Astronomiya

Günəşlə Yer arasında nə qədər maqnit cazibə var?

Günəşlə Yer arasında nə qədər maqnit cazibə var?

Yer ilə Günəş arasında nə qədər maqnetizm var? Günəşdən məsafə Yerdəki dəmir nüvəyə görə fərqlənə bilərmi və nə qədərdir?


Xəbərdarlıq: Mən astronomiya mövzusunda kifayət qədər vasatam. İndiyə qədər ikinci sinifdə oxuyanda bu mənim bir hobbim idi, buna görə layiqli miqdarda məlumat bilirəm. Ancaq bu suala dair fərziyyələrim bir qədər aralı ola bilər.

Əvvəlcə Günəşə və Yerə baxaq. Konveksiya cərəyanlarının əriməsi [daha çox dəmir və nikel] xarici nüvəsi sayəsində Yerdə [25 ~ 65 mikrotesla] maqnit sahəsi var. Bu konveksiya cərəyanları bərk daxili nüvədən çıxan istidən qaynaqlanır. Aşağıdan gələn istilik mayeni qızdırır, yüksəlir, soyuyur, batır, qızdırır, qalxır ... anlayırsınız. Bu konveksiya hüceyrələri xarici nüvədə yük / elektrik yaradır. İndi elektrik və sonra dəmir / metal eşidəndə açıq şəkildə dəmirin elektrik keçirəcəyini biləcəksiniz. Günümüzdə bir elektrik maqnit kimi bir növ. Bu, Yerin xarici nüvəsində belədir. Konveksiya hüceyrələrinin yaratdığı elektrik, xarici nüvə tərəfindən aparılmış və maqnit sahəsini meydana gətirmək üçün gücləndirilmiş / genişləndirilmiş bir şeydir. Üç hissədən ibarət olan Dinamo nəzəriyyəsidir:

Bir dinamonun fəaliyyət göstərməsi üçün üç şərt var:

1) Elektrik keçirici bir maye mühiti

2) Planetlərin fırlanması ilə təmin olunan kinetik enerji

3) Maye içərisində konvektiv hərəkətləri idarə etmək üçün daxili bir enerji mənbəyi.

Yer üzündə, maqnit sahəsi xarici nüvədəki maye dəmir konveksiyası ilə induksiya olunur və davamlı olaraq saxlanılır. Sahənin induksiyası üçün bir tələb fırlanan mayedir. Xarici nüvədə fırlanma, Yerin fırlanmasının yaratdığı Coriolis təsiri ilə təmin edilir.


Günəşin [100 mikrotesla] maqnit sahəsi, Dünya ilə müqayisədə həqiqətən böyük və mürəkkəbdir. Günəş BU BÖYÜK: P olduğundan, onun maqnit sahəsi ulduzlararası məkandan kosmik şüalara qarşı qorunma olan heliosferi meydana gətirən planetlərin kənarına uzanır. Yer kürəsindən fərqli olaraq, buna bənzər, günəşin maqnit sahəsi günəşin içərisindəki elektrik keçirici plazmasından, həm də konveksiyadan qaynaqlanır. Günəş sabit bir top deyil, əksinə bir mühitdəki nəhəng bir maye topu olduğundan ekvatorda fırlanma sürətləri və qütblər fərqlidir və bu, maqnit sahəsini bükür / uzadır, günəş nöqtələri, CME, Günəş alovları və bir çox başqa "kosmik hava" hadisəsi.


Sual verdiyiniz suala cavab vermək üçün Yerlə Günəş arasındakı maqnit cazibəsi olduqca güclü olmalıdır, amma həddən artıq dərəcədə deyil. Eyni maqnit güc nisbətindəki 2 maqnit götürsəniz, daha güclü maqnit zəif maqniti asanlıqla cəlb edir. Eyni təsir Günəşin etdiyi bir şey olmalıdır. Ancaq cazibə qüvvəsi ilə yanaşı, Günəşin Yer üzünə çəkilməsi, Yerin yan impulsu səbəbindən onu toqquşma sahəsinə məcbur edə bilməz. Uhoh tərəfindən şərh edildiyi kimi, planetlərarası maqnit sahəsi Günəş sistemindəki bütün cisimlərin maqnit sahələridir. Günəş, ən güclü olanı, hakimiyyəti alır. Ancaq olduqca qarışıq olan şey, Günəş Küləkləri adlı bir şeyin olmasıdır. Günəş Rüzgarı, cisimlərin bu qüvvəni dəf etmək üçün maqnit sahəsi olmadığı təqdirdə hissəcikləri “itələyəcək” bir yüklənmiş axını olduqca çoxdur. Günəş Rüzgarı Günəşin öz maqnit sahələrini özündən uzaqlaşdırır, lakin maqnit xətləri səma cisimlərini keçə bilmədiyi üçün özlərini maqnit sahəsindəki cismin üstünə "çəkir" və bu cismin "maqnitosferini" meydana gətirir. Təsəvvür edirdim ki, bunun Günəşin və o cismin (yer, asteroid ...) özünə cəlbediciliyinə təsiri az olacaqdır.

Rəqəmlər axtarırsınızsa, elektrik enerjisi gücünü hesablamaq üçün böyük bir tənlik, bir obyekt Boit-Savart Qanunudur.

Bir cərəyan varsa $ I $ sonsuz kiçik bir uzunluqdan axan $ mathrm {d} vec {l} $ sonra bir nöqtədə sahə $ vec {r} $ tərəfindən verilir begin {denlik} mathrm {d} vec {B} = frac { mu_0} {4 pi} frac {I> ; mathrm {d} vec {l} times vec {r }} {| vec {r} | ^ 3} son {tənlik} Sahə məsafənin tərs kvadratı ilə hələ də azalır, lakin cari vektor xarakteri düsturu daha mürəkkəbləşdirir. Ümumiyyətlə bu ifadə cərəyanı daşıyan bir telin uzunluğu boyunca inteqrasiya olunmalıdır. Bu olduqca mürəkkəbləşə bilər və buna görə bu metod ümumiyyətlə yalnız maqnit dipol ətrafındakı sahə kimi sadə vəziyyətlərdə istifadə olunur. Sahəni tapdıqda, sonsuz bir cərəyan uzunluğuna qüvvə əldə edilə bilər. begin {denlik} vec {F} => I ; mathrm {d} vec {l} times vec {B} end {tənlik} Bu, yenidən elektrostatik vəziyyətə bənzəyir, lakin cari bir vektor olduğundan əlavə bir komplikasiyadır.

https://physics.stackexchange.com/questions/122258/what-is-equation-to-find-force-of-magnetic-attraction

Bu, Yerin maqnit sahəsinin və Günəşin maqnit sahəsinin gücünü hesablamaq üçün istifadə edilə bilər, çünki hər ikisi də elektriklə yaranır. Nəticədə çıxan rəqəmlər maqnit cazibə tənliyinə qoyula bilər:

$$ F = frac { mu q_ {m1} q_ {m2}} {4 pi r ^ 4} $$ harada

  • $ F $ Nyutonlarda güc cazibəsidir.
  • $ q_ {m1} $$ q_ {m2} $ amper metrlərdə maqnit qütblərinin böyüklükləridir.
  • $ mu $ müdaxilə edən mühitin keçiriciliyi bir amper başına tesla metr, hər metr başına henry və ya bir amper üçün newton kvadratdır.
  • $ r $ metrlərlə ayrılmasıdır.

Beləliklə, Yerlə Günəş arasındakı cazibə aşağıdakı vasitələrlə hesablana bilər: $$ işarə operator adı {B} ( text {Earth}) = q_ {m1} = 7.84027 times 10 ^ {22} $$ $$ nəzərdə tutur operator adı {B} ( text {Sun}) = q_ {m2} = 3.48526 times 10 ^ {29} $$ $$ nəzərdə tutur mu təxminən 10 ^ {- 6} $$ $$ r = operator adı {AU} = 149597870700 $$ deməkdir $$ F = frac {10 ^ {- 6} cdot (7.84427 times 10 ^ {22}) cdot (3.48526 times 10 ^ {29})} {4 pi cdot 149597870700 ^ 4} deməkdir $$ $$ F = boxed {4.34165 text {newtons}} $$ deməkdir Yerin maye, keçirici xarici nüvəsi olmasa, maqnit sahəsi olmazdı. Bu, Günəş Küləkindən super duper zəif maqnit quyruğu və maqnitosferi olan Veneraya bənzəyir (sürpriz bu atmosferi hələ də qoruyub saxlayır. Səbəbini soruşacağam ...). Bununla belə, bunların gerçək bir dünya nümunəsini istifadə edə bilərik. Nümunə olaraq Marsı götürək. Mars əvvəllər maye xarici nüvəsindən 4 maqnit sahəsinə sahib idi, lakin bu sahə ya daxili quruluşunu pozacaq böyük astroidlərin təkrar bombardmanından ya da maye nüvəsinin soyumasından məhv edildi. Marsın qabıq sahələri üzərində aparılan sınaqlardan əldə etdiyimiz son dəlillər göstərir ki, Marsın əvvəlki maqnit sahəsi Yerinkindən daha güclüdür. İndi yalnız cənub yarımkürəsində cəmlənmiş çətir şəkilli sahələr qalıb. Bu az qoruma təklif edir və ikinci sualınıza kifayət qədər cavab verər. Keçirici, SIVI, xarici nüvə olmasaydı, məsafəyə nə olacağını soruşdunuz, çünki Günəş arasındakı cazibə azalır və Yer daha zəif gəzir. Mən belə deyil təklif edərdim. Mars, spekulyasiyanıza uyğundur, lakin 4 bya orbit və cari orbit dəqiqəlik fərqə sahibdir. Maqnetik sahə deqradasiyasının müəyyən dərəcədə təsiri olacağını düşünərdim, amma bu təsir kifayət qədər fərqedilməz olardı, çünki elektromaqnetizm çox güclü bir qüvvə olsa da, cazibənin kainatdakı ən güclü qüvvə olduğunu (qara dəliklər) dərk edin. Günəş ətrafında dönən səma cisimləri ilə Günəşin özü arasındakı cazibə demək olar ki, tamamilə cazibə qüvvəsidir.

Bağlıyam və ya səhv edirəm, amma bildiyimə görə bunun az və ya çox düzgün cavab olduğuna inanıram.


SI vahidlərində maqnit arasındakı qüvvədir $$ təxminən 10 ^ {- 7} frac {m_Sm_E} {r ^ 4} $$ $$ = ~ 10 ^ {- 7} frac {(3.5 times10 ^ {29}) (7.84 times 10 ^ {22})} {(1.5 times 10 ^ {11}) ^ 4} = 5.4 $ $ Nyutonlar.

Maqnetik dipol anları $ m_E $ buradan və $ m_S $ bu qüsursuz "elmi" mənbədən. Şəkil 4-dən, $ m_S $ haqqında $ 10 ^ 7 dəfə m_E $ buna görə dəyər $ m_S $ sağa baxır.


Təvazökarlıqla təklif edirəm ki, maqnit sahələrinin vektor təbiətinə görə günəşdəki təsadüfi plazma partlayışları yer üzündə olduğumuz kimi "yaxşı təyin olunmuş şimal-cənub qütb quruluşu" yaratmır. Buna görə günəş maqnit sahəsinin təsadüfi təbiəti yer üzündə sabit və ya yaxşı müəyyən edilmiş (günəş küləyi ilə qarışdırmayın) bir maqnit qüvvəsi göstərə bilməz. (təklifim yetərli deyilsə üzr istəyirəm və pis ingilis dilim üçün üzr istəyin).


Yer elmini fiziki bir cisim kimi kəşf etmə tarixinə dair bu bloqda qədim dövrlərdə Kirenalı Eratosfen (fil. 276-194) ilə başlayıram. Yer elmində həqiqətən möhtəşəm bir dəlilə əsaslanan bir nəticəyə gəlmək üçün ilk sorğu sahibi oldu: Yerin ölçüsünün qiymətləndirilməsi. Riyaziyyat, həndəsə və astronomiya sahələrində hərtərəfli bir alim olan o, eramızdan əvvəl 245-cü il III Ptolemeyin dəvəti ilə İsgəndəriyyədə yerləşdi. Beş il sonra antik dünyanın ən nüfuzlu akademik mövqeyini təmin etdi: İskəndəriyyə Kitabxanasının direktoru.

Eratosthenes, həndəsi metoddan istifadə edərək Yerin ətrafının təəccüblü dərəcədə dəqiq bir hesablamasını etdi. Yaz ortalarında Günəşin yuxarı Misirdə Syenə (bu gün Aswan) üzərində birbaşa olduğunu bilən O, doğma şəhəri İskəndəriyyədə şaquli bir çubuqla (və ya gnomon) günortadan sonra atılan kiçik kölgənin ölçüsünü ölçdü. Kölgənin uzunluğu iki şəhər arasındakı bucaq məsafəsi arasındakı fərqi ortaya çıxardı: tam bir dairənin əlli hissəsidir (7.2 °). İki şəhər arasındakı əsas ticarət yolu boyunca olan məsafə onsuz da məlum idi: onu 50-yə vurmaq, Yerin ətrafını müasir dəyərin bir neçə faizinə çatdırdı.

Təxminən iki minillikdən sonra Yerin daxili təbiətinin rasional dərk edilməsi William Gilbert (1544-1603) ilə başladı. Bacarıqlı bir eksperimentalist, maqnit və maqnit sahələrinin xüsusiyyətləri haqqında ilk irəliləyişləri etdi. Gilbert sferik yük daşlarından istifadə etdi və fırlanan sərbəst maqnit iynələrin belə bir daşın üzərində fərqli nöqtələrə necə yerləşdiyini araşdırdı. Gilbert qatı Yerin nəhəng bir maqnit olduğu qənaətinə gəldi. 1600-cü ildə Latın dilində nəşr olunan De re magnete adlı traktatı sayəsində Gilbert yerüstü maqnetizmin yeni sahəsinin banisi oldu. Bu kitabda, təbiət filosoflarının etdiyi kimi təcrübələr aparmaqla “bilikləri kitablarda yox, şeylərin özündə axtarmağı” tövsiyə etdi.

1601-ci ildə Gilbert, uzun müddət hökmranlığı dövründə İngiltərə, Londondakı limanlardan və Temza Haliçesi'nden uluslararası ticarəti həyata keçirən, böyük bir dənizçi millət halına gələn Kraliça Elizabeth tərəfindən bir məhkəmə həkimi təyin edildi. Elizabeth, İngiltərənin Şərqi Asiya ilə ticarət əlaqələrini inkişaf etdirmək üçün East India Şirkətini yaratmaq üçün güclü bir London tacir qrupunu işə götürdü. Uzun məsafəli naviqasiyaya kömək etmək üçün dənizçilər üfüqi bir maqnit iynəsinin şaquli bir döngədə yuvarlandığı dənizçi kompasına etibar etdilər. Yerin maqnit daxili hissəsini kəşf etmək üçün bir kömək olaraq, Gilbert limanlarında təcrübəli naviqatorlar axtardı, dənizdə gəzinti və pusula iynələrindən istifadə praktiki təcrübələrindən çox şey öyrəndi.

Miras William Gilbert'in Yerin nəhəng bir maqnit olduğunu nümayiş etdirməsi eksperimental fizikanın ilk möhtəşəm əsərlərindən biridir.


Jupiter & rsquos nəhəng fırlanan maqnitosfer

Leicester Universitetinin tədqiqatçıları uzun illər ərzində Yerin 11 qat böyüklüyündə yer üzündə 15 qat daha güclü olan daxili maqnit sahəsi olan sirli qazlı Yupiter planetini daha yaxşı anlamağa çalışırdılar.

"Yupiter & rsquos maqnit sahəsi və maqnitosferi üzərində apardığımız araşdırmalar Yupiter və rsquos parlaq auroraların Yer & rsquos ilə eyni şəkildə yaradılmadığını anlamağımıza gətirib çıxardı. Sürətlə fırlanan bir planet və maqnitosferin birləşməsini və vulkanik Ayın varlığının səbəb olacağını təsbit etdik. Jupiter & rsquos'un ecazkar auroral işıq şousunu izah etmək üçün yeni bir mexanizmə. İşlərimiz nəticəsində NASA Juno missiya qrupuna dəvət aldıq və missiyanın 2016-cı il gəlişini səbirsizliklə gözləyirdik ki, bunun olub olmadığını test edə bilərik. "

Professor Bunce izah edir: & ldquoJuno, Yupiterin yaxın bir qütb orbitində dövr etdiyi, xüsusən qaz nəhəngi planet & rsquos magnetosphere və aurora və daha geniş şəkildə günəş sistemimizin mənşəyi ilə bağlı sualları cavablandırmaq üçün ilk kosmik aparatdır. Bu, Jupiter & rsquos maqnitosferindəki elektrik cərəyan sistemini birbaşa ölçmək və modelləşdirilmiş gözləntilərimizlə müqayisə etmək üçün ilk fürsət idi.

& ldquo İndi nəhəng planet & rsquos aurora istehsal edən elektrik cərəyan sistemlərinin maqnitosferini və imzalarını öyrənmək üçün Junodan maqnit sahəsini və digər məlumat dəstlərini istifadə edirik və Yupiterin bizə mürəkkəblik baxımından bir neçə əyri top atdığını, proqnozlar olduqca yaxşıdır. Lakin bununla bağlı hələ çox iş görülməlidir! & Rdquo


Bu təşkilat Həqiqətən bir elmi 'qapıçı' və təbliğatçı və yayındırıcı kimi fəaliyyət göstərmişdir! Ya hər hansı bir gerçək açıqlamada oturmuşdular, ya da bu illər ərzində sıfır üçün bizi yayındırırlar, zilch! Nada !. Xalqların diqqətini müəyyən istiqamətlərə yönəldirlər məhsuldar deyil indiyə qədər dəlillərlə. Əcnəbilər başqalarına yayımlamaq məcburiyyətində deyillər orada, "salam burada idim!" Həyat hər tərəfimizdədir kosmosda burada! Digər varlıqlar var Maraqlandıqları yerlərə getmək Yer daxil olmaqla! Onlar buradadır! Milyonlarla Earthlings bilmək və bu səfehlər (sosial mühəndislər), raket gəmilərimizlə 50 milyard işıq ili uzaqlıqdakı kimi davranırlar, əgər gizli kosmik proqramımız olmasaydı və geri hazırlanmış ET gəmilərimiz var! Lal olduğumuzu düşünürlər! Bir çoxumuz var Sən? Raketlər, xalqı aldatmaq üçün istifadə etdikləri texnologiyadır. Budur! bunu edərkən buna inanın! İnsanların, xüsusilə jurnalistlərin və medianın ümumiyyətlə bu SETI qrupuna səbəb olması üçün hər hansı bir diqqət ayırması lazım olduğunu düşünmürəm, onlar peşəkar yayındırıcıdırlar.

Təbliğatçı, qapıçı və yayındırıcıdan başqa gizli missiyalarının başqa məqsədlər üçün radio teleskoplarından və texnikadan istifadə etməsi ehtimalı da var. Bəlkə əsl fokus həyat tapmaq DEYİL, əksinə. yaxşı, əlbəttə ki, bunu ört-basdır etsinlər, amma bütün bu texnoloji ilə və tətbiqlərlə başqa nə edə bilərlər?

Budur Vikipediya (yalnız inana bilərsiniz. İndiyə qədər korlandıqları üçün) SETI-nin fərqində deyilsinizsə nə deyir.

The SETI İnstitutu missiyası, kainatdakı həyatın mənşəyini və təbiətini araşdırmaq, anlamaq və izah etmək, əldə etdiyi bilikləri indiki və gələcək nəsillərə ilham vermək və istiqamətləndirmək üçün tətbiq etmək olan, mənfəət götürməyən bir tədqiqat təşkilatıdır. Kəşf və məlumat paylaşmağı hədəfləyir xalqa elmi səfirlər kimi, mətbuat və hökumət. SETI, "dünyadan kənar kəşfiyyat axtarışı" mənasını verir. İnstitut üç əsas mərkəzdən ibarətdir Carl Sagan Mərkəzi, kainatdakı həyatın öyrənilməsinə həsr olunmuşdur Təhsil Mərkəzi, tələbələr və müəllimlər üçün astronomiya, astrobiologiya və kosmik elmlərə yönəlmiş və İctimai Yayım Mərkəzi, "Big Picture Science", İnstitutun ümumi elmi radio şousu və podkastı və "SETI Talks" həftəlik kollokvium seriyasını istehsal edir.

SETI İnstitutu alimlərinin istifadə etdiyi alətlər arasında yerüstü Allen Teleskop Arrayı, Lick Rəsədxanasındakı Shane teleskopu, W.M. kimi yerüstü optik teleskoplar yer alır. Havada Keck teleskopları və IRTF, Çilidə Çox Böyük Teleskoplar. SETI tədqiqatçıları Hubble Space Teleskopu, Spitzer Space Teleskopu, Kepler, TESS və Herschel Space Teleskopu da daxil olmaqla kosmik teleskop qurğularından istifadə edirlər. SETI alimləri də kosmik missiyalarda iştirak edirlər Yeni Üfüqlər Plutona doğru missiya Cassini missiya, əvvəllər Saturn, Mars Rovers ətrafındakı orbitdə FürsətMaraq, Kepler missiya və TESS missiya.

Vikipediyaya görə, SETI İnstitutu proqramları üçün maliyyələşdirmə müxtəlif mənbələrdən gəlir. Məşhur inancın və 990 Formasının əksinə olaraq, SETI axtarışları üçün heç bir dövlət vəsaiti ayrılmır [alıntıya ehtiyac var] - bunlar tamamilə şəxsi töhfələr hesabına maliyyələşdirilir. SETI İnstitutundakı digər astrobiologiya tədqiqatları NASA, Milli Elm Fondu və ya digər qrant və ianələr tərəfindən maliyyələşdirilə bilər. [8] TeamSETI, SETI İnstitutunun dünya miqyasında üzvlük və dəstək təşkilatdır.

SETI İnstitutu, Thomas Pierson (keçmiş CEO) və Dr. Jill Tarter tərəfindən 1984-cü ildə 501 (c) (3) Kaliforniya qeyri-kommersiya təşkilatı olaraq birləşdirildi. SETI İnstitutunun həyatı boyunca maliyyə və liderlik dəstəyinə Carl Sagan, Bernard Oliver, David Packard, William Hewlett, Gordon Moore, Paul Allen, Nathan Myhrvold, Lewis Platt ve Greg Papadopoulos daxildir. İki Nobel mükafatçısı SETI İnstitutu ilə əlaqələndirildi: lazerin əsas ixtiraçısı Charles Townes və Hepatit B peyvəndi hazırlayan mərhum Baruch Blumberg. SETI İnstitutu daxilində SETI səylərinə Andrew Siemion rəhbərlik edir. [1] Seth Shostak Big Picture Science-un aparıcısıdır. Dr. David Morrison, Nathalie Cabrolun direktor təyin edildiyi 2015-ci ilin avqust ayına qədər Carl Sagan Mərkəzinin direktoru idi. [2] Edna DeVore Təhsil və İctimaiyyətlə Əlaqələr Müdiridir. SETI İnstitutunun mərkəzi Kaliforniya ştatının Mountain View şəhərindədir. 2015-ci ildə Silikon Vadisi iş adamı Bill Diamond CEO olaraq təyin edildi.


Əhatə olunan əşyalar:

1. & # 34Magnetic Flux & # 34 nədir və & # 34Flux Lines & # 34 nədir?

Cavab ver

"Akı xətləri", əvvəlcə onları tanıdan Michael Faraday tərəfindən "maqnit güc xətləri" adlandırılan maqnit sahə xəttlərinin başqa bir adıdır.

"Axın" nədir? Maqnetik sahələrin riyazi təsvirinin sıxıla bilməyən su kimi bir mayenin təsvirinə çox bənzədiyini bilirsiniz. Maqnetik sahələrdə "sahə xətləri" olduğu yerdə axan suyun "axın xətləri" var (daxili axından danışırıq, səthi görməməzlikdən gəlirik) və həm sahə xətləri, həm də axın xətləri qapalı döngələrdir.

"Maye hərəkəti" ni təsvir edərkən bir sahədən keçən "axın" və ya bir dəstə axın xəttinin daşıdığı sahə - saniyədə onu keçən su miqdarı və ya hər saniyədə paketin hər hansı bir kəsişməsini kəsməkdir. Bir dəstə xəttin maqnit axını da sahə xəttlərinin kəsik hissəsidir, üzərində orta sahə intensivliyini ZAMANLAYIR. Riyazi cəhətdən hər ikisi oxşayır. Flux transformatorların dizaynında vacibdir və s. Bəzi mühəndislər axını onun arasından keçən bir hissəyə "maqnit sahə xətlərinin sayı" adlandırırlar, amma eyni şeydir. Bundan "axın xətti" sözünün necə yarandığını görə bilərsiniz.

2. Yerin səthi genişlənirmi?

Geologiya kursumuzun bir hissəsi açıq şəkildə kontinental plitələrin genişlənməsi və daralması idi. Orta hesabla, biliklərinizdən istifadə edərək, yerin səthi boşqab hərəkətindən genişlənmə baxımından artırmı və ya azalırmı və belədirsə (bunu ağıllıca ifadə etməyə çalışacağam) atmosfer daha incə yayılır və buna görə də örtülür? yerin yeni səthi?

Cavab ver

Milyonlarla il əvvəl baş verənləri yenidən qurmaq çətindir. Bununla birlikdə, indiki zamanda (1) Yerin qabıq plitələrinin hərəkət etdiyinə və (2) Yerin genişlənmədiyinə və ya kiçilmədiyinə əmin olmaq olar.

Nöqtə (1) radio ulduzlarından gələn siqnallara, VLBI təcrübəsinə (Çox Böyük Əsas İnterferometr) və bu yaxınlarda (bildiyiniz kimi) qadir olan peyk əsaslı Qlobal Yerləşdirmə Sistemi (GPS) əsasında dəqiq məsafə ölçmələri ilə təsdiqləndi. xalqın istifadəsinə icazə veriləndən daha yüksək dəqiqlik. Nöqtə (2) Yerin teleskoplarla ölçülmüş müşahidə olunan fırlanma müddətini çox dəqiq saatlarla müqayisə etməklə əldə edilir. Kiçik bir genişlənmə və ya daralma belə Yerin fırlanmasını yavaşlatar və ya sürətləndirər. Yerin fırlanma sürətinin yavaşladığı müşahidə olunur, amma bildiyim hər şeydən bəri açısal impulsu Aya ötürən okean dalğalarına dönmə enerjisinin itkisi ilə izah olunur.

3. Bir kompas avtomobilin içərisində işləyəcəkmi?

Bu yaxınlarda mənə dedilər ki, metal binanın içərisində pusula işləməyəcək. Bu doğrudur? Metal dam və divarlarla əhatə olunsa da, sahə hələ də beton döşəmədən yayılmır? Ayrıca, avtomobillərdə mövcud olan pusulaların metal qapağını kompensasiya etmək üçün xüsusi olaraq kalibr edilməli olduğunu söylədi.

Cavab ver

Dəmir kanalların maqnit sahələri olduğu doğrudur. Yerin maqnetik sahə xətləri şimaldan cənuba yönəldilmiş hər hansı bir dəmirə yığılır və dəmir içərisində daha sıx olduqları üçün ətrafdakı məkanda daha çox yayılmışdır, yəni maqnit intensivliyi daha zəifdir. Buna görə dəmir divarlar (kifayət qədər qalın olduqda), http://www.phy6.org/earthmag/magmeter.htm, "Elektron Maqnetometrlər və Siqaret haqqında" (son hissə) də təsvir olunduğu kimi, maqnit sahələrini qoruya bilər.

Bununla birlikdə, dəmir-beton bir binada çox dəyişiklik etmək üçün kifayət qədər dəmir olduğunu düşünmürəm. Avtomobillər bir qədər fərqli ola bilər və onların konstruksiyalı dəmirləri bir avtomobil kompasının ümumiyyətlə ön şüşəyə, arxa görünüş güzgüsünün yanında yüksək səviyyədə quraşdırılmasına səbəb ola bilər. Avtomobil kompaslarından tələb olunan dəqiqlik, hər halda, o qədər azdır - yalnız düzgün bir yolu səhv bir yoldan ayırmaq üçün kifayətdirlər - kiçik sapmalara yol verilə bilər.

Naviqasiya dəqiqliyi tələb edən gəmi və təyyarələrdə belə deyil. Bugünkü qlobal mövqeləşdirmə sistemi sayəsində və ondan əvvəl gyrokompaslara və radio mayaklarına görə bu bir nöqtə ola bilər, ancaq ən azı II Dünya Müharibəsinə qədər bir gəmidəki maqnit pusula üçün maqnetik düzəliş olduqca vacib idi. Pusula binnacle adlanan bir postamentin üstündə, ellipsoidal pirinç örtüyü altında (pirinçdə maqnit təsiri yoxdur) kürə və yumşaq dəmir çubuqlar yan tərəfə yapışdırılmış, mövqeləri gəminin təsirini ləğv etmək üçün kalibrlənmişdir. Binnacle açıq yerdə dayandı, çünki qapalı körpü dəmirlə əhatə olunmuşdu, lakin elektrikli bir təkrarlayıcı körpünün içərisində pusula başlığı ilə bir sükançı təmin etdi.

Ümid edirəm bu sənə bilmək istədiyin hər şeyi izah edir.

4. Qütb növbələri? Nə qütb dəyişir?

Cavab ver

Nə demək istədiyindən əmin deyiləm. Yerin qütbləri kiçik bir dairədə, bir milin bir hissəsində yırğalanır - inanıram ki, Ayın ekvatorial çıxıntıya çəkilməsinə görə (burada səhv ola bilərəm, yoxlamamışam). Lakin, göründüyü kimi bu, düşündüyünüz deyil.

1965-ci ildən əvvəl, qütblərin Yerin bütün səthində dolaşdıqları bir "qütb gəzintisi" nəzəriyyəsi mövcud idi - ya da daha doğrusu, yer qabığı bucaq impulsunun əksəriyyətini özündə ehtiva edən içəridə sürüşdü. və ya daha az dəyişiklik olmadan. Bu nəzəriyyəni lavalardakı maqnit qeydləri əsas götürdü: vulkandan lavalar sərtləşdikdə, o dövrdə Yerdəki maqnetizmin istiqamətini qeyd edir. Qədim lavaları araşdıran geoloqlar, bəzən şimalla cənubun bir-birinə dəyişdirildiyini və Hindistan üçün hər tərəfdən 90 dərəcə olduğunu təsbit etdi.

Dəniz dibinin maqnitlənməsindən daha yaxşı bilirik (bax http://www.phy6.org/earthmag/reversal.htm). Bu müşahidələr "qab tektonikasına" gətirib çıxardı və qabığın parçalarının həqiqətən yavaş-yavaş hərəkət etdiyini, eyni zamanda ümumiyyətlə eyni deyil - fərqli plitələrin fərqli hərəkət etdiyini irəli sürdü. Hindistan ekvatorun cənubundan indiki vəziyyətinə köçdü (və toqquşma Himalaya dağlarını qaldıraraq davam edir). Biz də başa düşürük ki, keçmişdə Yerin maqnit qütbləri polariteyi bir-birinin ardınca, ümumiyyətlə yarım milyon il aralığında dəyişirdi (Günəşdə bu, hər 11 ildən bir baş verir).

Qütblər beləcə dəyişmir. Torpaq kütlələri dəyişə bilər - San Francisco'nun yarısı, məsələn, aradakı San Andreas günahı ilə digər yarının yanından sürüşür. Ancaq nisbət ildə təxminən bir qarışdır.

5. Ned Benton nə etdi?

Http://istp.gsfc.nasa.gov/earthmag/gauss.htm saytından 'Gauss və Global Magnetic Field' bölməsini oxuyurdum və mərhum Ned Benton ilə aranızda qarşılaşdım. Cahilliyimə bağışlayın - Ned Benton kim idi. Yerin maqnit sahəsinin sıfıra çata bilməyəcəyini, ancaq bir mərhələdə geomaqnit sahəsinin qütblüyünün paleomaqnit tədqiqatlarında müşahidə olunduğu kimi tərsləşə biləcəyini söyləyən işinə istinad edə bilərsinizmi?

Cavab ver

Ned (Edward) Benton nüvənin maqnit sahəsindəki yavaş dəyişiklikləri tədqiq edən geomaqnetizm tədqiqatçısı idi. 1980-ci illərin ortalarında xərçəngdən öldü və hələ çox gəncdi.

Yerin sahəsi hər zaman yavaş-yavaş dəyişir. Gauss bölməsində izah edildiyi kimi, sahə R-nin 3, 4, 5 və s.-dən 1 kimi məsafədən R-dən asılı olaraq həll edilə bilər: dipol 1 / R 3 kimi gedir və artan güclər hissələrlə əlaqələndirilir. artan mürəkkəblik.

Mürəkkəb hissələr - məsələn. 1 / R 7 kimi gedənlər Yerin səthində çox kiçikdir, ancaq içəriyə doğru irəlilədikdə açıq şəkildə dipoldan çox daha sürətli böyüyürlər: məsələn, Yerin radiusunun yarısı qədər bir məsafədə dipol sahəsi 8 qat daha güclü, ancaq 1 / R 7 Ana siyahıya qayıt

6. Maqnetik Reversallarla bağlı dörd sual ***

Sual # 6-A

  • necə diqqət çəkdi
  • geri dönüşü kəşf edən
  • nə qədər əvvəl tərs oldu
  • neçə dəfə tərs oldu
  • maqnit sahəsi tərs dönərsə günəşdən gələn radiasiya haqqında daha çox məlumat.

Cavab ver

NECƏ DİQQƏT EDİLDİ: Bir vulkandan lav töküldükdə, bazalt adlanan qara bir qaya çevrilir. Bazalt bir az maqnitlidir və bərkiyəndə ətrafdakı maqnit sahəsinin istiqamətini alır. Elm adamları bu əsrin əvvəllərində lavaları maqnetikliyi üçün araşdırdılar (inanıram) qədim maqnit sahələrinin indi müşahidə etdiyimiz istiqamətlə nə qədər uyğun olduğunu (kompaslar eyni istiqamətə yönəldərmi?) Gördülər. İstiqamətlər ümumiyyətlə razılaşdırılmışdı, lakin keçmişdə qütblərin təxminən dəyişdirildiyi vaxtlar olduğunu göstərən istiqamətlərin geri çevrilməsi mövcud idi.

Heç kim bundan nə edəcəyini bilmirdi. Bəziləri, Yerin bütün səthinin içəri boş bir qabıq kimi sürüşdüyünü "qütb gəzməyi" təklif etdi.

KİM KƏŞF ETDİ: Yadımda deyil. Tarixi məqalələr toplusu olan Allan Coxun bir kitabını yoxlayın.

Ancaq 1963-cü ildə böyük bir dəyişiklik baş verdi. İnsanlar qeyd etdilər ki, Yerdəki qayalar nizamsız şəkildə maqnitlənərkən, dəniz dibi uzun zolaqlarla maqnitləndi. Larry Morley (məqaləsi jurnalların dərc etməyəcəyi qədər spekulyativ hesab olunurdu) və sonra Matthews və Vine (nəşr etməyi bacaran) ərimiş qayanın okean dibinin ortasındakı vulkanik çatlardan bir konveyer kəməri kimi yayılmasını təklif etdilər, məs. Atlantikanın ortasındakı (Azor adaları onun üzərində oturur). Daha doğrusu, biri Avropaya, biri Amerikaya doğru hərəkət edən, üstündə qitə lövhələrini daşıyan 2 kəmər kimi, Avropa ilə Amerika tədricən uzaqlaşdılar. Hər kəmər çatdan çıxdıqda, lavası bazalt halında bərkimək, onun maqnitlənməsinə səbəb olur və sahə tərs döndükdə maqnitləşməsi də tərs olur. Beləliklə, okeanın dibi sahəni bir maqnitofon kaseti kimi qeyd edir, bəlkə də 50 milyon illik qeydləri ehtiva edir.

NƏ QƏDƏR VAXT ƏVVƏL: "maqnitofon" a görə 700.000 il

NEÇƏ DƏFƏ: Bir çoxu, orta hesabla təxminən yarım milyon il fərqlə.

GÜNƏŞDƏN RADYASİYA: Əlbətdə günəş işığı narahat deyil. Günəşdən gələn yüksək enerjili protonlar ümumiyyətlə maqnit sahəsi tərəfindən yönləndirilir. Geri çevrilmə zamanı sahə yoxa çıxmır, əksinə mürəkkəbləşir və zəifləyir və protonlar maqnit dirəyindən 1000 mil məsafədə olduğu kimi atmosferə daha asan çatır. Zəmində heç bir fərq yoxdur, çünki qalın atmosfer bizi çox yaxşı qoruyur və protonların heç biri içəri girmir.

Sual # 6-B

Maqnetosferin geri çevrilməsi

Orta məktəb fizika elmləri dərsində maqnitosferi və Van Allen radiasiya kəmərlərini öyrənirik. Diqqətinizə çatdırıldı ki, yerin maqnit qütbləri orta hesabla hər 500.000 ildə bir tərsdir. Son dəyişiklik təxminən 700.000 il əvvəl olmuşdu, buna görə çoxdan gecikmişik.

Bunun nəticələri nədir? Belə bir dəyişiklik zamanı maqnit sahəsinin dalğalanması günəş küləyindən qorunmağımızda nə qədər əhəmiyyətli olardı?

Cavab ver

Yalnız dünən buna bənzər bir sual göndərildi, buna görə bir qısa yol kimi onun bir nüsxəsi [aşağıdakı maddə] və cavabı aşağıda əlavə edilmişdir.

Bəzi insanlar, maqnit çevrilmələr zamanı Yerin bizə və Yerdəki canlılara təsir edə biləcək daha yüksək enerji ionları və elektronları (ümumi ifadə ilə "şüalanma") alacağından narahatdırlar. Bu belə deyil. Bu gün də maqnit qalxan maqnetik qütblərin yaxınlığında təsirli deyil, lakin yerdə alınan radiasiya başqa yerlərdən yalnız bir qədər yüksəkdir. Səbəb budur ki, bu cür hissəciklərə qarşı əsas qalxanımız Yerin maqnit sahəsi deyil, təxminən 10 metr betona bərabər atmosferdir.

Hər halda, geri çevrilmə zamanı maqnit sahəsi yox olmur, yalnız zəifləyir və gözlənilməz yerlərdə daha bir neçə maqnit qütbünü inkişaf etdirir.

Sual # 6-C

Cavab ver

Növbəti sahə geri çevrilməsinin nə vaxt baş verəcəyini heç kim bilmir: keçmişdə bunlar orta hesabla 500.000 ildə bir dəfə baş verdi. Dəyişiklik, nə zaman meydana gəlsə, tədricən olacaq və sahə arasındakı sıfıra enməyəcək - bunu etmək Yerin maqnit enerjisinin bir şəkildə çevrildiyi və ya yayıldığı anlamına gəlir və bunun üçün bildiyimiz bütün proseslər davam etməyə meyllidir. min illərin tərəzisi, olmasa da.

Hal-hazırda əsas (dipol) sahə əsrdə təxminən 7% nisbətində zəifləyir və nöqtələr arasından düz bir xətt çəksəniz, 1000 ilə 2000 il arasında geriyə döndüyünü görürsünüz. Bu ola bilər, baxmayaraq ki, trend bundan əvvəl də dəyişə bilər. Ancaq başqa bir yerdə izah edildiyi kimi, bir geri çevrilmə baş versə də, polarite dəyişikliyi dövründə sahə yox olmaz, daha da mürəkkəbləşir və zəifləyir.

Günəşin qütb sahəsi təxminən bir il və ya daha çox vaxt alaraq hər 11 ildən bir tərs olaraq görünür. Ancaq Günəşin maqnetizmi fərqlidir, səthində, günəş ləkələrində fokuslar var.

Sual # 6-D

Yerin maqnit sahəsi zəifləyir - qütb dəyişməsinə səbəb olur?

Mən sadəcə vergi ödəyən bir vətəndaşam, ömrüm boyu astronomiya ilə maraqlanıram. Mənim evimiz və bu günəş sisteminin bir hissəsi olduğu üçün astronomiya ilə əlaqəli olduğumu düşündüyüm Yer fizikası ilə çox maraqlanıram.

Sualım budur: Yer və # 34s maqnit sahəsi zəifləyir, sıfır nöqtəyə gedir? Bununla da Yerin baza nəbz tezliyi sürətlənir, maqnit sahələrinin dalğalanmasına səbəb olur ki, pilotların naviqasiya avadanlığına müdaxilə etsin, beləliklə naviqasiya qrafikləri vaxtaşırı yenidən çəkilsin və hava zolaqları yenidən nömrələnsin? Maqnetik qütblər dalğalanır? Mənim təcrübəm bunlardır. Mənim masamda möhkəmlənmiş keyfiyyətli, maye dolu bir kompas var. Son bir ayda hələ çox davam edirdi, lakin ondan altı həftə əvvəl istiqamətində hər zaman qərbdə 2 1/2 dərəcəyə qədər davamlı dalğalanmalar var idi.

Anlayışım budur: Günəşin peyklərdən çəkildiyi, günəşin böyük bir fəaliyyət göstərdiyini göstərən fotoşəkilləri gördüm. Özünü repolarizasiya etmək? Yerin özünü yenidən qütbləşdirməsinə səbəb olur? Keçmişdə dəfələrlə dirək dəyişikliyi olduğu kimi təbii bir dövrdən keçmək? On a scale from 1 to 10, with 1 being the weakest and 10 the strongest, 2,000 years ago it was a 10, today it is a 1. Is it heading for a zero point when a pole shift will occur? The closer it gets to the zero point, the more fluctuations will occur?

Are the change in the magnetic frequencies causing at times a confusion in migratory animals? Causing cells to mutate, changing the DNA pattern within the cell? Causing certain strains of bacteria such as staph infections to become resistant to our antibiotics and causing new viruses to appear that we have never seen before, being able to survive in a new magnetic frequency?

I believe these are very fascinating times in which we live. The science of all of this intrigues me to no end. I have some taped interviews of scientists and geologists relating to this subject and I read all that I can get my hands on, on the subject also. Your straightforward comments and answers will be most welcomed to help me to understand more, what is taking place. Thank you so very much.

Cavab ver

Questions on reversals regularly arrive at this desk, and some others are listed above. By the way, the source of the magnetic field is not any polarization (at the Sun or Earth) but electric currents, flowing below the visible surface of the Earth or Sun. In the present collection "The Great Magnet, the Earth you will find a great deal of material on the magnetic fields of Earth and Sun and the way they probably arise.

Is the Earth's field getting weaker? Yes and no. That field is often viewed as being a two-pole ("dipole") structure similar to that of a small bar-magnet at the center of the Earth, inclined by about 11 degrees to the rotation axis of the Earth, so that the magnetic poles are not the same as the geographic ones. But the actual situation is more complicated, and magnetic charts note the fact by mapping deviations between magnetic north and the direction to the magnetic pole, which fit no simple pattern.

Niyə? Because the magnetic field is actually more complicated, and it contains additional fields, of more complex nature. All this originates in the Earth's core, about half the radius of the Earth. If we could go to the surface of the core, all the complicated parts would be much bigger. But they weaken more rapidly with distance, so at the surface of the Earth they are already quite weak, while the "dipole" part stands out more (in addition of actually BEING the biggest chunk of the field).

The magnetic field of the Earth changes all the time, and yes, magnetic charts have to be redrawn from time to time (this was first found in 1641, by an Englishman named Gellibrand). And yes, in the century and a half since the first careful mapping of the Earth's field, the dipole has become weaker by about 8% (the rate may have speeded up in 1970). If you draw a straight line through the points, you will find that perhaps 1200 years from now, the line goes through zero.

Extending straight lines too far beyond the present, however, is risky business, as noted by no less a scientific authority than Mark Twain. In "Life on the Mississippi" Twain noted that the Mississippi river was getting progressively shorter (mainly by floods--and by people--creating shortcuts through bends in the river) and he wrote:

    "Now, if I wanted to be one of those scientific people, and "let on" to prove what had occured in the remote past by what had occured in a given time in the recent past, or what will occur in the far future by what has occured in late years, what an opportunity is here! . Please observe:

It is not impossible that the magnetic field will go through zero 1200 years from now, but (judging by the past record of reversals) not likely. In any case, the field is not going away: a "flux preservation theorem" suggests this is not happening (at least not on the relatively fast time scale of observed variations of the field see here ). In agreement with that theorem, one finds that while the dipole field is getting weaker, the complicated parts are getting stronger. That's why I wrote "yes and no." During a reversal the two-pole (dipole) component of the field (which now dominates it) may go through zero, but the complex parts of the field will be relatively high, and because of them, while the overall field will be weaker, it won't vanish.

I don't know about migrating animals (they may have magnetic organs, sort of built-in compasses), but there seem to exist no magnetic effects on DNA, resistance to antibiotics and so on those changes seem more related to chemistry.

Finally, be cautious with compass readings in your house. Houses do contain electric currents and machinery, and these may affect the readings of a magnetic compass. On NASA's satellites the magnetic sensor usually sits at the end of a long boom, to keep it away from interfering electric currents in the satellite's circuits.

Keep up your interest in science!
David

7. Can Magnetism propel Spaceships? ***

I am an Industrial Technology teacher at a middle school and one of my students is dreaming of a space propulsion system based on magnetic repulsion of the earth's magnetic field. Could you possibly squeeze in a moment for us and provide some information on the strength of this field and how it has been measured and maybe a relative comparison? Tyson, my student, is really excited about the Internet and will be enthralled to have an answer from a NASA scientist. Perhaps you could steer him to other references as I certainly will explain to him how busy a schedule you must have. Çox sağ ol.

Cavab ver

But there is a more fundamental reason. Magnetic poles always come in pairs, equal and opposite: if a field attracts an N pole, it repels the attached S pole. Similarly, if we generate the field by a current in a loop of wire --say, shaped like a rectangle--for each side in which the current flows in one direction, there exists a side where it flows in the opposite direction, and the magnetic field exerts opposite forces of equal strength on the two sides.

From the preceding one would guess that magnetic forces always cancel, and no net force is exerted. So how come magnets are attracted to each other, or pins to a magnet (same thing, really, since each pin in the magnetic field turns into a small magnet)?

The answer is that the forces on the N and S poles (or on the opposing currents) are not exactly equal, if one pole, or one wire, is closer to the source of the field than the other. This can be put into a mathematical formulation and the bottom line is that a suitably oriented magnet may be attracted by a magnetic field, moving towards the greatest strength of that field. But the force is proportional to the rate at which the field changes with distance, which in the case of the Earth, is very small.

The idea of magnetism as anti-gravity has come up before. Your student may look up "Gulliver's Travels" by Swift, where in the third voyage, in a spoof on science and learned societies, Gulliver arrives at an island floating in the air, held there by the repulsion of a large magnet. Swift even gives an explanation, except it's all gibberish gobbledygook, as befits a book of satire

8. Reversal of the Sun's Magnetic Poles ***

I have a question about the sun that I was hoping you might be able to answer for me. A friend of mine recently returned from a new-age conference where it was presented that the magnetic poles of the sun were about to reverse, and cause a number of changes.

The idea of the sun having magnetic poles seemed counter to what I remember learning about the sun, and your web page seems to dispel the idea that the sun has actual poles. My guess is that the presenter was taking a dose of creative license with the 11 year cycle of sunspot activity.

    1.) There are no magnetic poles on the sun.
    2.) Is the change in sunspots related at all to a reverse of polarity of magnetic fields?

Cavab ver

The Sun's most concentrated magnetic fields are of course in sunspots, but people have long suspected there might also exist polar fields, because during a total eclipse of the Sun one often sees streamers coming out from the polar regions, looking very much like the pattern of iron filings near the poles of a magnet.

But there was no good way of measuring such diffuse magnetic fields: the field of sunspots affects the light emitted from them ("Zeeman splitting") but the effect elsewhere is very weak. Then in the 1950s (if memory serves me) the Babcocks pushed the technique to its limits and found the polar field. This revealed the reversal of the polar magnetic field and suggested this field was somehow coupled to that of sunspots (which also reverse each cycle--they come in pairs, and the leading spot, in the direction of the Sun's rotation, has north or south polarity, in alternate cycles), a sort of a cumulative effect of the distant field of many spots. Theories exist by Horace Babcock and Robert Leighton, though they are somewhat qualitative.

The fact the magnetic field lines at the poles stick straight out means they do not hinder the escape of the solar wind in any way, and indeed the Ulysses spacecraft which recently passed above the Sun's poles confirmed (as was predicted) that the solar wind there is faster. There seems to exist no great effect of the reversal on Earth, though one might expect a bit more magnetic storminess when the polarity is opposite to that of the Earth.

9. Measuring Earth's Magnetic Field ***

I was wondering if there was a practical method for measuring the strength and direction of the Earth's magnetic field at different geographical locations. Any help or inspiration would be greatly appreciated.

Cavab ver

In any case, the electronic gizmos nowadays used in space are too complicated for a quick discussion, so let me instead describe earlier, simpler methods.

The direction of the magnetic field is of course given by the compass needle: but that is just the horizontal part of the force, Actually the magnetic force also points i n t o the Earth (or out of it, in the southern hemisphere).

To find the angle at which the force points down ("dip angle") people used a needle similar to a compass needle, but on a horizontal axis, allowing it to swing in the various directions to which the hands of a wall clock might point.

That is a bit harder to arrange than a compass needle: if one end of such a needle points at an angle downwards, how is one to know whether the magnetic force is responsible, and not, say, that the needle is not quite balanced on its pivot, but that one end is slightly heavier and therefore points downwards? To avoid this problem one starts with an unmagnetized needle, balances it very carefully, and only then magnetizes it. When in 1831 the expedition of John Ross searched for the north magnetic pole, it carried along a dip needle, and when it pointed straight down (while the regular magnetic needle showed no preference for any direction), that was it .

Measuring the strength of the field is harder. Take a thin long bar magnet and hang it by a thin thread, then wait until it points north-south. After it does, push one tip slightly left or right and let go: it will swing back to north-south, but will overshoot to the other side, then turn back to the right direction, swinging back and forth like a pendulum, gradually quieting down to point steadily. The average length of each swing depends on two things: the strength of the bar magnet and the strength of the magnetic force. With a stopwatch, measure 20 swings or so and figure out how long each swing takes.

Then put a small compass needle on a table, and put the small magnet nearby, in such a position that it tries to line up the compass to point east-west.The small magnet and the Earth's magnetic force obviously compete fordetermining which way the needle points, and by looking at the actual angle of the needle, and its distance from the small magnet, we again get an observation that depends on how strong are (1) the small magnet and (2) the magnetic attraction of the Earth. Using these two observations and some calculation, the physicist can find both these unknown quantities.

This method was proposed by Carl Friedrich Gauss in Germany around 1835. It obviously won't work on an orbiting satellite--but how measurements are made there is another story altogether.

10. The Strength of the Earth's Magnetic Field ***

Any information would be greatly appreciated.

Cavab ver

Some of these models also include the annual change of the field (but not in the above files). You might like to search the web using (say) the Altavista or Yahoo search engine, on the term IGRF.

If you just want maps of the field, for instance those describing, the variation of its strength over the globe, try

The text seems to be in Japanese, for on my computer it does not give anything readable, but the maps are in English. Clicking on the first will show you that the magnetic intensity around the equator varies quite a bit. but 30,000 gamma (or nanotesla, same thing) is a reasonable value.

The field has been weakening since Carl Friedrich Gauss measured it around 1836, by about 5% per century, recently accelerating to 7%/century. The total energy of the field however is nearly constant, as shown by the late Ned Benton. This means that the field is not really weakening, only reshuffling its energy, reducing the "main dipole" (=north-south bar-magnet pattern, declining as noted by about 7% per century) and reinforcing the more complicated parts.

These tend to contribute a weaker field, because the magnetism originates in the Earth's core, about half an Earth-radius down: all magnetic fields at the surface are weaker than those in the core, because of the distance, but the more complicated fields decrease faster.

Whether the main dipole will reverse in about 1300 years is anyone's guess. Geological evidence suggests it has happened in the past, but odds are against it, because the mean frequency of such reversals in the past seems to be about once in 500,000 years.

11. Magnetic Shielding ***

I understand that we can screen out magnetic fields from a region by wrapping a piece of soft iron around the region. However, I also understand that soft iron can easily receive induced magnetism when placed near a permanent magnet.

So now my question is that: How is it possible to shield a region that near a permanent magnet by using a piece of soft iron? Won't this piece of soft iron eventually get induced magnetization and have the ability to attract any magnetic material that is nearby.?

Cavab ver

Soft iron--especially the kind used in shielding (mumetal, etc.) does not take permanent magnetization. Steel does, but even there, the magnetic intensity must be high enough for that to occur.

In shielding (e.g. a video tube) you wrap a sheet of soft iron around the shielded object, and the magnetic field lines which would have closed through the interior are diverted and close through the shield instead. Therefore any magnetic field that existed in the interior is greatly weakened. The field inside the iron sheet is stronger, but that is no problem--in fact, that is what we wanted to do, take the magnetic field from the inside volume and put it elsewhere (you can't just get rid of it, for all magnetic field lines have to close somewhere).

I hope this answers your question

12. Building an electromagnet **

Cavab ver

I don't know what your invention is, what the magnet is supposed to do. If you want it to close an electric circuit, you are essentially building a device known as a relay. You can probably get old relays from a radio repair shop, or any place which has junked electric devices (cars have relays, too). Or ask your science teacher for help.

Building electromagnets without calculating and measuring is not simple: you must match the size of the wire and its length to the source of current (manufacturers of relays do so, of course). In particular be cautious about using house current (you call it "real electricity", but anything you use is real electricity). A small battery is limited in what it can do--usually, not much. House current is backed by big power stations, which can pour a LOT of "juice" into whatever you attach. If your wire is short and thick, it will try to draw a big electric current: a battery will be unable to provide it, but the power station can and will, enough electricity to perhaps melt a wire and cause a fire, or at least blow the fuses or trip the circuit breakers which are meant to protect houses against just this.

Also, house current is backed by a relatively high "electric pressure" (voltage) and can cause a nasty shock. Finally, even if you got the magnet working on this, it would hum and jitter, because houses have an "alternating current", which goes down to zero and up again more than 100 times each second. If you ever heard an electric device humming (old fluorescent lights sometimes do), that is the reason.

So my advice--stick to batteries, get a relay (you can also disassemble it and use just its magnet, if that's what you want), and most important, read and learn. You are just at the very beginning of an interesting adventure.

13. Effect of magnetic reversals on animal migrations ***

Cavab ver

I have no idea how to answer your question. How could one find out? The last reversal was 700,000 years ago!

I heard that some bacteria, suspended in water, find the "down" direction using magnetic materials embedded in their bodies. When they are moved to the opposite hemisphere, they tend to orient themselves in the opposite direction. That's as far as I know

14. Which is the "True" North Magnetic Pole? ***

I'm a teacher from Sweden. I'm also studying science and I have a question that I would like to ask you, about magnetism. I found your e-mail at http://www.phy6.org/Education/ The Earth's geographic north pole is near the magnetic north pole. But if the Earth's magnetic north pole is up north, why does a compass point up north? Then the magnetic north pole has to be a magnetic south pole, because south and north attract each other. So, my question is: Why isn't the Earth's magnetic north pole a "true" magnetic north pole?

Cavab ver

Your question has come up before and it is not really about science, but about language. The needle of the compass--or of any bar magnet-- has two ends, the N end tends to point to the north magnetic pole of Earth and the S end tends to point to the south magnetic pole.

So, if the source of the Earth's magnetism were a very powerful bar magnet somewhere deep inside, where would its N pole be and where its S pole? The answer, of course, is--the S pole would be at the northern end and the N pole at the southern end. How confusing!

Teachers and students have struggled with this ambiguity since times immemorial. One popular solution has been to call the N pole of a bar magnet, not its "north pole" but its "north-seeking pole", and the other end its "south-seeking pole," marking them N and S for short. You might try doing so with your students, too.

15. Magnetic Intensity at Singapore

Cavab ver

The horizontal intensity at Singapore is about 0.4 gauss, among the highest along the equator. The lowest is about 0.27 gauss in southern Venezuela.

One reason for the variation is that if we represent the Earth's magnetism by a bar magnet of small size but strong intensity ("dipole"), the best description is obtained by placing that magnet NOT at the center of Earth but some distance away from it, more or less in the direction of Singapore. As a result, over South America the field is relatively weak, and if you ever heard about the "Brazilian Anomaly" (or "South Atlantic Anomaly") where trapped particles of the radiation belt are most likely to hit the upper atmosphere--the weakness of the field there is the reason.

Of course, this is just approximate. The field near Earth has other sources of uneven structure. As one moves upwards, into space, these become smaller and smaller and the field appears smoother.

16. Inner core rotation

Do you think it's possible to determine whether or not the earth's inner core is rotating faster than the rest of the earth by investigating the magnetic field? It seems like the strength of the magnetic field would be greater than we expect if the inner core is rotating faster, but perhaps it cannot be so easily calculated because we haven't accurately measured the amount of current that flows through the iron core.

Thanks, Sarah, Caltech undergrad

Cavab ver

What you suggest has been proposed before, and there is even an echo back to Halley (although the inner core as we know it was only discovered in 1936, by Inge Lehmann). Evidence exists for the separate rotation of the entire core, from the gradual shift of the pattern of magnetization observed at the surface of the Earth. Acording to Halley--and some more recent evidence--it displays, in addition to its irregular variation, an average westward drift. To save rewriting, I clip below a section from a review submitted by me to Rev. Geophys.:

"In 1634 Henry Gellibrand showed [Malin and Bullard, 1981] that the magnetic declination observed near London had undergone a systematic shift. Subsequent observations confirmed such variations and also showed them to be world-wide and without any clear-cut pattern. If the Earth was permanently magnetized (and in the 1600s no other magnetization was known), how could its magnetism vary?

The only solution left, proposed ingeniously by Edmond Halley [Bullard, 1956 Evans, 1988 Chapman, 1941, 1943 Bauer 1896 (1990), 1913 (1990), Clark, 2000] was that the interior of the Earth consisted of concentric spherical shells, each magnetized differently, and that some rotated differently from others. Halley was so proud of his theory that when at age 80 he had his portrait painted, he appeared in it next to a model of his spherical shells. He thought he could locate 4 distinct magnetic poles, belonging to two different layers. The modern theory of the Earth's field actually suggests that the solid inner core of the Earth might rotate at a slightly different rate [Buffett and Glatzmaier, 2000] but this is a completely different process and permanent magnetism is not involved."

The reference: Buffett, Bruce A. and Gary A. Glatzmaier, Gravitational braking of inner core rotation in geodynamo simulations, Geophys. Res. Lett., 27 (19) 3125-8, 1 October 2000.

17. How does the Earth's field vary with location?

I am doing a project on the Earth's Magnetic Field. My question is: How does Earth's magnetic field vary with latitude, with longitude, with its distance from Earth and in time? How do people who rely on compasses account for those differences? if you couldn't give me some information on this topic, i would be very grateful. Thank you for your time and consideration

Cavab ver

Some of your questions are answered in "The Great Magnet, the Earth" We have magnetic charts, based on ground surveys and on satellites, and the direction of magnetic north is plotted there. You might even find such charts on the internet. The extension of the field into space near Earth follows the formulas of Gauss (see again on the web site). Far away the field of electric currents in space becomes predominant and for those regions we have models of average fields based on satellite data. On the surface, actually, the field varies more in intensity than in direction--25-42,000 nT on the equator, up to 60,000 nT at the magnetic poles.

That's it in a nutshell. You'll have to search by yourself for more. After all, it is YOUR project.

18. The Effect of Magnetism on Water

"Short electromagnetic waves carry enough energy to eject electrons from matter, in particular ultra-violet light and x-rays. A near-vacuum is necessary for any such procedure to be effective, because in ordinary air free electrons collide with molecules, lose their energy and are recaptured. In most of space however matter is so rarefied and encounters are so few that free electrons persist for a long time."

"When one or more electrons are torn off an atom, the remaining atom becomes positively charged and is known as a positive ion. Positive ions carry most of the energy and electrical current in the magnetosphere, and are the main component of both the inner and the outer radiation belts. Fast ions are also produced by the Sun as a continuous outflow in all directions, known as the solar wind, which initiates and powers magnetic storms and similar phenomena.

The simplest atom is the one of hydrogen, with just one electron. Tearing off that electron gives the simplest ion, the proton. The proton has a close relative, the neutron--nearly the same mass, but no electric charge--and together these two form the basic building blocks from which the nuclei of all atoms are constructed.

Most of the fast ions in the magnetosphere and in the solar wind are protons. In the ionosphere one would expect to see ions of oxygen or nitrogen, the main atmospheric gases, and in fact most ions there are O+, oxygen atoms which have lost one electron (out of eight). Some O+ ions end up in the radiation belt, greatly energized by magnetic storms."

Which leads to my question. . .

What effect would a magnet have on H 2 O, e.g. if you put a magnet in a glass of water, what happens to the water molecule, does it lose any electrons? What about any minerals that might be in the water? Thanks in advance.

Cavab ver

If you put a magnet in a glass of water . it will get wet, for sure. Electomagnetic effects are a bit more elusive, because magnetism affects only (1) magnets or (2) electric currents. Electric charge by itself responds to electric fields (voltage differences), which is something else. Let me stick here to magnetic forces.

Each proton is a tiny magnet, as is an electron, so a magnet will exert a small force on them. It will be like that of the Earth's field on a compass needle, namely it will try to turn them around to some preferred direction, but will not attract them anywhere.


A Beginner’s Guide to Earth Magnetic Field

From space, the magnetosphere resembles a magnetic dipole. Field lines resonate in a circular pattern from the magnetic north and south poles. Compasses see magnetic fields and point in this direction.

The magnetosphere allows life to exist on Earth’s surface. Without it, Earth would be exposed to cosmic and solar radiation from the sun. Magnetic fields bend particles. If you have dangerous high-speed particles from space, it will deflect them like a shield to cosmic radiation.

During magnetic storms, trapped plasma flashes lights that are observable around the globe. This disturbance in the magnetosphere is what creates the Aurora Borealis or Northern Lights.

How Earth’s magnetic field works

If you go deep inside Earth, the core is almost all iron and nickel. But the outside part of it is actually liquid flowing much like water. We know this from using seismic tomography from earthquakes.

GEODYNAMO: Because the solid inner core heats the outer liquid layer, it produces convection currents. And this geodynamo is Earth’s magnetic field that we measure at the surface. Seismologists suggest that because the inner core rotates faster than the mantle, it’s this active churning that generates a geodynamo.

Not only do these convection currents affect heat flow within the planet, but the magnetic field it produces plays an important role in giving life on planet Earth.

What are magnetic field lines and pole reversals?

Earth’s magnetic field changes with time. It’s known to wander from place to place. And it doesn’t match with Earth’s geographic north and south poles.

In the past, magnetic poles have reversed and even changed direction. This means that the north pole becomes the south pole and vice versa.

There aren’t any patterns for magnetic pole reversals. They don’t reverse in regular intervals making them very unpredictable.

What is evidence of pole reversals?

Basaltic magma is rich with iron when it freezes. Because iron is magnetic, we use magnetometers to find the direction of the magnetic field.

When magma cools, the magnetic material aligns with Earth’s magnetic field. As it solidifies, it locks the magnetic field orientation like a tiny compass. Based on the rock’s magnetism, we can find the magnetic pole orientation.

So within the first layer of basaltic lava, magnetite records the north pole direction. Then for the next layer, the south pole becomes the north pole.

They found that the magnetic orientation switched in successive basaltic lava layers. And this is why we know that magnetic poles have reversed in history.

Why do poles reverse? We are still trying to find the cause for pole reversals and when the next one will occur.

How does magnetic reconnection work?

Plasma makes up a large portion of the universe. From coronal mass ejections (CME), the sun releases vast amounts of plasma or charged particles.

When plasma enters the magnetosphere in normal conditions, Earth’s magnetic field lines are relatively unaffected.

But sometimes, the plasma released from the sun can break apart Earth’s magnetic field. This forces Earth’s magnetic field to realign into a different pattern.

This magnetic reconnection can blast a tremendous amount of kinetic energy and heat impacting space weather and communication systems on Earth.


Introduction to Physics/Astronomy

FROM: The Wise Ones of old, the Teachers of True Science. The Originators of True Civilization.

TO: All who desire a new perspective, and are tired of the old lies, and cannot understand what modern scientists are talking about.

2. Here is an ancient perspective on physics and astronomy, using modern concepts.

It is the knowledge of the laws and principles of atoms and electrons.

It is the knowledge of the laws governing stars and planets.

5. What is the difference between stars and atoms?

Size is the only difference. The laws and principles are the same. Atoms and electrons are miniature stars and planets, and stars and planets are giant atoms and electrons. There is no difference except in size. The movements and revolutions are the same. The orbits are the same. The laws of magnetic attraction and repulsion are the same. Modern scientists want to keep the laws of atomic structure to themselves by cloaking it in a mystery. When I look up in the sky, I see the very same atoms they see in their electron microscopes. God put the stars out there for all to see who cannot afford the million dollar research microscopes, because the stars are what the atoms look like in miniature scale.

6. Would you like to stand on an electron? The earth is a giant-size electron.

What is the nucleus of an atom?

7. The sun is a giant-sized nucleus. The electrons of every atom orbit around their nucleus exactly the same way the earth and other planets orbit around the sun. If you don&#39t have a multi-billion dollar electron microscope to look at the nucleus, then look at the rising sun, and there is a perfect nucleus. Look at the earth you stand on, and there is a perfect electron.

8. Our solar system is a giant atom. The laws ruling its motions are the same as for an atom. We stand on an electron called the earth, and lo and behold, the electron itself is made of electrons. Is the earth not made of atoms?

9. And if the earth is an electron, then the electron is made of electrons. If the solar system is an atom, then the atom itself is made of atoms.

10. What is the fundamental particle of matter? It will never be found by instruments because every atom is made of miniature atoms, themselves made of even smaller atoms, to infinity.

11. No wonder modern scientists can never find the smallest particle. They keep discovering smaller and smaller ones as their instruments improve. But we don’t need instruments. They’d be handy if we could afford them, but we don’t need them. We only need our minds.


How much magnetic attraction is there between the Sun and Earth? - Astronomiya

A compass tells you what direction is 'North', but have you ever wondered how it can do that? The answer has to do with something called MAGNETISM!


Every magnet produces an invisible area of influence around itself. When things made of metal or other magnets come close to this region of space, they feel a pull or a push from the magnet. Scientists call these invisible influences FIELDS. You can make magnetic fields visible to the eye by using iron chips sprinkled on a piece of paper with a magnet underneith.

On the Sun, our nearest star, you can see the same kinds of magnetic fields as they pop out of the surface of the sun. This picture shows the lines of magnetism near a sunspot.

The entire planet Earth would easily fit under the archway formed by the magnetic field loop.

We can see these loops of magnetism on the sun because very hot gases flow along them and light them up!

A compass works the way it does because Earth has a magnetic field that looks a lot like the one in a magnet. The Earth's field is completely invisible, but it can be felt by a compass needle on the Earth's surface, and it reaches thousands of miles out into space.

If you were to take a rocket ship into space and study the Earth's invisible magnetic field, it wouldn't really look like a bar magnet at all. Earth's magnetic field gets stretched out into a comet-like shape with a tail of magnetism that stretches millions of miles behind the earth, opposite from the sun. The sun has a wind of gas that pushes the earths field from the left to the right in the picture. Scientists have studied many different parts of the Earths magnetic field and have given them names so that they can talk to one another about them. Each part is part of the vast 'geomagnetic system' in which many amazing things have been seen and discovered.

In your classroom, you can make a magnetic field by letting a current flow through a piece of wire wrapped around a nail. When you attach the battery, the nail becomes an ELECTROMAGNET and you can use it to lift paperclips.

The core of the Earth is also an electromagnet. Although the crust is solid, the core of the Earth is surrounded by a mixture of molten iron and nickle. The magnetic field of Earth is caused by currents of electricity that flow in the molten core. These currents are hundreds of miles wide and flow at thousands of miles per hour as the earth rotates. The powerful magnetic field passes out through the core of the earth, passes through the crust and enters space. This picture which was created by a computer from a mathematical model, shows the solid inner core region ( inner circle) surrounded by a molten outer core (the area between the two circles). The currents flow in the outer core, and the lines of force shown in yellow, travel outwards through the rest of the earth's interior. If the earth rotated faster, it would have a stronger magnetic field. If it had a larger liquid core it would also have a stronger magnetic field.

By the time the field has reached the surface of earth, it has weakened a lot, but it is still strong enough to keep your compass needles pointed towards one of its poles. All magnets have two POLES: a North Pole and a South Pole.

There is another thing that we know about magnets and magnetism. When you put like poles together ( South facing South or North facing North) they repell each other. You can feel this force of repulsion yourself! When you put un-like poles together (South facing North) you can feel magnetic attraction.

In the Northern Hemisphere, your compass needle points North, but if you think about it for a moment, you will discover that the magnetic pole in the Earth's Northern Hemisphere has to be a South polarity. This is so, because the North-type magnetism of the compass needle has to be attracted by a south-type magnetism in the Earth in order to 'seek out' the north pole. If the Earth's magnetism has a south-type polarity in the Northern Hemisphere, where does it have a north-type polarity? Answer, in the Southern hemisphere!

The magnetic poles of earth are not fixed on the surface, but wander quite a bit as the map shows. The pole in the Northern Hemisphere seems to be moving northwards in geographic latitude by about 10 kilometers per year, but the motion is only an averge.

On any given day, it moves erratically by many tens of meters because of changes in the currents inside earth's core, as well as the influence of electrical currents in the ionosphere, and the changing space environment due to solar storms and winds.

If you were to stand directly over the magnetic pole with a compass, the needle would point straight downward. At other points on the globe, it points horizontally, but if you could observe it carefully, you would also see a slight dip in the needles tip. As you approach the magnetic pole, this dip becomes more and more obvious.

Studies of the Mid-Atlantic Ridge in the Atlantic Ocean half-way between North America and Europe have shown that as the fresh rock cools, it records the polarity of the earth's field. By dating the rocks on either side of the ridge, geologists discovered that the polarity of the Earth's field changes over the course of thousands of years. This was an exciting discoverery that not only verified the theory of Continental Drift, but demonstrated that earth's magnetism isn't constant over millions of years. The magnetic field of earth actually changes its polarity over time. They are called Polarity Reversals, but should not be confused with the rotation axis of earth actually changing.

There have been about 170 of these reversals during the last 76 million years according to geological evidence. The time between reversals seems to be growing longer, and is currently about 300,000 years or so. The last one of these happened about 770,000 years ago (0.77 on the graph). We are currently living during a period that has been called the Brunhes Magnetic Chron when the South Magnetic Pole is in the Northern Hemisphere. During the previous Matumaya Magnetic Chron, the North Magnetic Pole was in the Northern Hemisphere! Note that, from the polarity figure, at a time 0.94 million years ago (940,000 years ago) the magnetic field reverse itself by going nearly to 'zero' but then after a few thousand years it recovered and began to increase in strength. During the next 150,000 years it rose to a maximum strength and then began to decline. Notice, also, how fast the magnetic field recovers after it reaches 'zero', in some cases much less than 10,000 years.


Other Planets

The magnetic axes of Uranus and Neptune, on the other hand, are inclined by about 60° to their rotation axes. The shape and properties of a planetary magnetosphere depends on the angle between the flow of the solar wind (i.e. the direction from the Sun) and the magnetic axis, and for those two planets, that angle is rapidly changing all the time. As a result, their magnetospheres undergo wild variations during each rotation, although both manage to contain trapped particles. The origin of all those field is unknown: Saturn is big enough to produce metallic hydrogen in its core, but Uranus and Neptune are not.

The planet Venus was visited by Mariner 10 in 1974, which continued from there to Mercury. Venus was found to be unmagnetized: the solar wind is only stopped by its upper atmosphere, the ionosphere, creating a completely different type of magnetosphere, more like a comet's tail. On the other hand, tiny Mercury --an airless rock only moderately bigger than our Moon, rotating very slowly--surprised observers by being magnetized. Its magnetic field is weak and probably does not extend far enough to trap many particles, but as the spacecraft passed through its nightside tail, it observed a sudden spasm in which particles were apparently energized. To learn more about all this, NASA has scheduled the "Messenger" mission to fly to Mercury and orbit it.

Mars and the Moon have permanently magnetized patches of rock on their surfaces, suggesting that even if they now lack a dynamo field, at some time in the past they possessed one. That would agree with the giant volcanoes (apparently extinct) observed on Mars, which suggest a hot interior.


Magnetization of Mars: red in one direction,
blue in the opposite one
For more details, see
Astronomy Picture of the Day, 4 May 1999
The magnetized patches on that planet, first observed by the Mars Global Surveyor, are particularly intriguing because they seem to form strips, reminding researchers of the magnetized strips observed on the sea bottom on Earth, from which the idea of plate tectonics emerged. Magnetic observations on Mars, however, are not yet detailed enough to allow any firm conclusions to be drawn.

Planetary magnetic fields thus seem to be the rule, not the exception, at least in our solar system. About a thousand years have passed since the discovery of the magnetic compass gave the first hint of such fields. As their study enters its second millennium, it faces more unanswered questions than ever before.


Videoya baxın: GÜNƏŞİN NƏ OLDUĞUNU bilirsiniz? Günəş sadəcə bir ulduzdur! (Sentyabr 2021).