人体中电现象的一些探讨人体中电现象的一些探讨14系张炜PB03206221骨头压电效应=>电致伸缩效应=>心脏心脏表面电势分布=>心脏起搏器与去纤颤器=>对于骨头，我们大家都不陌生，可我们真正了解它吗？骨头的一些特殊性质压电性质电致伸缩性质当骨头受到压缩或拉伸时，骨头某些对应表面上会产生异性的极化电荷——压电效应。在运动当中，我们的骨头会产生一定程度的变形，这样就会产生一个电势差，这个电势差从医学上来讲，能促进钙的吸收陈沉积，对骨骼发育有很大的帮助。我们航天英雄杨利伟，在外太空时也需要运动来保持骨骼健康良好。我们发现骨头有着与它们相似的电压反应特征，由此我们可得出结论，骨头也有着类似的压电效应。横坐标为小针刺击压电材料的频率，纵坐标为相应材料表面产生的电压。图中显示有三条曲线。它们分别是Tendon腱,Bone骨头,Balcen布加内酯。腱和布加内酯都是高分子的压电材料频率/Hz电压/V骨头的电致伸缩效应——当在骨头表面加上一个电压时，骨头会产生伸长或压缩的微小形变。有些手臂暂时不能活动的病人，如果我们在他受伤的手臂上的适当部位加一电势差，就能促进钙的沉积，让其更早康复。我们将这样一个仪器简化如下=>直径75ｍｍ的手臂，手臂组织的介电常数εｔ＝４骨头直径２５ｍｍ，介电常数εｂ＝２极板靠近手臂处还有０.５ｍｍ厚的一层绝缘体，介电常数εｉ＝１.５骨头正极板负极板手臂两极板间电势差50V已知，骨头中的电场强度Ｅ有多大？我们可以把问题近似简化如下图所示的，这样一个平行板电容器问题。把两极板间的骨头，组织，绝缘体看作是填充于其间的不同介质。=>骨头组织绝缘体EE现在，我们可以得到结果了！我们用i代表绝缘体，用t代表手臂组织，用b代表骨头。V=2Ei·di+2Et·dt+Eb·db=50.(1)D应该是连续的，因此D=ε。·εi·Ei=ε。·εt·Et=ε。·εb·Eb这样我们把（1）式中的Ei和Et用Eb表示，得到只含一个未知量Eb的方程，代入有关数据，求得Eb=970V/m.即骨头当中的电场强度为970V/m。钙离子是带电荷的，我们可以感觉到这个电场有利钙离子向骨头沉积。图中小红圆圈代表钙离子，黑色圆柱体代表骨头。当然，钙的沉积远非如此简单，骨头当中电场强度的测量也远不止这么简单，都是一个很复杂的研究，它牵涉到物理，医学的多方面领域。在这里我只是想通过这个简单模型说明些问题。通过网上相关研究资料的调查，我发现国内这方面的研究进展远远落后于国外。因...
