Tulong sa Tele2, mga taripa, mga tanong

Sa kasaysayan, ang lahat ng buhay sa Earth ay nabuo sa electromagneticlarangan ng ating planeta. Earth's EMF - SHIELD para sa cosmic ionizing factor.

Ang globo ay negatibong sisingilin, ang kapaligiran ay positibong sisingilin. Nasa mataas

100-200 km, ang ionosphere ay matatagpuan - isang layer ng mga positibong sisingilin na mga particle.

Ang electromagnetic field ng Earth ay may dalas na 10 Hz. Ang lakas ng magnetic field ng Earth ay humigit-kumulang 500 milligauss.

Natuklasan ang isang puwang sa magnetic field ng Earth. Ang puwang na ito ay sampung beses na mas malaki kaysa sa naunang tinantyang. Sa pamamagitan nito, ang "solar wind" ay maaaring pumasok at "sisingilin" ang magnetosphere ng Earth, na nagiging sanhi ng malakas mga geomagnetic disturbances.

Ang paglabas ng radyo mula sa Araw ay umaabot din sa Earth. Mga frequency ng electromagnetic wave

Arawat mga kalawakanmula 10 MHz hanggang 10 GHz.

Lupa- ito ay isang magnet, kung saan sa mga lugar ng hilagang heograpikal na sona matatagpuan polong timog , A

V rehiyonAsti u timog geographic na poste- hilaga. Ang geomagnetic (mga linya ng field) ay umalis sa lugar nakaupoehmagnetic pole at, sumasaklaw sa planeta, pumasok sa mga rehiyon timog magnetico mga poste. Ang mga stream ng mga sisingilin na particle (mga electron at proton) mula sa Araw, na nakikipag-ugnayan sa magnetic shell ng Earth, ay pinipiga ang mga linya ng puwersa mula sa gilid ng Araw at hinila ang mga ito palayo sa kabilang panig. Oo salamat "solar wind" lumilitaw ang Earth "magnetic tail". Naturally, sa mga nabubuhay na nilalang ang magnetic shell ay tumutukoy sa kurso ng biological na orasan. Ito ay pinaniniwalaan na ang pakikipag-ugnayan ng low-frequency magnetic field ng Earth sa biofield ng tao, hindi lamang ay may kapaki-pakinabang na epekto sa katawan, ngunit din isang kinakailangang kondisyon para sa pag-unlad nitoako at pagkakaroon. Mayroong isang teorya na ang matagal na pananatili ng isang tao sa isang altitude na higit sa 5 metro ay negatibong nakakaapekto sa kanyang kagalingan, at halos lahat ng araw ay dapat siya ay nasa loob ng 1-3 m mula sa Earth.

Ang mga magnetic disturbance ay maaaring mangyari nang paminsan-minsan sa buong planeta, lokal na pana-panahon sa ilang bahagi ng planeta, at patuloy sa iba't ibang rehiyon, halimbawa, sa buong araw. Sa mga lugar ng paglabas ng kidlat sa atmospera, ang intensity ng electrical component ng EMF ay sampu, daan-daan, libu-libong V/m sa mga frequency na humigit-kumulang 10 kHz. Ang isa sa mga pangunahing sanhi ng cardiovascular exacerbations ay ang mga kaguluhan sa geomagnetic field, sa madaling salita, mga pagbabago o gradient ng geomagnetic field sa paglipas ng panahon. Ang mga pagbabagong ito ay maaaring tumagal mula sa isang bahagi ng isang segundo hanggang ilang minuto.

Ito ay inilarawan sa mga tao ng Japanese scientist na si Nakagawa limampung taon na ang nakalilipas. "magnetic field deficiency" syndrome, iyon ay, isang pagbaba mga pwersang proteksiyon organismo kapag bumababa ang magnetic field ng Earth sa iba't ibang dahilan.

Ang hangin sa atmospera may electrical conductivity. Bukod dito, ang kondaktibiti nito ay nakasalalay sa nilalaman ng mga dayuhang particle. Sa Kislovodsk - ang bilang ng mga negatibong sisingilin na mga particle sa hangin bawat 1 cm 3 ay 1.5 libo, sa paanan ng Kuzbass - 6000, sa Moscow - 4, sa St. Petersburg - 9 (nailalarawan ng kontaminasyon ng alikabok at gas). Ang mas maraming negatibong sisingilin na mga ion sa hangin, mas madali itong huminga.

Ang lakas ng magnetic field ng Earth sa baybayin ng Black Sea ay 1 oersted, sa South at North pole - 0.7 Oe, sa equator - 0.1-0.3 Oe, sa Europe - tungkol sa - 0.5 Oe; sa Brazil - 0.24 Oe - sa Antarctica - 0.68 Oe. Sa mga lugar na may kasikipan mga mineral na bakal manggaling magnetic anomalya. Sa lugar ng Kursk magnetic anomaly, ang lakas ng magnetic field ay - 2 Oe.

Lakas ng magnetic field ng planeta Mercury - 0.002 Oe , Buwan - 10 - 5 E, interstellar space - 10 - 8 Oe, uri ng mga bituin Malaki ang "white dwarf" - 10 7 E.Ang katangiang ito ay napakalaki dinneutron star at pulsar star - 10 12 Oe.

Solar flaresnagiging sanhi ng mga magnetic na bagyo sa kapaligiran ng Earth nang hindi madalas, dahil ang "bakas" mula sa flare, bilang panuntunan, ay pumasa.lampas sa Earth. Para sa isang solar flare na humantong sa isang magnetic storm sa Earth, ang mga sumusunod na kondisyon ay kinakailangan: sapat na lakas ng "solar wind", kabaligtaran ng direksyon geomagnetic at interplanetary field at isang trajectory na nagpapahintulot sa isa na maging malapit sa magnetosphere ng Earth. Ang posibilidad ng parehong mga kondisyon na nagaganap sa parehong oras ay hindi masyadong mataas.. Samakatuwid, ang mga paliwanag ng mga karamdaman sa mga tao dahil sa mga magnetic na bagyo ay kadalasang walang batayan at nauugnay samga pagbabago presyon ng atmospera at ang intensity ng EMF ng Earth. Napagpasyahan pa nga ng mga siyentipiko na ang mga hula ay nakakapinsala magnetikong bagyo, kahit 2 araw - hindi tumpak ang mga ito. At ang mga kahina-hinalang tao ay makakapag-react lamang kapag ito ay nabanggit. Kadalasan, kahit na ang medium-sized na magnetic storm ay hindi sanhi ng mga flare sa Araw, ngunit sa pamamagitan ng mga lugar na may tumaas na density na nabuo kapag ang mabilis at mabagal na alon ng "solar wind" ay nagbanggaan. Samakatuwid, ang aktibidad ng solar ay ganap na walang kinalaman dito.

Solar flares ayon sa kanilang lakas, nahahati sila sa limang klase: A, B, C, M at X. Kapag lumilipat mula sa pinakamababang klase - A0.0, na tumutugma sa kapangyarihan ng radiation sa orbit ng Earth na 10 nW/m 2 - sa bawat isa sa susunod na klase ang lakas ng radiation ay tumataas sampung beses. Ang pinaka-mapanganib na klase para sa Earth ay X. Sa kondisyon na ang Earth ay nasa landas ng pagpapalaganap ng alon, maaaring mangyari ang mga malfunction sa pagpapatakbo ng mga instrumento ng satellite, mga komunikasyon sa lupa, atbp. Sa paglipas ng 37 taon ng mga obserbasyon, 35 flare ng klase X7 at mas mataas ang naitala. Ito ay pinaniniwalaan na hindi ito nagdudulot ng panganib sa mga tao.

Ang mga magnetic disturbance sa Earth ay namarkahan ayon sa scale ng magnetic disturbance index Kp (oscillation amplitude), na mayroong 10 antas. Kr mula sa 0 hanggang 3 - tahimik na magnetosphere, antas 4 - nagagalit, 5 - 9 - magnetikong bagyo limang klase. Bilang halimbawa, ang network ng US ground magnetic stations sa Air Force Space Weather Center ay nagtala ng class 5 geomagnetic storm noong Oktubre 24, 2011, na resulta ng isang malakas na plasma ejection sa Araw noong Oktubre 22; Ang Russian orbital observatory na TESIS ay nag-ulat noong Abril 5, 2010 na ang pinakamalakas na magnetic storm ay naitala sa loob ng isang taon at kalahati.

Ang mga pandaigdigang modelong ito ay tulad ng International Geomagnetic Reference Field at IGRF. World Magnetic Model (WMM)- ay nilikha ng iba't ibang mga internasyonal na geophysical na organisasyon, at bawat 5 taon na-update ang mga hanay ng Gauss coefficients ay naaprubahan at nai-publish, na tumutukoy sa lahat ng data sa estado ng geomagnetic field at mga parameter nito. Kaya, ayon sa modelong WMM2015, ang north geomagnetic pole (esensyal ang south pole ng magnet) ay may mga coordinate na 80.37° N. w. at 72.62° W. d., south geomagnetic pole - 80.37° timog. latitude, 107.38° silangan. d., ang inclination ng dipole axis na nauugnay sa rotation axis ng Earth ay 9.63°.

Mga Patlang ng Anomalya sa Mundo

Ang aktwal na mga linya ng field ng magnetic field ng Earth, bagaman sa average na malapit sa mga linya ng dipole field, ay naiiba sa mga ito sa mga lokal na iregularidad na nauugnay sa pagkakaroon ng magnetized na mga bato sa crust na matatagpuan malapit sa ibabaw. Dahil dito, sa ilang mga lugar sa ibabaw ng lupa, ang mga parameter ng field ay naiiba nang malaki sa mga halaga sa mga kalapit na lugar, na bumubuo ng tinatawag na magnetic anomalya. Maaari silang mag-overlap sa isa't isa kung ang mga magnetized na katawan na nagdudulot sa kanila ay nakahiga sa magkaibang lalim.

Ang pagkakaroon ng mga magnetic field ng pinalawig na mga lokal na rehiyon ng mga panlabas na shell ay humahantong sa katotohanan na tunay na magnetic pole- mga punto (o sa halip, maliliit na lugar) kung saan ang mga linya ng magnetic field ay ganap na patayo - hindi nag-tutugma sa mga geomagnetic, at hindi sila nakahiga sa ibabaw ng Earth mismo, ngunit sa ilalim nito. Ang mga coordinate ng magnetic pole sa isang naibigay na oras ay kinakalkula din sa loob ng balangkas ng iba't ibang geomagnetic field na mga modelo sa pamamagitan ng paghahanap ng lahat ng coefficients sa Gaussian series gamit ang isang iterative method. Kaya, ayon sa kasalukuyang modelo ng WMM, noong 2015 ang north magnetic pole ay matatagpuan sa 86° N. latitud, 159°w. mahaba., at ang timog - 64° S. latitude, 137° silangan. Ang mga halaga ng kasalukuyang modelo ng IGRF12 ay bahagyang naiiba: 86.3° N. latitude, 160°w. long., para sa north pole, 64.3° timog. latitude, 136.6° E para sa timog .

Kaugnay nito, magnetic axis- Ang isang tuwid na linya na dumadaan sa mga magnetic pole ay hindi dumadaan sa gitna ng Earth at hindi ang diameter nito.

Ang mga posisyon ng lahat ng mga poste ay patuloy na nagbabago - ang geomagnetic na poste ay nauuna nang may kaugnayan sa geographic na poste na may panahon na humigit-kumulang 1200 taon.

Panlabas na magnetic field

Ito ay tinutukoy ng mga pinagmumulan sa anyo ng mga kasalukuyang sistema na matatagpuan sa labas ng ibabaw ng lupa sa atmospera nito. Sa itaas na bahagi ng atmospera (100 km pataas) - ang ionosphere - ang mga molekula nito ay ionized, na bumubuo ng plasma, samakatuwid ang bahaging ito ng magnetosphere ng Earth, na umaabot sa layo na hanggang tatlo sa radii nito, ay tinatawag plasmasphere. Ang plasma ay hawak ng magnetic field ng Earth, ngunit ang estado nito ay tinutukoy ng pakikipag-ugnayan nito sa solar wind - ang daloy ng plasma ng solar corona.

Kaya, sa isang mas malaking distansya mula sa ibabaw ng Earth, ang magnetic field ay asymmetrical, dahil ito ay nasira sa ilalim ng impluwensya ng solar wind: mula sa gilid ng Araw ito ay naka-compress, at sa direksyon mula sa Araw ay nakakakuha ito ng " trail" na umaabot ng daan-daang libong kilometro, na lampas sa orbit ng Buwan. Ang kakaibang "tailed" na hugis na ito ay nangyayari kapag ang plasma ng solar wind at solar corpuscular flow ay dumadaloy sa ibabaw ng lupa. magnetosphere- isang rehiyon ng kalawakan na malapit sa Earth, na kontrolado pa rin ng magnetic field ng Earth, at hindi ng Araw at iba pang pinagmumulan ng interplanetary; ito ay nakahiwalay sa interplanetary space magnetopause, kung saan ang dynamic na presyon ng solar wind ay balanse ng presyon ng sarili nitong magnetic field. Ang subsolar point ng magnetosphere ay nasa average sa layo na 10 earth radii * R⊕ ; na may mahinang solar wind, ang distansyang ito ay umaabot sa 15-20 R⊕, at sa mga panahon ng magnetic disturbances sa Earth, ang magnetopause ay maaaring lumampas sa geostationary orbit (6.6 R⊕). Ang pinahabang buntot sa gilid ng gabi ay may diameter na humigit-kumulang 40 R⊕ at may haba na higit sa 900 R⊕; simula sa layo na humigit-kumulang 8 R⊕, nahahati ito sa mga bahagi ng isang patag na neutral na layer kung saan ang field induction ay malapit sa zero.

Dahil sa tiyak na pagsasaayos ng mga linya ng induction, ang geomagnetic field ay lumilikha ng magnetic trap para sa mga sisingilin na particle - mga proton at electron. Kinukuha at hawak nito ang isang malaking bilang ng mga ito, kaya ang magnetosphere ay isang uri ng reservoir ng mga sisingilin na particle. Ang kanilang kabuuang masa, ayon sa iba't ibang mga pagtatantya, ay mula sa 1 kg hanggang 10 kg. Binubuo nila ang tinatawag na sinturon ng radiation, na sumasakop sa Earth mula sa lahat ng panig, maliban sa mga polar na rehiyon. Ito ay karaniwang nahahati sa dalawa - panloob at panlabas. Ang mas mababang hangganan ng panloob na sinturon ay nasa taas na halos 500 km, ang kapal nito ay ilang libong kilometro. Ang panlabas na sinturon ay matatagpuan sa taas na 10-15 libong km. Ang mga particle ng radiation belt, sa ilalim ng impluwensya ng Lorentz force, ay nagsasagawa ng mga kumplikadong pana-panahong paggalaw mula sa Northern Hemisphere hanggang sa Southern Hemisphere at pabalik, habang sabay-sabay na gumagalaw nang mabagal sa paligid ng Earth sa azimuth. Depende sa enerhiya, gumagawa sila ng kumpletong rebolusyon sa paligid ng Earth sa isang oras mula sa ilang minuto hanggang isang araw.

Ang magnetosphere ay hindi nagpapahintulot sa mga stream ng cosmic particle na lumapit sa mundo. Gayunpaman, sa buntot nito, sa malalayong distansya mula sa Earth, ang intensity ng geomagnetic field, at samakatuwid ang mga proteksiyon na katangian nito, ay humina, at ang ilang mga particle ng solar plasma ay nakapasok sa loob ng magnetosphere at magnetic traps ng radiation belt. Ang buntot ay nagsisilbing isang lugar para sa pagbuo ng mga daloy ng mga precipitating particle, na nagiging sanhi ng aurora at auroral na alon. Sa mga polar na rehiyon, ang bahagi ng daloy ng solar plasma ay sumasalakay sa itaas na mga layer ng atmospera mula sa radiation belt ng Earth at, na nagbabanggaan sa mga molekula ng oxygen at nitrogen, pinasisigla o ionize ang mga ito, at kapag bumalik sila sa isang hindi nasasabik na estado, ang mga atomo ng oxygen ay naglalabas ng mga photon na may λ = 0.56 μm at λ = 0.63 μm, habang ang mga ionized nitrogen molecule, kapag muling pinagsama, ay binibigyang-diin ang asul at violet na mga banda ng spectrum. Kasabay nito, ang mga aurora ay sinusunod, lalo na dynamic at maliwanag sa panahon ng magnetic storms. Nangyayari ang mga ito sa panahon ng mga kaguluhan sa magnetosphere na sanhi ng pagtaas sa density at bilis ng solar wind na may pagtaas ng solar activity.

Mga Opsyon sa Field

Ang isang visual na representasyon ng posisyon ng mga linya ng magnetic induction ng patlang ng Earth ay ibinibigay ng isang magnetic na karayom, na naayos sa isang paraan na maaari itong malayang iikot sa paligid ng parehong patayo at pahalang na axis (halimbawa, sa isang gimbal) - ito ay naka-install sa bawat punto malapit sa ibabaw ng Earth sa isang tiyak na paraan kasama ang mga linyang ito.

Dahil ang magnetic at geographic pole ay hindi nagtutugma, ang magnetic needle ay nagpapahiwatig ng direksyon mula hilaga hanggang timog lamang humigit-kumulang. Ang patayong eroplano kung saan naka-install ang magnetic needle ay tinatawag na eroplano ng magnetic meridian ng isang partikular na lugar, at ang linya kung saan ang eroplanong ito ay nag-intersect sa ibabaw ng Earth ay tinatawag na magnetic meridian. Kaya, ang mga magnetic meridian ay mga projection ng mga linya ng magnetic field ng Earth sa ibabaw nito, na nagtatagpo sa hilaga at timog na magnetic pole. Ang anggulo sa pagitan ng mga direksyon ng magnetic at geographic na meridian ay tinatawag magnetic declination. Maaari itong maging kanluran (madalas na ipinahiwatig ng isang "-") o silangan (ipinapahiwatig ng isang "+"), depende sa kung ang hilagang poste ng magnetic needle ay lumihis sa kanluran o silangan mula sa patayong eroplano ng heyograpikong meridian.

Dagdag pa, ang mga linya ng magnetic field ng Earth, sa pangkalahatan, ay hindi parallel sa ibabaw nito. Nangangahulugan ito na ang magnetic induction ng field ng Earth ay hindi namamalagi sa horizon plane ng isang naibigay na lugar, ngunit bumubuo ng isang tiyak na anggulo sa eroplano na ito - ito ay tinatawag na magnetic inclination. Ito ay malapit sa zero lamang sa mga punto magnetic equator- isang mahusay na bilog sa isang eroplano na patayo sa magnetic axis.

Tinutukoy ng magnetic declination at magnetic inclination ang direksyon ng magnetic induction ng field ng Earth sa bawat partikular na lokasyon. At ang numerical na halaga ng dami na ito ay matatagpuan sa pamamagitan ng pag-alam sa pagkahilig at isa sa mga projection ng magnetic induction vector. B (\displaystyle \mathbf (B) )- sa patayo o pahalang na axis (ang huli ay lumalabas na mas maginhawa sa pagsasanay). Kaya, ang tatlong parameter na ito ay magnetic declination, inclination at ang magnitude ng magnetic induction vector B (o ang magnetic field strength vector. H (\displaystyle \mathbf (H) )) - ganap na nailalarawan ang geomagnetic field sa isang naibigay na lokasyon. Ang kanilang eksaktong kaalaman para sa maximum Malaking numero mga punto sa Earth ay may labis mahalaga. Ang mga espesyal na magnetic card ay iginuhit, kung saan isogons(mga linya ng parehong deklinasyon) at isoclines(mga linya ng pantay na hilig) na kailangan para sa oryentasyon gamit ang isang compass.

Sa karaniwan, ang intensity ng magnetic field ng Earth ay umaabot mula 25,000 hanggang 65,000 nT (0.25 - 0.65 G) at lubos na nakasalalay sa heograpikal na lokasyon. Ito ay tumutugma sa isang average na lakas ng field na humigit-kumulang 0.5 (40 /) . Sa magnetic equator ang halaga nito ay halos 0.34, sa mga magnetic pole - mga 0.66 Oe Sa ilang mga lugar (magnetic anomalya), ang intensity ay tumataas nang husto: sa lugar ng Kursk magnetic anomaly umabot ito sa 2 Oe.

Ang likas na katangian ng magnetic field ng Earth

Sa unang pagkakataon, sinubukan ni J. Larmore na ipaliwanag ang pagkakaroon ng mga magnetic field ng Earth at ng Araw noong 1919, na nagmumungkahi ng konsepto ng isang dynamo, ayon sa kung saan ang pagpapanatili ng magnetic field ng isang celestial body ay nangyayari sa ilalim ng impluwensya ng hydrodynamic na paggalaw ng isang electrically conducting medium. Gayunpaman, noong 1934 T. Cowling pinatunayan ang theorem tungkol sa imposibilidad ng pagpapanatili ng isang axisymmetric magnetic field sa pamamagitan ng isang hydrodynamic dynamo na mekanismo. At dahil karamihan sa mga nag-aral mga katawang makalangit(at lalo na ang Earth) ay itinuturing na axially symmetric, batay dito posible na gawin ang pagpapalagay na ang kanilang larangan ay magiging axially symmetric din, at pagkatapos ay ang henerasyon nito ayon sa prinsipyong ito ay magiging imposible ayon sa teorem na ito. Nang maglaon ay ipinakita na hindi lahat ng equation na may axial symmetry na naglalarawan sa proseso ng pagbuo ng magnetic field ay magkakaroon ng axially symmetric solution, at noong 1950s. may nakitang mga solusyong walang simetriko.

Simula noon, matagumpay na umuunlad ang teorya ng dynamo, at ngayon ang karaniwang tinatanggap na pinaka-malamang na paliwanag para sa pinagmulan ng magnetic field ng Earth at iba pang mga planeta ay isang self-exciting na mekanismo ng dynamo batay sa pagbuo ng isang electric current sa isang conductor. habang ito ay gumagalaw sa isang magnetic field na nabuo at pinalakas ng mga alon na ito mismo. Ang mga kinakailangang kondisyon ay nilikha sa core ng Earth: sa likidong panlabas na core, na binubuo pangunahin ng bakal sa temperatura na humigit-kumulang 4-6 libong kelvin, na nagsasagawa ng kasalukuyang maayos, ang mga convective na daloy ay nilikha na nag-aalis ng init mula sa solid na panloob na core (nabuo dahil sa pagkabulok ng mga radioactive na elemento o paglabas ng nakatagong init sa panahon ng solidification ng matter sa hangganan sa pagitan ng panloob at panlabas na core habang unti-unting lumalamig ang planeta). Ang mga puwersa ng Coriolis ay pinipihit ang mga daloy na ito sa mga katangiang spiral, na bumubuo ng tinatawag na Mga haligi ni Taylor. Dahil sa alitan ng mga layer, nakakakuha sila ng isang de-koryenteng singil, na bumubuo ng mga alon ng loop. Kaya, ang isang sistema ng mga alon ay nilikha na nagpapalipat-lipat kasama ang conducting circuit sa mga conductor na gumagalaw sa (sa una, kahit na napakahina) magnetic field, tulad ng sa isang Faraday disk. Lumilikha ito ng isang magnetic field, na, na may isang kanais-nais na geometry ng daloy, ay nagpapalaki sa paunang patlang, at ito naman, ay nagpapalaki ng kasalukuyang, at ang proseso ng amplification ay nagpapatuloy hanggang sa mawala ang init ng Joule, lumalaki sa pagtaas ng kasalukuyang, balansehin ang pag-agos ng enerhiya. pagdating dahil sa hydrodynamic na paggalaw.

Sa matematika, ang prosesong ito ay inilalarawan ng differential equation

saan u- bilis ng daloy ng likido, B- magnetic induction, η = 1/μσ - magnetic lagkit, σ ay ang electrical conductivity ng likido, at μ ay ang magnetic permeability, na halos hindi naiiba sa ganoong mataas na temperatura ng core mula sa μ 0 - ang permeability ng vacuum.

Gayunpaman para sa buong paglalarawan ito ay kinakailangan upang isulat ang isang sistema ng magnetohydrodynamic equation. Sa pagtatantya ng Boussinesq (kung saan ang lahat ng pisikal na katangian ng likido ay ipinapalagay na pare-pareho, maliban sa puwersa ng Archimedes, ang pagkalkula kung saan isinasaalang-alang ang mga pagbabago sa density dahil sa mga pagkakaiba sa temperatura) ito ay:

• Navier-Stokes equation, na naglalaman ng mga terminong nagpapahayag ng pinagsamang epekto ng pag-ikot at magnetic field:

• Thermal conductivity equation na nagpapahayag ng batas ng konserbasyon ng enerhiya:

Ang isang pambihirang tagumpay sa bagay na ito ay nakamit noong 1995 ng mga grupo mula sa Japan at Estados Unidos. Simula sa sandaling ito, ang mga resulta ng isang bilang ng mga numerical modeling na gumagana ay kasiya-siyang nagpaparami ng mga katangian ng husay ng geomagnetic field sa dynamics, kabilang ang mga inversion.

Mga pagbabago sa magnetic field ng Earth

Kinumpirma ito ng kasalukuyang pagtaas sa anggulo ng pagbubukas ng mga cusps (polar gaps sa magnetosphere sa hilaga at timog), na umabot sa 45° noong kalagitnaan ng dekada 1990. Ang materyal ng radiation mula sa solar wind, interplanetary space at cosmic rays ay sumugod sa malalawak na mga puwang, bilang isang resulta kung saan malaking dami bagay at enerhiya, na maaaring humantong sa karagdagang pag-init ng mga polar caps [ ] .

Geomagnetic coordinate (McIlwain coordinate)

Ang cosmic ray physics ay malawakang gumagamit ng mga partikular na coordinate sa geomagnetic field, na pinangalanan sa scientist na si Carl McIlwain ( Carl McIlwain), na siyang unang nagmungkahi ng kanilang paggamit, dahil ang mga ito ay batay sa mga invariant ng particle motion sa isang magnetic field. Ang isang punto sa isang dipole field ay nailalarawan sa pamamagitan ng dalawang coordinate (L, B), kung saan ang L ay ang tinatawag na magnetic shell, o ang McIlwain parameter. L-shell, L-value, McIlwain L-parameter), B - magnetic field induction (karaniwan ay sa G). Ang parameter ng magnetic shell ay karaniwang kinuha bilang ang halaga L, katumbas ng ratio ng average na distansya ng tunay na magnetic shell mula sa gitna ng Earth sa eroplano ng geomagnetic equator hanggang sa radius ng Earth. .

Kasaysayan ng pananaliksik

Ilang libong taon na ang nakalilipas sa Sinaunang Tsina ito ay kilala na ang mga magnetized na bagay ay matatagpuan sa isang tiyak na direksyon, sa partikular, ang compass needle ay palaging sumasakop sa isang tiyak na posisyon sa espasyo. Dahil dito, matagal nang nagagamit ng sangkatauhan ang gayong arrow (compass) upang mag-navigate sa bukas na dagat na malayo sa mga baybayin. Gayunpaman, bago ang paglalakbay ni Columbus mula sa Europa patungong Amerika (1492) espesyal na atensyon Walang nag-abala na pag-aralan ang hindi pangkaraniwang bagay na ito, dahil ang mga siyentipiko noong panahong iyon ay naniniwala na ito ay naganap bilang isang resulta ng pagkahumaling ng arrow ng North Star. Sa Europa at sa mga dagat na naghuhugas nito, ang compass sa oras na iyon ay nakalagay halos kasama ang heograpikal na meridian. Habang tumatawid sa Karagatang Atlantiko, napansin ni Columbus na humigit-kumulang sa kalagitnaan ng Europa at Amerika, ang karayom ​​ng compass ay lumihis ng halos 12° sa kanluran. Ang katotohanang ito ay agad na nagtaas ng mga pagdududa tungkol sa kawastuhan ng nakaraang hypothesis tungkol sa pagkahumaling ng karayom ​​ng North Star at nagbigay ng impetus sa isang seryosong pag-aaral ng bagong natuklasang kababalaghan: ang impormasyon tungkol sa magnetic field ng Earth ay kailangan ng mga mandaragat. Mula sa sandaling ito, nagsimula ang agham ng terrestrial magnetism, nagsimula ang malawakang mga sukat ng magnetic declination, iyon ay, ang anggulo sa pagitan ng geographic meridian at ang axis ng magnetic needle, iyon ay, ang magnetic meridian. Noong 1544, isang Aleman na siyentipiko Georg Hartmann natuklasan ang isang bagong kababalaghan: ang magnetic needle ay hindi lamang lumilihis mula sa geographic meridian, ngunit, na sinuspinde mula sa sentro ng grabidad, ay may posibilidad na tumayo sa isang tiyak na anggulo sa pahalang na eroplano, na tinatawag na magnetic inclination.

Mula sa sandaling iyon, kasama ang pag-aaral ng hindi pangkaraniwang bagay ng pagpapalihis, sinimulan din ng mga siyentipiko na pag-aralan ang pagkahilig ng magnetic needle. José de Acosta (isa sa tagapagtatag ng geophysics, ayon kay Humboldt) sa kanyang Mga kwento(1590) unang lumitaw ang teorya ng apat na linya na walang magnetic declination. Inilarawan niya ang paggamit ng compass, anggulo ng pagpapalihis, ang mga pagkakaiba sa pagitan ng Magnetic Pole at North Pole, at ang pagkakaiba-iba ng mga pagpapalihis mula sa isang punto patungo sa isa pa, na tumutukoy sa mga lugar na may zero deflection, tulad ng Azores.

Bilang resulta ng mga obserbasyon, napag-alaman na ang parehong declination at inclination ay mayroon iba't ibang kahulugan V iba't ibang puntos ibabaw ng lupa. Bukod dito, ang kanilang mga pagbabago mula sa punto hanggang punto ay napapailalim sa ilang kumplikadong pattern. Ang kanyang pananaliksik ay pinahintulutan ang manggagamot ng korte ni Queen Elizabeth ng England at natural na pilosopo na si William Gilbert na isulong noong 1600 sa kanyang aklat na "On the Magnet" ("De Magnete") ang hypothesis na ang Earth ay isang magnet, ang mga pole nito ay nag-tutugma sa ang mga geograpikal na pole. Sa madaling salita, naniniwala si W. Gilbert na ang field ng Earth ay katulad ng field ng isang magnetized sphere. Ibinatay ni W. Gilbert ang kanyang pahayag sa isang eksperimento sa isang modelo ng ating planeta, na isang magnetized iron ball, at isang maliit na arrow na bakal. Naniniwala si Gilbert na ang pangunahing argumento na pabor sa kanyang hypothesis ay ang magnetic inclination na sinusukat sa naturang modelo ay naging halos kapareho ng inclination na naobserbahan sa ibabaw ng mundo. Ipinaliwanag ni Gilbert ang pagkakaiba sa pagitan ng declination ng earth at ng declination ng modelo sa pamamagitan ng deflecting effect ng mga kontinente sa magnetic needle. Bagama't maraming mga katotohanang itinatag sa bandang huli ay hindi nag-tutugma sa hypothesis ni Hilbert, hindi ito nawawalan ng kabuluhan hanggang sa araw na ito. Ang pangunahing ideya ni Gilbert na ang sanhi ng terrestrial magnetism ay dapat hanapin sa loob ng Earth ay naging tama, pati na rin ang katotohanan na, sa unang pagtatantya, ang Earth ay talagang isang malaking magnet, na isang pare-parehong magnetized na bola.

Noong 1634, isang Ingles na astronomo Henry Gellibrand?! natagpuan na ang magnetic declination sa London ay nagbabago sa paglipas ng panahon. Ito ang unang naitala na katibayan ng mga sekular na pagkakaiba-iba - regular (mula taon hanggang taon) na mga pagbabago sa average na taunang halaga ng mga bahagi ng geomagnetic field.

Tinutukoy ng mga anggulo ng declination at inclination ang direksyon sa espasyo ng lakas ng magnetic field ng Earth, ngunit hindi maibibigay ang numerical na halaga nito. Hanggang sa katapusan ng ika-18 siglo. Ang mga sukat ng intensity ay hindi ginawa para sa kadahilanang ang mga batas ng pakikipag-ugnayan sa pagitan ng magnetic field at magnetized na katawan ay hindi alam. Pagkatapos lamang noong 1785-1789. Ang Pranses na pisiko na si Charles Coulomb ay nagtatag ng isang batas na ipinangalan sa kanya, at ang posibilidad ng gayong mga sukat ay naging posible. Mula sa pagtatapos ng ika-18 siglo, kasama ang pagmamasid sa declination at inclination, nagsimula ang malawakang mga obserbasyon ng pahalang na bahagi, na isang projection ng magnetic field strength vector papunta sa horizontal plane (alam ang declination at inclination, posible na kalkulahin ang halaga ng kabuuang vector ng lakas ng magnetic field).

Una gawaing teoretikal tungkol sa kung ano ang magnetic field ng Earth, iyon ay, kung ano ang magnitude at direksyon ng intensity nito sa bawat punto sa ibabaw ng lupa, ay pag-aari ng German mathematician na si Carl Gauss. Noong 1834, nagbigay siya ng mathematical expression para sa mga bahagi ng pag-igting bilang isang function ng mga coordinate - latitude at longitude ng observation site. Gamit ang expression na ito, posible para sa bawat punto sa ibabaw ng mundo na mahanap ang mga halaga ng alinman sa mga sangkap, na tinatawag na mga elemento ng magnetism ng lupa. Ito at ang iba pang mga gawa ni Gauss ang naging pundasyon kung saan itinayo ang edipisyo ng modernong agham ng terrestrial magnetism. Sa partikular, noong 1839 pinatunayan niya na ang pangunahing bahagi ng magnetic field ay lumalabas sa Earth, at ang sanhi ng maliit, maikling paglihis sa mga halaga nito ay dapat hanapin sa panlabas na kapaligiran.

Noong 1831, natuklasan ng English polar explorer na si John Ross ang magnetic north pole sa Canadian archipelago - ang rehiyon kung saan ang magnetic needle ay sumasakop sa isang vertical na posisyon, iyon ay, ang inclination ay 90 °. At noong 1841, naabot ni James Ross (pamangkin ni John Ross) ang iba pang magnetic pole ng Earth, na matatagpuan sa Antarctica.

Tingnan din

• Intermagnet (Ingles)

Mga Tala

1. Natuklasan ng mga siyentipiko sa USA na ang magnetic field ng Earth ay 700 milyong taon na mas matanda kaysa sa naunang naisip
2. Edward Kononovich. Magnetic field ng Earth (hindi natukoy) . http://www.krugosvet.ru/. Encyclopedia sa Buong Mundo: Universal online na sikat na science encyclopedia. Nakuha noong 2017-04-26.
3. Geomagnetism Mga Madalas Itanong Mga Tanong(Ingles) . https://www.ngdc.noaa.gov/ngdc.html. National Centers for Environmental Information (NCEI). Nakuha noong Abril 23, 2017.
4. A. I. Dyachenko. Magnetic pole ng Earth. - Moscow: Publishing house ng Moscow Center for Continuing Mathematical Education, 2003. - 48 p. - ISBN 5-94057-080-1.
5. A. V. Vikulin. VII.  Geomagnetic field at electromagnetism ng Earth// Panimula sa physics ng Earth. Pagtuturo para sa mga geophysical specialty ng mga unibersidad.. - Publishing house ng Kamchatka State Pedagogical University, 2004. - 240 p. - ISBN 5-7968-0166-X.

Ang magnetic field ng Earth ay isang pormasyon na nabuo ng mga mapagkukunan sa loob ng planeta. Ito ang object ng pag-aaral sa kaukulang seksyon ng geophysics. Susunod, tingnan natin kung ano ang magnetic field ng Earth at kung paano ito nabuo.

Pangkalahatang Impormasyon

Hindi kalayuan sa ibabaw ng Earth, humigit-kumulang sa layo na tatlo ng radii nito, ang mga linya ng puwersa mula sa magnetic field ay matatagpuan sa kahabaan ng isang sistema ng "dalawang polar charges". Mayroong isang lugar na tinatawag na "plasma sphere" dito. Sa layo mula sa ibabaw ng planeta, ang impluwensya ng daloy ng mga ionized na particle mula sa solar corona ay tumataas. Ito ay humahantong sa compression ng magnetosphere sa gilid ng Araw, at, sa kabaligtaran, ang magnetic field ng Earth ay nakaunat sa kabaligtaran, anino na bahagi.

Plasma Sphere

Ang direksyong paggalaw ng mga naka-charge na particle sa itaas na mga layer ng atmospera (ionosphere) ay may kapansin-pansing epekto sa magnetic field sa ibabaw ng Earth. Ang lokasyon ng huli ay isang daang kilometro pataas mula sa ibabaw ng planeta. Hawak ng magnetic field ng Earth ang plasmasphere. Gayunpaman, ang istraktura nito ay lubos na nakasalalay sa aktibidad ng solar wind at ang pakikipag-ugnayan nito sa confine layer. At ang dalas ng mga magnetic storm sa ating planeta ay tinutukoy ng mga flare sa Araw.

Terminolohiya

Mayroong isang konsepto na "magnetic axis ng Earth". Ito ay isang tuwid na linya na dumadaan sa kaukulang mga poste ng planeta. Ang "magnetic equator" ay ang malaking bilog ng eroplano na patayo sa axis na ito. Ang vector dito ay may direksyon na malapit sa pahalang. Ang average na lakas ng magnetic field ng Earth ay lubos na nakadepende sa heyograpikong lokasyon. Ito ay tinatayang katumbas ng 0.5 Oe, ibig sabihin, 40 A/m. Sa magnetic equator, ang parehong tagapagpahiwatig na ito ay humigit-kumulang 0.34 Oe, at malapit sa mga pole ito ay malapit sa 0.66 Oe Sa ilang mga anomalya ng planeta, halimbawa, sa loob ng Kursk anomalya, ang tagapagpahiwatig ay tumaas at umaabot sa 2 Oe Ang mga linya ng magnetosphere ng Earth na may isang kumplikadong istraktura, na naka-project sa ibabaw nito at nagtatagpo sa sarili nitong mga poste, ay tinatawag na "magnetic meridian".

Kalikasan ng pangyayari. Mga pagpapalagay at haka-haka

Hindi pa katagal, ang pag-aakala tungkol sa koneksyon sa pagitan ng paglitaw ng magnetosphere ng Earth at ang daloy ng kasalukuyang sa likidong metal core, na matatagpuan sa layo na isang-kapat hanggang isang katlo ng radius ng ating planeta, ay nakakuha ng karapatang umiral. . May palagay din ang mga siyentipiko tungkol sa tinatawag na "telluric currents" na dumadaloy malapit sa crust ng lupa. Dapat sabihin na sa paglipas ng panahon ay mayroong pagbabago ng pormasyon. Ang magnetic field ng Earth ay nagbago ng ilang beses sa nakalipas na isang daan at walumpung taon. Ito ay naitala sa oceanic crust, at ito ay pinatunayan ng mga pag-aaral ng remanent magnetization. Sa pamamagitan ng paghahambing ng mga lugar sa magkabilang panig ng mga tagaytay ng karagatan, natutukoy ang oras ng pagkakaiba-iba ng mga lugar na ito.

Paglipat ng magnetic pole ng Earth

Ang lokasyon ng mga bahaging ito ng planeta ay hindi pare-pareho. Ang katotohanan ng kanilang mga displacement ay naitala mula noong katapusan ng ikalabinsiyam na siglo. Sa Southern Hemisphere, ang magnetic pole ay lumipat ng 900 km sa panahong ito at napunta sa Indian Ocean. Ang mga katulad na proseso ay nagaganap sa Hilagang bahagi. Dito gumagalaw ang poste patungo sa magnetic anomaly in Silangang Siberia. Mula 1973 hanggang 1994, ang distansya kung saan lumipat ang site dito ay 270 km. Ang mga paunang nakalkulang data na ito ay nakumpirma sa kalaunan ng mga sukat. Ayon sa pinakabagong data, ang bilis ng paggalaw ng magnetic pole ng Northern Hemisphere ay tumaas nang malaki. Lumaki ito mula 10 km/taon noong dekada sitenta ng huling siglo hanggang 60 km/taon sa simula ng siglong ito. Kasabay nito, ang lakas ng magnetic field ng lupa ay bumababa nang hindi pantay. Kaya, sa nakalipas na 22 taon, sa ilang mga lugar ay bumaba ito ng 1.7%, at sa isang lugar ng 10%, bagaman mayroon ding mga lugar kung saan ito, sa kabaligtaran, ay tumaas. Ang acceleration sa displacement ng magnetic pole (sa humigit-kumulang 3 km bawat taon) ay nagbibigay ng dahilan upang ipalagay na ang kanilang paggalaw na naobserbahan ngayon ay hindi isang iskursiyon, ngunit isa pang pagbabaligtad.

Ito ay hindi direktang nakumpirma ng pagtaas ng tinatawag na "polar gaps" sa timog at hilaga ng magnetosphere. Ang ionized na materyal mula sa solar corona at espasyo ay mabilis na tumagos sa mga resultang pagpapalawak. Bilang isang resulta, ang pagtaas ng dami ng enerhiya ay nakolekta sa mga circumpolar na rehiyon ng Earth, na sa kanyang sarili ay puno ng karagdagang pag-init ng mga polar ice cap.

Mga coordinate

Sa agham ng cosmic ray, ginagamit ang mga geomagnetic field coordinate, na pinangalanan sa scientist na si McIlwain. Siya ang unang nagmungkahi ng paggamit sa mga ito dahil ang mga ito ay batay sa mga binagong variant ng aktibidad ng mga naka-charge na elemento sa isang magnetic field. Para sa isang punto, dalawang coordinate ang ginagamit (L, B). Nailalarawan nila ang magnetic shell (McIlwain parameter) at field induction L. Ang huli ay isang parameter na katumbas ng ratio ng average na distansya ng globo mula sa gitna ng planeta hanggang sa radius nito.

"Magnetic inclination"

Ilang libong taon na ang nakararaan ginawa ng mga Intsik kamangha-manghang pagtuklas. Natagpuan nila na ang mga magnetized na bagay ay maaaring iposisyon sa isang tiyak na direksyon. At sa kalagitnaan ng ikalabing-anim na siglo, si Georg Cartmann, isang Aleman na siyentipiko, ay gumawa isa pang pagtuklas sa lugar na ito. Ito ay kung paano lumitaw ang konsepto ng "magnetic inclination". Ang pangalang ito ay tumutukoy sa anggulo ng paglihis ng arrow pataas o pababa mula sa pahalang na eroplano sa ilalim ng impluwensya ng magnetosphere ng planeta.

Mula sa kasaysayan ng pananaliksik

Sa rehiyon ng hilagang magnetic equator, na naiiba sa geographic na isa, ang hilagang dulo ay gumagalaw pababa, at sa timog, sa kabaligtaran, pataas. Noong 1600, ang Ingles na manggagamot na si William Gilbert ay unang gumawa ng mga pagpapalagay tungkol sa pagkakaroon ng magnetic field ng Earth, na nagiging sanhi ng isang tiyak na pag-uugali ng mga bagay na dating na-magnetize. Sa kanyang aklat, inilarawan niya ang isang eksperimento sa isang bola na nilagyan ng bakal na palaso. Bilang resulta ng kanyang pananaliksik, dumating siya sa konklusyon na ang Earth ay isang malaking magnet. Ang Ingles na astronomo na si Henry Gellibrant ay nagsagawa rin ng mga eksperimento. Bilang resulta ng kanyang mga obserbasyon, dumating siya sa konklusyon na ang magnetic field ng Earth ay napapailalim sa mabagal na pagbabago.

Inilarawan ni José de Acosta ang posibilidad ng paggamit ng compass. Itinatag din niya kung paano naiiba ang Magnetic at North Poles, at sa kanyang sikat na Kasaysayan(1590) ang teorya ng mga linya na walang magnetic deflection ay napatunayan. Si Christopher Columbus ay gumawa din ng isang makabuluhang kontribusyon sa pag-aaral ng isyung isinasaalang-alang. Siya ang may pananagutan sa pagtuklas ng pagkakaiba-iba ng magnetic declination. Ang mga pagbabago ay ginawa depende sa mga pagbabago sa mga geographic na coordinate. Ang magnetic declination ay ang anggulo ng paglihis ng karayom ​​mula sa direksyong North-South. Kaugnay ng pagkatuklas kay Columbus, tumindi ang pananaliksik. Ang impormasyon tungkol sa kung ano ang magnetic field ng Earth ay lubhang kailangan para sa mga navigator. Ginawa rin ni M.V. Lomonosov ang problemang ito. Upang pag-aralan ang terrestrial magnetism, inirerekomenda niya ang pagsasagawa ng mga sistematikong obserbasyon gamit ang mga permanenteng punto (katulad ng mga obserbatoryo). Napakahalaga rin, ayon kay Lomonosov, na gawin ito sa dagat. Ang ideyang ito ng mahusay na siyentipiko ay natanto sa Russia makalipas ang animnapung taon. Ang pagtuklas ng Magnetic Pole sa arkipelago ng Canada ay pag-aari ng polar explorer na Englishman na si John Ross (1831). At noong 1841 natuklasan niya ang isa pang poste ng planeta, ngunit sa Antarctica. Ang hypothesis tungkol sa pinagmulan ng magnetic field ng Earth ay iniharap ni Carl Gauss. Sa lalong madaling panahon pinatunayan niya na ang karamihan sa mga ito ay pinakain mula sa isang pinagmulan sa loob ng planeta, ngunit ang dahilan ng mga maliliit na paglihis nito ay sa panlabas na kapaligiran.

Sanggunian

Ang Gauss (Russian designation Гс, international - G) ay isang yunit ng pagsukat ng magnetic induction sa CGS system. Pinangalanan pagkatapos ng German physicist at mathematician na si Carl Friedrich Gauss.

1 G = 100 µT;

1 T = 104 Gs.

Maaaring ipahayag sa pamamagitan ng mga pangunahing yunit ng pagsukat ng sistema ng CGS tulad ng sumusunod: 1 Gs = 1 g 1/2 .cm −1/2 .s −1.

Karanasan

Pinagmulan: mga aklat-aralin sa pisika sa magnetism, kursong Berkeley.

Paksa: m magnetic field sa matter.

Target: alamin kung paano tumutugon ang iba't ibang mga sangkap sa isang magnetic field.

Isipin natin ang ilang mga eksperimento na may napakalakas na larangan. Ipagpalagay natin na gumawa kami ng isang solenoid na may panloob na diameter na 10 cm at isang haba na 40 cm.

1. Ang disenyo ng coil na lumilikha ng isang malakas na magnetic field. Ang ipinapakita ay isang cross-section ng isang winding kung saan dumadaloy ang cooling water. 2. Field magnitude curve B 2 sa coil axis.

Ang panlabas na diameter nito ay 40 cm at karamihan sa espasyo ay puno ng tansong paikot-ikot. Ang nasabing coil ay magbibigay ng isang pare-parehong larangan ng 30,000 gs sa gitna, kung magdadala ka ng 400 dito kW kuryente at suplay ng tubig mga 120 l bawat minuto upang alisin ang init.

Ang mga partikular na data na ito ay ibinigay upang ipakita na kahit na ang aparato ay walang kakaiba, ito ay isang medyo kagalang-galang na magnet sa laboratoryo.

Ang magnitude ng field sa gitna ng magnet ay humigit-kumulang 10 5 beses ang magnetic field ng Earth at malamang na 5 o 10 beses na mas malakas kaysa sa field na malapit sa anumang bakal na bar o horseshoe magnet!

Malapit sa gitna ng solenoid, medyo pare-pareho ang field at bumababa ng humigit-kumulang kalahati sa axis malapit sa mga dulo ng coil.

mga konklusyon

Kaya, tulad ng ipinapakita ng mga eksperimento, sa gayong mga magnet ang lakas ng field (iyon ay, induction o intensity) sa loob at labas ng magnet ay halos limang order ng magnitude na mas malaki kaysa sa field ng Earth.

Gayundin, dalawang beses lamang - hindi "minsan!" - ito ay mas maliit sa labas ng magnet.

At sa parehong oras, ito ay 5-10 beses na mas malakas kaysa sa isang maginoo permanenteng magnet.

Ang average na lakas ng earth field sa ibabaw ay humigit-kumulang 0.5 Oe (5.10 -5 Tesla)

Gayunpaman, mayroon nang ilang daang metro (kung hindi sampu) mula sa naturang magnet, ang magnetic compass needle ay hindi tumutugon sa alinman sa pag-on o off ng kasalukuyang.

Kasabay nito, mahusay itong tumutugon sa larangan ng lupa o sa mga anomalya nito sa kaunting pagbabago sa posisyon. Ano ang ibig sabihin nito?

Una sa lahat, tungkol sa malinaw na underestimated figure para sa induction ng magnetic field ng earth - iyon ay, hindi ang induction mismo, ngunit kung paano natin ito sinusukat.

Sinusukat namin ang reaksyon ng frame na may kasalukuyang, ang anggulo ng pag-ikot nito sa magnetic field ng lupa.

Ang anumang magnetometer ay binuo sa prinsipyo ng pagsukat hindi direkta, ngunit hindi direkta:

Sa pamamagitan lamang ng likas na katangian ng pagbabago sa halaga ng pag-igting;

Sa ibabaw lamang ng lupa, malapit dito sa atmospera at sa malapit na kalawakan.

Hindi namin alam ang pinagmulan ng field na may partikular na maximum. Sinusukat lamang namin ang pagkakaiba sa lakas ng field sa iba't ibang puntos, at ang gradient ng intensity ay hindi masyadong nagbabago sa taas. Walang mathematical na kalkulasyon upang matukoy ang maximum kapag ginagamit ang klasikal na diskarte na gumagana dito.

Epekto ng magnetic field - mga eksperimento

Ito ay kilala na kahit na ang malakas na magnetic field ay halos walang epekto sa mga proseso ng kemikal at biochemical. Maaari mong ilagay ang iyong kamay (nang wala relo!) sa isang solenoid na may field na 30 kgf nang walang anumang kapansin-pansing kahihinatnan. Mahirap sabihin kung aling klase ng mga sangkap ang iyong kamay - paramagnetic o diamagnetic, ngunit ang puwersa na kumikilos dito ay, sa anumang kaso, ay hindi hihigit sa ilang gramo. Ang buong henerasyon ng mga daga ay pinalaki at pinalaki sa malakas na magnetic field na walang kapansin-pansing epekto sa kanila. Ang iba pang mga biological na eksperimento ay hindi rin nakahanap ng mga kapansin-pansing magnetic effect sa mga biological na proseso.

Mahalagang tandaan!

Mali na ipagpalagay na ang mga mahihinang epekto ay laging lumilipas nang walang mga kahihinatnan. Ang mga katulad na pagsasaalang-alang ay maaaring humantong sa konklusyon na wala ang gravity halaga ng enerhiya sa molecular scale, ngunit gayunpaman, ang mga puno sa gilid ng burol ay lumalaki nang patayo. Ang paliwanag, tila, ay nakasalalay sa kabuuang puwersa na kumikilos sa isang biyolohikal na bagay na ang mga sukat ay mas malaki kaysa sa mga sukat ng molekula. Sa katunayan, ang isang katulad na kababalaghan ("tropismo") ay eksperimento na ipinakita sa kaso ng mga seedlings na lumalaki sa pagkakaroon ng isang napaka-hindi pare-parehong magnetic field.

Sa pamamagitan ng paraan, kung ilalagay mo ang iyong ulo sa isang malakas na magnetic field at kalugin ito, "matitikman" mo ang electrolytic current sa iyong bibig, na isang katibayan ng pagkakaroon ng isang sapilitan na puwersa ng electromotive.

Kapag nakikipag-ugnayan sa bagay, ang mga tungkulin ng magnetic at electric field ay iba. Dahil ang mga atomo at molekula ay binubuo ng mabagal na paggalaw mga singil sa kuryente, nangingibabaw ang mga puwersa ng kuryente sa mga prosesong molekular sa mga magnetic.

mga konklusyon

Ang epekto ng magnetic field ng naturang magnet sa mga biological na bagay ay walang iba kundi isang kagat ng lamok. Anuman Buhay o ang halaman ay patuloy na nasa ilalim ng impluwensya ng mas malakas na magnetismo sa lupa.

Samakatuwid, ang epekto ng isang maling nasusukat na field ay hindi napapansin.

Mga kalkulasyon

1 gauss=1 10 -4 tesla.

Ang unit ng geomagnetic field strength (T) sa Cu system ay ampere per meter (A/m). Ang isa pang yunit, Oersted (E) o gamma (G), katumbas ng 10 -5 Oe, ay ginamit din sa magnetic prospecting Gayunpaman, ang praktikal na sinusukat na magnetic field na parameter ay magnetic induction (o magnetic flux density). Ang yunit ng magnetic induction sa C system ay ang tesla (T). Sa magnetic prospecting, isang mas maliit na unit ng nanotesla (nT) ang ginagamit, katumbas ng 10 -9 Tesla. Dahil para sa karamihan ng mga kapaligiran kung saan pinag-aaralan ang magnetic field (hangin, tubig, ang karamihan sa mga non-magnetic sedimentary na bato), ang magnetic field ng Earth ay maaaring masukat sa dami alinman sa mga yunit ng magnetic induction (sa nT) o sa kaukulang field lakas - gamma.

Ipinapakita ng figure ang kabuuang lakas ng magnetic field ng Earth para sa panahon ng 1980. Ang mga T isoline ay iginuhit sa pamamagitan ng 4 μT (mula sa aklat na "Geophysical method in regional geology" ni P. Sharma).

Sa gayon

Sa mga pole, ang mga vertical na bahagi ng magnetic induction ay humigit-kumulang katumbas ng 60 μT, at ang mga pahalang na bahagi ay zero. Sa ekwador, ang pahalang na bahagi ay humigit-kumulang 30 µT, at ang patayong bahagi ay zero.

Ganun lang modernong agham tungkol sa geomagnetism ay matagal nang inabandona ang pangunahing prinsipyo ng magnetism, dalawang magnet na inilagay patag sa isa't isa ay may posibilidad na kumonekta sa tapat na mga pole.

Ibig sabihin, paghusga sa pamamagitan ng huling pangungusap sa ekwador ay walang puwersa (vertical component) na umaakit sa magnet sa lupa! As in nakakadiri!

Hindi ba nakakaakit ang dalawang magnet na ito? Ibig sabihin, walang force of attraction, pero may force of tension? Kalokohan!

Ngunit sa mga pole na may ganitong pag-aayos ng magnet ay naroroon, ngunit ang pahalang na puwersa ay nawawala.

Bukod dito, ang pagkakaiba ay 2 beses lamang sa pagitan ng mga sangkap na ito!

Kumuha lang kami ng dalawang magnet at siguraduhin na sa posisyong ito ang magnet ay unang nagbubukas at pagkatapos ay umaakit. SOUTH POLE hanggang NORTH POLE!

SA mga huling Araw lumitaw sa mga site ng pang-agham na impormasyon malaking bilang ng balita tungkol sa magnetic field ng Earth. Halimbawa, ang balita na sa Kamakailan lamang malaki ang pagbabago nito, o ang magnetic field ay nag-aambag sa pagtagas ng oxygen mula sa atmospera ng lupa, at maging ang mga baka sa pastulan ay naka-orient sa mga linya ng magnetic field. Ano ang magnetic field at gaano kahalaga ang lahat ng balitang ito?

Ang magnetic field ng Earth ay ang lugar sa paligid ng ating planeta kung saan kumikilos ang mga magnetic forces. Ang tanong ng pinagmulan ng magnetic field ay hindi pa ganap na nalutas. Gayunpaman, karamihan sa mga mananaliksik ay sumasang-ayon na ang pagkakaroon ng magnetic field ng Earth ay hindi bababa sa bahagyang dahil sa core nito. Ang core ng lupa ay binubuo ng isang solidong loob at isang likidong panlabas. Ang pag-ikot ng Earth ay lumilikha ng pare-parehong mga alon sa likidong core. Tulad ng maaalala ng mambabasa mula sa mga aralin sa pisika, ang paggalaw ng mga singil sa kuryente ay nagreresulta sa paglitaw ng isang magnetic field sa kanilang paligid.

Ang isa sa mga pinaka-karaniwang teorya na nagpapaliwanag sa likas na katangian ng field, ang teorya ng dynamo effect, ay ipinapalagay na ang convective o turbulent na paggalaw ng isang conducting fluid sa core ay nakakatulong sa self-excitation at pagpapanatili ng field sa isang nakatigil na estado.

Ang mundo ay maaaring ituring bilang isang magnetic dipole. Ang south pole nito ay matatagpuan sa geographic North Pole, at ang north pole nito, ayon sa pagkakabanggit, ay nasa South Pole. Sa katunayan, ang geographic at magnetic pole ng Earth ay hindi nag-tutugma hindi lamang sa "direksyon". Ang magnetic field axis ay nakatagilid na may kaugnayan sa rotation axis ng Earth sa pamamagitan ng 11.6 degrees. Dahil hindi masyadong makabuluhan ang pagkakaiba, maaari tayong gumamit ng compass. Ang arrow nito ay tiyak na tumuturo sa South Magnetic Pole ng Earth at halos eksakto sa North Geographic Pole. Kung naimbento ang compass 720 libong taon na ang nakalilipas, itinuro nito ang parehong geographic at magnetic north pole. Ngunit higit pa sa ibaba.

Pinoprotektahan ng magnetic field ang mga naninirahan sa Earth at mga artipisyal na satellite mula sa mga nakakapinsalang epekto ng mga cosmic particle. Ang mga naturang particle ay kinabibilangan, halimbawa, ionized (charged) solar wind particle. Binabago ng magnetic field ang trajectory ng kanilang paggalaw, na nagdidirekta sa mga particle sa mga linya ng field. Ang pangangailangan para sa isang magnetic field para umiral ang buhay ay nagpapaliit sa saklaw ng potensyal mga planetang matitirahan(kung magpapatuloy tayo mula sa pagpapalagay na ang hypothetically posibleng mga anyo ng buhay ay katulad ng mga naninirahan sa lupa).

Hindi ibinubukod ng mga siyentipiko na ang ilang terrestrial na planeta ay walang metal na core at, nang naaayon, ay walang magnetic field. Hanggang ngayon, ang mga planeta na gawa sa solidong bato, tulad ng Earth, ay naisip na naglalaman ng tatlong pangunahing layer: isang solidong crust, isang malapot na mantle, at isang solid o tinunaw na bakal na core. Sa isang kamakailang papel, iminungkahi ng mga siyentipiko mula sa Massachusetts Institute of Technology ang pagbuo ng "mabato" na mga planeta na walang core. Kung ang mga teoretikal na kalkulasyon ng mga mananaliksik ay nakumpirma ng mga obserbasyon, pagkatapos ay upang kalkulahin ang posibilidad na makatagpo ng mga humanoid sa Uniberso, o hindi bababa sa isang bagay na kahawig ng mga guhit mula sa isang aklat-aralin sa biology, kakailanganin itong muling isulat.

Ang mga earthling ay maaari ring mawala ang kanilang magnetic protection. Totoo, hindi pa masasabi ng mga geophysicist nang eksakto kung kailan ito mangyayari. Ang katotohanan ay ang mga magnetic pole ng Earth ay hindi pare-pareho. Paminsan-minsan ay nagbabago sila ng mga lugar. Hindi pa nagtagal, natuklasan ng mga mananaliksik na ang Earth ay "naaalala" ang pagbaligtad ng mga poste. Ang pagsusuri sa naturang "mga alaala" ay nagpakita na sa nakalipas na 160 milyong taon, ang magnetic north at south ay nagbago ng mga lugar nang halos 100 beses. Huling beses naganap ang kaganapang ito mga 720 libong taon na ang nakalilipas.

Ang pagbabago ng mga pole ay sinamahan ng pagbabago sa pagsasaayos ng magnetic field. Sa panahon ng "panahon ng paglipat," mas maraming cosmic particle na mapanganib sa mga buhay na organismo ang tumagos sa Earth. Ang isa sa mga hypotheses na nagpapaliwanag sa pagkawala ng mga dinosaur ay nagsasaad na ang mga higanteng reptilya ay naging tiyak sa panahon ng susunod na pagbabago ng poste.

Bilang karagdagan sa "mga bakas" ng mga nakaplanong aktibidad upang baguhin ang mga pole, napansin ng mga mananaliksik ang mga mapanganib na pagbabago sa magnetic field ng Earth. Ang pagsusuri ng data sa kanyang kondisyon sa loob ng ilang taon ay nagpakita na sa mga nakaraang buwan nagsimulang mangyari ang mga bagay sa loob nito. Ang mga siyentipiko ay hindi naitala ang gayong matalim na "mga paggalaw" ng larangan sa napakatagal na panahon. Ang lugar ng pag-aalala sa mga mananaliksik ay matatagpuan sa South Atlantic Ocean. Ang "kapal" ng magnetic field sa lugar na ito ay hindi lalampas sa isang third ng "normal" na isa. Matagal nang napansin ng mga mananaliksik ang "butas" na ito sa magnetic field ng Earth. Ang data na nakolekta sa loob ng 150 taon ay nagpapakita na ang larangan dito ay humina ng sampung porsyento sa panahong ito.

Naka-on sa sandaling ito Mahirap sabihin kung anong banta ang dulot nito sa sangkatauhan. Ang isa sa mga kahihinatnan ng isang paghina ng lakas ng field ay maaaring isang pagtaas (kahit na hindi gaanong mahalaga) sa nilalaman ng oxygen sa atmospera ng lupa. Ang koneksyon sa pagitan ng magnetic field ng Earth at gas na ito ay itinatag gamit ang Cluster satellite system, isang proyekto ng European Space Agency. Natuklasan ng mga siyentipiko na ang magnetic field ay nagpapabilis ng mga ion ng oxygen at "itinatapon" ang mga ito sa kalawakan.

Sa kabila ng katotohanan na ang magnetic field ay hindi nakikita, ang mga naninirahan sa Earth ay nararamdaman ito ng mabuti. Migratory birds, halimbawa, nahanap nila ang kalsada, partikular na nakatuon dito. Mayroong ilang mga hypotheses na nagpapaliwanag kung gaano nila eksaktong nararamdaman ang field. Ang isa sa mga pinakabagong nagmumungkahi na ang mga ibon ay nakakakita ng magnetic field. Ang mga espesyal na protina - cryptochromes - sa mga mata ng mga migratory bird ay maaaring baguhin ang kanilang posisyon sa ilalim ng impluwensya ng isang magnetic field. Ang mga may-akda ng teorya ay naniniwala na ang cryptochromes ay maaaring kumilos bilang isang compass.

Bilang karagdagan sa mga ibon, ginagamit ang magnetic field ng Earth sa halip na GPS mga pagong sa dagat. At, bilang isang pagsusuri ng mga larawan ng satellite na ipinakita bilang bahagi ng proyekto ng Google Earth ay nagpakita, mga baka. Matapos pag-aralan ang mga larawan ng 8,510 baka sa 308 na lugar sa mundo, napagpasyahan ng mga siyentipiko na ang mga hayop na ito ay mas gusto (o mula sa timog hanggang hilaga). Bukod dito, ang mga "reference point" para sa mga baka ay hindi heograpikal, ngunit sa halip ay ang mga magnetic pole ng Earth. Ang mekanismo kung saan nakikita ng mga baka ang magnetic field at ang mga dahilan para sa partikular na reaksyon dito ay nananatiling hindi maliwanag.

Bilang karagdagan sa mga nakalistang kahanga-hangang katangian, ang magnetic field ay nag-aambag. Bumangon ang mga ito bilang resulta ng mga biglaang pagbabago sa larangan na nangyayari sa mga malalayong rehiyon ng field.

Ang magnetic field ay hindi pinansin ng mga tagasuporta ng isa sa mga "teorya ng pagsasabwatan" - ang teorya ng isang lunar hoax. Gaya ng nabanggit sa itaas, pinoprotektahan tayo ng magnetic field mula sa mga cosmic particle. Ang mga "nakolekta" na mga particle ay nag-iipon sa ilang bahagi ng field - ang tinatawag na Van Alen radiation belt. Ang mga nag-aalinlangan na hindi naniniwala sa katotohanan ng mga landing sa buwan ay naniniwala na ang mga astronaut ay makakatanggap ng nakamamatay na dosis ng radiation sa kanilang paglipad sa pamamagitan ng mga radiation belt.

Ang magnetic field ng Earth ay isang kamangha-manghang resulta ng mga batas ng pisika, isang proteksiyon na kalasag, isang palatandaan at ang lumikha ng auroras. Kung hindi dahil dito, maaaring mag-iba ang hitsura ng buhay sa Earth. Sa pangkalahatan, kung walang magnetic field, kailangan itong maimbento.