Các tổ chức sinh vật khi bị chiếu bức xạ điện từ, sẽ có nhiệt do dòng dẫn và dòng xoáy sinh ra trong tổ chức, ngoài ra các phân tử chất phân cực trong tổ chức chiụ tác dụng của lực điện trường gây ra lực ma sát liên tục với các phân tử lân cận sinh ra nhiệt năng cụ thể như sau:
Ta biết rằng sóng điện từ (gồm điện trường và từ trường) sẽ thay đổi chiều tuần hoàn theo thời gian (hình 1.7c)
Với sóng điện từ có tần số 1 hertz, sẽ tạo ra một điện từ trường (nơi mà nó đi qua thay đổi chiều 1 lần trong 1 giây). Các sóng cực ngắn 915 MHz hay 2450 MHz đổi chiều 2,45 tỉ lần mỗi giây.
Các phân tử phân cực chẳng hạn phân tử nước (H2O). Nước có hai nguyên tử Hydrogen tạo cực dương, các điện tử nằm phía bên kia của Oxygen mang điện âm (hình 1.7a, 1.7b).
Phân tử nước được cấu tạo bởi một nguyên tử oxygen (O) và hai nguyên tử hydrogen (H). Chúng không mang điện. Tuy nhiên những electron có khuynh hướng kéo về nguyên tử oxygen (vì oxygen có phân lớp ngoài cùng chứa 6 điện tử nên có khuynh hướng thu thêm 2 điện tử để bão hoà, bền hơn do đó có âm tính), kết quả nguyên tử hydrogen bị mất bớt tính âm điện nên có khuynh hướng mang điện tích dương. Nghĩa là trong phân tử nước có hai đầu dương của hydrogen và một đầu âm của oxygen.
Sự mất thăng bằng tạo một điện trường nhỏ trong mỗi phân tử nước, về tính dẫn điện. Mỗi phân tử nước tương đương một lưỡng cực điện. Ðiều này gây cho
Hình 1.7: Mô hình hiệu ứng nhiệt của BXĐT với các phân tử
a b c
Ei
phân tử nước trở nên rất dễ bị tác dụng bởi lực điện trường của bức xạ điện từ, đặc biệt là sóng vi ba.
Vi ba có tần số lý tưởng là 2,45 GHz để cho năng lượng của chúng có thể hấp thu bởi phân tử nước.
Trong một điện từ trường mạnh, phân tử nước hướng theo chiều các đường sức. Nếu trường này thay đổi 2,45 tỉ lần trong 1 giây thì sự xô đẩy va chạm nhau rất lớn. Sự cọ xát giữa các phân tử nước và các phân tử chất lân cận sẽ tạo ra nhiệt lượng.
Lượng nhiệt năng tại chỗ có tác dụng làm cho các mao mạch giãn ra, tăng tính thẩm thấu, khi đạt đến một nhiệt độ nhất định sẽ gây lên tổ chức đông vón. Hoại tử sự hấp thụ của tổ chúc, đối với vi sóng chịu ảnh hưởng của độ pH và hàm lượng nước thực nghiệm đã chứng minh: Độ pH và lưu lượng máu của tổ chức u bướu thấp hơn các tổ chức bình thường, nhưng hàm lượng nước cao hơn đến 89%. Vì vậy, hiệu quả làm nóng bằng vi sóng có tác dụng rõ rệt trong tổ chức trong tổ chức u bướu, có thể phá hủy tổ chức u bướu một cách chọn lọc, vùng bị viêm cũng có đặc điểm hàm lượng nước cao, độ pH thấp do đó vi sóng cũng có tác dụng điều trị viêm tốt…