眾所周知,地球有磁場(chǎng)。 將地球視為磁偶極子,赤道處需要 5*10^7 安培的電流才能產(chǎn)生這樣的磁場(chǎng)。
偶極矩。 地球磁場(chǎng)是固有的還是由其他原因產(chǎn)生的? 大家有不同的看法,我來說說我的看法吧。
一、太陽(yáng)黑子對(duì)地球磁場(chǎng)的影響
太陽(yáng)隨時(shí)向太空輻射各種粒子,而且一般都比較穩(wěn)定地向外輻射。 當(dāng)太陽(yáng)表面產(chǎn)生黑子和耀斑時(shí),就會(huì)出現(xiàn)
大量粒子被拋入太空。 據(jù)悉,它們正以每小時(shí)750萬公里的速度沖向地球。 幾個(gè)小時(shí)后他們到達(dá)地球。 這時(shí),地球就會(huì)產(chǎn)生磁力。
風(fēng)暴過后,地球磁場(chǎng)需要幾個(gè)小時(shí)才能恢復(fù)穩(wěn)定狀態(tài)。
二、南北磁極的漂移
南北磁極不在地球的南北兩極,而是在極圈附近和極圈內(nèi)漂移。
從地球磁場(chǎng)的上述兩種表現(xiàn)形式可以看出,地球磁場(chǎng)并不是地球本身所固有的,也就是說,地球磁場(chǎng)不是磁偶極子。
是其他原因造成的。
三、地球磁場(chǎng)的產(chǎn)生
我們知道電流會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。 我們首先看一下兩個(gè)相對(duì)運(yùn)動(dòng)的點(diǎn)電荷產(chǎn)生的磁場(chǎng)。 假設(shè)有兩個(gè)點(diǎn)電荷 q→a 和 q→b,
γqar→
E→a= ──────────────────r→: q→a , q→b 距離
4πε0 (γ∧2 * x∧2+y∧2)∧3/2v→:q→a相對(duì)于q→b的移動(dòng)速度
k→:方向向量v→Z軸分量
μ0γqavyk→1
Ba→= ────────────────── 其中 γ= ────────
4π (γ∧2 * x∧2+y∧2)∧3/2√1-(v/c)∧2
E→a,Ba→分別表示qa在q→b處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度和磁感應(yīng)強(qiáng)度(在三維坐標(biāo)系中,假設(shè)q→b在坐標(biāo)
如果有兩個(gè)密度為ρ`的體電荷,以速度v進(jìn)行相對(duì)運(yùn)動(dòng),就會(huì)產(chǎn)生電流I,可以通過安培電路定律得到。
-BzL= μ0I = μ0 ρ`vL
可以得到Bz= -μ0 ρvL
公式中帶“`”的為移動(dòng)坐標(biāo)系,不帶“”的為固定坐標(biāo)系。 當(dāng)V<cγ=1時(shí)
作者認(rèn)為,地球外部空間分布著大量的電荷,在地球表面感應(yīng)出等量的相反電荷。 中間大氣起到屏障的作用。 因?yàn)?span style="display:none">PIt物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))
地球自轉(zhuǎn),兩者相對(duì)運(yùn)動(dòng)。 這里需要說明的是地球軌道,地球外層空間的電荷載體的質(zhì)量是非常小的。 當(dāng)太陽(yáng)光線的光壓
它向下指向地球背向太陽(yáng)的一面,像彗星的尾巴。當(dāng)?shù)厍蜃赞D(zhuǎn)時(shí),可以認(rèn)為它與地軸等距,相對(duì)于地球表面是相對(duì)靜止的。
相對(duì)運(yùn)動(dòng)。感應(yīng)電荷分布在地球表面。 正是地球表面的這種運(yùn)動(dòng)會(huì)產(chǎn)生環(huán)流,而這個(gè)環(huán)流又會(huì)產(chǎn)生
該磁場(chǎng)與前述磁場(chǎng)疊加形成地球磁場(chǎng)。 這個(gè)磁場(chǎng)的S極在地球的北極,地球表面帶正電,產(chǎn)生地球
磁場(chǎng)電流為5*10∧6安培。
四、關(guān)于大魔鬼三角之謎
眾所周知,陸地和海洋分布在地球表面。 海水因電解質(zhì)濃度不同而具有不同的電導(dǎo)率。 大西洋沿岸的墨西哥
墨西哥灣流流經(jīng)北極。 灣流中含有的電解質(zhì)比流經(jīng)海洋表面的海水具有更高的濃度和更高的電導(dǎo)率。當(dāng)電流沿著灣流流動(dòng)時(shí),它會(huì)
產(chǎn)生磁場(chǎng),灣流彎曲內(nèi)側(cè)的磁場(chǎng)強(qiáng)度比外側(cè)大。一般情況下,這個(gè)電流不大,比較穩(wěn)定。 當(dāng)太陽(yáng)出現(xiàn)耀斑或黑子活動(dòng)時(shí),
當(dāng)太陽(yáng)噴射物質(zhì)到達(dá)地球時(shí),這些帶電粒子釋放的電荷通過兩極向赤道遷移。 灣流是電荷遷移的最佳場(chǎng)所。
路徑中,由于電荷量大、電流密度大且突變,電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)突變。 當(dāng)船舶和飛機(jī)經(jīng)過該地區(qū)時(shí),
可能會(huì)發(fā)生意外。
五、環(huán)流利用
美洲大陸貫穿南北兩極,中間靠近赤道有一條狹窄的地峽。 這里用一根電線連接兩個(gè)海洋,電流會(huì)流過電線。
利用該電流既環(huán)保又經(jīng)濟(jì)。
六、磁場(chǎng)反轉(zhuǎn)
根據(jù)以上我認(rèn)為磁場(chǎng)是不可能反轉(zhuǎn)的。 可能是地球自轉(zhuǎn)過程中地球重心發(fā)生偏移或者小行星撞擊導(dǎo)致地球表面相對(duì)回歸。
軸的位置發(fā)生了變化,中美洲是以前的兩極之一。你可以做一個(gè)實(shí)驗(yàn),把一個(gè)煮雞蛋橫向轉(zhuǎn)動(dòng)。 雞蛋會(huì)直立。
它升起并自轉(zhuǎn),地球就是這樣調(diào)整自轉(zhuǎn)的。
七、磁極捕獲
由于太陽(yáng)自轉(zhuǎn)時(shí)地軸傾斜(23度27分)地球軌道,春分和秋分時(shí)太陽(yáng)光線直接照射到地球赤道,而地球表面周圍的洋流與地理密切相關(guān)。
從赤道重合的意義上來說,地球的磁極應(yīng)該靠近北極和南極。 冬至和夏至?xí)r,它在極圈附近做24小時(shí)一個(gè)周期的螺旋圓周運(yùn)動(dòng)。
此運(yùn)動(dòng)周期為半年。 根據(jù)地球軌道和自轉(zhuǎn)位置,在相應(yīng)緯度捕獲磁極。
本文物理數(shù)據(jù)摘自江志勇:大學(xué)物理