สนามแม่เหล็กโลกทำงานอย่างไร? สนามแม่เหล็ก อะไรเป็นตัวกำหนดการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กโลก

มาทำความเข้าใจกันว่าสนามแม่เหล็กคืออะไร ท้ายที่สุดแล้ว หลายๆ คนอาศัยอยู่ในสาขานี้มาทั้งชีวิตและไม่ได้คิดถึงเรื่องนี้ด้วยซ้ำ ถึงเวลาแก้ไขแล้ว!

สนามแม่เหล็ก

สนามแม่เหล็ก- เรื่องประเภทพิเศษ มันแสดงออกมาในการกระทำของการเคลื่อนย้ายประจุไฟฟ้าและวัตถุที่มีโมเมนต์แม่เหล็กของตัวเอง (แม่เหล็กถาวร)

ข้อสำคัญ: สนามแม่เหล็กไม่ส่งผลต่อประจุที่อยู่นิ่ง! สนามแม่เหล็กยังถูกสร้างขึ้นโดยการเคลื่อนย้ายประจุไฟฟ้าหรือการเปลี่ยนแปลงเมื่อเวลาผ่านไป สนามไฟฟ้าหรือโมเมนต์แม่เหล็กของอิเล็กตรอนในอะตอม นั่นคือลวดใด ๆ ที่กระแสไหลผ่านก็กลายเป็นแม่เหล็กด้วย!

วัตถุที่มีสนามแม่เหล็กในตัวเอง

แม่เหล็กมีขั้วที่เรียกว่าทิศเหนือและทิศใต้ การกำหนด "เหนือ" และ "ใต้" มีไว้เพื่อความสะดวกเท่านั้น (เช่น "บวก" และ "ลบ" ในด้านไฟฟ้า)

สนามแม่เหล็กแสดงด้วย สายไฟแม่เหล็ก- เส้นแรงมีความต่อเนื่องและปิด และทิศทางของพวกมันจะสอดคล้องกับทิศทางการกระทำของแรงสนามเสมอ ถ้ารอบ แม่เหล็กถาวรกระจายเศษโลหะ อนุภาคโลหะจะแสดงภาพที่ชัดเจน สายไฟ สนามแม่เหล็กออกจากทิศเหนือเข้าสู่ขั้วโลกใต้ ลักษณะกราฟิกของสนามแม่เหล็ก - เส้นแรง

ลักษณะของสนามแม่เหล็ก

ลักษณะสำคัญของสนามแม่เหล็กคือ การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก, ฟลักซ์แม่เหล็กและ การซึมผ่านของแม่เหล็ก- แต่มาพูดถึงทุกสิ่งตามลำดับ

ขอให้เราทราบทันทีว่าหน่วยการวัดทั้งหมดถูกกำหนดไว้ในระบบ เอสไอ.

การเหนี่ยวนำแม่เหล็ก บี – เวกเตอร์ ปริมาณทางกายภาพซึ่งเป็นลักษณะกำลังหลักของสนามแม่เหล็ก แสดงด้วยจดหมาย บี - หน่วยวัดการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก – เทสลา (ท).

การเหนี่ยวนำแม่เหล็กแสดงให้เห็นว่าสนามแรงแค่ไหนโดยการพิจารณาแรงที่สนามกระทำต่อประจุ พลังนี้เรียกว่า ลอเรนซ์ ฟอร์ซ.

ที่นี่ ถาม - ค่าใช้จ่าย, โวลต์ - ความเร็วในสนามแม่เหล็ก บี - การเหนี่ยวนำ เอฟ - แรงลอเรนซ์ซึ่งสนามกระทำต่อประจุ

เอฟ– ปริมาณทางกายภาพเท่ากับผลคูณของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กโดยพื้นที่ของวงจรและโคไซน์ระหว่างเวกเตอร์การเหนี่ยวนำและค่าปกติกับระนาบของวงจรที่ฟลักซ์ผ่าน ฟลักซ์แม่เหล็กเป็นลักษณะสเกลาร์ของสนามแม่เหล็ก

เราสามารถพูดได้ว่าฟลักซ์แม่เหล็กแสดงลักษณะของจำนวนเส้นเหนี่ยวนำแม่เหล็กที่เจาะพื้นที่หน่วย ฟลักซ์แม่เหล็กวัดได้ใน เวเบอร์ัค (Wb).

การซึมผ่านของแม่เหล็ก– การกำหนดสัมประสิทธิ์ คุณสมบัติทางแม่เหล็กสิ่งแวดล้อม. พารามิเตอร์ตัวหนึ่งที่ขึ้นอยู่กับการเหนี่ยวนำแม่เหล็กของสนามคือการซึมผ่านของแม่เหล็ก

โลกของเราเป็นแม่เหล็กขนาดใหญ่มาเป็นเวลาหลายพันล้านปี การเหนี่ยวนำของสนามแม่เหล็กโลกจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับพิกัด ที่เส้นศูนย์สูตรมีค่าประมาณ 3.1 คูณ 10 ยกกำลังลบห้าของ Tesla นอกจากนี้ยังมีความผิดปกติของสนามแม่เหล็กซึ่งค่าและทิศทางของสนามแตกต่างอย่างมากจากพื้นที่ใกล้เคียง ความผิดปกติของแม่เหล็กที่ใหญ่ที่สุดในโลกบางส่วน - เคิร์สค์และ ความผิดปกติของสนามแม่เหล็กของบราซิล.

ต้นกำเนิดของสนามแม่เหล็กโลกยังคงเป็นปริศนาสำหรับนักวิทยาศาสตร์ สันนิษฐานว่าแหล่งกำเนิดของสนามไฟฟ้าคือแกนกลางโลหะเหลวของโลก แกนกลางกำลังเคลื่อนที่ ซึ่งหมายความว่าโลหะผสมเหล็ก-นิกเกิลหลอมเหลวกำลังเคลื่อนที่ และการเคลื่อนที่ของอนุภาคที่มีประจุคือกระแสไฟฟ้าที่สร้างสนามแม่เหล็ก ปัญหาคือว่าทฤษฎีนี้ ( จีโอไดนาโม) ไม่ได้อธิบายว่าสนามจะมีเสถียรภาพได้อย่างไร

โลกเป็นไดโพลแม่เหล็กขนาดใหญ่ขั้วแม่เหล็กไม่ตรงกับขั้วทางภูมิศาสตร์แม้ว่าจะอยู่ใกล้กันก็ตาม นอกจากนี้ขั้วแม่เหล็กของโลกยังเคลื่อนที่อีกด้วย การกระจัดของพวกเขาได้รับการบันทึกตั้งแต่ปี พ.ศ. 2428 ตัวอย่างเช่น ในช่วงร้อยปีที่ผ่านมา ขั้วแม่เหล็กในซีกโลกใต้ได้เคลื่อนตัวไปเกือบ 900 กิโลเมตร และปัจจุบันตั้งอยู่ในมหาสมุทรใต้ ขั้วของซีกโลกอาร์กติกกำลังเคลื่อนที่ผ่านมหาสมุทรอาร์กติกไปยังความผิดปกติของสนามแม่เหล็กไซบีเรียตะวันออก ความเร็วในการเคลื่อนที่ (ตามข้อมูลปี 2547) อยู่ที่ประมาณ 60 กิโลเมตรต่อปี ขณะนี้มีการเร่งความเร็วในการเคลื่อนที่ของเสา - โดยเฉลี่ยความเร็วเพิ่มขึ้น 3 กิโลเมตรต่อปี

สนามแม่เหล็กโลกมีความสำคัญต่อเราอย่างไร?ประการแรก สนามแม่เหล็กของโลกช่วยปกป้องดาวเคราะห์จากรังสีคอสมิกและ ลมสุริยะ- อนุภาคที่มีประจุจากห้วงอวกาศจะไม่ตกลงสู่พื้นโดยตรง แต่จะถูกเบี่ยงเบนโดยแม่เหล็กขนาดยักษ์และเคลื่อนที่ไปตามแนวแรงของมัน ดังนั้นสิ่งมีชีวิตทั้งหมดจึงได้รับการปกป้องจากรังสีที่เป็นอันตราย

มีเหตุการณ์หลายอย่างเกิดขึ้นตลอดประวัติศาสตร์ของโลก การผกผัน(กะ) ขั้วแม่เหล็ก. การกลับขั้ว- นี่คือตอนที่พวกเขาเปลี่ยนสถานที่ ครั้งสุดท้ายที่ปรากฏการณ์นี้เกิดขึ้นคือประมาณ 800,000 ปีก่อนและมีการผกผันทางภูมิศาสตร์มากกว่า 400 ครั้งในประวัติศาสตร์ของโลก นักวิทยาศาสตร์บางคนเชื่อว่าเมื่อพิจารณาความเร่งที่สังเกตได้ของการเคลื่อนที่ของขั้วแม่เหล็กแล้วขั้วถัดไป คาดว่าจะมีการผกผันในอีกสองสามพันปีข้างหน้า

โชคดีที่ยังไม่คาดว่าจะมีการเปลี่ยนแปลงขั้วโลกในศตวรรษของเรา ซึ่งหมายความว่าคุณสามารถคิดถึงสิ่งที่น่ารื่นรมย์และเพลิดเพลินกับชีวิตในสนามคงที่เก่าที่ดีของโลก โดยคำนึงถึงคุณสมบัติพื้นฐานและลักษณะเฉพาะของสนามแม่เหล็กแล้ว และเพื่อให้คุณสามารถทำเช่นนี้ได้จึงมีผู้เขียนของเราซึ่งคุณสามารถไว้วางใจปัญหาทางการศึกษาบางอย่างได้อย่างมั่นใจ! และงานประเภทอื่นๆสามารถสั่งซื้อได้ตามลิงค์ครับ

ตามแนวคิดสมัยใหม่ มันเกิดขึ้นเมื่อประมาณ 4.5 พันล้านปีก่อน และตั้งแต่นั้นมา โลกของเราก็ถูกล้อมรอบด้วยสนามแม่เหล็ก ทุกสิ่งบนโลก รวมถึงผู้คน สัตว์ และพืช ล้วนได้รับผลกระทบจากสิ่งนี้

สนามแม่เหล็กขยายไปถึงระดับความสูงประมาณ 100,000 กม. (รูปที่ 1) เบี่ยงเบนหรือดักจับอนุภาคลมสุริยะที่เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตทุกชนิด อนุภาคที่มีประจุเหล่านี้ก่อตัวเป็นแถบรังสีของโลก และเรียกพื้นที่ทั้งหมดของพื้นที่ใกล้โลกที่พวกมันตั้งอยู่ สนามแม่เหล็ก(รูปที่ 2) ในด้านที่มีแสงอาทิตย์ส่องถึงโลก สนามแมกนีโตสเฟียร์นั้นมีจำกัด พื้นผิวทรงกลมมีรัศมีประมาณ 10-15 รัศมีโลก และด้วย ฝั่งตรงข้ามมันขยายออกไปราวกับหางของดาวหางในระยะทางไกลถึงรัศมีโลกหลายพันรัศมี ก่อตัวเป็นหาง geomagnetic สนามแมกนีโตสเฟียร์ถูกแยกออกจากสนามระหว่างดาวเคราะห์ด้วยบริเวณการเปลี่ยนผ่าน

ขั้วแม่เหล็กของโลก

แกนของแม่เหล็กโลกจะเอียงสัมพันธ์กับแกนการหมุนของโลก 12° อยู่ห่างจากใจกลางโลกประมาณ 400 กม. จุดที่แกนนี้ตัดกับพื้นผิวของดาวเคราะห์คือ ขั้วแม่เหล็กขั้วแม่เหล็กของโลกไม่ตรงกับขั้วทางภูมิศาสตร์ที่แท้จริง ปัจจุบันพิกัดของขั้วแม่เหล็กมีดังนี้ เหนือ - ละติจูด 77° เหนือ และ 102°ตต.; ทางใต้ - (65° S และ 139° E)

ข้าว. 1. โครงสร้างของสนามแม่เหล็กโลก

ข้าว. 2. โครงสร้างของสนามแม่เหล็ก

เรียกว่าเส้นแรงที่วิ่งจากขั้วแม่เหล็กหนึ่งไปยังอีกขั้วหนึ่ง เส้นเมอริเดียนแม่เหล็ก- มุมเกิดขึ้นระหว่างเส้นเมอริเดียนแม่เหล็กและภูมิศาสตร์ที่เรียกว่า การปฏิเสธแม่เหล็ก- ทุกสถานที่บนโลกมีมุมเอียงของตัวเอง ในพื้นที่มอสโก มุมเอียงอยู่ที่ 7° ไปทางทิศตะวันออก และในยาคุตสค์นั้นอยู่ที่ 17° ไปทางทิศตะวันตก ซึ่งหมายความว่าปลายด้านเหนือของเข็มทิศในมอสโกเบี่ยงเบนไปโดย T ไปทางขวาของเส้นลมปราณทางภูมิศาสตร์ที่ผ่านมอสโก และในยาคุตสค์ - ไปทางซ้าย 17° ของเส้นลมปราณที่สอดคล้องกัน

เข็มแม่เหล็กที่แขวนลอยอย่างอิสระนั้นตั้งอยู่ในแนวนอนบนเส้นศูนย์สูตรแม่เหล็กเท่านั้นซึ่งไม่ตรงกับตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ หากคุณเคลื่อนที่ไปทางเหนือของเส้นศูนย์สูตรแม่เหล็ก ปลายด้านเหนือของเข็มจะค่อยๆ ลดลง เรียกว่ามุมที่เกิดจากเข็มแม่เหล็กและระนาบแนวนอน ความโน้มเอียงของแม่เหล็ก- ที่ขั้วแม่เหล็กเหนือและใต้ ความโน้มเอียงของแม่เหล็กจะยิ่งใหญ่ที่สุด มันเท่ากับ 90° ที่ขั้วโลกเหนือ เข็มแม่เหล็กที่แขวนไว้อย่างอิสระจะถูกติดตั้งในแนวตั้งโดยให้ปลายด้านเหนือลงมา และที่ขั้วโลกแม่เหล็กใต้ ปลายด้านใต้ของเข็มจะลงไป ดังนั้นเข็มแม่เหล็กจึงแสดงทิศทางของเส้นสนามแม่เหล็กเหนือพื้นผิวโลก

เมื่อเวลาผ่านไป ตำแหน่งของขั้วแม่เหล็กที่สัมพันธ์กับพื้นผิวโลกจะเปลี่ยนไป

ขั้วแม่เหล็กนี้ถูกค้นพบโดยนักสำรวจ เจมส์ ซี. รอสส์ ในปี 1831 ซึ่งห่างจากตำแหน่งปัจจุบันหลายร้อยกิโลเมตร โดยเฉลี่ยจะเคลื่อนที่ได้ 15 กม. ในหนึ่งปี ใน ปีที่ผ่านมาความเร็วการเคลื่อนที่ของขั้วแม่เหล็กเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ตัวอย่างเช่น ขั้วโลกแม่เหล็กเหนือกำลังเคลื่อนที่ด้วยความเร็วประมาณ 40 กิโลเมตรต่อปี

เรียกว่าการกลับตัวของขั้วแม่เหล็กโลก การผกผันของสนามแม่เหล็ก.

ตลอดประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยาของโลกของเรา สนามแม่เหล็กโลกได้เปลี่ยนขั้วมากกว่า 100 ครั้ง

สนามแม่เหล็กมีลักษณะเป็นความเข้ม ในบางสถานที่บนโลก เส้นสนามแม่เหล็กเบี่ยงเบนไปจากสนามปกติ ทำให้เกิดความผิดปกติ ตัวอย่างเช่น ในพื้นที่ Kursk Magnetic Anomaly (KMA) ความแรงของสนามแม่เหล็กจะสูงกว่าปกติถึงสี่เท่า

สนามแม่เหล็กโลกมีความแปรผันในแต่ละวัน สาเหตุของการเปลี่ยนแปลงในสนามแม่เหล็กโลกคือกระแสไฟฟ้าที่ไหลในชั้นบรรยากาศที่ระดับความสูงสูง เกิดจากรังสีดวงอาทิตย์ ภายใต้อิทธิพลของลมสุริยะ สนามแม่เหล็กของโลกจะบิดเบี้ยวและได้รับ "เส้นทาง" ในทิศทางจากดวงอาทิตย์ซึ่งขยายออกไปหลายแสนกิโลเมตร สาเหตุหลักของลมสุริยะ ดังที่เราทราบกันดีอยู่แล้วคือการพ่นสสารจำนวนมหาศาลออกจากโคโรนาสุริยะ ขณะที่พวกมันเคลื่อนที่เข้าหาโลก พวกมันจะกลายเป็นเมฆแม่เหล็กและนำไปสู่การรบกวนโลกที่รุนแรงและบางครั้งก็รุนแรง การรบกวนที่รุนแรงของสนามแม่เหล็กโลกโดยเฉพาะ - พายุแม่เหล็กพายุแม่เหล็กบางลูกเริ่มต้นอย่างกะทันหันและเกือบจะพร้อมๆ กันทั่วทั้งโลก ในขณะที่พายุอื่นๆ ค่อยๆ ก่อตัวขึ้น อาจอยู่ได้นานหลายชั่วโมงหรือหลายวัน พายุแม่เหล็กมักเกิดขึ้น 1-2 วันหลังจากเกิดเปลวสุริยะ เนื่องจากโลกเคลื่อนผ่านกระแสอนุภาคที่ถูกปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์ เมื่อพิจารณาจากความล่าช้า ความเร็วของการไหลของกระแสเลือดจะอยู่ที่ประมาณหลายล้านกิโลเมตรต่อชั่วโมง

ในช่วงที่แข็งแกร่ง พายุแม่เหล็กทำให้การทำงานปกติของโทรเลข โทรศัพท์ และวิทยุหยุดชะงัก

พายุแม่เหล็กมักพบเห็นได้ที่ละติจูด 66-67° (ในโซนออโรรา) และเกิดขึ้นพร้อมกันกับออโรรา

โครงสร้างของสนามแม่เหล็กโลกแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับละติจูดของพื้นที่ การซึมผ่านของสนามแม่เหล็กจะเพิ่มขึ้นไปทางขั้ว เหนือบริเวณขั้วโลก เส้นสนามแม่เหล็กจะตั้งฉากกับพื้นผิวโลกไม่มากก็น้อยและมีรูปทรงคล้ายกรวย ส่วนหนึ่งของลมสุริยะจากตอนกลางวันแทรกซึมเข้าไปในชั้นแมกนีโตสเฟียร์แล้วจึงเข้าสู่ชั้นบรรยากาศชั้นบน ในช่วงที่เกิดพายุแม่เหล็ก อนุภาคจากส่วนหางของสนามแม่เหล็กพุ่งมาที่นี่ ไปถึงขอบเขตของชั้นบรรยากาศชั้นบนในละติจูดสูงทางตอนเหนือและ ซีกโลกใต้- อนุภาคที่มีประจุเหล่านี้เองที่ทำให้เกิดแสงออโรร่าที่นี่

ดังที่เราได้ค้นพบไปแล้วจึงอธิบายพายุแม่เหล็กและการเปลี่ยนแปลงรายวันของสนามแม่เหล็กโดยการแผ่รังสีแสงอาทิตย์ แต่อะไรคือสาเหตุหลักที่ทำให้เกิดแม่เหล็กถาวรของโลก? ตามทฤษฎีแล้ว มีความเป็นไปได้ที่จะพิสูจน์ได้ว่า 99% ของสนามแม่เหล็กโลกมีสาเหตุมาจากแหล่งกำเนิดที่ซ่อนอยู่ภายในดาวเคราะห์ สนามแม่เหล็กหลักเกิดจากแหล่งกำเนิดที่อยู่ในส่วนลึกของโลก พวกเขาสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่มโดยประมาณ ส่วนหลักเกี่ยวข้องกับกระบวนการในแกนโลกซึ่งเนื่องจากการเคลื่อนที่ของสสารที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องและสม่ำเสมอจึงสร้างระบบกระแสไฟฟ้าขึ้น อีกประการหนึ่งเกิดจากการที่หิน เปลือกโลกที่ถูกทำให้เป็นแม่เหล็กโดยสนามไฟฟ้าหลัก (สนามของแกนกลาง) พวกมันจะสร้างสนามแม่เหล็กของมันเอง ซึ่งรวมกับสนามแม่เหล็กของแกนกลาง

นอกจากสนามแม่เหล็กแล้ว ยังมีสนามอื่นๆ รอบๆ โลกอีกด้วย: ก) แรงโน้มถ่วง; ข) ไฟฟ้า; ค) ความร้อน

สนามแรงโน้มถ่วงโลกเรียกว่าสนามแรงโน้มถ่วง มันถูกชี้ไปตามแนวดิ่งที่ตั้งฉากกับพื้นผิวของ geoid ถ้าโลกมีรูปร่างคล้ายวงรีแห่งการปฏิวัติและมีมวลกระจายอยู่ในนั้นเท่าๆ กัน มันก็จะมีสนามโน้มถ่วงปกติ ความแตกต่างระหว่างความเข้มของสนามโน้มถ่วงจริงกับสนามโน้มถ่วงจริงคือความผิดปกติของแรงโน้มถ่วง องค์ประกอบของวัสดุและความหนาแน่นของหินที่แตกต่างกันทำให้เกิดความผิดปกติเหล่านี้ แต่เหตุผลอื่นก็เป็นไปได้เช่นกัน สามารถอธิบายได้ด้วยกระบวนการต่อไปนี้ - ความสมดุลของเปลือกโลกที่เป็นของแข็งและค่อนข้างเบาบนเนื้อโลกชั้นบนที่หนักกว่า โดยที่ความดันของชั้นที่อยู่ด้านบนจะเท่ากัน กระแสน้ำเหล่านี้ทำให้เกิดการเคลื่อนตัวของเปลือกโลก การเคลื่อนที่ของแผ่นเปลือกโลก และด้วยเหตุนี้จึงทำให้เกิดความโล่งใจขนาดใหญ่ของโลก แรงโน้มถ่วงยึดบรรยากาศ ไฮโดรสเฟียร์ คน สัตว์บนโลก ต้องคำนึงถึงแรงโน้มถ่วงเมื่อศึกษากระบวนการในขอบเขตทางภูมิศาสตร์ คำว่า " ภูมิศาสตรนิยม" คือการเคลื่อนไหวของการเจริญเติบโตของอวัยวะพืช ซึ่งภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วง มักจะรับประกันทิศทางการเจริญเติบโตในแนวตั้งของรากหลักที่ตั้งฉากกับพื้นผิวโลกเสมอ ชีววิทยาแรงโน้มถ่วงใช้พืชเป็นวิชาทดลอง

หากไม่คำนึงถึงแรงโน้มถ่วงก็จะเป็นไปไม่ได้ที่จะคำนวณข้อมูลเบื้องต้นสำหรับการยิงจรวดและ ยานอวกาศทำให้การสำรวจแร่แร่ด้วยแรงโน้มถ่วง และท้ายที่สุด การพัฒนาทางดาราศาสตร์ ฟิสิกส์ และวิทยาศาสตร์อื่นๆ ต่อไปก็เป็นไปไม่ได้

คำถามเกิดขึ้นมาโดยตลอดว่าเข็มทิศทำงานอย่างไร?

และวันนี้เราจะพูดถึงเรื่องเช่นสนามแม่เหล็กของโลก และเนื่องจากน่าเสียดายที่ตัวแก้ไขมีเวลาจำกัด และเราต้องการที่จะนำเสนอสิ่งที่น่าสนใจ เราจะบอกคุณเกี่ยวกับ "แม่เหล็กโลก" โดยใช้แหล่งที่มาต่างๆ มากมาย

ดังนั้น: สนามแม่เหล็กโลกยังคงเป็นปริศนามานานเพราะไม่มีแม่เหล็กหินใช่ไหม? แต่เมื่อคุณค้นพบว่ามีเหล็กจำนวนมหาศาลอยู่ภายในโลก ทุกอย่างดูเหมือนจะเข้าที่ เหล็กไม่ได้ก่อให้เกิดแม่เหล็ก "ถาวร" เหมือนแม่เหล็กที่ติดอยู่กับลูกหมูและลูกหมีพลาสติก ซึ่งเราซื้อมาติดตู้เย็นโดยไม่รู้ว่าทำไม บาดาลของโลกเป็นเหมือนไดนาโมมากกว่า อย่างไรก็ตาม สิ่งนี้เรียกว่าไดนาโมแม่เหล็กโลก ดังที่เราได้กล่าวไปแล้ว เหล็กในแกนกลางโลกส่วนใหญ่อยู่ในสถานะหลอมเหลว ยกเว้น "ลูกบอล" ที่เป็นของแข็งและหนาแน่นที่ใจกลาง ส่วนของเหลวยังคงร้อนขึ้นต่อไป ก่อนหน้านี้ ปรากฏการณ์นี้อธิบายได้ด้วยข้อเท็จจริงที่ว่าองค์ประกอบกัมมันตภาพรังสีมีความหนาแน่นมากกว่าองค์ประกอบอื่นๆองค์ประกอบทางเคมี

ดาวเคราะห์ที่พุ่งเข้าสู่ใจกลางโลก ถูกขังอยู่ที่นั่น และความร้อนได้มาจากพลังงานกัมมันตภาพรังสีที่พวกมันปล่อยออกมา ทฤษฎีสมัยใหม่ให้คำอธิบายที่แตกต่างไปจากเดิมอย่างสิ้นเชิง นั่นคือส่วนที่เป็นของเหลวของแกนกลางจะร้อนขึ้น ในขณะที่ส่วนที่เป็นของแข็งจะเย็นลง เหล็กหลอมเหลวที่สัมผัสกับแกนแข็งจะค่อยๆ แข็งตัว และความร้อนจะถูกปล่อยออกมา ความร้อนนั้นต้องไปที่ไหนสักแห่ง ไม่อาจหายไปเหมือนลมหายใจอุ่นๆ ได้ แต่มีหินแข็งยาวนับพันไมล์อยู่รอบๆ ความร้อนจะถูกถ่ายโอนไปยังชั้นแกนกลางหลอมเหลว เพื่อให้ความร้อนแก่ชั้นนั้น คุณอาจประหลาดใจกับความจริงที่ว่าชิ้นส่วนที่สัมผัสกับแกนแข็งสามารถทำให้เย็นลงและแข็งตัวได้ และในขณะเดียวกันก็ร้อนขึ้นในระหว่างกระบวนการแข็งตัวนี้ คำอธิบายนั้นง่ายมาก: เหล็กหลอมร้อนจะลอยขึ้นเมื่อได้รับความร้อน จำบอลลูนอากาศร้อน เมื่อคุณทำให้อากาศร้อน มันก็ลอยขึ้น สิ่งนี้เกิดขึ้นเพราะเมื่ออากาศร้อน อากาศจะขยายตัว มีความหนาแน่นน้อยลง และสารที่มีความหนาแน่นน้อยกว่าจะลอยอยู่เหนือวัตถุที่มีความหนาแน่นมากขึ้น บอลลูนบรรจุอากาศไว้ในถุงผ้าไหมขนาดใหญ่ มักมีสีสันสดใสและประดับด้วยโลโก้ของธนาคารหรือบริษัทอสังหาริมทรัพย์ และลอยขึ้นไปตามอากาศ เหล็กร้อนไม่ได้ทาสีด้วยสิ่งใดๆ แต่ขึ้นในลักษณะเดียวกับอากาศร้อนโดยเคลื่อนตัวออกจากแกนแข็ง มันจะค่อยๆ ลอยขึ้น เย็นลง และเมื่อมันเย็นเกินไปหรือค่อนข้างจะเป็นเช่นนั้นเย็นเริ่มจมลงสู่ความลึกอีกครั้ง เป็นผลให้แกนโลกมีการเคลื่อนไหวอย่างต่อเนื่อง โดยร้อนขึ้นภายในและเย็นลงภายนอก มันไม่สามารถลอยขึ้นทั้งหมดในคราวเดียวได้ กล่าวคือ บางพื้นที่ของแกนกลางลอยได้ ในขณะที่บางพื้นที่ก็จมอีกครั้ง การถ่ายเทความร้อนหมุนเวียนประเภทนี้เรียกว่าการพาความร้อน

ตามที่นักฟิสิกส์กล่าวไว้ หากตรงตามเงื่อนไขทั้งสามประการ ของเหลวที่เคลื่อนที่จะสามารถสร้างสนามแม่เหล็กได้ ขั้นแรก ของเหลวจะต้องนำกระแสไฟฟ้า และเหล็กก็นำไฟฟ้าได้ดีมาก ประการที่สอง อย่างน้อยที่สุดจะต้องมีสนามแม่เหล็กขนาดเล็กในตอนแรก และมีเหตุผลที่ดีที่จะเชื่อว่าโลกของเราซึ่งตอนนั้นยังอายุน้อยมาก มีแม่เหล็กส่วนบุคคลอยู่จำนวนหนึ่ง ประการที่สาม บางสิ่งบางอย่างจะต้องหมุนของไหลนี้ บิดเบือนสนามแม่เหล็กเดิม และสำหรับการหมุนของโลกนั้นเกิดขึ้นเนื่องจากแรงโบลิทาร์ คล้ายกับแรงเหวี่ยงหนีศูนย์ แต่ทำหน้าที่อ่อนลงและเป็นผลจากการหมุนของโลกรอบแกนของมัน พูดโดยคร่าวๆ การหมุนจะบิดเบือนสนามแม่เหล็กที่อ่อนในตอนแรก และบิดเหมือนเส้นสปาเก็ตตี้บนส้อม จากนั้นพลังแม่เหล็กจะลอยขึ้นไปด้านบน โดยถูกมวลที่ลอยอยู่ของแกนเหล็กจับไว้ จากการหมุนทั้งหมดนี้ สนามแม่เหล็กจะแข็งแกร่งขึ้นมาก

ใช่ ในแง่หนึ่ง คุณสามารถพูดได้ว่าโลกมีพฤติกรรมราวกับว่ามีแม่เหล็กขนาดใหญ่อยู่ข้างใน แต่ในความเป็นจริงแล้ว ทุกอย่างซับซ้อนกว่ามาก เพื่อให้ภาพมีความเฉพาะเจาะจงมากขึ้นอีกหน่อย ขอให้เราระลึกไว้ว่ามีปัจจัยอื่นอีกอย่างน้อยเจ็ดปัจจัยที่กำหนดการมีอยู่ของสนามแม่เหล็กบนโลก ดังนั้นส่วนประกอบบางส่วนของเปลือกโลกจึงสามารถเป็นแม่เหล็กถาวรได้ เช่นเดียวกับเข็มเข็มทิศที่ชี้ไปทางทิศเหนือ พวกมันค่อยๆ วางแนวตัวเองกับไดนาโมแม่เหล็กโลกที่แรงกว่า และเสริมกำลังให้แข็งแกร่งยิ่งขึ้น ในชั้นบนของบรรยากาศจะมีชั้นของก๊าซไอออนไนซ์ที่มีประจุ ก่อนที่จะมีการประดิษฐ์ดาวเทียม ไอโอโนสเฟียร์มีบทบาทสำคัญในการสื่อสารทางวิทยุ คลื่นวิทยุจะสะท้อนกลับจากก๊าซที่มีประจุมากกว่าที่จะหลบหนีออกไปในอวกาศ ไอโอโนสเฟียร์กำลังเคลื่อนที่ และกระแสไฟฟ้าที่เคลื่อนที่จะสร้างสนามแม่เหล็ก ที่ระดับความสูงประมาณ 24,000 กม. กระแสวงแหวนจะไหล ซึ่งเป็นชั้นของอนุภาคไอออนไนซ์ความหนาแน่นต่ำที่ก่อตัวเป็นพรูขนาดใหญ่ สิ่งนี้ทำให้ความแรงของสนามแม่เหล็กโลกอ่อนลงเล็กน้อย

ปัจจัยสองประการถัดไปคือสิ่งที่เรียกว่าสนามแม่เหล็กและหางแม่เหล็กซึ่งเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของลมสุริยะบนสนามแม่เหล็กของโลก ลมสุริยะเป็นกระแสอนุภาคที่ปล่อยออกมาอย่างต่อเนื่องจากดวงอาทิตย์ซึ่งกระทำมากกว่าปก แมกนีโตพอสคือคลื่นส่วนหัวของสนามแม่เหล็กโลกที่เคลื่อนที่ทวนลมสุริยะ และหางแม่เหล็กคือร่องรอยของคลื่นนี้จากฝั่งตรงข้ามของดาวเคราะห์ ซึ่งสนามแม่เหล็กของโลก “รั่ว” ออกไปด้านนอก และยัง ถูกทำลายด้วยอิทธิพลของลมสุริยะ นอกจากนี้ ลมสุริยะยังทำให้เกิดแรงผลักไปตามวงโคจรของโลก ทำให้เกิดการบิดเบี้ยวเพิ่มเติมของเส้นสนามแม่เหล็ก หรือที่เรียกว่ากระแสปรับแนวสนามแม่เหล็กในสนามแม่เหล็ก และสุดท้ายก็มีแสงออโรร่าไหลออกมา แสงเหนือหรือแสงออโรร่า บอเรลิส เป็นแผ่นแสงสีซีดอันน่าพิศวงที่ส่องประกายระยิบระยับบนท้องฟ้าขั้วโลกเหนือ ประสิทธิภาพที่คล้ายกันคือแสงออโรร่าออสเตรลิสซึ่งสามารถพบได้ใกล้ขั้วโลกใต้ ออโรราถูกสร้างขึ้นโดยสองแบนด์ กระแสไฟฟ้าไหลจากแม็กนีโตพอสเข้าสู่หางแม่เหล็ก ในทางกลับกัน จะสร้างสนามแม่เหล็กใหม่และกระแสไฟฟ้า 2 กระแส - ตะวันตกและตะวันออก

คุณบอกว่าโลกเป็นเพียงแม่เหล็กขนาดใหญ่เหรอ? ใช่แล้ว และมหาสมุทรก็เป็นชามน้ำ

วัสดุแม่เหล็กที่พบในหินโบราณบ่งบอกว่าในบางครั้ง สนามแม่เหล็กของโลกจะเปลี่ยนขั้ว ขั้วแม่เหล็กทิศเหนือจะกลายเป็นทิศใต้ และในทางกลับกัน สิ่งนี้เกิดขึ้นประมาณหนึ่งครั้งทุกๆ ครึ่งล้านปี แม้ว่าจะยังไม่ได้สังเกตรูปแบบที่เข้มงวดก็ตาม อย่างไรก็ตามไม่มีใครรู้แน่ชัดว่าเหตุใดจึงเกิดเหตุการณ์เช่นนี้ แบบจำลองทางคณิตศาสตร์แสดงให้เห็นว่าสนามแม่เหล็กของโลกสามารถวางทิศทางได้อย่างเท่าเทียมกันในทั้งสองทิศทาง และทั้งสองทิศทางไม่เสถียร ตำแหน่งใดๆ ไม่ช้าก็เร็วจะสูญเสียความมั่นคงและส่งกระบองไปยังตำแหน่งตรงข้าม การเปลี่ยนผ่านเกิดขึ้นอย่างรวดเร็วประมาณ 5,000 ปี ในขณะที่ช่วงเปลี่ยนผ่านระหว่างทั้งสองยาวนานกว่าร้อยเท่า

ดาวเคราะห์ส่วนใหญ่มีสนามแม่เหล็ก และข้อเท็จจริงนี้อธิบายได้ยากกว่าสนามแม่เหล็กของโลก เรายังมีอีกมากที่ต้องเรียนรู้เกี่ยวกับแม่เหล็กของดาวเคราะห์

อัลเฟรด เวเกเนอร์

หนึ่งในคุณสมบัติที่น่าประทับใจที่สุดของโลกของเราถูกค้นพบในปี 1912 แต่ไม่ได้นำมาพิจารณาจนกระทั่งช่วงทศวรรษที่ 60 หลักฐานที่น่าเชื่อถือที่สุดคือการเปลี่ยนแปลงขั้วแม่เหล็กอย่างแม่นยำ ประเด็นก็คือทวีปของโลกไม่ได้หยุดนิ่ง แต่ค่อยๆ ลอยไปตามพื้นผิวโลก ตามที่นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน อัลเฟรด เวเกเนอร์ซึ่งเป็นคนแรกที่ตีพิมพ์ทฤษฎีของเขา ทวีปที่แยกจากกันในปัจจุบันเคยเป็นมหาทวีปหนึ่งซึ่งเขาเรียกว่า ปังเจีย(นั่นคือ "ทั้งแผ่นดินโลก") มันมีอยู่เมื่อประมาณ 300 ล้านปีก่อน

แน่นอนว่าเวเกเนอร์ไม่ใช่คนแรกที่คิดเรื่องนี้ ความคิดของเขาได้รับอิทธิพลมาจากความคล้ายคลึงกันอย่างมากระหว่างแนวชายฝั่งของแอฟริกาและอเมริกาใต้ อย่างน้อยก็ในบางส่วน สิ่งนี้จะสังเกตเห็นได้ชัดเจนเป็นพิเศษบนแผนที่ โดยปกติแล้ว Wegener อาศัยข้อมูลอื่น เขาไม่ใช่นักธรณีวิทยา แต่เป็นนักอุตุนิยมวิทยา ผู้เชี่ยวชาญด้านสภาพอากาศโบราณ และเขารู้สึกประหลาดใจที่พบว่าในภูมิภาคที่มีสภาพอากาศหนาวเย็น มีหินปรากฏขึ้นอย่างชัดเจนในภูมิภาคที่มีสภาพอากาศอบอุ่น และในทางกลับกัน ตัวอย่างเช่น ในทะเลทรายซาฮารา คุณยังคงพบซากธารน้ำแข็งโบราณซึ่งมีอายุ 420 ล้านปี และในทวีปแอนตาร์กติกา คุณยังสามารถพบฟอสซิลเฟิร์นได้ ในสมัยนั้นใครๆ ก็คงบอกเขาว่าสภาพอากาศเปลี่ยนแปลงไป อย่างไรก็ตาม Wegener เชื่อมั่นว่าสภาพอากาศยังคงเกือบจะเหมือนเดิม ยกเว้นยุคน้ำแข็ง และทวีปต่างๆ เองก็เปลี่ยนแปลงไป กล่าวคือ ได้ถูกย้ายออกไป เขาสันนิษฐานว่าพวกมันแยกออกจากกันเนื่องจากการพาความร้อนในเนื้อโลก แต่เขาไม่แน่ใจ

ความคิดนี้ถือว่าบ้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อนักธรณีวิทยาไม่ได้เสนอ และนอกจากนี้ Wegener ยังเพิกเฉยต่อข้อเท็จจริงทั้งหมดที่ไม่สอดคล้องกับทฤษฎีของเขา และความคล้ายคลึงกันระหว่างแอฟริกากับ อเมริกาใต้ไม่เหมาะนัก และไม่สามารถอธิบายการเคลื่อนตัวของทวีปนั้นได้ ชัดเจนว่าการพาความร้อนไม่เกี่ยวอะไรกับมัน เพราะมันอ่อนเกินไป อาทูอินผู้ยิ่งใหญ่(สงสัยว่าอาทูอินเป็นเด็กผู้หญิง) อาจแบกโลกทั้งใบไว้บนหลังของเธอ แต่เขาเป็นเพียงนิยายและใน โลกแห่งความเป็นจริงดูเหมือนว่ากองกำลังดังกล่าวคิดไม่ถึงเลย

เราไม่ได้ใช้คำว่า “คิดไม่ถึง” โดยบังเอิญ นักวิทยาศาสตร์ที่เก่งกาจและน่านับถือหลายคนมักทำผิดซ้ำรอยเดิม พวกเขาสับสนระหว่างสำนวนที่ว่า “ฉันไม่เข้าใจว่าสิ่งนี้เป็นไปได้อย่างไร” กับ “มันเป็นไปไม่ได้เลย” หนึ่งในนั้นรู้สึกละอายใจที่จะยอมรับ หนึ่งในสองเราเป็นนักคณิตศาสตร์และเป็นเลิศ แต่เมื่อการคำนวณของเขาแสดงให้เห็นว่าเนื้อโลกไม่สามารถเคลื่อนย้ายทวีปได้ เขาไม่คิดว่าทฤษฎีที่ใช้คำนวณนั้นผิดด้วยซ้ำ ชื่อของเขาคือเซอร์แฮโรลด์ เจฟฟรีส์ และปัญหาของเขาคือเขาขาดจินตนาการอย่างชัดเจน เพราะไม่เพียงแต่โครงร่างของทวีปทั้งสองฝั่งมหาสมุทรแอตแลนติกเท่านั้นที่ตรงกัน จากมุมมองของธรณีวิทยาและบรรพชีวินวิทยาทุกอย่างก็มาบรรจบกัน ตัวอย่างเช่น ซากฟอสซิลของสัตว์ร้ายที่มีชื่อว่า มีโซซอร์ซึ่งมีชีวิตอยู่เมื่อ 270 ล้านปีก่อนทั้งในอเมริกาใต้และแอฟริกา ไม่น่าเป็นไปได้ที่เมโซซอร์จะว่ายข้ามมหาสมุทรแอตแลนติก ค่อนข้างจะอาศัยอยู่บนแพงเจีย โดยสามารถตั้งถิ่นฐานข้ามทั้งสองทวีปได้เมื่อยังไม่ได้แยกจากกัน

อย่างไรก็ตาม ในช่วงทศวรรษที่ 60 ของศตวรรษที่ 20 แนวคิดของ Wegener ได้รับการยอมรับ และทฤษฎี "การเคลื่อนตัวของทวีป" ของเขาได้รับการก่อตั้งขึ้นในทางวิทยาศาสตร์ ในการประชุมของนักธรณีวิทยาชั้นนำ ชายหนุ่มคนหนึ่งชื่อเอ็ดเวิร์ด บัลลาร์ด ซึ่งมีลักษณะคล้ายกับพอนเดอร์ ทูปส์อย่างใกล้ชิด และเพื่อนร่วมงานอีกสองคนได้สาธิตความสามารถของอุปกรณ์ใหม่ในขณะนั้นที่เรียกว่าคอมพิวเตอร์ พวกเขามอบหมายให้เครื่องจักรค้นหาคู่ที่ดีที่สุด ไม่เพียงแต่ระหว่างแอฟริกากับอเมริกาใต้เท่านั้น แต่ยังรวมถึงด้วย ทวีปอเมริกาเหนือเช่นเดียวกับยุโรป โดยคำนึงถึงความเป็นไปได้แต่มีการเปลี่ยนแปลงเล็กน้อย แทนที่จะใช้รูปทรงปัจจุบันของแนวชายฝั่งซึ่งไม่ใช่ความคิดที่สดใสนักในการเริ่มต้น โดยปล่อยให้ฝ่ายตรงข้ามของทฤษฎีดริฟท์โต้แย้งว่าทวีปต่างๆ ไม่ตรงกัน นักวิทยาศาสตร์รุ่นเยาว์ใช้โครงร่างที่สอดคล้องกับความลึก 3,200 ฟุต ( ต่ำกว่าระดับน้ำทะเล 1,000 ม.) เนื่องจากตามความเห็นของพวกเขา มันถูกกัดเซาะน้อยกว่า รูปทรงเข้ากันได้ดีและธรณีวิทยาก็เยี่ยมมาก และแม้ว่าผู้คนในที่ประชุมจะยังไม่เห็นพ้องต้องกัน แต่ในที่สุดทฤษฎีการเคลื่อนที่ของทวีปก็ได้รับการยอมรับบ้าง

วันนี้เรามีหลักฐานและความเข้าใจที่ชัดเจนเกี่ยวกับกลไกการดริฟท์มากขึ้น ในภาคกลาง มหาสมุทรแอตแลนติกกึ่งกลางระหว่างอเมริกาใต้และแอฟริกา หนึ่งในสันเขากลางมหาสมุทรทอดยาวจากใต้ไปเหนือ (โดยวิธีนี้มีอยู่ในมหาสมุทรอื่นทั้งหมด) วัสดุภูเขาไฟพุ่งขึ้นมาจากส่วนลึกตลอดแนวสันเขาแล้วแผ่กระจายไปตามทางลาด และสิ่งนี้เกิดขึ้นมาเป็นเวลา 200 ล้านปีแล้ว คุณยังสามารถส่งเรือดำน้ำและดูกระบวนการได้อีกด้วย แน่นอนว่าทั้งชีวิตคงไม่เพียงพอที่จะสังเกตเห็นสิ่งนี้ แต่อเมริกากำลังย้ายออกจากแอฟริกาในอัตรา 3/4 นิ้ว (2 ซม.) ต่อปี เล็บของเราเติบโตด้วยความเร็วประมาณเดียวกัน อย่างไรก็ตาม อุปกรณ์สมัยใหม่สามารถบันทึกการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ได้

หลักฐานที่ชัดเจนที่สุดของการเคลื่อนตัวของทวีปมาจากสนามแม่เหล็กของโลก หินทั้งสองข้างของสันเขามีรูปแบบแถบแม่เหล็กที่น่าสงสัยซึ่งเปลี่ยนขั้วจากเหนือไปใต้และกลับมาอีกครั้ง โดยลวดลายบนเนินทั้งสองมีความสมมาตร ซึ่งหมายความว่าแถบดังกล่าวจะแข็งตัวในสนามแม่เหล็กขณะที่พวกมันเย็นตัวลง เมื่อไดนาโมของโลกเปลี่ยนขั้วเป็นครั้งคราว หินบนสันเขาก็กลายเป็นแม่เหล็กในสนามของมัน จากนั้น หลังจากที่หินที่ถูกแม่เหล็กแยกออกจากกัน ก็ปรากฏลวดลายที่เหมือนกันที่ด้านตรงข้ามของสันเขา

พื้นผิวโลกไม่ใช่ทรงกลมทึบ ทั้งทวีปและพื้นมหาสมุทรลอยอยู่บนแผ่นแข็งขนาดใหญ่โดยเฉพาะที่สามารถเคลื่อนตัวออกจากกันได้เมื่อแมกมาซึมเข้าไประหว่างทั้งสอง (และส่วนใหญ่มักเกิดขึ้นเนื่องจากการหมุนเวียนในเนื้อโลก เจฟฟรีส์ไม่รู้ทุกสิ่งที่เรารู้เกี่ยวกับการเคลื่อนที่ของเนื้อโลก) มีแผ่นเปลือกโลกประมาณโหล มีความกว้างตั้งแต่หกร้อย (1,000 กม.) ถึงหกพัน (10,000 กม.) ไมล์ และหมุนวนตลอดเวลา เมื่อขอบเขตสัมผัส ถู และเลื่อน แผ่นดินไหวและภูเขาไฟระเบิดจะเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่อง โดยเฉพาะในแถบไฟแปซิฟิกซึ่งทอดยาวไปตามขอบมหาสมุทรแปซิฟิกทั้งหมดและรวมถึงชายฝั่งตะวันตกของชิลี อเมริกากลาง สหรัฐอเมริกา และเลยหมู่เกาะญี่ปุ่นและ นิวซีแลนด์- พวกมันทั้งหมดอยู่บนขอบของแผ่นหินขนาดยักษ์แผ่นเดียว เมื่อแผ่นเปลือกโลกชนกัน ภูเขาก็เกิดขึ้น แผ่นหนึ่งจะจบลงใต้อีกแผ่นหนึ่งแล้วยกขึ้น บดขยี้และบดขยี้ขอบของมัน อินเดียไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของทวีปเอเชียเลย มันแค่ชนเข้ากับมันทำให้เกิดภูเขาที่สูงที่สุดในโลก - เทือกเขาหิมาลัย มันเร่งความเร็วมากจนยังคงเคลื่อนไหวต่อไป และเทือกเขาหิมาลัยก็เติบโตขึ้น

(c) Discworld Science, เทอร์รี่ แพรทเชตต์, แจ็ค โคเฮน, เอียน สจ๊วร์ต(โดยทั่วไป ให้อ่านหนังสือเล่มนี้ คุณจะไม่พบคำแนะนำที่ดีกว่านี้ในรูปแบบความบันเทิง (แต่โดยหลักการแล้ว ก่อนหน้านั้น คุณจะต้องทำความคุ้นเคยกับซีรี่ส์ "Discworld" ของ Pratchett ในรูปแบบบรรณานุกรมที่ไม่เรียงลำดับตามความนิยม)

วิดีโอสนามแม่เหล็กจาก Roscosmos:

เข็มทิศทำงานอย่างไร?

ใครไม่เคยเห็นเข็มทิศบ้าง? สิ่งเล็กๆ ที่ดูเหมือนนาฬิกาด้วยมือข้างเดียว คุณบิดมันแล้วหมุน แต่ลูกศรกลับดื้อรั้นไปในทิศทางเดียว เข็มของเข็มทิศเป็นแม่เหล็กที่หมุนอย่างอิสระบนเข็ม หลักการทำงานของเข็มทิศแม่เหล็กนั้นขึ้นอยู่กับแรงดึงดูดและแรงผลักของแม่เหล็กสองตัว ขั้วตรงข้ามของแม่เหล็กจะดูดเหมือนขั้วผลักกัน โลกของเราก็เป็นแม่เหล็กเช่นกัน ความแข็งแกร่งของมันมีขนาดเล็ก แต่ไม่เพียงพอที่จะปรากฏบนแม่เหล็กอันหนักหน่วง อย่างไรก็ตาม เข็มเข็มทิศแบบเบาซึ่งวางอยู่บนเข็มก็หมุนได้ภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็กขนาดเล็กเช่นกัน

เข็มทิศกีฬา

เพื่อไม่ให้เข็มของเข็มทิศห้อย แต่แสดงทิศทางได้ชัดเจนไม่ว่าจะสั่น ก็ต้องมีแม่เหล็กแรงมาก ในเข็มทิศกีฬา หลอดไฟที่มีลูกศรจะเต็มไปด้วยของเหลว ไม่กัดกร่อนสำหรับชิ้นส่วนพลาสติกและโลหะ ไม่เป็นน้ำแข็งในอุณหภูมิฤดูหนาว ฟองอากาศที่เหลืออยู่ในขวดทำหน้าที่เป็นตัวบ่งชี้ระดับเพื่อปรับทิศทางเข็มทิศในระนาบแนวนอน

ผู้นำในการศึกษาสนามแม่เหล็กของโลกเป็นของนักวิทยาศาสตร์ชาวอังกฤษ William Gilbert ในหนังสือของเขาเรื่อง On the Magnet, Magnetic Bodies and the Great Magnet - the Earth, ซึ่งตีพิมพ์ในปี 1600 เขาได้นำเสนอโลกในรูปแบบของแม่เหล็กถาวรขนาดยักษ์ ซึ่งมีแกนไม่ตรงกับแกนการหมุนของวัตถุ โลก. มุมระหว่างแกนหมุนกับแกนแม่เหล็กเรียกว่าการปฏิเสธแม่เหล็ก

ผลจากความคลาดเคลื่อนนี้ จึงไม่เป็นความจริงเลยที่จะบอกว่าเข็มเข็มทิศชี้ไปทางทิศเหนือเสมอ มันชี้ไปยังจุดที่อยู่ห่างจากขั้วโลกเหนือ 2,100 กม. บนเกาะซอมเมอร์เซ็ท (พิกัดคือ 75 °, 6 N, 101 ° W - ข้อมูลสำหรับปี 1965) ขั้วแม่เหล็กของโลกกำลังลอยอย่างช้าๆ นอกจากข้อผิดพลาดในทิศทางของลูกศร (เราจะเรียกมันว่าเป็นระบบ) เราต้องไม่ลืมสาเหตุอื่นที่ทำให้เข็มทิศทำงานไม่ถูกต้อง:

• วัตถุโลหะหรือแม่เหล็กที่อยู่ใกล้เข็มทิศจะเบนเข็ม
• อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ที่เป็นแหล่งกำเนิดของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า
• แหล่งแร่ – แร่โลหะ
• พายุแม่เหล็กที่เกิดขึ้นในช่วงหลายปีที่มีกิจกรรมสุริยะรุนแรงจะบิดเบือนสนามแม่เหล็กของโลก

ตอนนี้ลองตอบคำถามสำหรับคนฉลาด:

และในขณะที่คุณกำลังคิดอยู่ ฉันจะให้คุณบางส่วน ข้อเท็จจริงที่น่าสนใจเกี่ยวกับสนามแม่เหล็กโลก

ปรากฎว่ามันอ่อนตัวลงประมาณ 0.5% ทุกๆ 10 ปี ตามการประมาณการต่างๆ มันจะหายไปใน 1-2 พันปี สันนิษฐานว่าในขณะนี้จะเกิดการกลับขั้วระหว่างแม่เหล็กกับโลก หลังจากนั้นสนามจะเริ่มเพิ่มขึ้นอีกครั้งแต่ขั้วแม่เหล็กเหนือและใต้จะเปลี่ยนสถานที่ เชื่อกันว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นกับโลกของเราหลายครั้ง

ปรากฎว่า นกอพยพพวกเขายังนำทาง "ด้วยเข็มทิศ" หรือพูดให้ละเอียดกว่านั้นคือสนามแม่เหล็กของโลกทำหน้าที่เป็นแนวทางสำหรับพวกเขา เมื่อเร็ว ๆ นี้ นักวิทยาศาสตร์ได้เรียนรู้ว่านกมี "เข็มทิศ" แม่เหล็กขนาดเล็กในบริเวณดวงตาซึ่งเป็นสนามเนื้อเยื่อเล็ก ๆ ที่มีผลึกแมกนีไทต์ตั้งอยู่ซึ่งมีความสามารถในการดึงดูดแม่เหล็กในสนามแม่เหล็ก

คุณสามารถสร้างเข็มทิศง่ายๆ ได้ด้วยตัวเอง ในการดำเนินการนี้ ให้วางเข็มเย็บผ้าไว้ข้างแม่เหล็กเป็นเวลาหลายวัน หลังจากนี้เข็มจะถูกแม่เหล็ก หลังจากชุบไขมันหรือน้ำมันแล้ว ให้ค่อยๆ ลดเข็มลงบนพื้นผิวของน้ำที่เทลงในถ้วย ไขมันจะไม่ปล่อยให้จม แต่เข็มจะหมุนจากเหนือลงใต้ (หรือกลับกัน :)

คุณประทับใจไหม? ตอนนี้คุณสามารถตรวจสอบคำตอบของคุณสำหรับคำถาม:

• คุณคิดว่าเข็มเข็มทิศจะชี้ไปที่ใดหากคุณอยู่ระหว่างขั้วโลกเหนือกับขั้วแม่เหล็กทิศเหนือ
  - ปลายลูกศรด้านเหนือจะชี้... ไปทางทิศใต้ และทางใต้สุด - ไปทางทิศเหนือ!
• ลูกศรชี้ไปที่ใดเมื่อเข็มทิศอยู่ใกล้ขั้วแม่เหล็ก?
  - ปรากฎว่าลูกศรที่ห้อยอยู่บนเกลียวในบริเวณขั้วแม่เหล็กมีแนวโน้มที่จะหมุนกลับ... ลงไปตามเส้นแม่เหล็กของโลก!
• ถ้าใช้เข็มทิศนำทางแล้วเดินไปทางทิศตะวันออกเฉียงเหนืออย่างเคร่งครัดเป็นเวลานานแล้วจะไปสิ้นสุดที่ไหน?
  – คุณจะมาถึงขั้วแม่เหล็กทิศเหนือ! ลองติดตามเส้นทางของคุณบนโลกดูสิ กลายเป็นเส้นทางที่น่าสนใจมาก

และนี่คือลักษณะของเข็มทิศทะเลบนเรือของโคลัมบัส

เราหวังว่าคุณจะสนุกกับเนื้อหานี้ ถ้าใช่ เราจะสร้างสิ่งที่แตกต่างกันเหล่านี้ให้มากขึ้น!

หากคุณพบข้อผิดพลาด โปรดเน้นข้อความและคลิก Ctrl+ป้อน.

ยอดวิว: 373

โครงสร้างและลักษณะของสนามแม่เหล็กโลก

ที่ระยะห่างจากพื้นผิวโลกเพียงเล็กน้อย เส้นสนามแม่เหล็กจะมีรัศมีประมาณ 3 เส้นมีการจัดเรียงแบบไดโพล บริเวณนี้เรียกว่า พลาสมาสเฟียร์โลก.

เมื่อคุณเคลื่อนตัวออกห่างจากพื้นผิวโลก อิทธิพลของลมสุริยะจะเพิ่มขึ้น โดยที่ด้านดวงอาทิตย์ สนามแม่เหล็กโลกจะถูกบีบอัด และด้านตรงข้ามของดวงอาทิตย์ สนามแม่เหล็กโลกจะขยายเป็น "หาง" ยาว

พลาสโมสเฟียร์

กระแสในชั้นบรรยากาศรอบนอกมีผลกระทบอย่างเห็นได้ชัดต่อสนามแม่เหล็กบนพื้นผิวโลก เป็นบริเวณชั้นบรรยากาศชั้นบนที่ทอดยาวจากระดับความสูงประมาณ 100 กม. ขึ้นไป ประกอบด้วยไอออนจำนวนมาก พลาสมาถูกยึดโดยสนามแม่เหล็กของโลก แต่สถานะของมันจะถูกกำหนดโดยอันตรกิริยาของสนามแม่เหล็กโลกกับลมสุริยะ ซึ่งอธิบายความเชื่อมโยงระหว่างพายุแม่เหล็กบนโลกกับเปลวสุริยะ

ตัวเลือกฟิลด์

จุดบนโลกที่มีความแรงของสนามแม่เหล็กมีทิศทางแนวตั้งเรียกว่าขั้วแม่เหล็ก มีจุดดังกล่าวอยู่สองจุดบนโลก: ขั้วแม่เหล็กเหนือและขั้วแม่เหล็กใต้

เส้นตรงที่ผ่านขั้วแม่เหล็กเรียกว่าแกนแม่เหล็กของโลก วงกลมใหญ่ในระนาบที่ตั้งฉากกับแกนแม่เหล็กเรียกว่าเส้นศูนย์สูตรแม่เหล็ก เวกเตอร์สนามแม่เหล็กที่จุดเส้นศูนย์สูตรแม่เหล็กมีทิศทางแนวนอนโดยประมาณ

สนามแม่เหล็กของโลกมีลักษณะเฉพาะโดยการรบกวนที่เรียกว่าการเต้นของคลื่นแม่เหล็กโลก เนื่องจากการกระตุ้นของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าในสนามแม่เหล็กโลก ช่วงความถี่ของระลอกคลื่นขยายจากมิลลิเฮิรตซ์ถึงหนึ่งกิโลเฮิรตซ์

เส้นเมริเดียนแม่เหล็ก

เส้นเมอริเดียนแม่เหล็กคือเส้นโครงของเส้นสนามแม่เหล็กของโลกลงบนพื้นผิว เส้นโค้งที่ซับซ้อนมาบรรจบกันที่ขั้วแม่เหล็กเหนือและใต้ของโลก

สมมติฐานเกี่ยวกับธรรมชาติของสนามแม่เหล็กโลก

เมื่อเร็ว ๆ นี้ มีการพัฒนาสมมติฐานที่เชื่อมโยงการเกิดขึ้นของสนามแม่เหล็กโลกกับการไหลของกระแสในแกนโลหะเหลว คาดว่าโซนที่กลไก "ไดนาโมแม่เหล็ก" ทำงานอยู่ที่ระยะ 0.25-0.3 รัศมีโลก กลไกการสร้างสนามแม่เหล็กที่คล้ายกันอาจเกิดขึ้นบนดาวเคราะห์ดวงอื่น โดยเฉพาะในแกนกลางของดาวพฤหัสบดีและดาวเสาร์ (ตามสมมติฐานบางประการ ประกอบด้วยไฮโดรเจนที่เป็นโลหะเหลว)

การเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กโลก

สิ่งนี้ได้รับการยืนยันจากการเพิ่มขึ้นของมุมเปิดของจุดยอด (ช่องว่างขั้วโลกในสนามแม่เหล็กทางตอนเหนือและใต้) ที่เพิ่มขึ้นในปัจจุบัน ซึ่งสูงถึง 45° ในช่วงกลางทศวรรษ 1990 วัสดุรังสีจากลมสุริยะ พื้นที่ระหว่างดาวเคราะห์ และรังสีคอสมิกพุ่งเข้าไปในช่องว่างที่กว้างขึ้น ซึ่งส่งผลให้สสารและพลังงานเข้าสู่บริเวณขั้วโลกมากขึ้น ซึ่งอาจนำไปสู่การให้ความร้อนเพิ่มเติมของฝาครอบขั้วโลก

พิกัดแม่เหล็กโลก (พิกัดแมคอิลเวน)

ฟิสิกส์รังสีคอสมิกใช้พิกัดเฉพาะในสนามแม่เหล็กโลกอย่างกว้างขวาง ซึ่งตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์ คาร์ล แมคอิลเวน ( คาร์ล แมคอิลเวน) ซึ่งเป็นคนแรกที่เสนอการใช้งาน เนื่องจากขึ้นอยู่กับค่าคงที่ของการเคลื่อนที่ของอนุภาคในสนามแม่เหล็ก จุดในสนามไดโพลมีลักษณะเป็นสองพิกัด (L, B) โดยที่ L คือสิ่งที่เรียกว่าเปลือกแม่เหล็ก หรือพารามิเตอร์ McIlwain L-เชลล์, ค่า L, พารามิเตอร์ L ของ McIlwain ), B - การเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็ก (ปกติจะเป็น G) พารามิเตอร์ของเปลือกแม่เหล็กมักจะถือเป็นค่า L เท่ากับอัตราส่วนระยะทางเฉลี่ยของเปลือกแม่เหล็กจริงจากจุดศูนย์กลางของโลกในระนาบของเส้นศูนย์สูตรแม่เหล็กโลกถึงรัศมีของโลก -

ประวัติความเป็นมาของการวิจัย

ความสามารถของวัตถุแม่เหล็กที่จะตั้งอยู่ในทิศทางใดทิศทางหนึ่งนั้นเป็นที่รู้กันในหมู่ชาวจีนเมื่อหลายพันปีก่อน

ในปี 1544 นักวิทยาศาสตร์ชาวเยอรมัน Georg Hartmann ค้นพบความโน้มเอียงของแม่เหล็ก ความเอียงของสนามแม่เหล็กคือมุมที่เข็มเบี่ยงเบนไปจากระนาบแนวนอนขึ้นหรือลงภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็กโลก ในซีกโลกทางเหนือของเส้นศูนย์สูตรแม่เหล็ก (ซึ่งไม่ตรงกับเส้นศูนย์สูตรทางภูมิศาสตร์) ปลายด้านเหนือของลูกศรเบี่ยงเบนลงทางทิศใต้ - ในทางกลับกัน ที่เส้นศูนย์สูตรแม่เหล็ก เส้นสนามแม่เหล็กจะขนานกับพื้นผิวโลก

ข้อสันนิษฐานแรกเกี่ยวกับการมีอยู่ของสนามแม่เหล็กโลกซึ่งทำให้เกิดพฤติกรรมของวัตถุที่ถูกแม่เหล็กนั้นเกิดขึ้นโดยแพทย์ชาวอังกฤษและนักปรัชญาธรรมชาติ วิลเลียม กิลเบิร์ต วิลเลียม กิลเบิร์ต) ในปี 1600 ในหนังสือของเขาเรื่อง On the Magnet (“De Magnete”) ซึ่งเขาบรรยายถึงการทดลองกับลูกบอลแร่แม่เหล็กและลูกศรเหล็กขนาดเล็ก กิลเบิร์ตได้ข้อสรุปว่าโลกเป็นแม่เหล็กขนาดใหญ่ ข้อสังเกตของนักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษ Henry Gellibrand เฮนรี่ เกลลิแบรนด์) แสดงให้เห็นว่าสนามแม่เหล็กโลกไม่คงที่ แต่จะเปลี่ยนแปลงอย่างช้าๆ

มุมที่เข็มแม่เหล็กเบี่ยงเบนจากทิศเหนือ-ใต้เรียกว่าการปฏิเสธแม่เหล็ก คริสโตเฟอร์ โคลัมบัสค้นพบว่าการเสื่อมของสนามแม่เหล็กไม่คงที่ แต่เปลี่ยนแปลงไปตามการเปลี่ยนแปลงของพิกัดทางภูมิศาสตร์ การค้นพบของโคลัมบัสเป็นแรงผลักดันให้เกิดการศึกษาสนามแม่เหล็กโลกครั้งใหม่ ลูกเรือต้องการข้อมูลเกี่ยวกับสนามแม่เหล็กนี้ ในปี 1759 นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย M.V. Lomonosov ได้ให้คำแนะนำอันทรงคุณค่าในการเพิ่มความแม่นยำในการอ่านเข็มทิศในรายงานของเขา เพื่อศึกษาสนามแม่เหล็กภาคพื้นดิน M.V. Lomonosov แนะนำให้จัดเครือข่ายจุดถาวร (หอดูดาว) เพื่อดำเนินการสังเกตการณ์ทางแม่เหล็กอย่างเป็นระบบ การสังเกตการณ์ดังกล่าวจะต้องดำเนินการอย่างกว้างขวางในทะเล ความคิดของ Lomonosov ในการจัดหอดูดาวแม่เหล็กนั้นเกิดขึ้นจริงในรัสเซียเพียง 60 ปีต่อมา

ในปี ค.ศ. 1831 นักสำรวจขั้วโลกชาวอังกฤษ จอห์น รอสส์ ค้นพบขั้วแม่เหล็กในหมู่เกาะแคนาดา ซึ่งเป็นบริเวณที่เข็มแม่เหล็กอยู่ในตำแหน่งแนวตั้ง กล่าวคือ ความเอียงคือ 90° ในปี ค.ศ. 1841 James Ross (หลานชายของ John Ross) ไปถึงขั้วแม่เหล็กอีกขั้วหนึ่งของโลกซึ่งตั้งอยู่ในทวีปแอนตาร์กติกา

คาร์ล เกาส์ (เยอรมัน) คาร์ล ฟรีดริช เกาส์) หยิบยกทฤษฎีเกี่ยวกับกำเนิดของสนามแม่เหล็กของโลกและในปี พ.ศ. 2382 พิสูจน์ว่าส่วนหลักของมันออกมาจากโลกและต้องค้นหาสาเหตุของการเบี่ยงเบนเล็กน้อยในค่าของมันในสภาพแวดล้อมภายนอก

ดูเพิ่มเติม

• อินเตอร์แมกเนติก ( ภาษาอังกฤษ)

หมายเหตุ

วรรณกรรม

• ศิวะคิน ดี.วี. หลักสูตรทั่วไปฟิสิกส์. - เอ็ด ประการที่ 4 โปรเฟสเซอร์ - ม.: ฟิซแมทลิต; สำนักพิมพ์ MIPT, 2547. - T. III. ไฟฟ้า. - 656 ส. - ไอ 5-9221-0227-3; ไอ 5-89155-086-5.
• Koshkin N.I. , Shirkevich M.G.คู่มือฟิสิกส์เบื้องต้น - อ.: วิทยาศาสตร์, 2519.
• N.V. Koronovskyสนามแม่เหล็กทางธรณีวิทยาของโลกในอดีต วารสารการศึกษาของโซรอส, N5, 1996, หน้า. 56-63

ลิงค์

แผนที่การกระจัดของขั้วแม่เหล็กโลกในช่วงปี 1600 ถึง 1995

ข้อมูลอื่น ๆ ในหัวข้อ

• การกลับตัวของสนามแม่เหล็กในประวัติศาสตร์ทางธรณีวิทยาของโลก
• อิทธิพลของการกลับตัวของสนามแม่เหล็กต่อสภาพอากาศและวิวัฒนาการของสิ่งมีชีวิตบนโลก

มูลนิธิวิกิมีเดีย

2010.

ดูว่า "สนามแม่เหล็กของโลก" ในพจนานุกรมอื่น ๆ คืออะไร: ระยะทาง? 3R= (R= รัศมีของโลก) สอดคล้องกับสนามแม่เหล็กของลูกบอลที่มีสนามแม่เหล็กสม่ำเสมอและมีความแรงของสนามแม่เหล็กโดยประมาณ 55 7 A/m (0.70 Oe) ที่ขั้วแม่เหล็กของโลก และ 33.4 A/m (0.42 Oe) ที่เส้นศูนย์สูตรแม่เหล็ก ที่ระยะ 3R สนามแม่เหล็ก... ...

พื้นที่รอบโลกซึ่งค้นพบพลังแม่เหล็กของโลก สนามแม่เหล็กของโลกมีลักษณะเฉพาะด้วยเวกเตอร์ความแรง ความเอียงของแม่เหล็ก และการปฏิเสธของแม่เหล็ก เอ็ดเวิร์ด. ทหารอัจฉริยะ พจนานุกรมการเดินเรือ, 2010 ... พจนานุกรมทางทะเล

สนามแม่เหล็กโลก- - [Ya.N.Luginsky, M.S.Fezi Zhilinskaya, Yu.S.Kabirov พจนานุกรมภาษาอังกฤษเป็นภาษารัสเซียเกี่ยวกับวิศวกรรมไฟฟ้าและวิศวกรรมพลังงาน มอสโก 2542] หัวข้อวิศวกรรมไฟฟ้า แนวคิดพื้นฐาน สนามแม่เหล็กของ EN Earth ... คู่มือนักแปลทางเทคนิค

อ้างอิง

Gauss (การกำหนดของรัสเซีย Гс, สากล - G) เป็นหน่วยวัดการเหนี่ยวนำแม่เหล็กในระบบ CGS ตั้งชื่อตามนักฟิสิกส์และนักคณิตศาสตร์ชาวเยอรมัน คาร์ล ฟรีดริช เกาส์

1 กรัม = 100 µT;

1 T = 104 Gs

สามารถแสดงผ่านหน่วยการวัดพื้นฐานของระบบ CGS ได้ดังนี้ 1 Gs = 1 g 1/2 .cm −1/2 .s −1

ประสบการณ์

แหล่งที่มา:หนังสือเรียนฟิสิกส์เรื่องแม่เหล็ก หลักสูตรเบิร์กลีย์

หัวข้อ: มสนามแม่เหล็กในสสาร

เป้า:ค้นหาว่าสสารต่างๆ มีปฏิกิริยาอย่างไรต่อสนามแม่เหล็ก

ลองจินตนาการถึงการทดลองบางอย่างกับสนามที่แข็งแกร่งมาก สมมติว่าเราทำโซลินอยด์ที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน 10 ซม. และยาว 40 ซม.

1. การออกแบบคอยล์ที่สร้างสนามแม่เหล็กแรงสูง แสดงให้เห็นภาพตัดขวางของขดลวดที่น้ำหล่อเย็นไหลผ่าน 2. เส้นโค้งขนาดสนาม B 2 บนแกนคอยล์

เส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกคือ 40 ซม. และพื้นที่ส่วนใหญ่เต็มไปด้วยขดลวดทองแดง ขดลวดดังกล่าวจะมีสนามคงที่ 30,000 gsตรงกลางถ้าเอาเงินมา 400 กิโลวัตต์ค่าไฟฟ้าและน้ำประปาประมาณ 120 ลต่อนาทีเพื่อขจัดความร้อน

ข้อมูลเฉพาะเหล่านี้มอบให้เพื่อแสดงให้เห็นว่าแม้ว่าอุปกรณ์จะไม่มีอะไรพิเศษ แต่ก็ยังเป็นแม่เหล็กในห้องปฏิบัติการที่น่านับถือ

ขนาดของสนามแม่เหล็กที่ศูนย์กลางแม่เหล็กคือประมาณ 10 ถึง 5 เท่าของสนามแม่เหล็กโลก และอาจแรงกว่าสนามแม่เหล็กที่อยู่ใกล้แท่งเหล็กหรือแม่เหล็กเกือกม้าถึง 5 หรือ 10 เท่า!

ใกล้กับศูนย์กลางของโซลินอยด์ สนามจะค่อนข้างสม่ำเสมอและลดลงประมาณครึ่งหนึ่งบนแกนใกล้กับปลายขดลวด

ข้อสรุป

ดังที่การทดลองแสดงให้เห็น ความแรงของสนามแม่เหล็ก (นั่นคือ การเหนี่ยวนำหรือความเข้ม) ทั้งภายในและภายนอกแม่เหล็กนั้นมีขนาดใหญ่กว่าสนามแม่เหล็กเกือบห้าเท่า ดังที่การทดลองแสดงให้เห็น

นอกจากนี้ แค่สองครั้ง ไม่ใช่ "ในบางครั้ง!" - มันเล็กกว่านอกแม่เหล็ก

และในขณะเดียวกันก็มีพลังมากกว่าแม่เหล็กถาวรทั่วไปถึง 5-10 เท่า

ความแรงของสนามดินเฉลี่ยที่พื้นผิวอยู่ที่ประมาณ 0.5 Oe (5.10 -5 เทสลา)

อย่างไรก็ตาม ห่างจากแม่เหล็กดังกล่าวไปไม่กี่ร้อยเมตร (หรือหลายสิบ) เข็มเข็มทิศแม่เหล็กก็ไม่ตอบสนองต่อการเปิดหรือปิดกระแสไฟฟ้า

ในเวลาเดียวกัน มันก็ตอบสนองได้ดีต่อสนามโลกหรือความผิดปกติของมันเมื่อใด การเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยบทบัญญัติ สิ่งนี้หมายความว่าอย่างไร?

ประการแรก เกี่ยวกับตัวเลขที่ประเมินต่ำเกินไปอย่างชัดเจนสำหรับการเหนี่ยวนำของสนามแม่เหล็กโลก - นั่นคือไม่ใช่การเหนี่ยวนำ แต่วิธีที่เราวัดมัน

เราวัดปฏิกิริยาของเฟรมกับกระแส มุมการหมุนของเฟรมในสนามแม่เหล็กโลก

แมกนีโตมิเตอร์ใด ๆ ถูกสร้างขึ้นบนหลักการวัดไม่โดยตรง แต่โดยอ้อม:

โดยธรรมชาติของการเปลี่ยนแปลงค่าแรงดึงเท่านั้น

เฉพาะบนพื้นผิวโลก ใกล้กับชั้นบรรยากาศ และในอวกาศใกล้

เราไม่ทราบแหล่งที่มาของสนามด้วยค่าสูงสุดที่เฉพาะเจาะจง เรากำลังวัดความแตกต่างของความแรงของสนามที่จุดต่างๆ เท่านั้น และการไล่ระดับความเข้มไม่เปลี่ยนแปลงมากเกินไปตามความสูง ไม่มีการคำนวณทางคณิตศาสตร์เพื่อกำหนดค่าสูงสุดเมื่อใช้วิธีการแบบคลาสสิกที่นี่

ผลของสนามแม่เหล็ก--การทดลอง

เป็นที่ทราบกันดีว่าแม้แต่สนามแม่เหล็กแรงสูงก็แทบไม่มีผลกระทบต่อกระบวนการทางเคมีและชีวเคมี คุณสามารถวางมือ (โดยไม่ต้องใส่นาฬิกา!) ลงในโซลินอยด์ที่มีสนามขนาด 30 กกโดยไม่มีผลกระทบใดๆ ที่เห็นได้ชัดเจน เป็นการยากที่จะบอกว่ามือของคุณเป็นสารประเภทใด - พาราแมกเนติกหรือไดอะแมกเนติก แต่แรงที่กระทำกับมันจะไม่เกินสองสามกรัม หนูทุกชั่วอายุคนได้รับการผสมพันธุ์และเลี้ยงในสนามแม่เหล็กแรงสูงซึ่งไม่ส่งผลต่อพวกมันอย่างเห็นได้ชัด การทดลองทางชีววิทยาอื่นๆ ยังไม่พบผลกระทบทางแม่เหล็กที่น่าสังเกตต่อกระบวนการทางชีววิทยา

สิ่งสำคัญที่ต้องจำ!

เป็นการผิดที่จะสรุปว่าผลอ่อนมักจะผ่านไปโดยไม่มีผลตามมา เหตุผลดังกล่าวอาจนำไปสู่ข้อสรุปว่าแรงโน้มถ่วงไม่มีนัยสำคัญด้านพลังงานในระดับโมเลกุล แต่ต้นไม้บนไหล่เขายังคงเติบโตในแนวตั้ง เห็นได้ชัดว่าคำอธิบายอยู่ที่แรงทั้งหมดที่กระทำต่อวัตถุทางชีววิทยาซึ่งมีขนาดใหญ่กว่าขนาดของโมเลกุลมาก อันที่จริง มีการทดลองปรากฏการณ์ที่คล้ายกัน (“เขตร้อน”) ไว้ด้วย ในกรณีของต้นกล้าที่เติบโตในที่ที่มีสนามแม่เหล็กที่ไม่สม่ำเสมอมาก

อย่างไรก็ตาม หากคุณวางศีรษะของคุณในสนามแม่เหล็กแรงสูงและเขย่า คุณจะ "ลิ้มรส" กระแสไฟฟ้าในปากของคุณ ซึ่งเป็นหลักฐานของการมีอยู่ของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ

เมื่อทำปฏิกิริยากับสสาร บทบาทของสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้าจะแตกต่างกัน เนื่องจากอะตอมและโมเลกุลประกอบด้วยประจุไฟฟ้าที่เคลื่อนที่ช้าๆ แรงไฟฟ้าจึงมีอิทธิพลเหนือแรงแม่เหล็กในกระบวนการโมเลกุล

ข้อสรุป

ผลกระทบของสนามแม่เหล็กของแม่เหล็กดังกล่าวต่อวัตถุทางชีวภาพนั้นไม่มีอะไรมากไปกว่าการถูกยุงกัด ใดๆ สิ่งมีชีวิตหรือพืชอยู่ภายใต้อิทธิพลของแม่เหล็กโลกที่แข็งแกร่งกว่ามากอย่างต่อเนื่อง

ดังนั้นผลของสนามที่วัดไม่ถูกต้องจึงไม่สังเกตเห็นได้ชัดเจน

การคำนวณ

1 เกาส์ = 1 10 -4 เทสลา

หน่วยของความแรงของสนามแม่เหล็กโลก (T) ในระบบ Cu คือ แอมแปร์ต่อเมตร (A/m) อีกหน่วยหนึ่งคือ เออร์สเตด (E) หรือแกมมา (G) ซึ่งเท่ากับ 10 -5 Oe ก็ใช้ในการสำรวจแร่แม่เหล็กเช่นกัน อย่างไรก็ตาม พารามิเตอร์ของสนามแม่เหล็กที่วัดได้จริงคือการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก (หรือความหนาแน่น) ฟลักซ์แม่เหล็ก- หน่วยของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กในระบบ C คือเทสลา (T) ในการสำรวจแร่แม่เหล็ก จะใช้หน่วยนาโนเทสลา (nT) ที่เล็กกว่า ซึ่งเท่ากับ 10 -9 เทสลา เนื่องจากสำหรับสภาพแวดล้อมส่วนใหญ่ที่มีการศึกษาสนามแม่เหล็ก (อากาศ น้ำ หินตะกอนที่ไม่ใช่แม่เหล็กส่วนใหญ่) สนามแม่เหล็กของโลกจึงสามารถวัดได้ในเชิงปริมาณทั้งในหน่วยของการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก (ในหน่วย nT) หรือในสนามที่สอดคล้องกัน ความแข็งแกร่ง - แกมมา

รูปนี้แสดงความแรงรวมของสนามแม่เหล็กโลกในยุคปี 1980 T isolines ถูกดึงผ่าน 4 μT (จากหนังสือ "วิธีทางธรณีฟิสิกส์ในธรณีวิทยาระดับภูมิภาค" โดย P. Sharma)

ดังนั้น

ที่ขั้ว ส่วนประกอบแนวตั้งของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กมีค่าประมาณเท่ากับ 60 μT และส่วนประกอบแนวนอนมีค่าเท่ากับศูนย์ ที่เส้นศูนย์สูตร องค์ประกอบแนวนอนจะอยู่ที่ประมาณ 30 µT และองค์ประกอบแนวตั้งเป็นศูนย์

เช่นเดียวกับที่ วิทยาศาสตร์สมัยใหม่เกี่ยวกับ geomagnetism ได้ละทิ้งหลักการพื้นฐานของแม่เหล็กมานานแล้ว แม่เหล็กสองตัวที่วางแบนซึ่งกันและกันมีแนวโน้มที่จะเชื่อมต่อกับขั้วตรงข้าม

นั่นคือตัดสินจากวลีสุดท้ายที่เส้นศูนย์สูตรไม่มีแรง (องค์ประกอบแนวตั้ง) ดึงดูดแม่เหล็กมายังโลก! น่ารังเกียจขนาดนั้น!

แม่เหล็กทั้งสองชนิดนี้ไม่ดึงดูดกันใช่ไหม? นั่นคือไม่มีแรงดึงดูด แต่มีแรงดึง? ไร้สาระ!

แต่ที่ขั้วที่มีการจัดเรียงของแม่เหล็ก มันมีอยู่ แต่แรงในแนวนอนหายไป

ยิ่งไปกว่านั้นความแตกต่างระหว่างส่วนประกอบเหล่านี้มีเพียง 2 เท่าเท่านั้น!

เราเพียงแค่เอาแม่เหล็กสองตัวมาและตรวจสอบให้แน่ใจว่าในตำแหน่งนี้แม่เหล็กจะกางออกก่อนแล้วจึงดึงดูด ขั้วโลกใต้สู่ขั้วโลกเหนือ!