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पृथ्वी का बल क्षेत्र। पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र का सिद्धांत: उत्पत्ति का तंत्र, संरचना, चुंबकीय तूफान, ध्रुवीकरण उत्क्रमण

1905 में, आइंस्टीन ने स्थलीय चुंबकत्व के कारण को तत्कालीन भौतिकी के पांच मुख्य रहस्यों में से एक बताया।

उसी 1905 में, फ्रांसीसी भूभौतिकीविद् बर्नार्ड ब्रुन्स ने कैंटल के दक्षिणी विभाग में प्लेइस्टोसिन लावा जमा के चुंबकत्व को मापा। इन चट्टानों के चुंबकीयकरण का वेक्टर ग्रह चुंबकीय क्षेत्र के वेक्टर के साथ लगभग 180 डिग्री था (उनके हमवतन पी। डेविड ने एक साल पहले भी इसी तरह के परिणाम प्राप्त किए थे)। ब्रुन्स ने निष्कर्ष निकाला कि एक लाख साल पहले के तीन चौथाई, लावा के उच्छेदन के दौरान, भू-चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं की दिशा वर्तमान के विपरीत थी। इस प्रकार पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के व्युत्क्रम (ध्रुवीयता उत्क्रमण) के प्रभाव की खोज की गई। 1920 के दशक के उत्तरार्ध में, ब्रुनहेस के निष्कर्षों की पुष्टि पीएल मर्केंटन और मोनोटोरी मटुयामा ने की थी, लेकिन इन विचारों को सदी के मध्य तक ही मान्यता मिली।

अब हम जानते हैं कि भू-चुंबकीय क्षेत्र कम से कम 3.5 अरब वर्षों से अस्तित्व में है, और इस समय के दौरान चुंबकीय ध्रुवों ने हजारों बार स्थानों का आदान-प्रदान किया है (ब्रून्स और मटुयामा ने सबसे हालिया उलटा की जांच की, जो अब उनके नाम रखती है)। कभी-कभी भू-चुंबकीय क्षेत्र दसियों लाख वर्षों तक अपना अभिविन्यास बनाए रखता है, और कभी-कभी पाँच सौ से अधिक शताब्दियों तक नहीं। उलटा प्रक्रिया में आमतौर पर कई सहस्राब्दी लगते हैं, और इसके पूरा होने के बाद, क्षेत्र की ताकत, एक नियम के रूप में, अपने पिछले मूल्य पर वापस नहीं आती है, लेकिन कई प्रतिशत तक बदल जाती है।

भू-चुंबकीय उत्क्रमण का तंत्र अभी भी पूरी तरह से स्पष्ट नहीं है, और सौ साल पहले भी यह एक उचित स्पष्टीकरण को स्वीकार नहीं करता था। इसलिए, ब्रुन्स और डेविड की खोजों ने केवल आइंस्टीन के आकलन को मजबूत किया - वास्तव में, स्थलीय चुंबकत्व अत्यंत रहस्यमय और समझ से बाहर था। लेकिन उस समय तक इसका तीन सौ से अधिक वर्षों तक अध्ययन किया गया था, और 19 वीं शताब्दी में यूरोपीय विज्ञान के ऐसे सितारे जैसे महान यात्री अलेक्जेंडर वॉन हंबोल्ट, शानदार गणितज्ञ कार्ल फ्रेडरिक गॉस और शानदार प्रयोगात्मक भौतिक विज्ञानी विल्हेम वेबर इसमें लगे हुए थे। तो आइंस्टीन ने वास्तव में जड़ को देखा।

आपको क्या लगता है कि हमारे ग्रह में कितने चुंबकीय ध्रुव हैं? लगभग सभी कहेंगे कि दो आर्कटिक और अंटार्कटिक में हैं। वास्तव में, उत्तर ध्रुव की अवधारणा की परिभाषा पर निर्भर करता है। भौगोलिक ध्रुव ग्रह की सतह के साथ पृथ्वी की धुरी के प्रतिच्छेदन के बिंदु हैं। चूंकि पृथ्वी एक कठोर पिंड की तरह घूमती है, ऐसे केवल दो बिंदु हैं और कुछ भी आविष्कार नहीं किया जा सकता है। लेकिन चुंबकीय ध्रुवों के साथ, स्थिति बहुत अधिक जटिल है। उदाहरण के लिए, एक ध्रुव को एक छोटा क्षेत्र (आदर्श रूप से, फिर से एक बिंदु) माना जा सकता है जहां बल की चुंबकीय रेखाएं पृथ्वी की सतह के लंबवत होती हैं। हालांकि, कोई भी मैग्नेटोमीटर न केवल ग्रहों के चुंबकीय क्षेत्र को पंजीकृत करता है, बल्कि स्थानीय चट्टानों के क्षेत्र, आयनमंडल की विद्युत धाराओं, सौर पवन कणों और चुंबकत्व के अन्य अतिरिक्त स्रोतों (और उनका औसत अंश इतना छोटा नहीं है, कई के क्रम में प्रतिशत)। डिवाइस जितना सटीक होगा, उतना ही बेहतर होगा - और इसलिए अधिक से अधिक वास्तविक भू-चुंबकीय क्षेत्र (इसे मुख्य कहा जाता है) के चयन को जटिल बनाता है, जिसका स्रोत पृथ्वी की गहराई में स्थित है। इसलिए, प्रत्यक्ष माप द्वारा निर्धारित ध्रुव के निर्देशांक थोड़े समय के लिए भी स्थिर नहीं होते हैं।

आप स्थलीय चुंबकत्व के कुछ मॉडलों के आधार पर अलग तरह से कार्य कर सकते हैं और ध्रुव की स्थिति स्थापित कर सकते हैं। पहले सन्निकटन के लिए, हमारे ग्रह को एक भू-केंद्रिक चुंबकीय द्विध्रुवीय माना जा सकता है, जिसकी धुरी इसके केंद्र से होकर गुजरती है। वर्तमान में, इसके और पृथ्वी की धुरी के बीच का कोण 10 डिग्री है (कई दशक पहले यह 11 डिग्री से अधिक था)। अधिक सटीक अनुकरण के साथ, यह पता चला है कि द्विध्रुवीय अक्ष पृथ्वी के केंद्र से उत्तर-पश्चिमी प्रशांत महासागर की दिशा में लगभग 540 किमी (यह एक विलक्षण द्विध्रुवीय है) से ऑफसेट है। अन्य परिभाषाएँ भी हैं।

लेकिन वह सब नहीं है। पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में वास्तव में द्विध्रुवीय समरूपता नहीं है और इसलिए इसमें कई ध्रुव हैं, और बड़ी संख्या में हैं। यदि पृथ्वी को एक चुंबकीय चौगुना, एक चौगुना माना जाता है, तो दो और ध्रुवों को पेश करना होगा - मलेशिया में और दक्षिण अटलांटिक महासागर में। ऑक्टोपोल मॉडल आठ ध्रुवों आदि को सेट करता है। स्थलीय चुंबकत्व के आधुनिक सबसे उन्नत मॉडल 168 ध्रुवों को संचालित करते हैं। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि व्युत्क्रम के दौरान केवल भू-चुंबकीय क्षेत्र का द्विध्रुवीय घटक अस्थायी रूप से गायब हो जाता है, जबकि अन्य बहुत कमजोर रूप से बदलते हैं।

डंडे उल्टे

बहुत से लोग जानते हैं कि ध्रुवों के आम तौर पर स्वीकृत नाम इसके ठीक विपरीत होते हैं। आर्कटिक में एक ध्रुव है, जो चुंबकीय सुई के उत्तरी छोर से इंगित होता है, - इसलिए, इसे दक्षिणी माना जाना चाहिए (एक ही नाम के ध्रुवों को पीछे हटाना, विपरीत वाले आकर्षित करते हैं!)। इसी तरह, चुंबकीय उत्तरी ध्रुव दक्षिणी गोलार्ध के उच्च अक्षांशों पर आधारित है। फिर भी, परंपरा के अनुसार हम ध्रुवों को भूगोल के अनुसार नाम देते हैं। भौतिक विज्ञानी लंबे समय से इस बात पर सहमत हैं कि बल की रेखाएं किसी भी चुंबक के उत्तरी ध्रुव से निकलती हैं और दक्षिण में प्रवेश करती हैं। इससे यह निष्कर्ष निकलता है कि स्थलीय चुंबकत्व की रेखाएं दक्षिण भू-चुंबकीय ध्रुव को छोड़ कर उत्तर की ओर सिकुड़ती हैं। यह एक परंपरा है, और आपको इसका उल्लंघन नहीं करना चाहिए (यह पैनिकोव्स्की के दुखद अनुभव को याद करने का समय है!)

चुंबकीय ध्रुव, चाहे आप इसे कैसे भी परिभाषित करें, स्थिर नहीं रहता है। 2000 में भू-केंद्रीय द्विध्रुवीय के उत्तरी ध्रुव में 79.5 N और 71.6 W, और 2010 में - 80.0 N और 72.0 W निर्देशांक थे। वास्तविक उत्तरी ध्रुव (जिसे भौतिक माप से पता चलता है) 2000 के बाद से 81.0 N और 109.7 से स्थानांतरित हो गया है। W से 85.2 N और 127.1 W। लगभग पूरी बीसवीं शताब्दी के दौरान, वह एक वर्ष में 10 किमी से अधिक नहीं चला, लेकिन 1980 के बाद वह अचानक बहुत तेजी से आगे बढ़ने लगा। 1990 के दशक की शुरुआत में, इसकी गति प्रति वर्ष 15 किमी से अधिक हो गई और लगातार बढ़ रही है।

कैनेडियन जियोलॉजिकल सर्वे के जियोमैग्नेटिक लेबोरेटरी के पूर्व प्रमुख लॉरेंस न्यूइट ने पॉपुलर मैकेनिक्स को बताया कि असली ध्रुव अब उत्तर-पश्चिम की ओर पलायन कर रहा है, सालाना 50 किमी आगे बढ़ रहा है। यदि इसके आंदोलन का वेक्टर कई दशकों तक नहीं बदलता है, तो XXI सदी के मध्य तक यह साइबेरिया में होगा। उसी न्यूट द्वारा कई साल पहले किए गए पुनर्निर्माण के अनुसार, 17 वीं और 18 वीं शताब्दी में, उत्तरी चुंबकीय ध्रुव मुख्य रूप से दक्षिण-पूर्व में स्थानांतरित हो गया और केवल 1860 में उत्तर-पश्चिम में बदल गया। सच्चा दक्षिणी चुंबकीय ध्रुव पिछले 300 वर्षों से एक ही दिशा में घूम रहा है, और इसका औसत वार्षिक विस्थापन 10-15 किमी से अधिक नहीं है।

पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र बिल्कुल कहाँ है? एक संभावित व्याख्या बस हड़ताली है। पृथ्वी में 1220 किमी की त्रिज्या के साथ एक आंतरिक ठोस लौह-निकल कोर है। चूँकि ये धातुएँ लौहचुम्बकीय होती हैं, इसलिए क्यों न यह मान लिया जाए कि भीतरी क्रोड में स्थैतिक चुम्बकत्व है, जो भू-चुंबकीय क्षेत्र के अस्तित्व को सुनिश्चित करता है? स्थलीय चुंबकत्व की बहुध्रुवीयता को कोर के अंदर चुंबकीय डोमेन के वितरण की विषमता के लिए जिम्मेदार ठहराया जा सकता है। ध्रुव प्रवास और भू-चुंबकीय उत्क्रमण की व्याख्या करना अधिक कठिन है, लेकिन आप शायद कोशिश कर सकते हैं।

हालाँकि, इसका कुछ भी नहीं आता है। सभी लौह चुम्बक एक निश्चित तापमान - क्यूरी बिंदु के नीचे ही ऐसे ही रहते हैं (अर्थात सहज चुम्बकत्व बनाए रखते हैं)। लोहे के लिए, यह 768 डिग्री सेल्सियस (निकल के लिए बहुत कम) है, और पृथ्वी के आंतरिक कोर का तापमान 5000 डिग्री से ऊपर है। इसलिए, हमें स्थैतिक भू-चुंबकत्व की परिकल्पना को छोड़ना होगा। हालांकि, यह संभव है कि अंतरिक्ष में फेरोमैग्नेटिक कोर वाले ठंडे ग्रह हों।

एक और संभावना पर विचार करें। हमारे ग्रह में एक तरल बाहरी कोर भी है जो लगभग 2,300 किमी मोटा है। इसमें हल्के तत्वों (सल्फर, कार्बन, ऑक्सीजन और, संभवतः, रेडियोधर्मी पोटेशियम - कोई भी निश्चित रूप से नहीं जानता) के मिश्रण के साथ लौह और निकल का पिघल होता है। बाहरी कोर के निचले हिस्से का तापमान लगभग आंतरिक कोर के तापमान के साथ मेल खाता है, जबकि ऊपरी क्षेत्र में मेंटल के साथ सीमा पर यह 4400 डिग्री सेल्सियस तक गिर जाता है। इसलिए, यह मान लेना बिल्कुल स्वाभाविक है कि पृथ्वी के घूमने के कारण वहाँ वृत्ताकार धाराएँ बनती हैं, जो स्थलीय चुंबकत्व के उद्भव का कारण हो सकती हैं।

संवहनी डायनेमो

"पोलोइडल क्षेत्र की उपस्थिति की व्याख्या करने के लिए, कोर सामग्री के ऊर्ध्वाधर प्रवाह को ध्यान में रखना आवश्यक है। वे संवहन द्वारा बनते हैं: एक गर्म निकल-लौह पिघल कोर के नीचे से मेंटल की ओर तैरता है। ये जेट चक्रवातों की वायु धाराओं की तरह कोरिओलिस बल द्वारा घूमते हैं। उत्तरी गोलार्ध में, अपड्राफ्ट दक्षिणावर्त घूमते हैं, और दक्षिणी गोलार्ध में - वामावर्त, कैलिफोर्निया विश्वविद्यालय के प्रोफेसर गैरी ग्लैटज़मीयर बताते हैं। - मेंटल के पास पहुंचते ही कोर मटीरियल ठंडा हो जाता है और वापस अंदर की ओर बढ़ना शुरू कर देता है. आरोही और अवरोही धाराओं के चुंबकीय क्षेत्र एक दूसरे को रद्द कर देते हैं, और इसलिए क्षेत्र लंबवत रूप से स्थापित नहीं होता है। लेकिन संवहन जेट के ऊपरी हिस्से में, जहां यह एक लूप बनाता है और थोड़े समय के लिए क्षैतिज रूप से चलता है, स्थिति अलग है। उत्तरी गोलार्ध में, संवहन चढ़ाई से पहले पश्चिम का सामना करने वाली बल की रेखाएं 90 डिग्री दक्षिणावर्त घूमती हैं और खुद को उत्तर की ओर उन्मुख करती हैं। दक्षिणी गोलार्ध में, वे पूर्व से वामावर्त और उत्तर की ओर भी मुड़ते हैं। नतीजतन, दक्षिण से उत्तर की ओर इशारा करते हुए दोनों गोलार्द्धों में एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होता है। हालांकि यह किसी भी तरह से पोलोइडल क्षेत्र के उद्भव के लिए एकमात्र संभावित स्पष्टीकरण नहीं है, इसे सबसे संभावित माना जाता है।"

यह वह योजना है जिसकी चर्चा भूभौतिकीविदों ने लगभग 80 वर्ष पूर्व की थी। उनका मानना था कि बाहरी कोर के प्रवाहकीय द्रव के प्रवाह, उनकी गतिज ऊर्जा के कारण, पृथ्वी की धुरी को कवर करने वाली विद्युत धाराएं उत्पन्न करते हैं। ये धाराएँ मुख्य रूप से एक द्विध्रुवीय प्रकार का चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती हैं, जिसकी पृथ्वी की सतह पर बल की रेखाएँ मेरिडियन के साथ लम्बी होती हैं (ऐसे क्षेत्र को पोलोइडल कहा जाता है)। यह तंत्र एक डायनेमो के संचालन से जुड़ा है, इसलिए इसका नाम।

वर्णित योजना सुंदर और स्पष्ट है, लेकिन, दुर्भाग्य से, यह गलत है। यह इस धारणा पर आधारित है कि बाहरी कोर में पदार्थ की गति पृथ्वी की धुरी के बारे में सममित है। हालाँकि, 1933 में, अंग्रेजी गणितज्ञ थॉमस काउलिंग ने प्रमेय को साबित कर दिया, जिसके अनुसार कोई भी अक्षीय प्रवाह लंबे समय तक भू-चुंबकीय क्षेत्र के अस्तित्व को सुनिश्चित करने में सक्षम नहीं है। यदि यह प्रकट होता भी है, तो इसकी आयु अल्पकालिक होगी, हमारे ग्रह की आयु से हजारों गुना कम। हमें एक अधिक जटिल मॉडल की आवश्यकता है।

कैलिफोर्निया इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के प्रोफेसर डेविड स्टीवेन्सन, ग्रहीय चुंबकत्व के सबसे बड़े विशेषज्ञों में से एक कहते हैं, "हम ठीक से नहीं जानते कि स्थलीय चुंबकत्व कब उत्पन्न हुआ, लेकिन यह मेंटल और बाहरी कोर के बनने के तुरंत बाद हो सकता है।" - जियोडायनेमो को चालू करने के लिए एक बाहरी बीज क्षेत्र की आवश्यकता होती है, और जरूरी नहीं कि एक शक्तिशाली क्षेत्र। उदाहरण के लिए, यह भूमिका सूर्य के चुंबकीय क्षेत्र या थर्मोइलेक्ट्रिक प्रभाव के कारण कोर में उत्पन्न धाराओं के क्षेत्र द्वारा ग्रहण की जा सकती है। अंततः, यह बहुत महत्वपूर्ण नहीं है, चुंबकत्व के पर्याप्त स्रोत थे। इस तरह के एक क्षेत्र की उपस्थिति और तरल पदार्थ के प्रवाहकीय धाराओं की वृत्ताकार गति में, एक इंट्राप्लेनेटरी डायनेमो का प्रक्षेपण बस अपरिहार्य हो गया। ”

चुंबकीय परिरक्षण

भू-चुंबकीय वेधशालाओं के एक व्यापक नेटवर्क का उपयोग करके स्थलीय चुंबकत्व की निगरानी की जाती है, जिसका निर्माण 1830 के दशक में शुरू हुआ था।

समान उद्देश्यों के लिए, जहाज, विमानन और अंतरिक्ष उपकरणों का उपयोग किया जाता है (उदाहरण के लिए, डेनिश उपग्रह "ओर्स्टेड" के स्केलर और वेक्टर मैग्नेटोमीटर, 1999 से काम कर रहे हैं)।

भू-चुंबकीय क्षेत्र की ताकत ब्राजील के तट पर लगभग 20,000 नैनोटेस्ला से लेकर दक्षिणी चुंबकीय ध्रुव पर 65,000 नैनोटेस्ला तक है। 1800 के बाद से, इसका द्विध्रुव घटक लगभग 13% (और 16वीं शताब्दी के मध्य से 20% तक) कम हो गया है, जबकि चौगुना थोड़ा बढ़ गया है। पुराचुंबकीय अध्ययनों से पता चलता है कि हमारे युग की शुरुआत से पहले कई सहस्राब्दियों तक, भू-चुंबकीय क्षेत्र की ताकत लगातार बढ़ती गई, और फिर घटने लगी। फिर भी, वर्तमान ग्रहों के द्विध्रुवीय क्षण पिछले एक सौ पचास मिलियन वर्षों में अपने औसत मूल्य से काफी अधिक है (2010 में, पैलियोमैग्नेटिक माप के परिणाम प्रकाशित किए गए थे, जो दर्शाता है कि 3.5 अरब साल पहले, पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र दोगुना कमजोर था। वर्तमान वाला)। इसका मतलब यह है कि मानव समाज का पूरा इतिहास पहले राज्यों के उद्भव से लेकर हमारे समय तक पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के स्थानीय अधिकतम पर पड़ता है। यह सोचना दिलचस्प है कि क्या इसने सभ्यता की प्रगति को प्रभावित किया। यह धारणा शानदार नहीं लगती अगर हम मानते हैं कि चुंबकीय क्षेत्र ब्रह्मांडीय विकिरण से जीवमंडल की रक्षा करता है।

और यहाँ एक और बात ध्यान देने योग्य है। हमारे ग्रह के यौवन और यहां तक कि किशोरावस्था में, इसके मूल का सारा पदार्थ तरल अवस्था में था। ठोस आंतरिक कोर अपेक्षाकृत हाल ही में बनाया गया था, शायद केवल एक अरब साल पहले। जब ऐसा हुआ, तो संवहन धाराएं अधिक व्यवस्थित हो गईं, जिससे एक अधिक स्थिर जियोडायनेमो ऑपरेशन हुआ। इस वजह से, भू-चुंबकीय क्षेत्र आकार और स्थिरता में बढ़ गया है। यह माना जा सकता है कि इस परिस्थिति का जीवित जीवों के विकास पर अनुकूल प्रभाव पड़ा है। विशेष रूप से, भू-चुंबकत्व के सुदृढ़ीकरण ने ब्रह्मांडीय विकिरण से जीवमंडल की सुरक्षा में सुधार किया और इस तरह समुद्र से भूमि तक जीवन के पलायन की सुविधा प्रदान की।

इस लॉन्च के लिए आम तौर पर स्वीकृत स्पष्टीकरण यहां दिया गया है। सादगी के लिए, बीज क्षेत्र को पृथ्वी के घूर्णन की धुरी के लगभग समानांतर होने दें (वास्तव में, यह पर्याप्त है यदि इस दिशा में एक गैर-शून्य घटक है, जो व्यावहारिक रूप से अपरिहार्य है)। बाहरी कोर के पदार्थ के घूर्णन की गति घटती गहराई के साथ घट जाती है, और इसकी उच्च विद्युत चालकता के कारण, चुंबकीय क्षेत्र की बल रेखाएं इसके साथ चलती हैं - जैसा कि भौतिकविदों का कहना है, क्षेत्र माध्यम में "जमे हुए" है। इसलिए, बीज क्षेत्र की ताकत की रेखाएं झुकेंगी, बड़ी गहराई पर आगे बढ़ेंगी और छोटे क्षेत्रों में पिछड़ जाएंगी। अंततः वे एक टॉरॉयडल क्षेत्र को जन्म देने के लिए पर्याप्त रूप से खिंचाव और विकृत करेंगे, उत्तरी और दक्षिणी गोलार्ध में विपरीत दिशाओं में पृथ्वी की धुरी और सिर को घुमाने वाले गोलाकार चुंबकीय लूप। इस तंत्र को डब्ल्यू-प्रभाव कहा जाता है।

प्रोफ़ेसर स्टीवेन्सन के अनुसार, यह समझना बहुत महत्वपूर्ण है कि बाहरी कोर का टॉरॉयडल क्षेत्र पोलोइडल बीज क्षेत्र के कारण उत्पन्न हुआ और बदले में, पृथ्वी की सतह के पास मनाया गया एक नया पोलोइडल क्षेत्र उत्पन्न हुआ: "ग्रहों के दोनों प्रकार के क्षेत्र जियोडायनेमो परस्पर जुड़े हुए हैं और एक दूसरे के बिना मौजूद नहीं हो सकते। ”…

15 साल पहले, गैरी ग्लैटज़मीयर ने पॉल रॉबर्ट्स के साथ मिलकर भू-चुंबकीय क्षेत्र का एक बहुत ही सुंदर कंप्यूटर मॉडल प्रकाशित किया था: "सिद्धांत रूप में, भू-चुंबकत्व की व्याख्या करने के लिए लंबे समय से एक पर्याप्त गणितीय उपकरण रहा है - मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक्स के समीकरण और गुरुत्वाकर्षण के बल का वर्णन करने वाले समीकरण। और पृथ्वी की कोर के अंदर गर्मी प्रवाहित होती है। इन समीकरणों पर आधारित मॉडल अपने मूल रूप में बहुत जटिल हैं, लेकिन इन्हें कंप्यूटर गणना के लिए सरल और अनुकूलित किया जा सकता है। रॉबर्ट्स और मैंने ठीक यही किया। सुपरकंप्यूटर पर एक रन ने बाहरी कोर में पदार्थ के प्रवाह के वेग, तापमान और दबाव के दीर्घकालिक विकास और चुंबकीय क्षेत्रों के संबंधित विकास के एक स्व-संगत विवरण का निर्माण करना संभव बना दिया। हमने यह भी पाया कि यदि सिमुलेशन दसियों और सैकड़ों हजारों वर्षों के क्रम के समय अंतराल के साथ खेला जाता है, तो भू-चुंबकीय क्षेत्र के व्युत्क्रम अनिवार्य रूप से होते हैं। तो इस संबंध में, हमारा मॉडल ग्रह के चुंबकीय इतिहास को बताने का अच्छा काम करता है। हालाँकि, एक कठिनाई है जिसे अभी तक हल नहीं किया गया है। बाहरी कोर के पदार्थ के पैरामीटर, जो ऐसे मॉडलों में रखे गए हैं, अभी भी वास्तविक परिस्थितियों से बहुत दूर हैं। उदाहरण के लिए, हमें यह स्वीकार करना पड़ा कि इसकी चिपचिपाहट बहुत अधिक है, अन्यथा सबसे शक्तिशाली सुपर कंप्यूटरों के संसाधन पर्याप्त नहीं होंगे। वास्तव में, ऐसा नहीं है; यह मानने का हर कारण है कि यह लगभग पानी की चिपचिपाहट के साथ मेल खाता है। हमारे वर्तमान मॉडल उस अशांति को ध्यान में रखने के लिए शक्तिहीन हैं, जो निस्संदेह होती है। लेकिन कंप्यूटर हर साल ताकत हासिल कर रहे हैं, और दस वर्षों में बहुत अधिक यथार्थवादी सिमुलेशन दिखाई देंगे।"

प्रोफेसर स्टीवेन्सन कहते हैं, "जियोडायनेमो का काम अनिवार्य रूप से लौह-निकल पिघलने के प्रवाह में अराजक परिवर्तनों से जुड़ा हुआ है, जो चुंबकीय क्षेत्रों में उतार-चढ़ाव में बदल जाता है।" - स्थलीय चुंबकत्व के व्युत्क्रम केवल सबसे मजबूत संभावित उतार-चढ़ाव हैं। चूंकि वे प्रकृति में स्टोकेस्टिक हैं, इसलिए उनकी भविष्यवाणी शायद ही पहले से की जा सकती है - किसी भी मामले में, हम नहीं जानते कि कैसे।"

विषय पर एक संदेश: "चुंबकीय क्षेत्र" आपको कक्षाओं के लिए तैयार करने और इस अनूठी घटना के बारे में अपने ज्ञान का विस्तार करने में मदद करेगा।

चुंबकीय क्षेत्र संदेश

बल क्षेत्र अनुसंधान के इतिहास के बारे में थोड़ा। विलियम हिल्बर्ट, एक अंग्रेजी वैज्ञानिक, ने 1600 में "ऑन द मैग्नेट, मैग्नेटिक बॉडीज एंड द बिग मैग्नेट - द अर्थ" नामक पुस्तक प्रकाशित की। इसमें उन्होंने पृथ्वी को अपनी धुरी के साथ एक स्थायी विशालकाय चुंबक के रूप में चित्रित किया, जो कि ग्रह के घूमने की धुरी से अलग है। आज विक्षेपण के इस कोण को चुंबकीय झुकाव के रूप में जाना जाता है।

इसके अलावा, हिल्बर्ट ने प्रयोग द्वारा अपनी धारणा की पुष्टि की। उन्होंने एक प्राकृतिक चुंबक से एक बड़ी गेंद को उकेरा। चुंबकीय सुई को गेंद के करीब लाकर, उन्होंने साबित कर दिया कि यह हमेशा उसी तरह स्थित होता है जैसे सुई एक कंपास पर होती है। यानी वैज्ञानिक ने निष्कर्ष निकाला कि हमारे ग्रह का चुंबकीय क्षेत्र स्थायी चुंबक के अनुरूप क्षेत्र के समान है।

और 1702 में एक अन्य वैज्ञानिक ई. हैली ने पृथ्वी का दुनिया का पहला चुंबकीय मानचित्र बनाया।

पृथ्वी में चुंबकीय क्षेत्र होने का क्या कारण है? यह इसके मूल के बारे में है, जो एक लाल-गर्म लोहा है - यह ग्रह के अंदर उत्पन्न होने वाली विद्युत धाराओं के लिए एक उत्कृष्ट संवाहक है। यह अपने आप में एक मैग्नेटोस्फीयर बनाता है, जो 80 हजार तक फैला हुआ है। मैग्नेटोस्फीयर पृथ्वी की सतह को ब्रह्मांडीय किरणों, आवेशित कणों, उच्च ऊर्जाओं से बचाता है, जिससे एक स्क्रीन बनती है। इसके अलावा, यह मौसम की प्रकृति को प्रभावित करता है।

क्या पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन होते हैं?

1635 में, वैज्ञानिक गेलिब्रांड ने स्थापित किया कि ग्रह का चुंबकीय क्षेत्र परिवर्तनशील है। थोड़ी देर बाद, यह स्थापित किया गया कि ये परिवर्तन अल्पकालिक और स्थायी हैं।

निरंतर परिवर्तन का कारण खनिज निक्षेप है। उदाहरण के लिए, ग्रह पर ऐसे क्षेत्र हैं जहां लौह अयस्कों का जमाव पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र (कुर्स्क चुंबकीय विसंगति) को दृढ़ता से विकृत करता है। अल्पकालिक परिवर्तनों का कारण "सौर पवन" का प्रभाव है, अर्थात आवेशित कणों का प्रवाह जो सूर्य बाहर फेंकता है। इस प्रकार चुंबकीय तूफान उत्पन्न होते हैं।

जीवों पर चुंबकीय बल क्षेत्र का प्रभाव

हमारे ग्रह का चुंबकीय क्षेत्र कई जानवरों को अंतरिक्ष में नेविगेट करने में मदद करता है। उदाहरण के लिए, समुद्री जीवाणु बल की क्षेत्र रेखाओं के संबंध में केवल एक कोण पर बसना पसंद करते हैं। ऐसा इसलिए है क्योंकि उनके शरीर में छोटे फेरोमैग्नेटिक कण होते हैं। लेकिन कीड़े विशेष रूप से या तो चुंबकीय रेखाओं के साथ या उस दिशा में स्थित होते हैं।

प्रवासी पक्षी भी पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र द्वारा निर्देशित होते हैं। वैज्ञानिकों ने हाल ही में एक आश्चर्यजनक तथ्य सीखा है: आंखों के क्षेत्र में उनके पास एक छोटा ऊतक क्षेत्र होता है, एक प्रकार का कंपास जिसमें मैग्नेटाइट क्रिस्टल स्थित होते हैं। उनके पास चुंबकीय क्षेत्र में चुम्बकित करने की क्षमता है, जिससे वे अंतरिक्ष में खुद को उन्मुख करते हैं। यह पौधे की वृद्धि को प्रभावित करने के लिए भी दिखाया गया है।

हम आशा करते हैं कि "पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र" रिपोर्ट ने आपको कक्षाओं की तैयारी में मदद की है। और आप नीचे दिए गए कमेंट फॉर्म के माध्यम से चुंबकीय क्षेत्र के बारे में अपना संदेश छोड़ सकते हैं।

पृथ्वी एक विशाल चुंबक है जिसके चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र बनता है। पृथ्वी के चुंबकीय ध्रुव वास्तविक भौगोलिक ध्रुवों - उत्तर और दक्षिण से मेल नहीं खाते। एक चुंबकीय ध्रुव से दूसरे चुंबकीय ध्रुव तक जाने वाली बल रेखाएं चुंबकीय याम्योत्तर कहलाती हैं। चुंबकीय और भौगोलिक मेरिडियन (लगभग 11.5 ° - लगभग ..) के बीच एक निश्चित कोण बनता है। इसलिए, चुंबकीय कम्पास सुई चुंबकीय मेरिडियन की दिशा को सटीक रूप से दिखाती है, और भौगोलिक उत्तरी ध्रुव की दिशा केवल लगभग होती है।

एक स्वतंत्र रूप से निलंबित चुंबकीय सुई केवल चुंबकीय भूमध्य रेखा की रेखा पर क्षैतिज रूप से स्थित होती है, जो भौगोलिक के साथ मेल नहीं खाती है। चुंबकीय भूमध्य रेखा के उत्तर की ओर बढ़ते हुए, तीर का उत्तरी छोर धीरे-धीरे उतरेगा। चुंबकीय सुई और क्षैतिज तल द्वारा बनाए गए कोण को चुंबकीय झुकाव कहा जाता है। उत्तरी चुंबकीय ध्रुव (77 ° N और 102 ° W) पर, एक स्वतंत्र रूप से निलंबित चुंबकीय सुई को उत्तरी छोर के साथ लंबवत रूप से स्थापित किया जाएगा, और दक्षिण चुंबकीय ध्रुव पर (65 ° S और 139 ° E - लगभग। .. इस प्रकार) , चुंबकीय तीर पृथ्वी की सतह के ऊपर चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं की दिशा को दर्शाता है।

ऐसा माना जाता है कि हमारा ग्रह स्वयं एक निरंतर चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है। यह पृथ्वी के घूर्णन से उत्पन्न होने वाली विद्युत धाराओं की एक जटिल प्रणाली और इसके बाहरी कोर में तरल पदार्थ की गति के कारण बनता है। चुंबकीय ध्रुवों की स्थिति और पृथ्वी की सतह पर चुंबकीय क्षेत्र का वितरण समय के साथ बदलता रहता है। पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र लगभग 100 हजार किमी की ऊंचाई तक फैला हुआ है। यह सौर हवा के कणों को विक्षेपित या पकड़ लेता है, जो सभी जीवित जीवों के लिए विनाशकारी होते हैं। ये आवेशित कण पृथ्वी के विकिरण पेटी का निर्माण करते हैं, और पृथ्वी के निकट अंतरिक्ष का पूरा क्षेत्र जिसमें वे स्थित हैं, मैग्नेटोस्फीयर कहलाता है।

सूर्य पृथ्वी पर ऊर्जा की एक विशाल धारा भेजता है, जिसमें विद्युत चुम्बकीय विकिरण (दृश्यमान प्रकाश, अवरक्त और रेडियो विकिरण - लगभग) शामिल हैं; पराबैंगनी और एक्स-रे विकिरण; सौर ब्रह्मांडीय किरणें, जो केवल बहुत मजबूत ज्वालामुखियों के दौरान होती हैं; और सौर हवा, मुख्य रूप से प्रोटॉन (हाइड्रोजन आयनों) द्वारा गठित प्लाज्मा का एक निरंतर प्रवाह।

सूर्य का विद्युतचुंबकीय विकिरण 8 मिनट में पृथ्वी पर पहुंचता है और कण प्रवाहित होता है, जो सूर्य से विक्षोभ का मुख्य भाग लेकर आता है, लगभग 1000 किमी / सेकंड की गति से चलता है और दो या तीन दिनों के लिए विलंबित होता है। सौर वायु के विक्षोभ का मुख्य कारण, जो पृथ्वी की प्रक्रियाओं को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित करता है, सूर्य के कोरोना से पदार्थ का भारी निष्कासन है। पृथ्वी की ओर बढ़ते समय, वे चुंबकीय बादलों में बदल जाते हैं और पृथ्वी पर तीव्र, कभी-कभी अत्यधिक, विक्षोभ की ओर ले जाते हैं। पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के विशेष रूप से मजबूत गड़बड़ी - चुंबकीय तूफान - रेडियो संचार को बाधित करते हैं और तीव्र अरोरा का कारण बनते हैं।

पृथ्वी पर अरोरा (अंतरिक्ष से छवि)

चुंबकीय विसंगतियाँ

ग्रह के कुछ क्षेत्रों में, किसी दिए गए क्षेत्र के औसत मूल्यों से चुंबकीय झुकाव और चुंबकीय झुकाव के विचलन होते हैं। उदाहरण के लिए, लौह अयस्क जमा के पास कुर्स्क क्षेत्र में, चुंबकीय क्षेत्र की ताकत इस क्षेत्र के औसत से 5 गुना अधिक है। क्षेत्र को कुर्स्क चुंबकीय विसंगति कहा जाता है - लगभग .. कभी-कभी ऐसे विचलन विशाल क्षेत्रों में देखे जाते हैं। पूर्वी साइबेरियाई चुंबकीय विसंगति को पश्चिमी चुंबकीय झुकाव की विशेषता है, पूर्वी नहीं।

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की संरचना और विशेषताएं

पृथ्वी की सतह से थोड़ी दूरी पर, इसकी त्रिज्या के लगभग तीन, चुंबकीय क्षेत्र की रेखाओं में एक द्विध्रुवीय व्यवस्था होती है। इस क्षेत्र को कहा जाता है प्लास्मास्फीयरधरती।

जैसे-जैसे पृथ्वी की सतह से दूरी बढ़ती है, सौर हवा का प्रभाव बढ़ता है: सूर्य की ओर से, भू-चुंबकीय क्षेत्र संकुचित होता है, और इसके विपरीत, रात की ओर से, यह एक लंबी "पूंछ" में फैलता है।

प्लास्मस्फीयर

आयनमंडल में धाराओं का पृथ्वी की सतह पर चुंबकीय क्षेत्र पर ध्यान देने योग्य प्रभाव पड़ता है। यह ऊपरी वायुमंडल का एक क्षेत्र है जो 100 किमी और उससे अधिक की ऊंचाई से फैला हुआ है। बड़ी मात्रा में आयन होते हैं। प्लाज्मा पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र द्वारा धारण किया जाता है, लेकिन इसकी स्थिति सौर हवा के साथ पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की बातचीत से निर्धारित होती है, जो पृथ्वी पर चुंबकीय तूफानों और सौर ज्वालाओं के बीच संबंध की व्याख्या करती है।

फ़ील्ड पैरामीटर

पृथ्वी पर ऐसे बिंदु जहां चुंबकीय क्षेत्र की ताकत लंबवत होती है, चुंबकीय ध्रुव कहलाते हैं। पृथ्वी पर ऐसे दो बिंदु हैं: उत्तरी चुंबकीय ध्रुव और दक्षिणी चुंबकीय ध्रुव।

चुंबकीय ध्रुवों से गुजरने वाली सीधी रेखा को पृथ्वी का चुंबकीय अक्ष कहा जाता है। एक समतल में एक बड़े वृत्त की परिधि जो चुंबकीय अक्ष के लंबवत होती है, चुंबकीय भूमध्य रेखा कहलाती है। चुंबकीय भूमध्य रेखा के बिंदुओं पर चुंबकीय क्षेत्र वेक्टर की लगभग क्षैतिज दिशा होती है।

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र को भू-चुंबकीय स्पंदन नामक गड़बड़ी की विशेषता है, जो पृथ्वी के चुंबकमंडल में जलचुंबकीय तरंगों के उत्तेजना के कारण होता है; तरंग आवृत्ति रेंज मिलीहर्ट्ज़ से एक किलोहर्ट्ज़ तक फैली हुई है।

चुंबकीय मध्याह्न रेखा

चुंबकीय मेरिडियन इसकी सतह पर पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के बल की रेखाओं के प्रक्षेपण हैं; जटिल वक्र पृथ्वी के उत्तरी और दक्षिणी चुंबकीय ध्रुवों पर अभिसरण करते हैं।

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की प्रकृति के बारे में परिकल्पना

हाल ही में, एक परिकल्पना विकसित की गई है जो तरल धातु कोर में धाराओं के प्रवाह के साथ पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की घटना को जोड़ती है। यह गणना की जाती है कि जिस क्षेत्र में "चुंबकीय डायनेमो" तंत्र संचालित होता है वह पृथ्वी की त्रिज्या के 0.25-0.3 की दूरी पर होता है। क्षेत्र निर्माण का एक समान तंत्र अन्य ग्रहों पर हो सकता है, विशेष रूप से, बृहस्पति और शनि के कोर में (कुछ मान्यताओं के अनुसार, तरल धातु हाइड्रोजन से मिलकर)।

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन

इसकी पुष्टि क्यूप्स के उद्घाटन कोण (उत्तर और दक्षिण में मैग्नेटोस्फीयर में ध्रुवीय अंतराल) में वर्तमान वृद्धि से भी होती है, जो 1990 के दशक के मध्य तक 45 ° तक पहुंच गई थी। सौर हवा, इंटरप्लेनेटरी स्पेस और कॉस्मिक किरणों की विकिरण सामग्री विस्तारित स्लिट्स में चली गई, जिसके परिणामस्वरूप अधिक मात्रा में पदार्थ और ऊर्जा ध्रुवीय क्षेत्रों में प्रवेश करती है, जिससे ध्रुवीय कैप का अतिरिक्त ताप हो सकता है।

भूचुंबकीय निर्देशांक (McIlwine निर्देशांक)

ब्रह्मांडीय किरणों के भौतिकी में, भू-चुंबकीय क्षेत्र में विशिष्ट निर्देशांक का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जिसका नाम वैज्ञानिक कार्ल मैक्लीविन के नाम पर रखा गया है ( कार्ल मैक्लेवेन), जिन्होंने सबसे पहले उनके उपयोग का प्रस्ताव दिया था, क्योंकि वे चुंबकीय क्षेत्र में कण गति के अपरिवर्तनीय पर आधारित हैं। एक द्विध्रुवीय क्षेत्र में एक बिंदु दो निर्देशांक (एल, बी) द्वारा विशेषता है, जहां एल तथाकथित चुंबकीय खोल है, या मैकइल्विन पैरामीटर (इंग्लैंड। एल-शेल, एल-वैल्यू, मैक्लीवेन एल-पैरामीटर ), B क्षेत्र का चुंबकीय प्रेरण है (आमतौर पर Gs में)। पैरामीटर एल को आमतौर पर चुंबकीय खोल के पैरामीटर के रूप में लिया जाता है, जो भू-चुंबकीय भूमध्य रेखा के तल में पृथ्वी के केंद्र से पृथ्वी के त्रिज्या के वास्तविक चुंबकीय खोल की औसत दूरी के अनुपात के बराबर होता है। ...

अनुसंधान इतिहास

चीनी कई हजार साल पहले चुंबकीय वस्तुओं की एक निश्चित दिशा में स्थित होने की क्षमता के बारे में जानते थे।

1544 में, जर्मन वैज्ञानिक जॉर्ज हार्टमैन ने चुंबकीय झुकाव की खोज की। चुंबकीय झुकाव वह कोण है जिस पर पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में तीर क्षैतिज तल से नीचे या ऊपर की ओर विक्षेपित होता है। गोलार्ध में चुंबकीय भूमध्य रेखा के उत्तर में (जो भौगोलिक भूमध्य रेखा के साथ मेल नहीं खाता), तीर का उत्तरी छोर नीचे की ओर, दक्षिणी में - इसके विपरीत होता है। सबसे अधिक चुंबकीय भूमध्य रेखा पर, चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं पृथ्वी की सतह के समानांतर होती हैं।

पहली बार, पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति के बारे में धारणा, जो चुंबकीय वस्तुओं के इस तरह के व्यवहार का कारण बनती है, अंग्रेजी चिकित्सक और प्राकृतिक दार्शनिक विलियम हिल्बर्ट (इंजी। विलियम गिल्बर्ट) 1600 में अपनी पुस्तक "डी मैग्नेटे" में, जिसमें उन्होंने चुंबकीय अयस्क की एक गेंद और एक छोटे लोहे के तीर के साथ एक प्रयोग का वर्णन किया। हिल्बर्ट ने निष्कर्ष निकाला कि पृथ्वी एक बड़ा चुंबक है। अंग्रेजी खगोलशास्त्री हेनरी गेलिब्रैंड (इंग्लैंड। हेनरी गेलिब्रैंड) ने दिखाया कि भू-चुंबकीय क्षेत्र स्थिर नहीं है, बल्कि धीरे-धीरे बदलता है।

जिस कोण पर चुंबकीय सुई उत्तर-दक्षिण दिशा से विचलित होती है उसे चुंबकीय झुकाव कहा जाता है। क्रिस्टोफर कोलंबस ने पाया कि चुंबकीय झुकाव स्थिर नहीं रहता है, लेकिन भौगोलिक निर्देशांक बदलने के साथ-साथ परिवर्तन होता है। कोलंबस की खोज ने पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र का एक नया अध्ययन शुरू किया: इसके बारे में जानकारी नाविकों द्वारा आवश्यक थी। 1759 में रूसी वैज्ञानिक एमवी लोमोनोसोव ने अपनी रिपोर्ट "समुद्र मार्ग की उच्च सटीकता पर व्याख्यान" में कम्पास रीडिंग की सटीकता बढ़ाने के लिए बहुमूल्य सलाह दी थी। स्थलीय चुंबकत्व के अध्ययन के लिए, एमवी लोमोनोसोव ने स्थायी बिंदुओं (वेधशालाओं) के एक नेटवर्क के आयोजन की सिफारिश की जिसमें व्यवस्थित चुंबकीय अवलोकन किए जाने चाहिए; इस तरह के अवलोकन समुद्र में व्यापक रूप से किए जाने चाहिए। लोमोनोसोव के चुंबकीय वेधशालाओं के आयोजन के विचार को रूस में 60 साल बाद ही महसूस किया गया था।

1831 में, ब्रिटिश ध्रुवीय खोजकर्ता जॉन रॉस ने कनाडाई द्वीपसमूह में चुंबकीय ध्रुव की खोज की - वह क्षेत्र जहां चुंबकीय सुई लंबवत है, यानी झुकाव 90 ° है। 1841 में, जेम्स रॉस (जॉन रॉस के भतीजे) अंटार्कटिका में स्थित पृथ्वी के एक और चुंबकीय ध्रुव पर पहुंचे।

कार्ल गॉस (जर्मन। कार्ल फ्रेडरिक गौ) पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की उत्पत्ति के बारे में एक सिद्धांत सामने रखा और 1839 में यह साबित कर दिया कि इसका मुख्य भाग पृथ्वी से निकलता है, और इसके मूल्यों में छोटे, छोटे विचलन का कारण बाहरी वातावरण में खोजा जाना चाहिए।

यह सभी देखें

इंटरमैग्नेट ( अंग्रेज़ी)

नोट्स (संपादित करें)

साहित्य

सिवुखिन डी.वी.भौतिकी का सामान्य पाठ्यक्रम। - ईडी। चौथा, रूढ़िवादी। - एम।: फ़िज़मैटलिट; एमआईपीटी, 2004 का प्रकाशन गृह - टी. III। बिजली। - 656 पी। - आईएसबीएन 5-9221-0227-3; आईएसबीएन 5-89155-086-5।
कोस्किन एन.आई., शिर्केविच एम.जी.प्राथमिक भौतिकी की हैंडबुक। - एम।: विज्ञान, 1976।
एन. वी. कोरोनोव्स्कीपृथ्वी के भूवैज्ञानिक अतीत का चुंबकीय क्षेत्र। सोरोस एजुकेशनल जर्नल, एन5, 1996, पृ. 56-63

लिंक

1600 से 1995 तक की अवधि के लिए पृथ्वी के चुंबकीय ध्रुवों के विस्थापन मानचित्र

विषय पर अन्य जानकारी

पृथ्वी के भूवैज्ञानिक इतिहास में चुंबकीय क्षेत्र का व्युत्क्रमण
जलवायु पर चुंबकीय क्षेत्र के व्युत्क्रमण का प्रभाव और पृथ्वी पर जीवन का विकास

विकिमीडिया फाउंडेशन। 2010.

देखें कि "पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र" अन्य शब्दकोशों में क्या है:

दूरियां? 3R = (R = पृथ्वी की त्रिज्या) एक समान चुम्बकीय क्षेत्र के क्षेत्र की ताकत के साथ लगभग मेल खाती है? 55 7 A/m (0.70 Oe) पृथ्वी के चुंबकीय ध्रुवों पर और 33.4 A/m (0.42 Oe) चुंबकीय भूमध्य रेखा पर। 3R की दूरी पर चुंबकीय क्षेत्र ... ... बड़ा विश्वकोश शब्दकोश

विश्व के चारों ओर का वह स्थान जिसमें पार्थिव चुंबकत्व का बल पाया जाता है। पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र तीव्रता, चुंबकीय झुकाव और चुंबकीय झुकाव के एक वेक्टर द्वारा विशेषता है। एडवर्ड। व्याख्यात्मक नौसेना शब्दकोश, 2010 ... नौसेना शब्दकोश

संदर्भ

गॉस (रूसी पदनाम जीएस, अंतरराष्ट्रीय - जी) सीजीएस प्रणाली में चुंबकीय प्रेरण के मापन की एक इकाई है। इसका नाम जर्मन भौतिक विज्ञानी और गणितज्ञ कार्ल फ्रेडरिक गॉस के नाम पर रखा गया है।

1 जी = 100 μT;

1 टी = 104 जी।

इसे सीजीएस प्रणाली की बुनियादी इकाइयों के रूप में निम्नानुसार व्यक्त किया जा सकता है: 1 जी = 1 जी 1/2 .cm −1/2 .s −1।

अनुभव

एक स्रोत:चुंबकत्व पर भौतिकी पाठ्यपुस्तकें, बर्कले पाठ्यक्रम।

विषय: एममामले में क्षेत्रों को प्रज्वलित करें।

लक्ष्य:पता लगाएँ कि विभिन्न पदार्थ चुंबकीय क्षेत्र पर कैसे प्रतिक्रिया करते हैं।

आइए एक बहुत मजबूत क्षेत्र के साथ कुछ प्रयोगों की कल्पना करें। मान लीजिए हमने 10 सेमी के आंतरिक व्यास और 40 सेमी की लंबाई के साथ एक परिनालिका बनाई।

1. कुंडल डिजाइन जो एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र बनाता है। एक घुमावदार का क्रॉस-सेक्शन दिखाया गया है जिसके माध्यम से ठंडा पानी बहता है। 2. कुण्डली के अक्ष पर क्षेत्र B 2 का वक्र।

इसका बाहरी व्यास 40 सेमी है और अधिकांश जगह तांबे की लपेट से भरी हुई है। ऐसा कुंडल 30,000 . का निरंतर क्षेत्र प्रदान करेगा रुकेंद्र में, यदि आप 400 . लाते हैं किलोवाटलगभग 120 . पानी के साथ बिजली और आपूर्ति मैंप्रति मिनट गर्मी दूर करने के लिए।

इन विशिष्ट आंकड़ों को यह दिखाने के लिए प्रस्तुत किया गया है कि यद्यपि उपकरण असाधारण नहीं है, फिर भी यह एक बहुत ही सम्मानित प्रयोगशाला चुंबक है।

चुंबक के केंद्र में क्षेत्र की ताकत पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र का लगभग 10 5 गुना है और शायद किसी भी चुंबकीय लोहे की छड़ या घोड़े की नाल के चुंबक के पास के क्षेत्र से 5 या 10 गुना अधिक मजबूत है!

परिनालिका के केंद्र के पास, क्षेत्र काफी समान है और कुंडल के सिरों के पास अक्ष पर लगभग आधा घट जाता है।

निष्कर्ष

इसलिए, जैसा कि प्रयोगों से पता चलता है, ऐसे चुम्बकों के लिए, चुंबक के अंदर और बाहर दोनों जगह क्षेत्र की ताकत (अर्थात प्रेरण या तीव्रता) पृथ्वी के क्षेत्र के परिमाण से अधिक परिमाण के लगभग पाँच क्रम हैं।

इसके अलावा, केवल दो बार - "कई बार!" नहीं! - यह चुंबक के बाहर छोटा होता है।

और साथ ही, एक साधारण स्थायी चुंबक की ताकत का 5-10 गुना।

सतह पर पृथ्वी के क्षेत्र की औसत शक्ति लगभग 0.5 Oe (5.10 -5 T) है

फिर भी, इस तरह के चुंबक से पहले से ही कुछ सौ मीटर (यदि दसियों नहीं), कम्पास की चुंबकीय सुई या तो चालू या बंद करने का जवाब नहीं देती है।

साथ ही, यह स्थिति में मामूली बदलाव पर पृथ्वी के क्षेत्र या इसकी विसंगतियों के लिए अच्छी प्रतिक्रिया देता है। इसका क्या मतलब है?

सबसे पहले, पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के प्रेरण के स्पष्ट रूप से कम करके आंका गया आंकड़ा के बारे में - अर्थात, प्रेरण ही नहीं, बल्कि हम इसे कैसे मापते हैं।

हम वर्तमान के साथ फ्रेम की प्रतिक्रिया को मापते हैं, पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में इसके घूमने का कोण।

कोई भी मैग्नेटोमीटर प्रत्यक्ष रूप से नहीं, बल्कि परोक्ष रूप से मापने के सिद्धांत पर आधारित होता है:

केवल तनाव के मूल्य में परिवर्तन की प्रकृति से;

केवल पृथ्वी की सतह पर, उसके पास वातावरण में और निकट अंतरिक्ष में।

हम एक विशिष्ट अधिकतम के साथ क्षेत्र के स्रोत को नहीं जानते हैं। हम अलग-अलग बिंदुओं पर केवल क्षेत्र की ताकत में अंतर को मापते हैं, और तीव्रता ढाल ऊंचाई के साथ बहुत ज्यादा नहीं बदलती है। शास्त्रीय दृष्टिकोण का उपयोग करते समय अधिकतम की परिभाषा के साथ कोई गणितीय गणना यहां काम नहीं करती है।

चुंबकीय क्षेत्र प्रभाव - प्रयोग

यह ज्ञात है कि मजबूत चुंबकीय क्षेत्र का भी व्यावहारिक रूप से रासायनिक और जैव रासायनिक प्रक्रियाओं पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है। आप अपना हाथ रख सकते हैं (कोई कलाई घड़ी नहीं!) 30 . के क्षेत्र के साथ एक सोलनॉइड में केजीएफबिना किसी ध्यान देने योग्य परिणाम के। यह कहना मुश्किल है कि आपका हाथ किस वर्ग के पदार्थों से संबंधित है - पैरामैग्नेट या हीरामैग्नेट से, लेकिन उस पर अभिनय करने वाला बल, किसी भी मामले में, कुछ ग्राम से अधिक नहीं होगा। चूहों की पूरी पीढ़ियों को मजबूत चुंबकीय क्षेत्रों में पाला और पाला गया, जिसका उन पर कोई खास प्रभाव नहीं पड़ा। अन्य जैविक प्रयोग भी जैविक प्रक्रियाओं पर उल्लेखनीय चुंबकीय प्रभाव खोजने में विफल रहे हैं।

याद रखना महत्वपूर्ण है!

यह मान लेना गलत होगा कि कमजोर प्रभाव हमेशा बिना किसी परिणाम के गुजरते हैं। इस तरह के तर्क से यह निष्कर्ष निकल सकता है कि आणविक पैमाने पर गुरुत्वाकर्षण का कोई ऊर्जावान महत्व नहीं है, लेकिन फिर भी, पहाड़ी पर पेड़ लंबवत रूप से बढ़ते हैं। स्पष्टीकरण, जाहिरा तौर पर, एक जैविक वस्तु पर काम करने वाले कुल बल में निहित है, जिसका आकार अणु के आकार से बहुत बड़ा है। वास्तव में, एक समान घटना ("ट्रॉपिज्म") को प्रयोगात्मक रूप से एक बहुत ही अमानवीय चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति में बढ़ने वाले रोपण के मामले में प्रदर्शित किया गया है।

संयोग से, यदि आप अपने सिर को एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र में रखते हैं और इसे हिलाते हैं, तो आप अपने मुंह में इलेक्ट्रोलाइटिक करंट का स्वाद चखेंगे, जो एक प्रेरित इलेक्ट्रोमोटिव बल की उपस्थिति का प्रमाण है।

पदार्थ के साथ बातचीत करते समय, चुंबकीय और विद्युत क्षेत्रों की भूमिकाएं भिन्न होती हैं। चूंकि परमाणु और अणु धीरे-धीरे चलने वाले विद्युत आवेशों से बने होते हैं, आणविक प्रक्रियाओं के दौरान विद्युत बल चुंबकीय आवेशों पर हावी होते हैं।

निष्कर्ष

ऐसे चुंबक के चुंबकीय क्षेत्र का जैविक वस्तुओं पर प्रभाव मच्छर के काटने से ज्यादा कुछ नहीं होता है। कोई भी जीवित प्राणी या पौधा लगातार अधिक शक्तिशाली सांसारिक चुंबकत्व के प्रभाव में होता है।

इसलिए, गलत तरीके से मापा गया क्षेत्र का प्रभाव ध्यान देने योग्य नहीं है।

गणना

1 गॉस = 1 10 -4 टेस्ला।

Cu सिस्टम में जियोमैग्नेटिक फील्ड स्ट्रेंथ (T) की इकाई एम्पीयर प्रति मीटर (A / m) है। चुंबकीय पूर्वेक्षण में, 10 -5 Oe के बराबर एक अन्य इकाई Oersted (E) या गामा (G) का भी उपयोग किया गया था। हालांकि, चुंबकीय क्षेत्र का व्यावहारिक रूप से मापने योग्य पैरामीटर चुंबकीय प्रेरण (या चुंबकीय प्रवाह घनत्व) है। Cu प्रणाली में चुंबकीय प्रेरण की इकाई टेस्ला (T) है। चुंबकीय पूर्वेक्षण में, नैनोटेस्ला (एनटी) की एक छोटी इकाई, 10 -9 टी के बराबर, का उपयोग किया जाता है। चूंकि अधिकांश मीडिया जिसमें चुंबकीय क्षेत्र का अध्ययन किया जाता है (वायु, पानी, गैर-चुंबकीय तलछटी चट्टानों का विशाल बहुमत), पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र को मात्रात्मक रूप से या तो चुंबकीय प्रेरण की इकाइयों (एनटी में), या इसी में मापा जा सकता है। क्षेत्र की ताकत - गामा।

यह आंकड़ा 1980 के युग के लिए पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की कुल ताकत को दर्शाता है। टी आइसोलिन्स को 4 μT (पी। शर्मा की पुस्तक से "क्षेत्रीय भूविज्ञान में भूभौतिकीय तरीके") के माध्यम से खींचा जाता है।

इस तरह

ध्रुवों पर, चुंबकीय प्रेरण के ऊर्ध्वाधर घटक लगभग 60 μT होते हैं, और क्षैतिज घटक शून्य होते हैं। भूमध्य रेखा पर, क्षैतिज घटक लगभग 30 μT है, और ऊर्ध्वाधर घटक शून्य है।

यह इस तरह है कि भू-चुंबकत्व के आधुनिक विज्ञान ने लंबे समय से चुंबकत्व के मूल सिद्धांत को त्याग दिया है, दो चुंबक, एक-दूसरे के आमने-सामने स्थित, विपरीत ध्रुवों से जुड़ते हैं।

अर्थात्, भूमध्य रेखा पर अंतिम वाक्यांश को देखते हुए, पृथ्वी पर चुंबक को आकर्षित करने वाला कोई बल (ऊर्ध्वाधर घटक) नहीं है! साथ ही प्रतिकारक!