрические заряды-ионы. Если раствор электролита поместить в постоянное электрическое по­ле, то в этом растворе будет происходить электролиз.

При помещении раствора электролита в электрическое поле высокой или ультравысокой частоты ионы придут в колебания с частотой, равной частоте колебаний поля. При этом направленного движения ионов не возникает, электролиза не проис­ходит, но за счет энергии электрического поля произойдет на­гревание раствора.

Количество тепла выделяющегося в единицу времени в единице объема раствора электролита, находящегося в высо­кочастотном электрическом поле, прямо пропорционально удельной электропроводности у и квадрату эффективного значения Е напряженности электрического поля

₍₂₎

Поскольку в составе тканей живого организма имеются и диэлектрики, и электролиты, то зависимость нагревания ткани от ее свойств оказывается более сложной.