Магнітні поля в природі

Попередня ↔ Наступна

Планета Земля має власним магнітним полем. Походження магнітного поля Землі пояснюють на основі динамо-ефекту. або гідромагнітного динамо. Це явище і полягає в самозбудженні магнітних полів внаслідок руху провідної рідини або газової плазми. Динамо-ефект для Землі пов'язують з конвективним рухом провідної речовини її рідкого ядра і з спливанням в цьому середовищі більш легких домішок під дією сили Архімеда. Конвективні руху піднімають силові лінії тороїдального поля (поле, лінії якого спрямовані по паралелях) і при певних умовах ці лінії можуть утворювати петлі, які потім зливаються з полоідальним полем (поле, лінії якого, як у диполя, спрямовані по меридіанах) і підсилюють його. Теорія динамо-ефекту допускає також можливість самозверненням магнітної осі - переполюсовкі магнітного поля Землі, і довгоперіодичних коливань геомагнітного поля (вікові варіації), що відображає реальні властивості земного магнітного поля.

Магнітне поле Землі, який утворює земну магнітосферу, тягнеться на відстані в

тис. км в напрямку на Сонце і на багато мільйонів кілометрів в протилежному напрямку. У поверхні Землі напруженість магнітного поля в середньому дорівнює

Е, на кордоні магнітосфери - приблизно

Е. У навколоземному просторі магнітне поле утворює магнітну пастку для заряджених частинок високих енергій, що приходять з космосу - радіаційний пояс.

З інших планет Сонячної системи лише Юпітер і Сатурн володіють власними магнітними полями, достатніми для створення стійких планетарних магнітних пасток. На Юпітері виявлено магнітні поля напруженістю до

Е і ряд характерних явищ, що вказують на значну роль магнітного поля в планетарних процесах (магнітні бурі, синхротронне випромінювання в радіодіапазоні і ін.).

Міжпланетне магнітне поле - це, головним чином, поле сонячного вітру - безперервно розширюється плазми сонячної корони. Поблизу орбіти Землі міжпланетне поле становить приблизно

Е. Силові лінії регулярного міжпланетного магнітного поля мають вигляд йдуть від сонця розкручуються спіралей. Їх форма обумовлена складанням радіального руху плазми і обертання Сонця. Магнітне поле міжпланетної плазми має секторну структуру: в одних секторах воно направлене від Сонця, в інших - до Сонця. Регулярність міжпланетного магнітного поля може порушуватися через розвиток різних видів плазмової нестійкості, проходження ударних хвиль і поширення потоків швидких заряджених частинок, народжених сонячними спалахами.

У всіх процесах на Сонце - спалахи, появі плям і протуберанців, народженні сонячних космічних променів - магнітне поле відіграє найважливішу роль. Дослідження показали, що при середньому значенні напруженості магнітного поля Сонця приблизно

Е, магнітне поле сонячних плям досягає декількох тисяч Ерстед, а протуберанці утримуються полями порядку

Е.

Відстань інших зірок не дозволяє проводити детальне дослідження їх магнітних полів. У той же час більш ніж у двісті так званих магнітних зірок виявлені поля напруженістю до

Е. Аномально великі поля (

Е) виміряні у кількох зірок -БІЛА карликів. За сучасними уявленнями напруженість магнітних полів нейтронних зірок повинна досягати значень

Е.

Для порівняння можна сказати, що в лабораторних умовах (в т.зв. взривомагнітних генераторах) вдалося створити короткоживучі магнітні поля напруженістю порядку

Е.

Магнітні поля Сонця і зірок, а також поля плям і активних областей (локальні поля) також можуть бути пояснені динамо-ефектом.

У явищах мікросвіту роль магнітних полів є не менш значущою, ніж в космічних масштабах. На відстанях порядку розміру атома (

см) магнітне поле ядра складає приблизно

Е.

У феримагнетиках (ферритах-гранатах) на ядрах входять до їх складу іонів заліза магнітне поле становить приблизно

Е, а на ядрах редкоземельного металу диспрозия -

Е.

Виключно важливу роль відіграють магнітні поля в нашій життєдіяльності - найменші зміни магнітного поля землі, викликані, наприклад, магнітними бурями, гостро відчуваються більшістю населення Землі.

Магнітні поля в природі

Схожі статті