Astronomiya

Yerin maqnit sahəsi və soyuducu mıknatısı

Yerin maqnit sahəsi və soyuducu mıknatısı

Bu məqaləyə görə:

Yerin sahəsi təxminən 25.000 ilə 65.000 nT (0.25-0.65 G) arasındadır. Müqayisə üçün, güclü bir soyuducu mıknatısın sahəsi 1000000 nanotesladır (100 G)

Yerin maqnit sahəsi soyuducu maqnitdən 150 ilə 400 qat daha zəifdir.

Sual: Dünyanın hər hansı bir maqneti (və ya hətta daha güclü biri) kosmik şüaları Yerin kimi yönləndirə bilərmi? Bu maqnitlər birtəhər Yer kürəsinə "müdaxilə" edirmi? Olmazsa, niyə? Bəlkə ölçüsü (gücü deyil) çünki?


Dünyanın hər hansı bir maqneti (və ya hətta daha güclü biri) kosmik şüaları Yerin kimi yönləndirə bilərmi?

Xeyr, çünki meydanın gücü daha yüksək olsa da, ölçü maqnit sahəsi çox kiçikdir. Yerli soyuducu mıknatısınızın tətbiq etdiyi qüvvə Yerdəkindən daha böyük ola bilər, ancaq bunu yalnız daha kiçik bir sahə üçün edir. Maqnitinizi maqnit atmosferinin xaricinə çıxarsanız da, hissəciklər yenidən soyuducu mıknatısın təsir dairəsindən kənarda qalmadan yüklü hissəciklər düz yanından keçər və yalnız kiçik bir əyilməyə sahib olardı. Sapma sahədəki hissəcikin yol uzunluğu üzərindəki qüvvənin ayrılmaz hissəsi olacaqdır.

Bu maqnitlər birtəhər Yer kürəsinə "müdaxilə" edirmi?

Soyuducu maqnitinin dərhal ətrafındakı soyuducu maqnit sahəsi Yerdəkindən daha güclüdür, lakin daha böyük bir məsafədə Yer maqnit sahəsi daha güclüdür. Daha böyük Yer maqnit sahəsi əhəmiyyətli dərəcədə təsirlənmir.

Bəlkə ölçüsü (gücü deyil) çünki?

Bəli, ölçünün əhəmiyyəti var.

Maqnetosferdə yalnız əhəmiyyətli maqnit sahəsi Yerdəkidir. Soyuducu mıknatısınızın sahəsi orada yoxdur, çünki aralığı çox azdır. Şarj edilmiş hissəciklər maqnitosferdəki maqnit sahəsi tərəfindən yönləndirilir. Yer atmosferinə daxil olduqda, qalan bir çoxu atmosfer tərəfindən udulur (şimal işıqlarını əmələ gətirir).


Bir soyuducu mıknatısının ölçüsü olsaydı, Yer kürəsi nə qədər güclü olardı?

"Maqnetik hissəni" Yerin içindən bir soyuducu maqnit ölçüsünə endirsəniz, Gaussda nə qədər güclü olardı?

Bu ev işi sualı deyil. Yalnız bu ifadəni ehtiva edən bu videoya baxdım: "Soyuducu maqnit Yerin maqnit sahəsindən 100 qat daha güclüdür". Dostumun sualına cavab verməyə çalışıram: "Necə olur ki, bir kompas ümumiyyətlə ən yaxın soyuducu maqnit yerinə Şimala istiqamət verir?". Maqnit mərkəzindən tərs məsafənin kubuna əsaslanaraq bəzi münasibətlər qurmağa başladım və daha yaxşı bir yanaşma olacağına qərar verdim (yuxarıya bax).


Dünyanın Ən Güclü Maqniti Günəşin Yerdəki Gücünü Yenidən Yaratmağa Kömək edəcəkdir

Təyyarə daşıyıcısını qaldırmağa qadir olduğu iddia edilən dünyanın ən güclü maqnitinin, nüvə birləşdirmə generatorunun bir hissəsi olaraq istifadə ediləcəyi Fransaya yola düşməyə hazırlaşır.

59 fut hündürlüyündə, 1000 tonluq Mərkəzi Solenoid maqnit, birləşdirmə generatorunun həlledici bir hissəsini təşkil edəcək, çünki güclü maqnit sahəsini on milyon dərəcə istilikdə çox qızdırılmış plazma zolağını idarə etmək üçün istifadə edəcəkdir.

Füzyon generatoru ITER & mdashthe International Thermonuclear Experimental Reactor kimi tanınır. Əslində bir Günəş simulyatorudur.

Alimlər bundan ən yaxın ulduzumuzu gücləndirən eyni proses olan nüvə birləşməsini sınamaq üçün istifadə edəcəklər. Nəticədə ortaya çıxan sıx istidən istifadə edərək, elm adamları suyu buxara çevirəcək, daha sonra generatorları gücləndirəcəkdir.

Mərkəzi Solenoidin gücü, daha həssas maqnitlərlə müqayisədə başa düşülə bilər.

Maqnetik sahə gücləri Tesla (T) vahidi ilə ölçülə bilər. Milli Okean və Atmosfer Administrasiyasına görə Yerin maqnit sahəsinin gücü 0.000025 ilə 0.000065 T arasındadır. Güclü bir soyuducu mıknatısının 0,01 T ətrafında olduğu deyilir.

Xəstəxanalarda müntəzəm olaraq istifadə edilən MRI aparatları ümumiyyətlə 1,5 ilə 3 T arasındadır. Bunlar otaqlardan metal stulları və digər əşyaları cəlb edə bilir.

Mərkəzi Solenoid maqnit sahəsinin gücünə 13 Tesla & mdashdünya sahəsindən yüz minlərlə dəfə daha güclü olacaqdır.

Maqnit General Atomics & mdash tərəfindən istehsal edilmişdir, eyni zamanda ABŞ İTER ilə hərbi dronlar və mdashin ortaqlığı istehsal edir.

ITER və General Atomics birgə açıqlamasında, maqniti tutan dəstək strukturlarının "kosmik gəminin qalxma itkisinin iki qatına bərabər qüvvələrə tab gətirməli olduqlarını" söylədilər.

Bəyanatda əlavə edilir: "Maqnetik qüvvəsi bir təyyarə gəmisini havaya 6 ayağa qaldıracaq qədər güclüdür."

Columbia Universitetinin plazma mütəxəssisi Dr. Michael Mauel açıqlamasında dedi: "İlk ITER Mərkəzi Solenoid modulunun tədarükü, birləşmə enerjisinin nümayişi üçün həyəcan verici bir mərhələdir və eyni zamanda ABŞ-ın çox böyük, yüksək qurma qabiliyyətinin müdhiş bir nailiyyətidir. - sahə, yüksək enerjili superkeçirici maqnitlər. "

Alimlər on illərdir nüvə birləşmə gücünü təqib edirlər. İstixana qazı buraxmır və yanacağına, deyeriuma dəniz suyunda rast gəlinir. Bu gün boyu enerji təmin edə bilər.

Üstəlik, 150 milyon Selsi (270 milyon Fahrenhayt) səviyyəsində inanılmaz dərəcədə yüksək iş istiliyinə baxmayaraq, ITER, prosesin hər cür qaçma reaksiyası ilə nəticələnə bilməyəcəyini iddia edir, çünki prosesin pozulması onun dayandırılmasına səbəb ola bilər.

Lakin nüvə birləşməsini qorumaq inanılmaz dərəcədə çətindir. Deyterium və hidrogenin plazma əmələ gətirənə qədər çox yüksək temperaturda istiləşməsini əhatə edir, daha sonra reaktorun metal divarlarına toxunmaması üçün nəzarət edilməlidir.

Bir çox füzyon reaktorunun problemi budur ki, elm adamları hələ işləmələri lazım olduğundan daha çox enerji istehsal etmək üçün bir yol tapmadılar. ITER bu maneəni aşmaq üçün davam edən araşdırmaların bir hissəsidir.


Neil deGrasse Tyson Yerin Maqnetik Sahəsini və Maqnetik Qütblərini izah edir

Hamımız Yerin maqnit sahəsi haqqında bilirik, elədir? Neil deGrasse Tyson və komik komediya aparıcısı Chuck Nice, dünyanın başqa bir maqnit sahəsi və maqnit qütbləri haqqında bilməyəcəyiniz şeyləri doldurmaq üçün başqa bir StarTalk Radio izahçısı ilə burada.

Yerin cənub maqnit qütbünün niyə həqiqətən Şimalda olduğunu öyrənin. Yerin maqnit sahəsinin Yerin fırlanma oxu ilə necə uyğunlaşdırılmadığını müzakirə edirik. Niyə Şimalı tapmaq üçün bir pusula istifadə etdikdə, böyük ehtimalla Kanadanın şimal-qərbindəki bir yerə işarə etdiyini öyrənəcəksiniz.

Dünyanın maqnit qütbləri ilə coğrafi qütbləri arasındakı fərqləri öyrənəcəksiniz. Neil bizə əsl Şimalı necə tapmağı izah edir. Neil, Yerin maqnit qütblərinin dəfələrlə fırlandığını və döndüyünü də izah edir. “Dinamo nəzəriyyəsini” müzakirə edirik. Nəhayət, Günəşin maqnit sahəsinə və bunun günəş ləkələrini necə təsir etdiyinə nəzər salırıq. Bütün bunlardan əlavə Neil bizə kvant fizikası olmadan niyə maqnit sahələri haqqında heç bir anlayış olmadığını izah edir.

Patreon'da bizi dəstəkləyin: https://www.patreon.com/startalkradio

StarTalk'a abunə olun: https://www.youtube.com/user/startalkradio?sub_confirmation=1

StarTalk-ı izləyin:
Twitter: http://twitter.com/startalkradio
Facebook: https://www.facebook.com/StarTalk
Instagram: https://www.instagram.com/startalkradio/

Bu videodakı Neilin yanındakı izlər haqqında:
& # 8220Black Swan ”& # 038 & # 8220White Swan & # 8221 Coast Salish artist Jane Kwatleematt Marston tərəfindən məhdud sayda serigraf izləri. Bu sənətçi və işi haqqında daha çox məlumat üçün Vancouver inuit qalereyasını https://inuit.com/ ziyarət edin.

StarTalk haqqında:
Elm StarTalk-da pop mədəniyyətinə cavab verir! Astrofizik və # 038 Hayden Planetarium müdiri Neil deGrasse Tyson, komik həmkarları, qonaq məşhurlar və # 038 elm adamları astronomiya, fizika və kainatdakı həyatla əlaqəli hər şeyi müzakirə edirlər. Baxmağa davam edin!


Maqnetik sahələr: Yer üzündəki məqsədi

Bir pusula istifadə etmisinizsə, yolunuzu tapmaq üçün Earth & # 8217s əsas xüsusiyyətlərindən birini istifadə etmisiniz. Bu xüsusiyyət Earth & # 8217s maqnit sahəsidir.

Dünya nəhəng bir maqnitdir. Bunun səbəbi, nüvənin geodinamo adlanan prosesi istifadə edərək maqnit sahəsini meydana gətirməsidir. Geodinamik proses belə işləyir: xarici nüvə daxili nüvə ilə aşağıdan qızdırılan keçirici metallarla doludur. Bu konveksiyanı idarə edir. Xarici nüvədəki konveksiya daxili nüvədəki istilik və kimyəvi fərqlənmə ilə qorunur. Yerin fırlanmasının köməyi ilə bu, konveksiyanı hərəkətə gətirir və maqnit sahəsini meydana gətirən bir qeyri-sabitlik yaradır və bu proses maqnit sahəsini planetin fırlanma oxuna uyğunlaşdırır.

Maqnetik sahələr yer üzündə həyat üçün vacibdir. Maqnetik sahənin planetimizi kosmik şüalardan, yüklü hissəcikləri günəş alovlarından qoruduğundan. Yüklənmiş hissəciklər maqnit sahəsinə dəyəndə tələyə düşür və dirəklərə doğru irəliləyən sahə xətləri boyunca sürüşürlər. Maqnetik sahənin ən güclü bölgələri qütblərə yaxındır və hissəciklər kifayət qədər güclü deyilsə, o zaman dəf olunur və sahə xətləri boyunca irəli-geri sıçrayırlar və bu Van Allen Radiasiya Kəmərlərini yaradır. Orada maqnit sahəsi yüklənmiş hissəciklərin atmosferə çatmaması üçün onları tutdu. Əgər dünyanı qoruyan maqnit sahəsi olmasaydı, atmosfer atomlarından məhrum olar və günəş küləyindən gələn radiasiya yer üzündəki bütün canlıları şüalandırardı.

Van Allen Radiasiya Kəmərləri

Bununla birlikdə, yüklənmiş hissəciklər maqnit sahələri ilə də qarşılıqlı əlaqədədir. Doldurulmuş hissəciklərin dairələrdəki hərəkətləri özlərinə məxsus maqnit sahələrini meydana gətirir. Nəticədə, hər iki maqnit sahəsi bir-biri ilə toqquşduqda, Yerin maqnit sahəsi yüklənmiş hissəciklərin impulsunu mənimsəyir və bu da Dünyanı maqnit sahəsini geri itələyir. Yer hətta maqnit sahəsi etmək istəyir, amma Günəş maqnit sahələrini günəşdən uzaqlaşdırır. Günəş enerjisindəki dəyişikliklər səbəbindən hətta bir bombardman da deyil.

Günəş küləyinin maqnit sahəsini aşacaq qədər güclü olduğu vaxtlar var. Yüklənmiş hissəcik sahə boyunca qütblərə sürüşür və kifayət qədər güclü olduqda, Yer kürəsinin yaxınlığındakı atmosferə daxil olur və atmosferi ionlaşdırır. Bu, Aurora Borealis / Australis adlanan gözəl bir mənzərəyə səbəb olur.


Yerin maqnit sahəsi və soyuducu mıknatısı - Astronomiya

Yerin maqnit sahəsi ekvatorda təxminən 0.32 Gauss, qütblərdə isə 0.62 Gauss təşkil edir.

William Gilbert, 1600-cü ildə Yer kürəsinin nəhəng bir maqnit olduğunu fərziyyə etdi. Thomas Gold 1959-cu ildə "maqnitosfer" adını təklif etdi. Yerin maqnitosferi kosmosa qədər uzanır və günəş küləyinin (günəşdən çıxan ionlar və elektronlar) təsiri altındadır. Kosmosa Günəşə doğru 60 ilə 37.280 mil (100-600.000 km) arasında uzanır və Günəşdən 186.500 mil (300.000 km) məsafədə (gecə) Yerin maqnit quyruğunu meydana gətirir.

Maqnetopoz, Yerin maqnit sahəsinin hakim olduğu və Günəş sisteminin qalan hissələrinin maqnit sahəsi arasındakı sərhəddir.

Auroras:
Doldurulmuş hissəciklər maqnitosferin sahə xəttlərində sıxışır. Auroras, günəş küləyi spiralından bir dirəyə doğru sıxıldıqda hiss olunur. Qütbə yaxın göydəki bu gözəl işıqlar Günəş hissəcikləri tərəfindən vurulduqdan sonra həyəcanlanan qazlardan qaynaqlanır. Əksər auroralar yerdən 100 ilə 250 km yüksəklikdədir (ionosferdə).


Soyuducuda olduğundan daha güclü olan daimi mıknatıslar, qaynaşma enerjisi vermək üçün bir həll ola bilər

Kredit: Michael Drevlak

Soyuducularda istifadə olunanlara bənzər qalıcı maqnitlər, günəş və ulduzlar tərəfindən yaradılan eyni enerji ilə birləşmə enerjisinin inkişafını sürətləndirə bilər.

ABŞ Enerji Nazirliyinin (DOE) Princeton Plazma Fizikası Laboratoriyası (PPPL) və Almaniyanın Greifswald şəhərindəki Max Planck Plazma Fizikası İnstitutunun alimlərinə görə, bu cür maqnitlər, stellaratorlar deyilən bükülü birləşmə qurğularının dizaynını və istehsalını xeyli asanlaşdıra bilər. . PPPL-nin qurucusu Lyman Spitzer Jr 1950-ci illərin əvvəllərində ulduzları ixtira etdi.

Ulduzlaşdırıcıların əksəriyyəti qaynaşma reaksiyalarını yandıran plazmanı formalaşdıran və idarə edən maqnit sahələri istehsal etmək üçün bir şirniyyat çubuğundakı zolaqlar kimi spiral şəklində olan bir sıra kompleks bükülmüş rulonlardan istifadə edirlər. Soyuducu kimi qalıcı mıknatıslar, bu əsas sahələrin çətin hissəsini istehsal edə biləcəyini söyləyən tədqiqatçılar, sadə, bükülməmiş rulonların mürəkkəb rulonların yerinə qalan hissəsini istehsal etməsinə imkan verir.

Qıvrılmış rulonlar ən bahalıdır

"Bükülmüş rulonlar stelatorun ən bahalı və mürəkkəb hissəsidir və çox mürəkkəb formada çox dəqiqliklə istehsal olunmalıdır" dedi fizikçi Per Helander, Maks Plankdakı Stellarator Nəzəriyyə Bölməsinin rəhbəri və bir yazının aparıcı müəllifi. araşdırmasını izah edir Fiziki Baxış Məktubları (PRL). "Daimi maqnitlərdən istifadə edərək rulonlarda tələbi azaltmağa çalışırıq."

Daha geniş istifadə olunan tokamak füzyon cihazlarının üzləşdiyi ziyan riski olmadan işləyən stelatatorların sadələşdirilməsi çox cəlbedicidir. PPPL direktoru və qəzetin müəllifi Steve Cowley, "Ulduzlaşdırıcılarda plazmanı formalaşdırmaq üçün qalıcı mıknatısların istifadəsindən son dərəcə həyəcanlıyam" dedi. "Bu, daha sadə mühəndislik dizaynına gətirib çıxarır."

Füzyon, günəşi və ulduzları hərəkətə gətirən güc, işıq elementlərini plazma şəklində birləşdirir - sərbəst elektronlardan və atom nüvələrindən ibarət olan isti, yüklü maddə vəziyyəti - kütləvi miqdarda enerji yaradır. Dünyadakı elm adamları elektrik enerjisi istehsal etmək üçün praktik olaraq tükənməz bir təhlükəsiz və təmiz enerji təchizatı üçün füzyon yaratmaq və idarə etmək üçün tokamaklar, stellaratorlar və digər qurğulardan istifadə edirlər.

Daimi maqnitlər üçün yeni fikir, PPPL Baş Elm adamı Michael Zarnstorffun oğlu, qəzetin həmmüəllifi Jonathan Zarnstorffun orta məktəbdə bir araya gətirdiyi bir elmi sərgi layihəsinin bir qoludur. Jonathan, bir mərmi atəş edə bilən bir maqnit sahəsi yaratmaq üçün ümumiyyətlə yüksək gərginlikli cərəyan istifadə edən bir cihaz olan bir dəmir silahı qurmaq istədi. Ancaq yüksək gərginlikli cərəyanın sinifdə istifadəsi təhlükəli olardı.

Plazma ilə qalıcı maqnit stellaratorunun sxematik təsviri sarı rəngdədir. Qırmızı və mavi, gəmini əhatə edən sadələşdirilmiş rulonlarda qalıcı maqnitləri göstərir. Kredit: Coaxing Zhu.

Ata və oğul həlli

Baba və oğulun gəldiyi həll yolu, maqnetik sahəni etibarlı bir şəkildə yaratmaq üçün neodimyum və ya nadir torpaq qalıcı maqnitlərdən istifadə etmək idi. Nadir torpaq maqnitləri təəccüblü və faydalı xüsusiyyətlərə malikdir. Mıknatısların kiçik ölçüsü üçün olduqca güclü sahələr meydana gətirirlər və bu, yaxınlıqdakı digər sahələrdən demək olar ki, təsirlənməyən "sərt" sahələrdir. Bu maqnitlər, beləliklə, fiziklərin spiral bir stellarator sahəsinin "poloidal" hissəsini təmin edə bilər, sadə dairəvi bobinlər isə sahənin qalan hissəsini təşkil edən "toroidal" hissəni təmin edə bilər. "İllər ərzində bu barədə düşünərdim, amma fikri inkişaf etdirməyə vaxtım yox idi" dedi Zarnstorff. Bu fikir nəhayət Cowley və Wisconsin-Madison Universitetinin fiziki Cary Forest ilə müzakirələr zamanı öz nəticəsini verdi.

Daimi mıknatıslar, stelatorlar və tokamakların istifadə etdiyi standart elektromaqnit rulonlardan kəskin şəkildə fərqli olaraq həmişə "açıq" olur. Belə rulonlarda elektrik cərəyanı keçdikdə maqnit sahələri yaranır - daimi maqnitlərin ehtiyac duymadığı enerji təchizatı tələb edən cərəyan. Ulduzlayıcı rulonları sadələşdirmək üçün qalıcı mıknatısların istifadəsinin digər üstünlükləri bunlardır:

  • Əllə hazırlanmış elektromaqnitlərdən daha aşağı qiymət
  • Baxımı asanlaşdırmaq üçün sadələşdirilmiş rulonlarda geniş yerin yaradılması
  • Maqnit sahələri üçün müxtəlif formalar yaratmaq üçün maqnitlərin yerini dəyişdirmək bacarığı
  • Azaldılmış mühəndislik və istehsalat riskləri.

Daimi maqnitlərin də mənfi cəhətləri var. "Onları söndürə bilməzsiniz" dedi Helander, mənzillər daxilində cəlb edə biləcəkləri hər şeyi çəkə biləcəkləri mənasını verdi. Həm də məhdud maksimum sahə gücü verdiklərini söylədi. Buna baxmayaraq, bu cür maqnitlər "reaktora aparan yolda təcrübələr yaratmaq üçün əla ola bilər" dedi və əlavə etdi: "Daha güclü qalıcı maqnitlər mövcud ola bilər."

Zarnstorff üçün qalıcı mıknatıslar "bir strategiya və yeni bir alət dəstidir və bunlardan necə istifadə edəcəyimizi müəyyənləşdirməliyik." İndi bir neçə istifadəni planlaşdırır. Əvvəlcə daimi maqnitlər quraşdırılmış masa üstü bir stelatorun inşası gələcəkdir. Bundan qabaq PPPL-nin dünyanın ilk spesifik performans hədəflərini qarşılamaq üçün dizayn edilmiş sadə optimallaşdırılmış bir ulduz istehsal edə biləcəyinə ümid edir. Sadələşdirilmiş maşının davamlı inkişafına hazırlaşaraq sahə gücünü artırmaq üçün həmin qurğu təkmilləşdirilə bilər. Nəhayət, daimi mıknatıslar da daxil olmaqla bir stelator bütün bəşəriyyət üçün elektrik enerjisi istehsal etmək üçün enerji istehsal edə bilər.


MRI aparatındakı maqnitlər nə qədər güclüdür?

Bir MRI sistemindəki ən böyük və ən vacib komponent maqnit. Bir MRI sistemindəki maqnit, a olaraq bilinən bir vahid istifadə edərək qiymətləndirilir Tesla. Maqnitlərlə geniş yayılmış başqa bir ölçü vahidi gauss (1 Tesla = 10,000 gauss). Bu gün MRI-da istifadə olunan maqnitlər 0,5-Tesla-3,0-Tesla aralığındadır və ya 5,000 ilə 30,000 gauss arasındadır. Tədqiqatda son dərəcə güclü maqnitlərdən - 60 Tesla-ya qədər istifadə olunur. Yerin 0,5 gauss maqnit sahəsi ilə müqayisədə bu maqnitlərin nə qədər inanılmaz güclü olduğunu görə bilərsiniz.

Bu maqnitlərin gücünə görə ciddi tədbirlərə riayət edilmədiyi təqdirdə MRI dəsti çox təhlükəli bir yer ola bilər. Metal əşyalar tarama otağına aparıldıqda təhlükəli mərmilər ola bilər. Məsələn, ataçlar, qələmlər, açarlar, qayçı, hemostatlar, stetoskoplar və digər hər hansı bir cisim xəbərdarlıq etmədən ciblərindən və bədəndən çıxarıla bilər, bu zaman maqnitin açılışına (xəstənin yerləşdiyi yerə) tərəf uçurlar. otaqdakı hər kəs üçün təhlükə yaradan çox yüksək sürətlə. Kredit kartları, bank kartları və maqnit kodlu hər hansı bir şey əksər MRI sistemləri tərəfindən silinəcəkdir.

The maqnetik güc bir obyekt üzərində tətbiq artar hədsiz dərəcədə maqnitə yaxınlaşdıqda. Əlinizdə böyük bir boru açarı ilə maqnitdən 15 fut (4,6 m) uzaqda durduğunuzu düşünün. Yüngül bir çəkilmə hiss edə bilərsiniz. Bir neçə addım yaxınlaşın və bu çəkmə daha güclüdür. Maqnitdən 3 fut (1 metr) yaxınlığa çatanda açar ehtimal ki, əlinizdən çəkilir. Bir cisim nə qədər çox kütləyə sahibdirsə, o qədər təhlükəli ola bilər - mıknatısa cəlb olunduğu qüvvə daha güclüdür. Paspas vedrələri, elektrik süpürgələri, IV dirəklər, oksigen çənləri, xəstələrin xəritələri, ürək monitorları və saysız-hesabsız digər əşyalar MRI aparatlarının maqnit sahələrinə çəkilmişdir. Kiçik əşyalar ümumiyyətlə maqnitdən əl ilə çəkilə bilər. Böyük olanları vinçlə çəkmək lazım ola bilər, ya da maqnit sahəsi bağlanmalıdır.

Bir xəstəni və ya dəstək işçisini tarama otağına buraxmazdan əvvəl, yalnız xarici əşyalar deyil, metal əşyalar üçün də hərtərəfli yoxlanılır. Çox vaxt xəstələrdə olur implantlar güclü maqnit sahəsinin yanında olmağı çox təhlükəli edən içərilərində. Gözdəki metal parçaları çox təhlükəlidir, çünki bu parçaları hərəkət etdirmək göz zədələnməsinə və ya korluğa səbəb ola bilər. İnsanlar kardiostimulyatorlar skan edilə bilməz və ya hətta skanerə yaxınlaşa bilməz, çünki maqnit kardiostimulyatorun arızalanmasına səbəb ola bilər. Anevrizma klipləri beyindəki maqnit onları hərəkətə gətirə biləcəyi üçün çox təhlükəli ola bilər və onarmağa qoyulan arteriyanı cırmasına səbəb olur.

MRI maqnit sahələri inanılmaz dərəcədə güclüdür. Bir qoldan MRI aparatına uçan bir saat tamamilə mümkündür.


Yer çox böyük, zəif bir maqnit kimi davranır - buna görə pusulalar niyə şimala tərəf yönəldi! Bu yazıda neodimyum maqnitlərdən istifadə edərək onunla oynamaq üçün bir neçə yol da daxil olmaqla Earth & rsquos maqnit sahəsi ilə bağlı bir neçə maraqlı həqiqəti araşdırırıq.

Niyə yer maqnit kimidir?

Earth & rsquos maqnit sahəsi əsasən keçirici, ərimiş dəmirdən ibarət olan maye xarici nüvədəki elektrik cərəyanlarından qaynaqlanır. Daim hərəkət edən, maye dəmirdəki cərəyanların dövrələri maqnit sahələri yaradır.

Uzaqdan, Yer digər maqnit kimi şimal və cənub qütbünə sahib böyük bir maqnit kimi görünür. (Hansı qütbün şimalında təsvir edildiyi kimi, Kanadanın şimalında yerləşən qütb həqiqətən maqnit cənub qütbüdür.) Maqnit kimi düşünsək, əlinizdə tuta biləcəyiniz bir maqnitlə necə müqayisə olunur?

Maqnetik siniflər haqqında məqaləmizdə təsvir olunduğu kimi, bir mıknatısın gücünü tez-tez iki fərqli şəkildə təsvir edirik: ətrafındakı maqnit sahəsinin gücü (səth sahəsi, gauss ilə ifadə olunur) və bir mıknatısın hər ikisindən çıxarılması üçün lazım olan güc polad lövhə və ya başqa bir maqnit (çəkmə gücü, lirada ifadə edilir). Yer kürəsini necə dəqiqləşdirə bilərik?

S8 sfera mıknatısımız mıknatısın dirəkləri yaxınlığında 8000 gaussdan artıq sahə gücünə malikdir. Bir polad səthə yapışmış, çəkmə gücü təxminən 6.5 lb-dir. Yer və rsquos xüsusiyyətləri nə olardı?

Yerin və rsquos maqnit sahəsinin qütblərdə gücü neodimyum maqnitdən 0.6 gauss & ndash civarındadır!

Əylənmək üçün, bir şübhə doğuran fərziyyələrin böyük bir siyahısını hazırlayaraq, bir Yer maqnitinin çəkmə gücünün nə olacağını təxminən təxmin etdik. Yarım ərimiş bir dəmir topun içərisindən keçən elektrik cərəyanları əvəzinə qalıcı bir maqnit olduğunu düşünsək, Brmaks təxminən 1 gaussdur. Bu Br-dən çox zəifdirmaks S8 kimi bir N42 maqnit üçün 13200 gauss.

Kainatdakı Yerə yapışacaq ən böyük soyuducu qapısını tapa bilsəydiniz, təxminən 19 ton çəkmə gücünə sahib ola biləcəyini təxmin etmək üçün daha kobud hesablamalar apardıq. Bu çox səslənir, ancaq Yerin təxminən min trilyon ton kütləsinə sahib olduğunu düşündüyünüz zaman çox deyil. Cazibə qüvvəsindən onu bu nəhəng soyuducu qapısına tərəf çəkmək, ehtimal ki, bütün maqnit qüvvələrini kölgədə qoyacaqdı.

Kompas

Yerin səthində dayanıb pusula rolunu oynamaq üçün mıknatıs və ya mıknatıslanmış bir cisim istifadə edə bilərik. Maqnetik sahənin istiqamətinin ölçülməsi demək olar ki, min ildir ki, istiqaməti izah etmək üçün əla bir üsuldur.

Bu necə işləyir? Pusula iynəsi əslində mıknatıslanmış bir metal parçasıdır. Diqqətlə balanslaşdırılmış, özünü yerli maqnit sahəsi ilə uyğunlaşdırmağa meyl edir. Şimala yönəlmədikdə, maqnit qüvvələri onu o istiqamətə doğru itələməyə meyllidir. Güclər çox zəifdir, lakin az sürtünməli bir kompasla işi yerinə yetirmək üçün kifayətdir.

Bir pusula, bütün uzunluq xətlərinin qovuşduğu coğrafi şimal qütbündən fərqli olan maqnit şimal qütbünü göstərməyə meylli olduğunu unutmayın. Coğrafi şimal qütbünə istiqamət və kompasın göstərdiyi yer arasındakı fərqə meyl deyilir.

Maqnitlənmiş bir iynə yalnız pusula deyil, maqnit də işləyə bilər. Ən sevdiyimiz hiylə, kənarındakı disk maqnitini tarazlaşdırmaq və şimal dirəyinə yönəlmək üçün fırlanmasına imkan verməkdir. Bunu daha əvvəl bir maqnit qütbünü təyin etmək haqqında yazımızda göstərdik. Budur, qırmızı və qara rəngli, plastik örtüklü maqnitlərimizlə oxşar bir nümayişə baxın.

Meyl və 3D kompas

Maqnit sahəsinin Yerdəki müəyyən bir yerdəki həqiqi istiqaməti hər zaman yerlə bərabər deyil. Əslində burada, ABŞ-ın Pensilvaniyadakı yerimizdə istiqamət daha çox yerə tərəf yönəldilmişdir. Sahə istiqamətinin & rsquot səviyyəsi olmadığı məbləğə meyl deyilir. Sağdakı xəritəyə görə, burada maqnit şimal qütbünə tərəf yönələn, eyni zamanda təxminən 67 dərəcə yerə doğru aşağıya doğru yönəldən bir maqnit sahəsini görürük. Meyliniz coğrafi məkandan asılı olaraq dəyişəcək. Şimali Amerikanın əksəriyyəti 40 ilə 70 dərəcə arasında dəyişir.

Aşağıdakı video, bunu iki fərqli şəkildə necə görselleştirebileceğini nümayiş etdirir. Əvvəlcə kürə mıknatısını düz, metal olmayan bir masanın üstündə gəzdiririk. Həmişə maqnit və rsquos şimal qütbünün bir açı ilə aşağıya doğru dayanması ilə dayanır! Kürə mıknatısının oxu boyunca yerə uzanan böyük bir oxu təsəvvür edin. Yerli maqnit sahəsinin istiqaməti budur.

İkinci demo, masada qeyri-bərabər yuvarlanan diametrik olaraq maqnit edilmiş bir halqa mıknatısından istifadə edir. Maqnit özünü yerli maqnit sahəsi ilə hizalamaq üçün, şimal dirəyi kəskin bir açı ilə aşağıya doğru yönəldir.

Şimal qütbü hərəkət edir - Paleomaqnetizm

Maraqlıdır ki, şimal qütbü hələ də oturmur. İldən-ilə də olsa bir az hərəkət etməyə meyllidir. Son 180 ildə Şimal Maqnetik Qütb şimal-qərbə doğru köç edir.

Daha uzun müddət ərzində qütblərin yeri o qədər hərəkət edə bilər ki, şimal və cənub qütbləri yerlərini dəyişə bilər. Bu maqnit sahəsinin geri çevrilmələrinin tarix boyu müxtəlif dövrlərdə baş verdiyinə dair dəlillər var. Bu hadisələrə dair dəlillər dünya miqyasında bazaltlarda, okean diblərindən götürülmüş çöküntü nüvələrində və dənizin maqnit anomaliyalarında tapıla bilər.

Bu qayalar meydana gəldikdə, içərisində olan dəmir oksit parçaları mıknatıslandı və o zaman və məkanda yerlə & rsquos maqnit sahəsi ilə uyğunlaşdırıldı. Bu hissəciklərin düzəldilməsini ölçərək, bu maqnit sahəsinin geri çevrilməsinin tarixi dəniz dənizində oxunur (digər yerlər arasında).

Əslində, 1960 və 1970-ci illərdə ölçülən dənizin dibi boyunca dəyişən maqnitləşmə istiqamətlərinin zolaqları qitə sürüşməsi və plitə tektonikası nəzəriyyələrini təsdiqləmək üçün lazımlı bir sübut idi.

Nümayiş üçün bir səthə bir az dəmir toz səpdik və yaxınlığında bir maqnit hərəkət etdirdik. Bəzi hobbi və ya elm mağazalarından bu kimi dəmir oksidi ala bildiyiniz halda, bir polad və ya dəmiri bir sənədlə üyüdərək bir az da əldə edə bilərsiniz. Üzr istəyirik, satışa dəmir filizləri təqdim etmirik!

Aşağıdakı videoda dəmir hissəciklərinin maqnit sahəsi ilə necə uyğunlaşdığını görə bilərsiniz.

Fəzadakı maqnit sahəsi

Kosmosda yer və maqnit sahəsi tez-tez düşündüyümüz bəzi vacib şeyləri edir. Bu effektləri Yer üzündə və səthində göstərmək üçün bəzi təcrübələr aparmaq çətin olsa da, yenə də olduqca maraqlı şeylərdir.

Günəş küləyi əsasən elektronlardan və protonlardan ibarət olan günəşdən xaricə axan yüklü hissəciklər axınıdır. Earth & rsquos maqnit sahəsi, yerin səthini maqnitosfer olaraq bilinən bölgədəki bu hissəciklərin çoxundan qoruyur. Forması günəş küləyinə cavab olaraq daim dəyişir və dəyişir.

Bu yüklənmiş hissəciklərdən bir neçəsinin maqnit sahəsindən gizlədildiyi yerlərdə şimal (və cənub) işıqlarını aurora & ndash görürük.

Əlbətdə, maqnitosfer bizim üçün qütblərin yaxınlığında yaşayan insanlara olduqca yüngül şoular göstərməkdən daha vacibdir. Alimlər, maqnit sahəsi olmasaydı, günəş küləyinin yüklü hissəciklərinin ozon təbəqəsini uzaqlaşdıracağını və bu da günəşin ultrabənövşəyi şüalarının qarşısını aldığını düşünürlər. Daha da kəskin şəkildə, dəlillər göstərir ki, bu maqnit sahəsinin olmaması, Marsın maqnit sahəsi söndükdən bəri vaxt keçdikcə ləğv edildiyi Marsın atmosferinin az olmasıdır.


Mexanizm?

Bu maqnit məlumatların təfsiri ilə bağlı problem, yer üzünün maqnit sahəsinin işləməsi üçün nəzərdə tutulmuş mexanizmdir və beləliklə bu geri çevrilmələr üçün çoxmilyon illik zaman ölçüsüdür.

Yerin maqnit sahəsi ümumiyyətlə əksər geofiziklər tərəfindən yerin içindəki elektrik cərəyanları ilə əlaqəli, metal dəmir-nikel qarışığından ibarət olduğuna inanan və bir dinamo kimi işlədiyi güman edilən özək sayılır. . Bu elektrik cərəyanlarının qeyri-bərabər miqdarda müsbət və mənfi elektrik yükü daşıyan ərimiş materialın yavaş dövriyyəsi ilə meydana gəldiyinə inanılır. 7,8 Nəticə olaraq, yerin maqnit sahəsinin geri çevrilməsinin yavaş bir proses olacağını gözləmək olar və bu səbəbdən təkamül baxışı bir maqnit qütbdən (istiqamətdən) digərinə keçidin ümumiyyətlə milyonlarla il çəkdiyinə inanır. Şübhəsiz ki, indi belə bir dönüşün tamamlanması üçün ən azı bir neçə min il lazım olduğu təxmin edildi. 9

Hər halda, əksər geofiziklər tərəfindən üstünlük verilən bu əməliyyat mexanizmi, sözdə dinamo hipotezi, bununla əlaqəli yaxşı sənədləşdirilmiş bir çox problemə sahibdir. 10-13

Sahənin geri çevrilməsi fosil təbəqələrində qeydə alındığından, geri dönmələr təbəqələr döşənərkən baş vermiş olmalıdır. Bir çox kreativist Nuh & # 8217s Flood'un fosil təbəqələrinin çox hissəsini bir ildə istehsal etdiyini iddia edirlər. Beləliklə, yer üzünün maqnit sahəsindəki bu əks çevrilmələr Daşqın ilində ortalama hər iki həftədə bir baş verdiyini düşünmək məcburiyyətindədir.

Bu cür dəyişikliklər, təkamülçülərin dinamo fərziyyələri tərəfindən proqnozlaşdırılan çox min illik və ya milyon illik artı zaman tərəziləri ilə müqayisədə çox sürətlidir. Bununla birlikdə, kreativistlər Dr. Thomas G. Barnes (Fizika professoru, El Paso'dakı Texas Universiteti) və Dr. D. Russell Humphreys (Sandia Milli Laboratoriyalarında fizik, Albuquerque və Yaratma İnstitutunun fizika professoru) Araşdırmalar, San Diego), dinamo üçün alternativ bir fərziyyə üçün inandırıcı bir şəkildə iddia etdi. Dünyadakı nüvədə sərbəst şəkildə çürüyən elektrik cərəyanlarını təklif edirlər. 14-18 Bu mexanizm, yerin & # 8217; s sahəsinin, təxminən 150 il ərzində gerçək zamanlı çürüməsini hesab edir; bu sahə çürüməsindən yaranan cərəyan, nüvədə mövcud olan cari miqdarın hesablanması ilə yaxşı əlaqələndirilir. Bundan əlavə, süxurlarda qeydə alınan maqnit geri çevrilmələrin yalnız bir neçə həftədən bir müddət ərzində baş verdiyini hesab edə bilər! 19,20


Problemlər

Bununla birlikdə, çürümə modelini tutanların qərb sürüşməsi və dünyəvi dəyişikliyi mövzusunda daha çox araşdırma edilməlidir. Geri dönmələrin bir zamanlar “daşqın” ın yaratdığı çöküntülər konsepsiyasına necə uyğunlaşması ilə bağlı bəzi işlərin görülməsini istərdim.

Dinamo nəzəriyyəsi ilə bağlı bəzi digər məsələləri genişləndirməyə icazə verin.

  1. Əldə etdiyimiz yeganə tam məlumat real vaxtdakı məlumatlardır. Əsasən çox kiçik başlayaraq cərəyanların tarazlığa çatana qədər böyüdüyü güman edilir. Həqiqi zaman məlumatlarının göstərdiyi böyük azalma ilə əlaqədar çox az şey deyilir. Elsasser, sahənin yenidən artmağa başlayacağı ümidi ilə nisbətin yavaşladığını xatırladır, 12 lakin hər hansı bir azalmanın xətti olacağını güman etmiş və heç istəmədən ən azı eksponensial bir çürüməni təsvir etmişdir. Eniş də mənasız deyil. Sidney Çapman bunun “başqa heç bir dünya geofiziki xüsusiyyəti ilə paralel olmayan” bir dəyişiklik olduğunu söyləyir.
  2. Geri çevrilmələrə gəldikdə, bir üsul fırlanma ilə, digəri böyüklükdə azalma ilə sıfırdan əks işarəyə qədərdir. Nəzarət müddəti 10.000 il sırasındadır. Wilbert Rusch, bu hadisə ilə əlaqədar normalda nəzərə alınmayan yan təsirlərə diqqət yetirən suallar verir. Yəni:
    1. Radiasiya kəmərləri maqnit sahəsi ilə əlaqələndirilir. Belə bir geri dönüş ilə hansı tip fırtına əlaqələndirilmiş olardı?
    2. Sahə sıfırdan keçərsə və meydana gəlmək üçün bir az vaxt lazımdırsa, orta nöqtə kosmik şüalardan qorunma vaxtını təmsil edirmi? Bu, yer üzündə həyatın məhvi ilə nəticələnməzmi?
    3. Very importantly—what type of force could reverse the magnetic field?

    The only objection to Horace Lamb’s model was the large age assumed for the Earth. Otherwise, not only does his model fit well, but it makes good sense. It is not necessary to assume an old age for the Earth. It is only the prejudice of clinging to uniformitarianism and its offshoots that forces “science” into difficulties in matters like this one.

    At the time of writing, Brian D. Eglinton was a 3rd year Engineering student from North Adelaide.


    Videoya baxın: Manyetik Mıknatısla Neler Yapılır (Sentyabr 2021).