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什么是地磁场和磁偏角

发布时间:2019-09-25 19:58 来源:未知 编辑:admin

  你好。关于磁偏角的成因还没有权威的解释,没有定论,网上有些解释,仅供参考。最有说服力的行星磁场形成理论是“磁流体电机理论”。该理论认为地球的内部构造决定了其磁场的形成与磁偏角的大小。地球由一个固态的巨大铁质内核、液态的金属地幔和岩石地壳组成。地核的温度高达 5540℃左右,高温使地核中少量原子的电子脱离原子核引力从原子状态分离出来,变成了自由电子,同时令构成地核的少量原子失去电子变成带正电的离子,这是一种典型的低温状态下的等离子体。但是这种处于地心高压下的等离子体与常压下的等离子体很不一样,它们能在地核中巨大挤压力作用下,像水中的气泡一样飘浮到地核与地幔的交界处,形成一层构成地核外层的“电子气海洋”。这层包围在地球固体铁核外的连续流动的“电子气海洋”就像一些有电流的线圈,遵循一个物理学的定律:运动的电荷产生磁场,地磁就这样形成了。 为什么会出现地磁偏角呢?如果我们了解了地球空间中物质的不对称运动,这个问题就非常好理解了。地球是在旋转中存在的,而它的内部是充满着熔融火浆的液态和等离子态物质,这些物质并不能和地球的旋转完全同步运动,因而就会使各层间甚至某一层的内部物质出现相互摩擦,这种摩擦使大量物质的一致流动出现混乱,无数个这样的混乱不断地组织起来,在它们的表面就形成了一个与地球本身自转方向不一致的能量场。此外,组成地球物质的基本粒子 —— 原子,它们本身也有自旋,并且原子的自旋总是倾向于以太阳引力的方向为旋转轴(与黄道面平行 ),从而形成了另外一个干扰地球自旋的涡旋能量场。综合这两方面的因素,地磁偏角的大致方向就形成了。当然,还有其它作用较小的外在能量场的也在这场运动的角力中起作用,如太阳黑子的爆发、太阳耀斑、日食、月球引力等造成的空间周期变化。所以星体只要存在着自转,其磁场就必然存在着磁偏角

  2013-09-11展开全部球可视为一个磁偶极(magnetic dipole),其中一极位在地理北极附近,另一极位在地理南极附近。通过这两个磁极的假想直线(磁轴)与地球的自转轴大约成11.3度的倾斜。地磁场的成因或许可以由发电机原理解释。地球的磁场向太空伸出数万公里形成地球磁圈magnetosphere)。

  地球磁圈对地球而言有屏障太阳风所挟带的带电粒子的作用。地球磁圈在白昼区(向日面)受到带电粒子的力影响而被挤压,在地球黑夜区(背日面)则向外伸出。(图片未按照比例显示。)

  概述为什么磁体能指南北呢?原来地球是一个巨大的天然磁体,它的磁场与条形磁体的磁场一样。如右图所示。

  行军、航海利用地磁场对指南针的作用来定向。人们还可以根据地磁场在地面上分布的特征寻找矿藏。地磁场的变化能影响无线电波的传播。当地磁场受到太阳黑子活动而发生强烈扰动时,远距离通讯将受到严重影响,甚至中断。假如没有地磁场,从太阳发出的强大的带电粒子流(通常叫太阳风),就不会受到地磁场的作用发生偏转而直射地球。在这种高能粒子的轰击下,地球的大气成份可能不是现在的样子,生命将无法存在。所以地磁场这顶“保护伞”对我们来说至关重要。

  地磁场强度大约是500-600毫高斯,也就是5-6*E-5特斯拉地磁场的发现 地磁场我国宋代科学家沈括(1034——1094)在公元1086年写的《梦溪笔谈》中,最早记载了地磁偏角“方家(术士)以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也”。沈括是历史上第一个从理论高度来研究磁偏现象的人。提出较系统的原始理论的是英国人吉尔伯特。他在1600年著的《磁体》一书中,把当时许多有关磁体性质的事实都记了下来,同时创造性地作了划时代的实验:把一块天然磁石磨制成一个大磁球,用小铁丝制的小磁针装在枢轴上,放到该磁球附近,在这磁球面上发现小磁针的各种行为与我们在地球上看到指南针的行为完全一样。吉尔伯特用石笔把小磁针排列的指向标出一条条线,画成许多子午圈,与地球经线相像,也有一条赤道,小磁针在赤道上则平行于球面。因此吉尔伯特提出了一个理论:认为地球本身就是一块巨大的磁石,磁子午线汇交于地球两个相反的端点即磁极上。

  地球表面任一点的磁子午圈同地理子午圈的夹角 。因指南针、磁罗盘是测定磁偏角最简单的装置,所以磁偏角的发现和测定的历史也很早。1702年,英国E.哈雷发表了第一幅大西洋磁偏角等值线图。根据规定,磁针指北极N向东偏则磁偏角为正,向西偏则磁偏角为负。

  我国宋代科学家沈括,于11世纪末著的《梦溪笔谈》中,在记述用天然磁石摩擦钢针可以指南的时候指出:“然常微偏东,不全南也。”这是世界上关于地磁偏角的最早发现。 磙偏角、磁倾角(地球磁场和水平面的夹角)、地磁场的水平分量,称为地磁三要素。欧洲人对磁偏角的发现,是在哥伦布海上探险途中的1492年,比沈括晚四百多年。

  地磁偏角就是地球南北极连线与地磁南北极连线交叉构成的夹角。北宋科学家沈括首先发现了地磁偏角。他在《梦溪笔谈》卷二十四中写道:方家以磁石摩针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也。这是我国和世界上关于地磁偏角的最早记载。

  人们从后来的地磁学发展知道,由于地磁极不断变动,所以地磁偏角随地点的变化而变化,即便在同一地点的地磁偏角大小也随着时间的推移而不断改变。沈括可能是在一个较长的时间里观察磁针指南,以及观察磁针是在各个不同的地点上,所得到的各个偏角值大小也就不一样,多数是偏东的,但是也不完全如此,因而他在《梦溪笔谈》中记为常微偏东。

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