Ayrıca bakınız: Portal:Fizik

Manyetik alan oluşturulabilir yüklü parçacıkların akımı ve/veya manyetik anlar elektronlar V atomlar(ve diğer parçacıkların manyetik momentleri, gözle görülür şekilde daha az ölçüde olsa da) ( kalıcı mıknatıslar).

Ayrıca zamanla değişen bir durumun varlığında ortaya çıkar. elektrik alanı.

Manyetik alanın ana güç özelliği manyetik indüksiyon vektörü (manyetik alan indüksiyon vektörü). Matematiksel açıdan bakıldığında - vektör alanı Manyetik alanın fiziksel konseptini tanımlamak ve belirtmek. Kısaca belirtmek gerekirse, manyetik indüksiyon vektörüne genellikle manyetik alan adı verilir (her ne kadar bu muhtemelen terimin en katı kullanımı olmasa da).

Manyetik alanın bir diğer temel özelliği (manyetik indüksiyona alternatif ve onunla yakından ilişkili, fiziksel değer olarak neredeyse ona eşit) vektör potansiyeli .

Manyetik alan, hareketli yüklü parçacıklar veya cisimler arasında etkileşimin meydana geldiği özel bir madde türü olarak adlandırılabilir. manyetik moment.

Manyetik alanlar, elektrik alanlarının varlığının (bağlamda) gerekli bir sonucudur.

• Kuantum alan teorisi açısından manyetik etkileşim özel bir durumdur elektromanyetik etkileşim temel kütlesiz cisim tarafından taşınan bozon - foton(elektromanyetik alanın kuantum uyarımı olarak temsil edilebilecek bir parçacık), sıklıkla (örneğin, tüm statik alan durumlarında) - sanal.

Manyetik alan kaynakları

Bir manyetik alan yaratılır (oluşturulur) yüklü parçacıkların akımı veya zamanla değişen elektrik alanı veya parçacıkların kendi manyetik momentleri (ikincisi, resmin tekdüzeliği açısından resmi olarak elektrik akımlarına indirgenebilir).

Hesaplama

Basit durumlarda, akım taşıyan bir iletkenin manyetik alanı (bir hacim veya uzay boyunca keyfi olarak dağıtılan bir akım durumu dahil) şu şekilde bulunabilir: Biot-Savart-Laplace yasası veya dolaşım teoremleri(diğer adıyla - Ampere yasası). Prensip olarak bu yöntem durumla sınırlıdır (yaklaşım) manyetostatik- yani, sabit (katı uygulanabilirlikten bahsediyorsak) veya oldukça yavaş değişen (yaklaşık uygulamadan bahsediyorsak) manyetik ve elektrik alanları durumu.

Daha karmaşık durumlarda çözüm olarak aranır. Maxwell denklemleri.

Manyetik alanın tezahürü

Manyetik alan, parçacıkların ve cisimlerin manyetik momentleri, hareketli yüklü parçacıklar (veya akım taşıyan iletkenler) üzerindeki etkisinde kendini gösterir. Manyetik alanda hareket eden elektrik yüklü bir parçacığa etki eden kuvvete denir. Lorentz kuvveti, her zaman vektörlere dik olarak yönlendirilir v Ve B. Orantılıdır şarj parçacıklar Q, hız bileşeni v, manyetik alan vektörünün yönüne dik B ve manyetik alan indüksiyonunun büyüklüğü B. SI birimlerinde Lorentz kuvvetişu şekilde ifade edilir:

GHS birim sisteminde:

köşeli parantezlerin gösterdiği yer vektör çarpımı.

Ayrıca (Lorentz kuvvetinin bir iletken boyunca hareket eden yüklü parçacıklar üzerindeki etkisi nedeniyle), manyetik alan da orkestra şefiİle elektrik çarpması. Akım taşıyan bir iletkene etki eden kuvvete denir. Amper kuvveti. Bu kuvvet, iletkenin içinde hareket eden bireysel yüklere etki eden kuvvetlerin toplamıdır.

İki mıknatısın etkileşimi

Günlük yaşamda manyetik alanın en yaygın tezahürlerinden biri, iki maddenin etkileşimidir. mıknatıslar: Kutupların birbirini itmesi gibi, zıt kutuplar da birbirini çeker. Mıknatıslar arasındaki etkileşimi, iki mıknatıs arasındaki etkileşim olarak tanımlamak cazip gelebilir. tek kutuplar ve resmi açıdan bakıldığında, bu fikir oldukça uygulanabilir ve çoğu zaman çok uygundur ve bu nedenle pratik olarak faydalıdır (hesaplamalarda); ancak ayrıntılı analiz, bunun aslında olgunun tamamen doğru bir tanımı olmadığını göstermektedir (böyle bir modelde açıklanamayan en bariz soru, tek kutupların neden hiçbir zaman ayrılamayacağı, yani deneyin neden hiçbir zaman ayrılamayacağı sorusudur). izole edilmiş bedenin aslında manyetik bir yükü yoktur; ayrıca modelin zayıflığı, makroskobik bir akımın yarattığı manyetik alana uygulanamamasıdır ve bu nedenle, tamamen biçimsel bir teknik olarak düşünülmezse, yalnızca yol açar. (Temel anlamda teorinin bir komplikasyonu).

Şöyle söylemek daha doğru olur manyetik dipol düzgün olmayan bir alana yerleştirildiğinde, dipolün manyetik momentinin manyetik alanla aynı hizada olmasını sağlayacak şekilde onu döndürme eğiliminde olan bir kuvvet etki eder. Ancak hiçbir mıknatıs, düzgün bir manyetik alanın uyguladığı (toplam) kuvvete maruz kalmaz. Etki eden kuvvet manyetik dipol manyetik momentli M formülle ifade edilir:

Düzgün olmayan bir manyetik alandan bir mıknatısa (tek nokta dipol olmayan) etki eden kuvvet, mıknatısı oluşturan temel dipollere etki eden tüm kuvvetlerin (bu formülle belirlenir) toplanmasıyla belirlenebilir.

Bununla birlikte, mıknatısların etkileşimini Amper kuvvetine indirgeyen bir yaklaşım mümkündür ve manyetik dipole etki eden kuvvete ilişkin yukarıdaki formülün kendisi de Amper kuvvetine dayanarak elde edilebilir.

Elektromanyetik indüksiyon olgusu

Vektör alanı Hölçülen amper Açık metre(A/m) sistemde Sİ ve içinde Oerstedach V GHS. Oersted'ler ve Gauss'lar aynı niceliklerdir; bunların bölünmesi tamamen terminolojiktir.

Manyetik alan enerjisi

Manyetik alan enerji yoğunluğundaki artış şuna eşittir:

H - manyetik alan kuvveti , B - manyetik indüksiyon

Doğrusal tensör yaklaşımında manyetik geçirgenlik Orada tensör(bunu gösterelim) ve bir vektörü bununla çarpmak tensör (matris) çarpımıdır:

veya bileşenlerde.

Bu yaklaşımdaki enerji yoğunluğu şuna eşittir:

- tensör bileşenleri manyetik geçirgenlik, bir matris tarafından temsil edilebilen bir tensördür, tersi manyetik geçirgenlik tensörünün matrisi, - manyetik sabit

Manyetik geçirgenlik tensörünün ana eksenleriyle çakışan koordinat eksenlerini seçerken bileşenlerdeki formüller basitleştirilmiştir:

- manyetik geçirgenlik tensörünün kendi eksenlerindeki diyagonal bileşenleri (bu özel koordinatlarda - ve yalnızca içlerinde! - kalan bileşenler sıfıra eşittir).

İzotropik doğrusal bir mıknatısta:

- akraba manyetik geçirgenlik

Boşlukta ve:

İndüktördeki manyetik alanın enerjisi aşağıdaki formül kullanılarak bulunabilir:

F - manyetik akı, I - akım, L - indüktans bobin veya akımla çevirin.

Maddelerin manyetik özellikleri

Temel bir bakış açısına göre, yukarıda belirtildiği gibi, alternatif bir elektrik alanı, yüklü parçacıkların akışları formundaki elektrik akımları veya Parçacıkların manyetik momentleri.

Çeşitli maddelerin spesifik mikroskobik yapısı ve özellikleri (ayrıca karışımları, alaşımları, toplanma durumları, kristal modifikasyonları vb.), makroskobik düzeyde harici bir manyetik alanın etkisi altında oldukça farklı davranabilmelerine yol açar. (özellikle onu değişen derecelerde zayıflatmak veya güçlendirmek).

Bu bağlamda maddeler (ve genel olarak ortamlar) manyetik özelliklerine göre aşağıdaki ana gruplara ayrılır:

• Antiferromıknatıslar- yerleşik olduğu maddeler antiferromanyetik emir manyetik anlar atomlar veya iyonlar: Maddelerin manyetik momentleri zıt yöndedir ve güçleri eşittir.
• Diamıknatıslar- dış manyetik alanın yönüne karşı mıknatıslanan maddeler.
• Paramıknatıslar- dış manyetik alan yönünde dış manyetik alanda mıknatıslanan maddeler.
• Ferromıknatıslar- belirli bir kritik sıcaklığın (Curie noktası) altında, uzun menzilli bir ferromanyetik manyetik moment düzeninin oluşturulduğu maddeler
• Ferrimanyetler- Maddenin manyetik momentlerinin zıt yönde yönlendirildiği ve güç bakımından eşit olmadığı malzemeler.
• Yukarıda listelenen madde grupları esas olarak sıradan katı veya (bazı) sıvı maddeleri ve ayrıca gazları içerir. Manyetik alanla etkileşim önemli ölçüde farklıdır süper iletkenler Ve plazma.

Toki Fuko

Foucault akımları (girdap akımları) - kapalı elektrik akımları devasa bir şekilde orkestra şefi geçirgenlikteki bir değişiklikten kaynaklanan manyetik akı. Bunlar indüksiyon akımlarıİletken bir gövdede, bulunduğu manyetik alanın zamanında değişmesi sonucu veya bir gövdenin manyetik alan içindeki hareketinin bir sonucu olarak oluşan, manyetik akıda bir değişikliğe yol açan, vücut veya herhangi bir kısmı. Buna göre Lenz'in kuralı Foucault akımlarının manyetik alanı, bu akımları indükleyen manyetik akıdaki değişime karşı koyacak şekilde yönlendirilir.

Manyetik alanla ilgili fikirlerin gelişiminin tarihi

Mıknatıslar ve manyetizma çok daha önceden bilinmesine rağmen, manyetik alanla ilgili çalışmalar 1269'da Fransız bilim adamı Peter Peregrine'in (Mericourt Şövalyesi Pierre) çelik iğneler kullanarak küresel bir mıknatısın yüzeyindeki manyetik alanı işaretlemesi ve ortaya çıkan manyetik alanı belirlemesiyle başladı. Manyetik alan çizgileri, Dünya'nın kutuplarına benzetilerek "kutuplar" adını verdiği iki noktada kesişiyordu. Neredeyse üç asır sonra, William Gilbert Colchester Peter Peregrin'in çalışmasını kullandı ve ilk kez Dünya'nın kendisinin bir mıknatıs olduğunu kesin olarak ifade etti. Gilbert'in 1600'de yayınlanan eseri "De Magnete", bir bilim olarak manyetizmanın temellerini attı.

Art arda üç keşif bu "manyetizmanın temeline" meydan okuyor. İlk olarak 1819'da Hans Christian Oersted elektrik akımının kendi etrafında manyetik alan oluşturduğunu keşfetti. Daha sonra 1820'de Andre-Marie Ampère Aynı yönde akım taşıyan paralel tellerin birbirini çektiğini gösterdi. Nihayet, Jean-Baptiste Biot Ve Felix Savard 1820'de şöyle bir yasa keşfettiler: Biot-Savart-Laplace yasası Herhangi bir canlı telin etrafındaki manyetik alanı doğru bir şekilde tahmin eden.

Bu deneyleri genişleten Ampère, 1825'te kendi başarılı manyetizma modelini yayınladı. İçinde mıknatıslardaki elektrik akımının eşdeğerliğini gösterdi ve Poisson modelinin manyetik yüklerinin dipolleri yerine manyetizmanın sürekli akan akım döngüleriyle ilişkili olduğu fikrini öne sürdü. Bu fikir manyetik yükün neden izole edilemediğini açıklıyordu. Ayrıca Ampere ortaya çıktı onun adını taşıyan yasa Biot-Savart-Laplace yasası gibi, doğru akımın yarattığı manyetik alanı doğru bir şekilde tanımlayan ve aynı zamanda tanıtılan manyetik alan sirkülasyon teoremi. Ayrıca bu çalışmada Ampère, elektrik ve manyetizma arasındaki ilişkiyi tanımlamak için "elektrodinamik" terimini türetmiştir.

Ampere yasasında ima edilen hareketli bir elektrik yükünün manyetik alanının gücü açıkça belirtilmemiş olmasına rağmen, 1892'de Hendrik Lorenz Maxwell denklemlerinden türetilmiştir. Aynı zamanda klasik elektrodinamik teorisi de temel olarak tamamlandı.

Yirminci yüzyılda görelilik teorisinin ve kuantum mekaniğinin ortaya çıkışı sayesinde elektrodinamik hakkındaki görüşler genişledi. Albert Einstein Görelilik teorisini oluşturan 1905 tarihli makalesinde, elektrik ve manyetik alanların farklı referans çerçevelerinde ele alındığında aynı olgunun parçası olduğunu gösterdi. (Bkz. Hareketli Mıknatıs ve İletken Sorunu - düşünce deneyi Sonunda Einstein'ın gelişmesine yardımcı olan özel görelilik teorisi). Nihayet, kuantum mekaniği oluşturmak için elektrodinamik ile birleştirildi kuantum elektrodinamiği(QED).

Ayrıca bakınız

• Manyetik film görselleştirici

Notlar

1. TSB. 1973, "Sovyet Ansiklopedisi".
2. Özel durumlarda, bir elektrik alanın yokluğunda bir manyetik alan mevcut olabilir, ancak genel olarak konuşursak, bir manyetik alan bir elektrik alanla her ikisi de dinamik olarak (birbirlerinin elektrik ve manyetik alanları tarafından değişkenlerin karşılıklı olarak üretilmesi) derinden birbirine bağlıdır. ve yeni bir referans sistemine geçişte manyetik alan ve elektrik alanının birbirleri aracılığıyla ifade edilmesi anlamındadır, yani genel anlamda bunlar koşulsuz olarak ayrılamaz.
3. Yavorsky B.M., Detlaf A.A. Handbook of Physics: 2. baskı, gözden geçirildi. - M.: Bilim, Fiziksel ve Matematiksel Literatür Ana Yazı İşleri Bürosu, 1985, - 512 s.
4. İÇİNDE Sİ manyetik indüksiyon ölçülür Tesla'nın(T), sistemde GHS V Gauss.
5. Birim sisteminde tam olarak eşleşiyor GHS, V Sİ- elbette pratik fiziksel kimlikleri gerçeğini değiştirmeyen sabit bir katsayı ile farklılık gösterir.
6. Buradaki en önemli ve bariz fark, hareketli bir parçacığa (veya manyetik bir dipole) etki eden kuvvetin, ile değil, tam olarak ile hesaplanmasıdır. Fiziksel olarak doğru ve anlamlı başka herhangi bir ölçüm yöntemi de kesin olarak ölçmeyi mümkün kılacaktır, ancak resmi hesaplamalar için bazen daha uygun olduğu ortaya çıksa da, aslında bu yardımcı miktarı tanıtmanın amacı da budur (aksi takdirde onsuz da yapılabilir) tamamen, yalnızca kullanarak
7. Ancak bu "madde"nin bazı temel özelliklerinin, "madde" olarak adlandırılabilecek sıradan "madde" tipinin özelliklerinden temelden farklı olduğunu iyi anlamamız gerekir.
8. Santimetre. Ampere teoremi.
9. Düzgün bir alan için, tüm türevler sıfıra eşit olduğundan bu ifade sıfır kuvveti verir. B koordinatlara göre.
10. Sivukhin D.V. Genel fizik dersi. - Ed. 4. basmakalıp. - M.: Fizmatlit; MIPT yayınevi, 2004. - T. III. Elektrik. - 656 sn. - ISBN 5-9221-0227-3 ; ISBN 5-89155-086-5.

Birlikte manyetik alanın ne olduğunu anlayalım. Sonuçta birçok insan tüm hayatı boyunca bu alanda yaşıyor ve bunu düşünmüyor bile. Bunu düzeltmenin zamanı geldi!

Manyetik alan

Manyetik alan- özel bir madde türü. Kendi manyetik momentine (kalıcı mıknatıslar) sahip olan hareketli elektrik yükleri ve cisimler üzerindeki eylemde kendini gösterir.

Önemli: Manyetik alan sabit yükleri etkilemez! Manyetik alan aynı zamanda hareket eden elektrik yükleri, zamanla değişen bir elektrik alanı veya atomlardaki elektronların manyetik momentleri tarafından da yaratılır. Yani içinden akımın geçtiği herhangi bir tel aynı zamanda bir mıknatıs haline gelir!

Kendi manyetik alanına sahip bir cisim.

Mıknatısın kuzey ve güney adı verilen kutupları vardır. "Kuzey" ve "güney" isimleri yalnızca kolaylık sağlamak amacıyla verilmiştir (elektrikteki "artı" ve "eksi" gibi).

Manyetik alan şu şekilde temsil edilir: manyetik güç hatları. Kuvvet çizgileri sürekli ve kapalıdır ve yönleri her zaman alan kuvvetlerinin hareket yönüyle çakışmaktadır. Metal talaşları kalıcı bir mıknatısın etrafına saçılırsa, metal parçacıkları kuzey kutbundan çıkıp güney kutbuna giren manyetik alan çizgilerinin net bir resmini gösterecektir. Manyetik alanın grafik karakteristiği - kuvvet çizgileri.

Manyetik alanın özellikleri

Manyetik alanın temel özellikleri şunlardır: manyetik indüksiyon, manyetik akı Ve manyetik geçirgenlik. Ama her şeyi sırayla konuşalım.

Sistemde tüm ölçü birimlerinin verildiğini hemen belirtelim. Sİ.

Manyetik indüksiyon B – manyetik alanın ana kuvvet karakteristiği olan vektör fiziksel miktarı. Mektupla belirtilir B . Manyetik indüksiyon ölçü birimi – Tesla (T)).

Manyetik indüksiyon, bir yüke uyguladığı kuvveti belirleyerek alanın ne kadar güçlü olduğunu gösterir. Bu kuvvete denir Lorentz kuvveti.

Burada Q - şarj, v - manyetik alandaki hızı, B - indüksiyon, F - Alanın yüke etki ettiği Lorentz kuvveti.

F– devre alanı ile manyetik indüksiyonun çarpımına ve indüksiyon vektörü ile akının içinden geçtiği devre düzlemine normal arasındaki kosinüse eşit fiziksel bir miktar. Manyetik akı, manyetik alanın skaler bir özelliğidir.

Manyetik akının birim alana giren manyetik indüksiyon hatlarının sayısını karakterize ettiğini söyleyebiliriz. Manyetik akı ölçülür Weberach (Wb).

Manyetik geçirgenlik– ortamın manyetik özelliklerini belirleyen katsayı. Bir alanın manyetik indüksiyonunun bağlı olduğu parametrelerden biri manyetik geçirgenliktir.

Gezegenimiz birkaç milyar yıldır büyük bir mıknatıs olmuştur. Dünyanın manyetik alanının indüksiyonu koordinatlara bağlı olarak değişir. Ekvatorda bu değer yaklaşık olarak 3,1 çarpı 10 üzeri Tesla'nın beşinci kuvvetidir. Ayrıca alanın değerinin ve yönünün komşu alanlardan önemli ölçüde farklı olduğu manyetik anormallikler de vardır. Gezegendeki en büyük manyetik anormalliklerden bazıları - Kursk Ve Brezilya manyetik anomalileri.

Dünyanın manyetik alanının kökeni bilim insanları için hâlâ bir gizem olmaya devam ediyor. Alanın kaynağının Dünya'nın sıvı metal çekirdeği olduğu varsayılıyor. Çekirdek hareket ediyor, bu da erimiş demir-nikel alaşımının hareket ettiği anlamına geliyor ve yüklü parçacıkların hareketi, manyetik alanı oluşturan elektrik akımıdır. Sorun şu ki bu teori ( jeodinamo) alanın nasıl sabit tutulduğunu açıklamıyor.

Dünya çok büyük bir manyetik dipoldür. Manyetik kutuplar birbirine çok yakın olmasına rağmen coğrafi kutuplarla çakışmaz. Üstelik Dünya'nın manyetik kutupları da hareket ediyor. Yer değiştirmeleri 1885'ten beri kaydediliyor. Örneğin, son yüz yılda Güney Yarımküre'deki manyetik kutup neredeyse 900 kilometre kaymış ve şu anda Güney Okyanusu'nda yer alıyor. Arktik yarımkürenin kutbu Arktik Okyanusu boyunca Doğu Sibirya manyetik anomalisine doğru ilerliyor; hareket hızı (2004 verilerine göre) yılda yaklaşık 60 kilometre idi. Artık kutupların hareketinde bir hızlanma var - ortalama olarak hız yılda 3 kilometre artıyor.

Dünyanın manyetik alanının bizim için önemi nedir? Her şeyden önce Dünya'nın manyetik alanı, gezegeni kozmik ışınlardan ve güneş rüzgarlarından korur. Derin uzaydan gelen yüklü parçacıklar doğrudan yere düşmez, dev bir mıknatıs tarafından saptırılır ve onun kuvvet çizgileri boyunca hareket eder. Böylece tüm canlılar zararlı radyasyondan korunur.

Dünya tarihi boyunca birçok olay meydana geldi. ters çevirmeler Manyetik kutupların (değişimleri). Kutup ters çevirme- bu, yer değiştirdikleri zamandır. Bu fenomenin en son meydana geldiği zaman yaklaşık 800 bin yıl önceydi ve Dünya tarihinde toplamda 400'den fazla jeomanyetik tersinme yaşandı. Bazı bilim adamları, manyetik kutupların hareketinin gözlemlenen ivmesi göz önüne alındığında bir sonraki kutbun olduğuna inanıyor. önümüzdeki birkaç bin yıl içinde tersine dönmesi beklenmeli.

Neyse ki yüzyılımızda henüz bir kutup değişikliği beklenmiyor. Bu, manyetik alanın temel özelliklerini ve özelliklerini göz önünde bulundurarak, hoş şeyler düşünebileceğiniz ve Dünya'nın eski güzel sabit alanında hayatın tadını çıkarabileceğiniz anlamına gelir. Ve bunu yapabilmeniz için, bazı eğitim sorunlarınızı güvenle emanet edebileceğiniz yazarlarımız var! ve diğer çalışma türlerini bağlantıyı kullanarak sipariş edebilirsiniz.

Manyetik alanın kaynakları hareketli elektrik yükleri (akımlar) . Tıpkı sabit elektrik yüklerini çevreleyen uzayda bir elektrik alanın ortaya çıkması gibi, akım taşıyan iletkenleri çevreleyen uzayda da bir manyetik alan ortaya çıkar. Kalıcı mıknatısların manyetik alanı aynı zamanda bir maddenin molekülleri içinde dolaşan elektriksel mikro akımlar tarafından da yaratılır (Ampere hipotezi).

Manyetik alanı tanımlamak için, alanın vektöre benzer bir kuvvet karakteristiğini tanıtmak gerekir. gerginlikler elektrik alanı. Bu özellik manyetik indüksiyon vektörü Manyetik indüksiyon vektörü, manyetik alanda akımlara veya hareketli yüklere etki eden kuvvetleri belirler.
Vektörün pozitif yönü, manyetik alanda serbestçe konumlandırılan manyetik iğnenin güney kutbu S'den kuzey kutbu N'ye olan yön olarak alınır. Böylece bir akımın veya kalıcı bir mıknatısın oluşturduğu manyetik alanı küçük bir manyetik iğne kullanarak inceleyerek uzayın her noktasında bunu yapmak mümkündür.

Manyetik alanı niceliksel olarak tanımlamak için, yalnızca belirlemeye yönelik bir yöntemin belirtilmesi gerekir.
vektörün yönü ve modülüManyetik indüksiyon vektörünün modülü maksimum değerin oranına eşittir
Akım taşıyan düz bir iletkene akım kuvvetine etki eden amper kuvveti BEN iletkende ve uzunluğu Δ ben :

Amper kuvveti, manyetik indüksiyon vektörüne ve iletken boyunca akan akımın yönüne dik olarak yönlendirilir. Amper kuvvetinin yönünü belirlemek için genellikle kullanılır sol el kuralı: Sol elinizi, indüksiyon çizgileri avuç içine girecek ve uzatılmış parmaklar akım boyunca yönlendirilecek şekilde konumlandırırsanız, kaçırılan başparmak, iletkene etki eden kuvvetin yönünü gösterecektir.

Gezegenlerarası manyetik alan

Gezegenlerarası uzay bir boşluk olsaydı, o zaman içindeki tek manyetik alanlar yalnızca Güneş'in ve gezegenlerin manyetik alanları ile Galaksimizin sarmal kolları boyunca uzanan galaktik kökenli bir alan olabilirdi. Bu durumda Güneş'in ve gezegenlerin gezegenler arası uzaydaki alanları son derece zayıf olacaktır.
Aslında gezegenler arası uzay bir boşluk değildir, Güneş'in (güneş rüzgarı) yaydığı iyonize gazla doludur. Bu gazın konsantrasyonu 1-10 cm -3, tipik hızları 300 ila 800 km/s arasındadır, sıcaklığı 10 5 K'ye yakındır (koronanın sıcaklığının 2×10 6 K olduğunu hatırlayın).
güneş rüzgarı– Plazmanın güneş koronasından gezegenler arası uzaya çıkışı. Dünyanın yörüngesi düzeyinde, güneş rüzgarı parçacıklarının (protonlar ve elektronlar) ortalama hızı yaklaşık 400 km/s'dir, parçacık sayısı 1 cm3 başına birkaç ondur.

Kraliçe Elizabeth'in saray doktoru olan İngiliz bilim adamı William Gilbert, 1600 yılında Dünya'nın, ekseni Dünya'nın dönme ekseniyle çakışmayan bir mıknatıs olduğunu ilk kez gösterdi. Sonuç olarak, herhangi bir mıknatısın çevresinde olduğu gibi Dünya'nın çevresinde de bir manyetik alan vardır. 1635 yılında Gellibrand, dünyanın manyetik alanının yavaşça değiştiğini keşfetti ve Edmund Halley, dünyanın ilk manyetik okyanus araştırmasını gerçekleştirdi ve dünyanın ilk manyetik haritalarını yarattı (1702). 1835 yılında Gauss, Dünya'nın manyetik alanının küresel harmonik analizini gerçekleştirdi. Göttingen'de dünyanın ilk manyetik gözlemevini kurdu.

Manyetik kartlar hakkında birkaç söz. Tipik olarak her 5 yılda bir, manyetik alanın Dünya yüzeyindeki dağılımı, üç veya daha fazla manyetik elementin manyetik haritalarıyla temsil edilir. Bu haritaların her birinde, belirli bir elemanın sabit bir değere sahip olduğu izolinler çizilir. Eşit eğim D çizgilerine izogonlar, I eğimlerine izoklinler ve toplam B kuvvetinin büyüklüklerine izodinamik çizgiler veya izodinler denir. H, Z, X ve Y elementlerinin izomanyetik çizgilerine sırasıyla yatay, dikey, kuzey veya doğu bileşenlerin izolinleri denir.

Çizime dönelim. Güneş'in dünya yüzeyindeki konumunu tanımlayan, açısal yarıçapı 90° - d olan bir daireyi gösterir. P noktasından ve B jeomanyetik kutbundan geçen büyük daire yayı, bu daireyi, P noktasının jeomanyetik öğlen ve jeomanyetik gece yarısı anlarında Güneş'in konumunu sırasıyla gösteren H' n ve H' m noktalarında keser. Momentler P noktasının enlemesine bağlıdır. Konumlar Yerel gerçek öğle vakti ve gece yarısı güneşi sırasıyla Hn ve Hm noktalarıyla gösterilir. D pozitif olduğunda (kuzey yarımkürede yaz), jeomanyetik günün sabah yarısı akşama eşit değildir. Yüksek enlemlerde jeomanyetik zaman, günün büyük bölümünde gerçek veya ortalama zamandan çok farklı olabilir.
Zaman ve koordinat sistemlerinden bahsetmişken, manyetik dipolün dışmerkezliğini de hesaba katmaktan bahsedelim. Eksantrik dipol 1836'dan bu yana yavaşça dışarı doğru (kuzey ve batı) sürükleniyor. Ekvator düzlemini geçti mi? 1862 civarı. Radyal yörüngesi Pasifik Okyanusu'ndaki Gilbert Adası bölgesinde yer almaktadır.

MANYETİK ALANIN AKIM ÜZERİNDEKİ ETKİSİ

Her sektörde güneş rüzgarı hızı ve parçacık yoğunluğu sistematik olarak değişir. Roket gözlemleri her iki parametrenin de sektör sınırında keskin bir şekilde arttığını göstermektedir. Sektör sınırını geçtikten sonraki ikinci günün sonunda yoğunluk çok hızlı bir şekilde, ardından iki üç gün sonra ise yavaş yavaş artmaya başlıyor. Güneş rüzgarının hızı zirveye ulaştıktan sonraki ikinci veya üçüncü günde yavaş yavaş azalır. Sektör yapısı ve hız ve yoğunlukta belirtilen değişiklikler manyetosferik bozulmalarla yakından ilişkilidir. Sektör yapısı oldukça kararlıdır, bu nedenle tüm akış yapısı, yaklaşık olarak her 27 günde bir Dünya'nın üzerinden geçerek, en az birkaç güneş devrimi boyunca Güneş ile birlikte döner.