पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र का निर्माण किससे होता है? पृथ्वी एक चुंबक के रूप में: भू-चुंबकीय क्षेत्र

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संदर्भ

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

1 जीएस = 100 μT;

1 टी = 104 जीएस।

इसे सीजीएस प्रणाली की बुनियादी इकाइयों के संदर्भ में इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है: 1 Gs = 1 g 1/2 .cm −1/2 .s −1।

अनुभव

स्रोत:चुंबकत्व पर भौतिकी की पाठ्यपुस्तकें, बर्कले पाठ्यक्रम।

विषय: एमपदार्थ में चुंबकीय क्षेत्र.

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

एक बहुत मजबूत क्षेत्र के साथ कुछ प्रयोगों की कल्पना करें। मान लीजिए कि हमने 10 सेमी के आंतरिक व्यास और 40 सेमी की लंबाई के साथ एक सोलनॉइड बनाया है।

1. कुंडल का डिज़ाइन जो एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र बनाता है। वाइंडिंग का क्रॉस सेक्शन जिसके माध्यम से ठंडा पानी बहता है, दिखाया गया है। 2. कुण्डली के अक्ष पर क्षेत्र B2 के परिमाण का वक्र।

इसका बाहरी व्यास 40 सेमी है और अधिकांश स्थान तांबे की वाइंडिंग से भरा है। ऐसी कुंडली 30,000 का स्थिर क्षेत्र प्रदान करेगी जीकेंद्र में, यदि आप इसमें 400 लाते हैं किलोवाटलगभग 120 के लिए विद्युत शक्ति और आपूर्ति जल एलगर्मी अपव्यय के लिए प्रति मिनट।

ये विशेष डेटा यह दिखाने के लिए दिए गए हैं कि यद्यपि उपकरण सामान्य से कुछ भी अलग नहीं है, फिर भी यह एक काफी सम्मानजनक प्रयोगशाला चुंबक है।

चुंबक के केंद्र पर क्षेत्र का परिमाण पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र से लगभग 105 गुना अधिक है, और संभवतः किसी भी चुंबकीय लोहे की छड़ या घोड़े की नाल चुंबक के पास के क्षेत्र से 5 या 10 गुना अधिक मजबूत है!

परिनालिका के केंद्र के पास, क्षेत्र काफी समान होता 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 में, चुम्बक के अंदर और बाहर दोनों जगह क्षेत्र का परिमाण (अर्थात् प्रेरण या तीव्रता) पृथ्वी के क्षेत्र के परिमाण से लगभग पाँच क्रम अधिक होता है।

इसके अलावा, केवल दो बार - "कभी-कभी!" - चुम्बक के बाहर यह छोटा होता है।

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

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

हालाँकि, पहले से ही ऐसे चुंबक से कुछ सौ मीटर (यदि दसियों नहीं) दूर, कंपास की चुंबकीय सुई या तो करंट को चालू करने या बंद करने पर प्रतिक्रिया नहीं करती है।

साथ ही, यह स्थिति में थोड़े से बदलाव पर भी पृथ्वी के क्षेत्र या उसकी विसंगतियों पर अच्छी प्रतिक्रिया देता है। यह क्या कहता है?

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

हम विद्युत धारा के साथ लूप की प्रतिक्रिया, पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में इसके घूर्णन के कोण को मापते हैं।

कोई भी मैग्नेटोमीटर प्रत्यक्ष रूप से नहीं, बल्कि अप्रत्यक्ष रूप से मापने के सिद्धांत पर बनाया गया है:

केवल तनाव के मूल्य में परिवर्तन की प्रकृति से;

केवल पृथ्वी की सतह पर, इसके निकट वायुमंडल में और निकट अंतरिक्ष में।

हम किसी विशिष्ट अधिकतम वाले क्षेत्र के स्रोत को नहीं जानते हैं। हम केवल क्षेत्र की ताकत में अंतर को मापते हैं विभिन्न बिंदु, और ऊंचाई के साथ तीव्रता प्रवणता बहुत अधिक नहीं बदलती है। शास्त्रीय दृष्टिकोण का उपयोग करते समय अधिकतम की परिभाषा के साथ कोई गणितीय गणना यहां काम नहीं करती है।

चुंबकीय क्षेत्र का 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 (बिना) रख सकते हैं कलाई घड़ी!) 30 के क्षेत्र के साथ एक सोलनॉइड में केजीएफबिना किसी ध्यान देने योग्य प्रभाव के. यह कहना मुश्किल है कि आपका हाथ किस वर्ग के पदार्थों का है - अनुचुंबकीय या प्रतिचुंबकीय, लेकिन इस पर लगने वाला बल, किसी भी स्थिति में, कुछ ग्राम से अधिक नहीं होगा। चूहों की पूरी पीढ़ियों को मजबूत चुंबकीय क्षेत्रों में पाला और बड़ा किया गया है, जिसका उन पर कोई उल्लेखनीय प्रभाव नहीं पड़ा है। अन्य जैविक प्रयोग भी खोजने में असफल रहे गौरतलब हैजैविक प्रक्रियाओं पर चुंबकीय प्रभाव।

याद रखना महत्वपूर्ण है!

यह मान लेना गलत होगा कि कमजोर प्रभाव हमेशा बिना परिणाम के गुजर जाते 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 कार्य करने वाले कुल बल में निहित है, जिसके आयाम अणु के आयामों से बहुत बड़े हैं। वास्तव में, एक समान घटना ("ट्रॉपिज्म") को बहुत ही गैर-समान चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति में उगने वाले पौधों के मामले में प्रयोगात्मक रूप से प्रदर्शित किया गया है।

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

पदार्थ के साथ अंतःक्रिया करते समय चुंबकीय और विद्युत क्षेत्रों की भूमिकाएँ भिन्न होती हैं। क्योंकि परमाणु और अणु धीरे-धीरे चलने वाले विद्युत आवेशों से बने होते हैं, आणविक प्रक्रियाओं में विद्युत बल चुंबकीय पर हावी होते हैं।

निष्कर्ष

ऐसे चुंबक के चुंबकीय क्षेत्र का प्रभाव जैविक वस्तुएंमच्छर के काटने से ज्यादा कुछ नहीं। कोई जीवित प्राणीया पौधा लगातार स्थलीय चुंबकत्व के अधिक मजबूत प्रभाव में रहता है।

इसलिए, गलत तरीके से मापे गए फ़ील्ड का प्रभाव ध्यान देने योग्य नहीं है।

गणना

1 गॉस = 1 10 -4 टेस्ला।

भू-चुंबकीय क्षेत्र शक्ति (टी) की एसआई इकाई एम्पीयर प्रति मीटर (ए/एम) है। चुंबकीय अन्वेषण में, 10 -5 Oe के बराबर ओर्स्टेड (ई) या गामा (जी) की एक और इकाई का भी उपयोग किया गया था। हालांकि, चुंबकीय क्षेत्र का व्यावहारिक रूप से मापा गया पैरामीटर चुंबकीय प्रेरण (या चुंबकीय प्रवाह घनत्व) है। C प्रणाली में चुंबकीय प्रेरण की इकाई टेस्ला (T) है। चुंबकीय अन्वेषण में, नैनोटेस्ला (एनटी) की एक छोटी इकाई का उपयोग किया जाता है, जो 10 -9 टी के बराबर होती है। चूंकि अधिकांश मीडिया के लिए जिसमें चुंबकीय क्षेत्र का अध्ययन किया जाता है (हवा, पानी, गैर-चुंबकीय तलछटी चट्टानों का विशाल बहुमत), पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र को मात्रात्मक रूप से चुंबकीय प्रेरण की इकाइयों (एनटी में) या संबंधित क्षेत्र में मापा जा सकता है ताकत - गामा.

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

इस प्रकार

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

यह इस प्रकार है कि भू-चुंबकत्व के आधुनिक विज्ञान ने लंबे समय से चुंबकत्व के मूल सिद्धांत को त्याग दिया है, एक दूसरे के विपरीत सपाट रखे गए दो चुंबक विपरीत ध्रुवों से जुड़ते हैं।

अर्थात्, भूमध्य रेखा पर अंतिम वाक्यांश को देखते हुए, कोई बल (ऊर्ध्वाधर घटक) नहीं है जो चुंबक को पृथ्वी की ओर आकर्षित करता है! कितना घृणित!

क्या ये दोनों चुम्बक एक दूसरे को आकर्षित करते हैं? अर्थात कोई आकर्षण बल नहीं है, बल्कि खिंचाव बल है? बकवास!

लेकिन ध्रुवों पर चुंबक की इस व्यवस्था के साथ, यह है, लेकिन क्षैतिज बल गायब हो जाता है।

इसके अलावा, इन घटकों के बीच अंतर केवल 2 गुना है!

हम बस दो चुंबक लेते हैं और सुनिश्चित करते हैं कि एक समान स्थिति में चुंबक पहले खुलता है और फिर आकर्षित होता है। दक्षिणी ध्रुव से उत्तरी ध्रुव तक!

ये वैश्विक मॉडल इस प्रकार हैं: अंतर्राष्ट्रीय जियोमैग्नेटिक एनालिटिकल फील्ड (इंटरनेशनल जियोमैग्नेटिक रेफरेंस फील्ड, आईजीआरएफ) और विश्व चुंबकीय मॉडल (WMM)- विभिन्न अंतरराष्ट्रीय भूभौतिकीय संगठनों द्वारा बनाए गए हैं, और हर 5 साल में, गॉसियन गुणांक के अद्यतन सेट अनुमोदित और प्रकाशित किए जाते हैं, जो भू-चुंबकीय क्षेत्र की स्थिति और उसके मापदंडों पर सभी डेटा निर्धारित करते हैं। तो, WMM2015 मॉडल के अनुसार, उत्तरी भू-चुंबकीय ध्रुव (वास्तव में, यह है दक्षिणी ध्रुवचुंबक) का निर्देशांक 80.37°N है। श्री। और 72.62°W डी., दक्षिणी भू-चुम्बकीय ध्रुव - 80.37° एस. अक्षांश, 107.38° पूर्व आदि, पृथ्वी के घूर्णन अक्ष के सापेक्ष द्विध्रुव अक्ष का झुकाव 9.63° है।

विश्व विसंगतियों के क्षेत्र

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की वास्तविक क्षेत्र रेखाएं, हालांकि औसतन द्विध्रुवीय बल की रेखाओं के करीब होती हैं, सतह के करीब स्थित क्रस्ट में चुंबकीय चट्टानों की उपस्थिति से जुड़ी स्थानीय अनियमितताओं में उनसे भिन्न होती हैं। इस वजह से, पृथ्वी की सतह पर कुछ स्थानों पर, क्षेत्र के पैरामीटर आस-पास के क्षेत्रों के मूल्यों से काफी भिन्न होते हैं, जिससे तथाकथित चुंबकीय विसंगतियाँ बनती हैं। यदि चुंबकीय पिंड जो उन्हें पैदा करते हैं, अलग-अलग गहराई पर स्थित हों तो वे एक-दूसरे को ओवरलैप कर सकते हैं।

बाहरी कोशों के विस्तारित स्थानीय क्षेत्रों में चुंबकीय क्षेत्र का अस्तित्व इस तथ्य की ओर ले जाता है वास्तविक चुम्बकीय ध्रुव- बिंदु (या बल्कि, छोटे क्षेत्र) जिनमें चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं बिल्कुल ऊर्ध्वाधर होती हैं - भू-चुंबकीय रेखाओं से मेल नहीं खातीं, जबकि वे पृथ्वी की सतह पर नहीं, बल्कि उसके नीचे स्थित होती हैं। एक समय या किसी अन्य पर चुंबकीय ध्रुवों के निर्देशांक की गणना पुनरावृत्त विधि द्वारा गाऊसी श्रृंखला के सभी गुणांकों को ढूंढकर भू-चुंबकीय क्षेत्र के विभिन्न मॉडलों के ढांचे के भीतर की जाती है। हाँ, के अनुसार चालू मॉडल WMM, 2015 में, उत्तरी चुंबकीय ध्रुव 86°N पर था। अक्षांश, 159° पश्चिम डी., और दक्षिणी - 64° एस. अक्षांश, 137° पूर्व वर्तमान IGRF12 मॉडल का मान थोड़ा भिन्न है: 86.3°N। अक्षांश, 160° पश्चिम उत्तरी ध्रुव के लिए, 64.3°S डब्ल्यू., दक्षिणी के लिए 136.6° ई.

क्रमश, चुंबकीय अक्ष- चुंबकीय ध्रुवों से गुजरने वाली एक सीधी रेखा - पृथ्वी के केंद्र से नहीं गुजरती है और इसका व्यास नहीं है।

सभी ध्रुवों की स्थिति लगातार बदल रही है - भू-चुंबकीय ध्रुव लगभग 1200 वर्षों की अवधि के साथ भौगोलिक ध्रुव के सापेक्ष आगे बढ़ता है।

बाहरी चुंबकीय क्षेत्र

यह पृथ्वी की सतह के बाहर उसके वायुमंडल में स्थित वर्तमान प्रणालियों के रूप में स्रोतों द्वारा निर्धारित होता है। वायुमंडल के ऊपरी भाग (100 किमी और ऊपर) में - आयनमंडल - इसके अणु आयनित होते हैं, जिससे प्लाज्मा बनता है, इसलिए पृथ्वी के मैग्नेटोस्फीयर का यह हिस्सा, इसकी त्रिज्या के तीन तक की दूरी तक फैला हुआ है, कहा जाता है प्लाज़्मास्फेयर. प्लाज्मा पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र द्वारा धारण किया जाता है, लेकिन इसकी स्थिति सौर हवा - सौर कोरोना के प्लाज्मा प्रवाह के साथ इसकी बातचीत से निर्धारित होती है।

इस प्रकार, पृथ्वी की सतह से अधिक दूरी पर, चुंबकीय क्षेत्र असममित होता है, क्योंकि यह सौर हवा के प्रभाव में विकृत होता है: सूर्य की ओर से, यह सिकुड़ता है, और सूर्य की दिशा में, यह एक प्राप्त कर लेता है "पूंछ" जो चंद्रमा की कक्षा से परे जाकर सैकड़ों हजारों किलोमीटर तक फैली हुई है। इस प्रकार का "पूंछित" रूप तब होता है जब सौर हवा और सौर कणिका धाराओं का प्लाज्मा पृथ्वी की सतह के चारों ओर बहता है, जैसा कि यह था। मैग्नेटोस्फीयर- निकट-पृथ्वी बाह्य अंतरिक्ष का क्षेत्र, जो अभी भी पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र द्वारा नियंत्रित है, न कि सूर्य और अन्य अंतरग्रहीय स्रोतों द्वारा; यह अंतरग्रहीय अंतरिक्ष से अलग हो जाता है मैग्नेटोपॉज़, जहां सौर हवा का गतिशील दबाव उसके अपने चुंबकीय क्षेत्र के दबाव से संतुलित होता है। मैग्नेटोस्फीयर का उपसौर बिंदु औसतन 10 की दूरी पर है पृथ्वी त्रिज्या*आर⊕; कमजोर सौर हवा के साथ, यह दूरी 15-20 आर ⊕ तक पहुंच जाती है, और पृथ्वी पर चुंबकीय गड़बड़ी की अवधि के दौरान, मैग्नेटोपॉज़ भूस्थिर कक्षा (6.6 आर ⊕) से आगे जा सकता है। रात के किनारे पर लम्बी पूँछ का व्यास लगभग 40 R⊕ और लंबाई 900 R⊕ से अधिक है; लगभग 8 R ⊕ की दूरी से शुरू करके, इसे एक सपाट तटस्थ परत द्वारा भागों में विभाजित किया जाता है, जिसमें क्षेत्र प्रेरण शून्य के करीब होता है।

भू-चुंबकीय क्षेत्र, प्रेरण रेखाओं के विशिष्ट विन्यास के कारण, आवेशित कणों - प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों के लिए एक चुंबकीय जाल बनाता है। यह उनमें से एक बड़ी संख्या को पकड़ता है और रखता है, जिससे मैग्नेटोस्फीयर आवेशित कणों का एक प्रकार का भंडार है। विभिन्न अनुमानों के अनुसार उनका कुल द्रव्यमान 1 किलोग्राम से 10 किलोग्राम तक होता है। वे तथाकथित बनाते हैं विकिरण बेल्ट, ध्रुवीय क्षेत्रों को छोड़कर, पृथ्वी को सभी तरफ से कवर करता है। इसे सशर्त रूप से दो में विभाजित किया गया है - आंतरिक और बाहरी। आंतरिक बेल्ट की निचली सीमा लगभग 500 किमी की ऊंचाई पर स्थित है, इसकी मोटाई कई हजार किलोमीटर है। बाहरी बेल्ट 10-15 हजार किमी की ऊंचाई पर स्थित है। लोरेंत्ज़ बल के प्रभाव में विकिरण बेल्ट के कण उत्तरी गोलार्ध से दक्षिणी गोलार्ध तक और इसके विपरीत जटिल आवधिक गति करते हैं, जबकि धीरे-धीरे पृथ्वी के चारों ओर अज़ीमुथ में घूमते हैं। ऊर्जा के आधार पर, वे कई मिनटों से लेकर एक दिन तक के समय में पृथ्वी के चारों ओर एक पूर्ण चक्कर लगाते हैं।

मैग्नेटोस्फीयर ब्रह्मांडीय कणों की धाराओं को पृथ्वी तक पहुंचने की अनुमति नहीं देता है। हालाँकि, उसकी पूँछ में, पर लंबी दूरीपृथ्वी से, भू-चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता, और परिणामस्वरूप, इसके सुरक्षात्मक गुण कमजोर हो जाते हैं, और सौर प्लाज्मा के कुछ कणों को मैग्नेटोस्फीयर और विकिरण बेल्ट के चुंबकीय जाल के अंदर जाने का अवसर मिलता है। इस प्रकार पूंछ अवक्षेपित कणों की धाराओं के निर्माण के लिए एक स्थल के रूप में कार्य करती है जो अरोरा और अरोरा धाराओं का कारण बनती है। ध्रुवीय क्षेत्रों में, सौर प्लाज्मा प्रवाह का एक हिस्सा पृथ्वी के विकिरण बेल्ट से वायुमंडल की ऊपरी परतों पर आक्रमण करता है और, ऑक्सीजन और नाइट्रोजन अणुओं से टकराकर, उन्हें उत्तेजित या आयनित करता है, और अउत्तेजित अवस्था में विपरीत संक्रमण के दौरान, ऑक्सीजन परमाणु उत्सर्जित होते हैं λ = 0.56 μm और λ = 0.63 μm वाले फोटॉन, जबकि पुनर्संयोजन के दौरान आयनित नाइट्रोजन अणु स्पेक्ट्रम के नीले और बैंगनी बैंड को उजागर करते हैं। साथ ही, चुंबकीय तूफानों के दौरान औरोरस भी देखे जाते हैं, जो विशेष रूप से गतिशील और चमकीले होते हैं। वे सौर गतिविधि में वृद्धि के साथ सौर हवा के घनत्व और गति में वृद्धि के कारण मैग्नेटोस्फीयर में गड़बड़ी के दौरान होते हैं।

फ़ील्ड विकल्प

पृथ्वी के क्षेत्र के चुंबकीय प्रेरण की रेखाओं की स्थिति का एक दृश्य प्रतिनिधित्व एक चुंबकीय सुई द्वारा दिया जाता है, जिसे इस तरह से तय किया जाता है कि यह ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज अक्ष के चारों ओर स्वतंत्र रूप से घूम सके (उदाहरण के लिए, एक जिम्बल में) - पृथ्वी की सतह के निकट प्रत्येक बिंदु पर, यह इन रेखाओं के साथ एक निश्चित तरीके से स्थापित होता है।

क्योंकि चुंबकीय और भौगोलिक ध्रुव मेल नहीं खाते, चुंबकीय सुई लगभग उत्तर-दक्षिण दिशा को ही इंगित करती है। वह ऊर्ध्वाधर तल जिसमें चुंबकीय सुई स्थापित होती है, दिए गए स्थान के चुंबकीय याम्योत्तर का तल कहलाता है, और वह रेखा जिसके अनुदिश यह तल पृथ्वी की सतह को काटता है, कहलाती है चुंबकीय मेरिडियन. इस प्रकार, चुंबकीय मेरिडियन पृथ्वी की सतह पर चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के प्रक्षेपण हैं, जो उत्तर और दक्षिण चुंबकीय ध्रुवों पर एकत्रित होते हैं। चुंबकीय और भौगोलिक याम्योत्तर की दिशाओं के बीच के कोण को कहा जाता है चुंबकीय झुकाव. यह पश्चिमी हो सकता है (अक्सर "-" चिन्ह द्वारा दर्शाया जाता है) या पूर्वी ("+" चिन्ह द्वारा दर्शाया जाता है), यह इस पर निर्भर करता है कि चुंबकीय सुई का उत्तरी ध्रुव भौगोलिक मेरिडियन के ऊर्ध्वाधर तल से पश्चिम या पूर्व की ओर विचलित होता है या नहीं .

इसके अलावा, पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की रेखाएं, आम तौर पर कहें तो, इसकी सतह के समानांतर नहीं हैं। इसका मतलब यह है कि पृथ्वी के क्षेत्र का चुंबकीय प्रेरण किसी दिए गए स्थान के क्षितिज के तल में नहीं होता है, बल्कि इस तल के साथ एक निश्चित कोण बनाता है - इसे कहा जाता है चुंबकीय झुकाव. यह केवल बिंदुओं पर शून्य के करीब है चुंबकीय भूमध्य रेखा- एक समतल में एक बड़े वृत्त की परिधि जो चुंबकीय अक्ष के लंबवत है।

चुंबकीय झुकाव और चुंबकीय झुकाव प्रत्येक विशेष स्थान में पृथ्वी के क्षेत्र के चुंबकीय प्रेरण की दिशा निर्धारित करते हैं। और इस मात्रा का संख्यात्मक मान झुकाव और चुंबकीय प्रेरण वेक्टर के अनुमानों में से एक को जानकर पाया जा सकता है बी (\displaystyle \mathbf (बी) )- एक ऊर्ध्वाधर या क्षैतिज अक्ष पर (बाद वाला व्यवहार में अधिक सुविधाजनक है)। इस प्रकार, ये तीन पैरामीटर चुंबकीय झुकाव, झुकाव और चुंबकीय प्रेरण वेक्टर बी (या चुंबकीय क्षेत्र शक्ति वेक्टर) के मापांक हैं एच (\displaystyle \mathbf (एच) )) - किसी दिए गए स्थान में भू-चुंबकीय क्षेत्र को पूरी तरह से चित्रित करें। अधिकतम के लिए उनका सटीक ज्ञान एक लंबी संख्यापृथ्वी पर बिंदु अत्यंत महत्वपूर्ण हैं। जिस पर विशेष चुंबकीय कार्ड बनाये जाते हैं आइसोगोन्स(समान झुकाव की रेखाएँ) और समद्विबाहु(समान झुकाव वाली रेखाएं) कम्पास के साथ अभिविन्यास के लिए आवश्यक हैं।

औसतन, पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता 25,000 से 65,000 nT (0.25 - 0.65 गॉस) तक होती है और यह अत्यधिक निर्भर होती है भौगोलिक स्थिति. यह लगभग 0.5 (40/) की औसत क्षेत्र शक्ति से मेल खाता है। चुंबकीय भूमध्य रेखा पर इसका मान लगभग 0.34 Oe है, चुंबकीय ध्रुवों पर यह लगभग 0.66 Oe है। कुछ क्षेत्रों (चुंबकीय विसंगतियों) में, तीव्रता तेजी से बढ़ जाती है: कुर्स्क चुंबकीय विसंगति के क्षेत्र में, यह 2 Oe तक पहुंच जाती है .

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की प्रकृति

पहली बार, जे. लार्मोर ने 1919 में डायनेमो की अवधारणा का प्रस्ताव देकर पृथ्वी और सूर्य के चुंबकीय क्षेत्रों के अस्तित्व को समझाने की कोशिश की, जिसके अनुसार एक खगोलीय पिंड का चुंबकीय क्षेत्र किसके प्रभाव में बना रहता है विद्युत प्रवाहकीय माध्यम का हाइड्रोडायनामिक आंदोलन। हालाँकि, 1934 में टी. काउलिंगहाइड्रोडायनामिक डायनेमो तंत्र के माध्यम से एक अक्षमितीय चुंबकीय क्षेत्र को बनाए रखने की असंभवता पर एक प्रमेय साबित हुआ। और चूंकि अधिकांश छात्र खगोलीय पिंड(और इससे भी अधिक पृथ्वी) को अक्षीय रूप से सममित माना जाता था, इसके आधार पर यह माना जा सकता था कि उनका क्षेत्र भी अक्षीय रूप से सममित होगा, और फिर इस सिद्धांत के अनुसार इसकी उत्पत्ति इस प्रमेय के अनुसार असंभव होगी। बाद में यह दिखाया गया कि चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने की प्रक्रिया का वर्णन करने वाले अक्षीय समरूपता वाले सभी समीकरणों में अक्षीय सममित समाधान नहीं होता है, और 1950 के दशक में। असममित समाधान खोजे गए हैं।

तब से, डायनेमो सिद्धांत को सफलतापूर्वक विकसित किया गया है, और आज पृथ्वी और अन्य ग्रहों के चुंबकीय क्षेत्र की उत्पत्ति के लिए सबसे आम तौर पर स्वीकृत स्पष्टीकरण एक विद्युत प्रवाह की पीढ़ी पर आधारित एक स्व-उत्तेजित डायनेमो तंत्र है। कंडक्टर क्योंकि यह इन धाराओं द्वारा उत्पन्न और प्रवर्धित चुंबकीय क्षेत्र में चलता है। पृथ्वी के कोर में आवश्यक स्थितियाँ बनाई जाती हैं: तरल बाहरी कोर में, जिसमें लगभग 4-6 हजार केल्विन के तापमान पर मुख्य रूप से लोहा होता है, जो पूरी तरह से विद्युत प्रवाह का संचालन करता है, संवहन प्रवाह बनाए जाते हैं जो ठोस आंतरिक कोर से गर्मी को हटा देते हैं। (रेडियोधर्मी तत्वों के क्षय या ग्रह के धीरे-धीरे ठंडा होने पर आंतरिक और बाहरी कोर के बीच की सीमा पर पदार्थ के जमने के दौरान छिपी हुई गर्मी के निकलने के कारण उत्पन्न)। कोरिओलिस बल इन प्रवाहों को विशिष्ट सर्पिलों में मोड़ देते हैं, जिससे तथाकथित सर्पिल बनते हैं टेलर स्तंभ. परतों के घर्षण के कारण, वे विद्युत आवेश प्राप्त कर लेते हैं, जिससे लूप धाराएँ बनती हैं। इस प्रकार, धाराओं की एक प्रणाली बनाई जाती है जो एक फैराडे डिस्क की तरह, (शुरुआत में मौजूद, हालांकि बहुत कमजोर) चुंबकीय क्षेत्र में चलने वाले कंडक्टरों में एक संचालन सर्किट के साथ घूमती है। यह एक चुंबकीय क्षेत्र बनाता है, जो प्रवाह की अनुकूल ज्यामिति के साथ, प्रारंभिक क्षेत्र को बढ़ाता है, और यह, बदले में, वर्तमान को बढ़ाता है, और प्रवर्धन प्रक्रिया तब तक जारी रहती है जब तक कि जूल गर्मी के कारण नुकसान नहीं होता है, जो बढ़ते प्रवाह के साथ बढ़ता है, संतुलन हाइड्रोडायनेमिक गतिविधियों के कारण ऊर्जा का प्रवाह होता है।

गणितीय रूप से, इस प्रक्रिया को विभेदक समीकरण द्वारा वर्णित किया गया है

∂ B ∂ t = η ∇ 2 B + ∇ × (u × B) (\displaystyle (\frac (\आंशिक \mathbf (B) )(\आंशिक t))=\eta \mathbf (\nabla ) ^(2 )\mathbf (बी) +\mathbf (\nabla ) \times (\mathbf (u) \times \mathbf (B))),

कहाँ यू- द्रव प्रवाह दर, बी- चुंबकीय प्रेरण , η = 1/μσ - चुंबकीय चिपचिपाहट, σ तरल की विद्युत चालकता है, और μ चुंबकीय पारगम्यता है, जो व्यावहारिक रूप से ऐसे के लिए भिन्न नहीं है उच्च तापमानμ 0 से गुठली - निर्वात पारगम्यता।

हालाँकि, संपूर्ण विवरण के लिए, मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक समीकरणों की एक प्रणाली लिखना आवश्यक है। बाउसिनस्क सन्निकटन में (जिसमें आर्किमिडीज़ बल को छोड़कर, तरल की सभी भौतिक विशेषताओं को स्थिर माना जाता है, जो तापमान अंतर के कारण घनत्व में परिवर्तन को ध्यान में रखता है), यह है:

नेवियर - स्टोक्स समीकरण में घूर्णन और चुंबकीय क्षेत्र की संयुक्त क्रिया को व्यक्त करने वाले पद शामिल हैं:

ρ 0 (∂ u ∂ t + u ⋅ ∇ u) = − ∇ P + ρ 0 ν ∇ 2 u + ρ g ¯ − 2 ρ 0 Ω × u + J × B (\displaystyle \rho _(0)\left ((\frac (\आंशिक \mathbf (u) )(\आंशिक t))+\mathbf (u) \cdot \mathbf (\nabla ) \mathbf (u) \right)=-\nabla \mathbf (P) +\rho _(0)\nu \mathbf (\nabla ) ^(2)\mathbf (u) +\rho (\bar (\mathbf (g) ))-2\rho _(0)\mathbf (\ ओमेगा ) \times \mathbf (u) +\mathbf (J) \times \mathbf (B) ).

समीकरण थर्मल चालकता, कानून संरक्षण ऊर्जा को व्यक्त करता है:

∂ T ∂ t + u ⋅ ∇ T = κ ∇ 2 T + ϵ (\displaystyle (\frac (\आंशिक T)(\आंशिक t))+\mathbf (u) \cdot \mathbf (\nabla ) T=\ कप्पा \mathbf (\nabla ) ^(2)T+\epsilon ),

इस संबंध में 1995 में जापान और संयुक्त राज्य अमेरिका के समूहों द्वारा एक सफलता हासिल की गई थी। इस क्षण से शुरू होकर, कई संख्यात्मक सिमुलेशन के परिणाम गतिशीलता में भू-चुंबकीय क्षेत्र की गुणात्मक विशेषताओं को संतोषजनक ढंग से पुन: पेश करते हैं, जिसमें उत्क्रमण भी शामिल है।

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन

इसकी पुष्टि क्यूप्स (उत्तर और दक्षिण में मैग्नेटोस्फीयर में ध्रुवीय स्लॉट) के उद्घाटन कोण में वर्तमान वृद्धि से भी होती है, जो 1990 के दशक के मध्य तक 45° तक पहुंच गया था। सौर हवा, अंतरग्रहीय अंतरिक्ष और ब्रह्मांडीय किरणों की विकिरण सामग्री चौड़ी दरारों में चली गई, जिसके परिणामस्वरूप ध्रुवीय क्षेत्रअधिक पदार्थ और ऊर्जा प्रवेश करती है, जिससे ध्रुवीय टोपी का अतिरिक्त ताप हो सकता है [ ] .

भू-चुंबकीय निर्देशांक (निर्देशांक मैक्लिविन)

कॉस्मिक किरणों के भौतिकी में, भू-चुंबकीय क्षेत्र में विशिष्ट निर्देशांक का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जिसका नाम वैज्ञानिक कार्ल मैकलवेन के नाम पर रखा गया है ( कार्ल मैक्लिवेन), उनके उपयोग का प्रस्ताव देने वाले पहले व्यक्ति कौन थे, क्योंकि वे चुंबकीय क्षेत्र में कण गति के अपरिवर्तनीयों पर आधारित हैं। द्विध्रुवीय क्षेत्र में एक बिंदु को दो निर्देशांक (एल, बी) द्वारा चित्रित किया जाता है, जहां एल तथाकथित चुंबकीय खोल, या मैकलवेन पैरामीटर (इंग्लैंड) है। एल-शेल, एल-वैल्यू, मैकलवेन एल-पैरामीटर), बी चुंबकीय क्षेत्र प्रेरण है (आमतौर पर जी में)। मान L को आमतौर पर चुंबकीय कोश के पैरामीटर के रूप में लिया जाता है, जो भू-चुंबकीय भूमध्य रेखा के तल में पृथ्वी के केंद्र से पृथ्वी की त्रिज्या तक वास्तविक चुंबकीय कोश की औसत दूरी के अनुपात के बराबर होता है। .

अनुसंधान इतिहास

कुछ हज़ार साल पहले में प्राचीन चीनयह ज्ञात था कि चुम्बकीय वस्तुएँ एक निश्चित दिशा में स्थित होती हैं, विशेष रूप से, कम्पास सुई हमेशा अंतरिक्ष में एक निश्चित स्थान पर रहती है। इसके लिए धन्यवाद, मानव जाति लंबे समय से तट से दूर खुले समुद्र में नेविगेट करने के लिए ऐसे तीर (कम्पास) का उपयोग करने में सक्षम है। हालाँकि, कोलंबस की यूरोप से अमेरिका की यात्रा (1492) से पहले, किसी ने भी ऐसी घटना के अध्ययन पर विशेष ध्यान नहीं दिया, क्योंकि उस समय के वैज्ञानिकों का मानना था कि यह ध्रुवीय तारे द्वारा तीर के आकर्षण के परिणामस्वरूप होता है। . यूरोप और उसके आसपास के समुद्रों में, उस समय कम्पास लगभग भौगोलिक मध्याह्न रेखा के साथ स्थापित किया गया था। पार करते समय अटलांटिक महासागरकोलंबस ने देखा कि यूरोप और अमेरिका के बीच लगभग आधे रास्ते में, कम्पास सुई पश्चिम की ओर लगभग 12° घूम गई थी। इस तथ्य ने तीर के आकर्षण के बारे में पिछली परिकल्पना की शुद्धता के बारे में तुरंत संदेह पैदा कर दिया ध्रुव तारा, नई खोजी गई घटना के गंभीर अध्ययन को प्रोत्साहन दिया: नाविकों को पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के बारे में जानकारी की आवश्यकता थी। उसी क्षण से, स्थलीय चुंबकत्व के विज्ञान की शुरुआत हुई, चुंबकीय झुकाव का व्यापक माप, यानी भौगोलिक मेरिडियन और चुंबकीय सुई की धुरी, यानी चुंबकीय मेरिडियन के बीच का कोण शुरू हुआ। 1544 में एक जर्मन वैज्ञानिक जॉर्ज हार्टमैनएक नई घटना की खोज की: चुंबकीय सुई न केवल भौगोलिक मेरिडियन से विचलित होती है, बल्कि, गुरुत्वाकर्षण के केंद्र से निलंबित होने के कारण, क्षैतिज तल पर एक निश्चित कोण पर खड़ी होती है, जिसे चुंबकीय झुकाव कहा जाता है।

उसी क्षण से, विक्षेपण की घटना के अध्ययन के साथ-साथ वैज्ञानिकों ने चुंबकीय सुई के झुकाव का भी अध्ययन करना शुरू कर दिया। जोस डे अकोस्टा (में से एक) भूभौतिकी के संस्थापक, हम्बोल्ट के अनुसार) उसके में कहानियों(1590) पहली बार चुंबकीय झुकाव के बिना चार रेखाओं का सिद्धांत सामने आया। उन्होंने कम्पास के उपयोग, विक्षेपण के कोण, चुंबकीय और के बीच के अंतर का वर्णन किया उत्तरी ध्रुव, साथ ही एक बिंदु से दूसरे बिंदु तक विचलन के उतार-चढ़ाव ने शून्य विचलन वाले स्थानों की पहचान की, उदाहरण के लिए, अज़ोरेस में।

अवलोकनों के परिणामस्वरूप, यह पाया गया कि पृथ्वी की सतह पर विभिन्न बिंदुओं पर झुकाव और झुकाव दोनों के अलग-अलग मूल्य हैं। साथ ही, एक बिंदु से दूसरे बिंदु पर उनके परिवर्तन कुछ जटिल पैटर्न का पालन करते हैं। उसके शोध ने अदालत के चिकित्सक को अनुमति दी अंग्रेजी रानीएलिजाबेथ और प्राकृतिक दार्शनिक विलियम गिल्बर्ट ने 1600 में अपनी पुस्तक "ऑन द मैग्नेट" ("डी मैग्नेट") में इस परिकल्पना को सामने रखा कि पृथ्वी एक चुंबक है, जिसके ध्रुव भौगोलिक ध्रुवों से मेल खाते हैं। दूसरे शब्दों में, डब्ल्यू. गिल्बर्ट का मानना था कि पृथ्वी का क्षेत्र चुंबकीय क्षेत्र के क्षेत्र के समान है। डब्ल्यू. हिल्बर्ट ने अपने कथन को हमारे ग्रह के एक मॉडल के साथ एक प्रयोग पर आधारित किया, जो एक चुंबकीय लोहे की गेंद और एक छोटा लोहे का तीर है। अपनी परिकल्पना के पक्ष में मुख्य तर्क गिल्बर्ट का मानना था कि ऐसे मॉडल पर मापा गया चुंबकीय झुकाव पृथ्वी की सतह पर देखे गए झुकाव के लगभग समान था। हिल्बर्ट ने चुंबकीय सुई पर महाद्वीपों की विक्षेपण क्रिया द्वारा पृथ्वी के झुकाव और मॉडल के झुकाव के बीच विसंगति को समझाया। हालाँकि बाद में स्थापित कई तथ्य हिल्बर्ट की परिकल्पना से मेल नहीं खाते थे, फिर भी इसने आज तक अपना महत्व नहीं खोया है। हिल्बर्ट का मूल विचार कि पृथ्वी के अंदर स्थलीय चुंबकत्व का कारण खोजा जाना चाहिए, सही निकला, साथ ही यह तथ्य भी सही निकला कि, पहले सन्निकटन में, पृथ्वी वास्तव में एक बड़ा चुंबक है, जो एक समान रूप से चुंबकीय गेंद है।

1634 में एक अंग्रेज़ खगोलशास्त्री हेनरी गेलिब्रांड?!पाया गया कि लंदन में चुंबकीय झुकाव समय के साथ बदलता रहता है। यह धर्मनिरपेक्ष विविधताओं का पहला दर्ज प्रमाण था - भू-चुंबकीय क्षेत्र के घटकों के औसत वार्षिक मूल्यों में नियमित (वर्ष-दर-वर्ष) परिवर्तन।

झुकाव और झुकाव के कोण अंतरिक्ष में पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता की दिशा निर्धारित करते हैं, लेकिन इसका संख्यात्मक मान नहीं दे सकते। XVIII सदी के अंत तक। तीव्रता के परिमाण का मापन इस कारण से नहीं किया गया क्योंकि चुंबकीय क्षेत्र और चुंबकीय पिंडों के बीच परस्पर क्रिया के नियम ज्ञात नहीं थे। उसके बाद ही 1785-1789 में। फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी चार्ल्स कूलम्ब ने उनके नाम पर एक कानून स्थापित किया और ऐसे माप की संभावना सामने आई। 18वीं शताब्दी के अंत से, झुकाव और झुकाव के अवलोकन के साथ, क्षैतिज घटक का व्यापक अवलोकन शुरू हुआ, जो क्षैतिज विमान पर चुंबकीय क्षेत्र शक्ति वेक्टर का प्रक्षेपण है (झुकाव और झुकाव को जानकर, कोई भी गणना कर सकता है) कुल चुंबकीय क्षेत्र शक्ति वेक्टर का परिमाण)।

पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र क्या है, यानी पृथ्वी की सतह पर प्रत्येक बिंदु पर इसकी तीव्रता का परिमाण और दिशा क्या है, इस पर पहला सैद्धांतिक काम जर्मन गणितज्ञ कार्ल गॉस का है। 1834 में, उन्होंने निर्देशांक के एक फलन के रूप में तनाव के घटकों के लिए एक गणितीय अभिव्यक्ति दी - अवलोकन स्थल का अक्षांश और देशांतर। इस अभिव्यक्ति का उपयोग करके, पृथ्वी की सतह पर प्रत्येक बिंदु के लिए किसी भी घटक का मान ज्ञात करना संभव है, जिसे पृथ्वी के चुंबकत्व के तत्व कहा जाता है। गॉस के यह और अन्य कार्य वह नींव बन गए जिस पर इमारत का निर्माण किया गया था। आधुनिक विज्ञानस्थलीय चुंबकत्व के बारे में. विशेष रूप से, 1839 में उन्होंने साबित किया कि चुंबकीय क्षेत्र का मुख्य भाग पृथ्वी से बाहर आता है, और इसके मूल्यों में छोटे, छोटे विचलन का कारण खोजा जाना चाहिए बाहरी वातावरण.

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

यह सभी देखें

अंतर्चुम्बक (अंग्रेज़ी)

संयुक्त राज्य अमेरिका के वैज्ञानिकों ने पाया है कि पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र जितना सोचा गया था उससे 700 मिलियन वर्ष पुराना है
एडवर्ड कोनोनोविच. पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र (अनिश्चित) . http://www.krugosvet.ru/. दुनिया भर का विश्वकोश: सार्वभौमिक लोकप्रिय विज्ञान ऑनलाइन विश्वकोश। 2017-04-26 को पुनःप्राप्त.
भू-चुम्बकत्व अक्सर पूछे जाने वाले प्रश्न(अंग्रेज़ी) । https://www.ngdc.noaa.gov/ngdc.html. पर्यावरण सूचना के लिए राष्ट्रीय केंद्र (एनसीईआई)। 23 अप्रैल 2017 को लिया गया.
ए. आई. डायचेंको।पृथ्वी के चुंबकीय ध्रुव . - मॉस्को: सतत गणितीय शिक्षा के लिए मॉस्को सेंटर का प्रकाशन गृह, 2003। - 48 पी। - आईएसबीएन 5-94057-080-1.
ए. वी. विकुलिन। सातवीं. पृथ्वी का भू-चुम्बकीय क्षेत्र और विद्युतचुम्बकत्व //पृथ्वी की भौतिकी का परिचय। ट्यूटोरियलविश्वविद्यालयों की भूभौतिकीय विशिष्टताओं के लिए। - कामचटका राज्य शैक्षणिक विश्वविद्यालय का प्रकाशन गृह, 2004। - 240 पी। - आईएसबीएन 5-7968-0166-एक्स।

में पिछले दिनोंवैज्ञानिक सूचना साइटों पर पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के बारे में बहुत सी खबरें छपी हैं। उदाहरण के लिए, यह खबर कि इसमें हाल ही में काफी बदलाव आया है, या चुंबकीय क्षेत्र पृथ्वी के वायुमंडल से ऑक्सीजन के रिसाव में योगदान देता है, और यहां तक कि गायें चरागाहों में चुंबकीय क्षेत्र की रेखाओं के साथ खुद को उन्मुख करती हैं। चुंबकीय क्षेत्र क्या है और उपरोक्त सभी खबरें कितनी महत्वपूर्ण हैं?

- यह हमारे ग्रह के चारों ओर का क्षेत्र है जहां चुंबकीय बल कार्य करते हैं। चुंबकीय क्षेत्र की उत्पत्ति का प्रश्न अभी तक अंततः हल नहीं हुआ है। हालाँकि, अधिकांश शोधकर्ता इस बात से सहमत हैं कि पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति कम से कम आंशिक रूप से इसके कोर के कारण है। पृथ्वी के कोर में ठोस आंतरिक और तरल बाहरी भाग शामिल हैं। पृथ्वी के घूमने से तरल कोर में निरंतर धाराएँ बनती हैं। जैसा कि पाठक को भौतिकी के पाठों से याद होगा, विद्युत आवेशों की गति के परिणामस्वरूप उनके चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र दिखाई देता है।

क्षेत्र की प्रकृति की व्याख्या करने वाले सबसे आम सिद्धांतों में से एक, डायनेमो प्रभाव का सिद्धांत, मानता है कि कोर में एक प्रवाहकीय तरल पदार्थ की संवहनी या अशांत गतिविधियां आत्म-उत्तेजना और क्षेत्र को स्थिर स्थिति में बनाए रखने में योगदान करती हैं।

पृथ्वी को एक चुंबकीय द्विध्रुव माना जा सकता है। इसका दक्षिणी ध्रुव भौगोलिक उत्तरी ध्रुव पर और उत्तर क्रमशः दक्षिण में स्थित है। वास्तव में, पृथ्वी के भौगोलिक और चुंबकीय ध्रुव न केवल "दिशा" में मेल खाते हैं। चुंबकीय क्षेत्र का अक्ष पृथ्वी के घूर्णन अक्ष के सापेक्ष 11.6 डिग्री झुका हुआ है। इस तथ्य के कारण कि अंतर बहुत महत्वपूर्ण नहीं है, हम कंपास का उपयोग कर सकते हैं। इसका तीर बिल्कुल पृथ्वी के दक्षिणी चुंबकीय ध्रुव और लगभग बिल्कुल भौगोलिक उत्तर की ओर इशारा करता है। यदि कम्पास का आविष्कार 720,000 साल पहले हुआ होता, तो यह भौगोलिक और चुंबकीय उत्तरी ध्रुवों दोनों की ओर इशारा करता। लेकिन उस पर और अधिक जानकारी नीचे दी गई है।

चुंबकीय क्षेत्र पृथ्वी के निवासियों और कृत्रिम उपग्रहों को ब्रह्मांडीय कणों के हानिकारक प्रभावों से बचाता है। ऐसे कणों में, उदाहरण के लिए, सौर हवा के आयनित (आवेशित) कण शामिल हैं। चुंबकीय क्षेत्र उनके आंदोलन के प्रक्षेपवक्र को बदलता है, कणों को क्षेत्र रेखाओं के साथ निर्देशित करता है। जीवन के अस्तित्व के लिए चुंबकीय क्षेत्र की आवश्यकता संभावित रूप से रहने योग्य ग्रहों की सीमा को सीमित कर देती है (यदि हम इस धारणा से आगे बढ़ते हैं कि काल्पनिक रूप से संभावित जीवन रूप सांसारिक निवासियों के समान हैं)।

वैज्ञानिक इस बात से इंकार नहीं करते हैं कि कुछ स्थलीय ग्रहों में धात्विक कोर नहीं है और तदनुसार, वे चुंबकीय क्षेत्र से रहित हैं। अब तक, यह माना जाता था कि पृथ्वी की तरह ठोस चट्टानों से बने ग्रहों में तीन मुख्य परतें होती हैं: एक ठोस परत, एक चिपचिपा मेंटल, और एक ठोस या पिघला हुआ लोहे का कोर। हाल के एक पेपर में, मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी के वैज्ञानिकों ने कोर के बिना "चट्टानी" ग्रहों के निर्माण के लिए दो संभावित तंत्र प्रस्तावित किए हैं। यदि शोधकर्ताओं की सैद्धांतिक गणना टिप्पणियों द्वारा पुष्टि की जाती है, तो ब्रह्मांड में ह्यूमनॉइड्स से मिलने की संभावना की गणना करने का सूत्र, या कम से कम जीवविज्ञान पाठ्यपुस्तक से चित्रण जैसा कुछ, फिर से लिखना होगा।

पृथ्वीवासी अपनी चुंबकीय सुरक्षा भी खो सकते हैं। सच है, भूभौतिकीविद् अभी तक ठीक-ठीक नहीं कह सकते कि ऐसा कब होगा। सच तो यह है कि पृथ्वी के चुंबकीय ध्रुव अस्थिर हैं। समय-समय पर वे स्थान बदलते रहते हैं। अभी कुछ समय पहले, शोधकर्ताओं ने पाया था कि पृथ्वी ध्रुवों के परिवर्तन को "याद" रखती है। ऐसी "यादों" के विश्लेषण से पता चला कि पिछले 160 मिलियन वर्षों में, चुंबकीय उत्तर और दक्षिण ने लगभग 100 बार स्थान बदले हैं। आखिरी बार ये घटना करीब 720 हजार साल पहले हुई थी.

ध्रुवों के परिवर्तन के साथ-साथ चुंबकीय क्षेत्र के विन्यास में भी परिवर्तन होता है। "संक्रमणकालीन अवधि" के दौरान बहुत अधिक ब्रह्मांडीय कण जो जीवित जीवों के लिए खतरनाक हैं, पृथ्वी में प्रवेश करते हैं। डायनासोर के विलुप्त होने की व्याख्या करने वाली परिकल्पनाओं में से एक का दावा है कि ध्रुवों के अगले परिवर्तन के दौरान विशाल सरीसृप विलुप्त हो गए।

ध्रुवों को बदलने के लिए नियोजित गतिविधियों के "निशान" के अलावा, शोधकर्ताओं ने पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में खतरनाक बदलाव भी देखे। कई वर्षों में उनकी स्थिति पर डेटा के विश्लेषण से पता चला है हाल के महीनेउसमें खतरनाक परिवर्तन होने लगे। वैज्ञानिकों ने बहुत लंबे समय से क्षेत्र की ऐसी तीव्र "आंदोलनों" को रिकॉर्ड नहीं किया है। शोधकर्ताओं की चिंता का क्षेत्र दक्षिण अटलांटिक महासागर में स्थित है। इस क्षेत्र में चुंबकीय क्षेत्र की "मोटाई" "सामान्य" के एक तिहाई से अधिक नहीं है। शोधकर्ताओं ने लंबे समय से पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में इस "छेद" पर ध्यान दिया है। 150 वर्षों से अधिक समय से एकत्र किए गए आंकड़ों से पता चलता है कि इस अवधि में यहां का क्षेत्र दस प्रतिशत कमजोर हो गया है।

फिलहाल यह कहना मुश्किल है कि इससे मानवता को कितना खतरा है। क्षेत्र की ताकत के कमजोर होने के परिणामों में से एक पृथ्वी के वायुमंडल में ऑक्सीजन सामग्री में वृद्धि (यद्यपि नगण्य) हो सकती है। यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी की एक परियोजना, क्लस्टर उपग्रह प्रणाली का उपयोग करके पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र और इस गैस के बीच संबंध स्थापित किया गया था। वैज्ञानिकों ने पाया है कि चुंबकीय क्षेत्र ऑक्सीजन आयनों को तेज करता है और उन्हें बाहरी अंतरिक्ष में "फेंक" देता है।

इस तथ्य के बावजूद कि चुंबकीय क्षेत्र को देखा नहीं जा सकता, पृथ्वी के निवासी इसे अच्छी तरह महसूस करते हैं। प्रवासी पक्षीउदाहरण के लिए, वे उस पर ध्यान केंद्रित करके एक रास्ता ढूंढते हैं। ऐसी कई परिकल्पनाएँ हैं जो स्पष्ट करती हैं कि वे क्षेत्र को कैसा महसूस करते हैं। उत्तरार्द्ध में से एक सुझाव देता है कि पक्षी चुंबकीय क्षेत्र को दृष्टिगत रूप से समझते हैं। विशेष प्रोटीन - क्रिप्टोक्रोम - प्रवासी पक्षियों की आंखों में चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में अपनी स्थिति बदलने में सक्षम होते हैं। सिद्धांत के लेखकों का मानना है कि क्रिप्टोक्रोम कम्पास के रूप में कार्य कर सकते हैं।

पक्षियों के अलावा, समुद्री कछुए जीपीएस के बजाय पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करते हैं। और, जैसा कि परियोजना के हिस्से के रूप में प्रस्तुत उपग्रह तस्वीरों के विश्लेषण से पता चला है गूगल अर्थ, गायें। दुनिया के 308 क्षेत्रों में 8510 गायों की तस्वीरों का अध्ययन करने के बाद, वैज्ञानिकों ने निष्कर्ष निकाला कि ये जानवर अपने शरीर को प्राथमिकता से उत्तर से दक्षिण (या दक्षिण से उत्तर) की ओर उन्मुख करते हैं। इसके अलावा, गायों के लिए "संदर्भ बिंदु" भौगोलिक नहीं हैं, बल्कि पृथ्वी के चुंबकीय ध्रुव हैं। चुंबकीय क्षेत्र के बारे में गायों की धारणा का तंत्र और उस पर ऐसी प्रतिक्रिया के कारण अस्पष्ट बने हुए हैं।

सूचीबद्ध लोगों के अलावा अद्भुत गुणचुंबकीय क्षेत्र अरोरा की उपस्थिति में योगदान देता है। वे क्षेत्र के सुदूर क्षेत्रों में होने वाले अचानक क्षेत्र परिवर्तनों के परिणामस्वरूप उत्पन्न होते हैं।

चुंबकीय क्षेत्र को "षड्यंत्र सिद्धांतों" में से एक - चंद्र धोखाधड़ी के सिद्धांत - के समर्थकों द्वारा नजरअंदाज नहीं किया गया है। जैसा कि ऊपर बताया गया है, चुंबकीय क्षेत्र हमें ब्रह्मांडीय कणों से बचाता है। "एकत्रित" कण क्षेत्र के कुछ हिस्सों में जमा होते हैं - तथाकथित वैन एलेन विकिरण बेल्ट। चंद्रमा पर लैंडिंग की वास्तविकता में विश्वास नहीं करने वाले संशयवादियों का मानना है कि विकिरण बेल्ट के माध्यम से उड़ान के दौरान, अंतरिक्ष यात्रियों को विकिरण की घातक खुराक प्राप्त होगी।

पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र भौतिकी के नियमों का एक अद्भुत परिणाम है, एक सुरक्षा कवच, मील का पत्थर और अरोरा का निर्माता है। इसके बिना, पृथ्वी पर जीवन बहुत अलग दिख सकता है। सामान्य तौर पर, यदि कोई चुंबकीय क्षेत्र नहीं होता, तो इसका आविष्कार करना पड़ता।

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की संरचना और विशेषताएं

पृथ्वी की सतह से थोड़ी दूरी पर, इसकी लगभग तीन त्रिज्याओं में, चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं में द्विध्रुव जैसी व्यवस्था होती है। इस क्षेत्र को पृथ्वी का प्लाज़्मास्फियर कहा जाता है।

जैसे-जैसे हम पृथ्वी की सतह से दूर जाते हैं, सौर हवा का प्रभाव तेज होता जाता है: सूर्य की ओर से, भू-चुंबकीय क्षेत्र सिकुड़ता है, और विपरीत, रात की ओर से, यह एक लंबी पूंछ में फैल जाता है।

प्लाज़्मास्फेयर

पृथ्वी की सतह पर चुंबकीय क्षेत्र पर ध्यान देने योग्य प्रभाव आयनमंडल में धाराओं द्वारा डाला जाता है। यह क्षेत्र ऊपरी वायुमंडललगभग 100 किमी और उससे अधिक की ऊंचाई तक फैला हुआ। रोकना एक बड़ी संख्या कीआयन। 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 सौर ज्वालाओं के साथ पृथ्वी पर चुंबकीय तूफानों के संबंध को स्पष्ट करती है।

फ़ील्ड विकल्प

पृथ्वी के वे बिंदु, जिनमें चुंबकीय क्षेत्र की शक्ति की दिशा ऊर्ध्वाधर होती है, चुंबकीय ध्रुव कहलाते हैं। पृथ्वी पर दो ऐसे बिंदु हैं: उत्तरी चुंबकीय ध्रुव और दक्षिणी चुंबकीय ध्रुव।

चुंबकीय ध्रुवों से गुजरने वाली सीधी रेखा को पृथ्वी का चुंबकीय अक्ष कहा जाता है। किसी समतल में चुंबकीय अक्ष के लंबवत वृहत वृत्त की परिधि को चुंबकीय भूमध्य रेखा कहा जाता है। चुंबकीय भूमध्य रेखा के बिंदुओं पर चुंबकीय क्षेत्र की ताकत लगभग क्षैतिज दिशा होती है।

पृथ्वी की सतह पर औसत क्षेत्र शक्ति लगभग 0.5 Oe (40 A/m) है और यह भौगोलिक स्थिति पर निर्भर करती है। चुंबकीय भूमध्य रेखा पर चुंबकीय क्षेत्र की ताकत लगभग 0.34 Oe (ओरस्टेड) है, चुंबकीय ध्रुवों पर यह लगभग 0.66 Oe है। कुछ क्षेत्रों में (चुंबकीय विसंगतियों के तथाकथित क्षेत्रों में) तनाव तेजी से बढ़ता है। कुर्स्क चुंबकीय विसंगति के क्षेत्र में, यह 2 Oe तक पहुँच जाता है।

1995 में पृथ्वी का द्विध्रुव चुंबकीय क्षण 7.812x10 25 Gs सेमी 3 (या 7.812x10 22 A m 2) था, जो पिछले दशकों में औसतन 0.004x10 25 Gs सेमी 3 या 1/4000 प्रति वर्ष कम हो गया है।

हार्मोनिक्स की एक श्रृंखला के रूप में पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र का अनुमान आम है - गाऊसी श्रृंखला।

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में भू-चुंबकीय स्पंदन नामक गड़बड़ी की विशेषता होती है, जो पृथ्वी के मैग्नेटोस्फीयर में जलचुंबकीय तरंगों के उत्तेजना के कारण होती है; स्पंदन की आवृत्ति सीमा मिलीहर्ट्ज़ से एक किलोहर्ट्ज़ तक फैली हुई है।

चुंबकीय मेरिडियन

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

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की प्रकृति के बारे में परिकल्पनाएँ

हाल ही में, एक परिकल्पना विकसित की गई है जो पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के उद्भव को तरल धातु कोर में धाराओं के प्रवाह से 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 स्थित है। क्षेत्र निर्माण का एक समान तंत्र अन्य ग्रहों पर भी हो सकता है, विशेष रूप से, बृहस्पति और शनि के कोर में (कुछ मान्यताओं के अनुसार, वे तरल धातु हाइड्रोजन से बने होते हैं)।

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन

क्यूरी बिंदु के नीचे शीतलन के दौरान आग्नेय चट्टानों द्वारा प्राप्त अवशेष चुंबकत्व के अध्ययन से पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के बार-बार उलट होने का संकेत मिलता है, जो मध्य-महासागरीय कटक के अक्षों के समानांतर, समुद्री परत की पट्टी चुंबकीय विसंगतियों में दर्ज किया गया है।

प्रसार के दौरान बैंड चुंबकीय विसंगतियों का निर्माण।

पृथ्वी के चुंबकीय ध्रुवों का विस्थापन

चुंबकीय ध्रुवों का बदलाव 1885 से दर्ज किया गया है। पिछले 100 वर्षों में, दक्षिणी गोलार्ध में चुंबकीय ध्रुव लगभग 900 किमी दूर चला गया है और हिंद महासागर. आर्कटिक चुंबकीय ध्रुव (आर्कटिक महासागर के माध्यम से पूर्वी साइबेरियाई विश्व चुंबकीय विसंगति की ओर बढ़ते हुए) की स्थिति पर नवीनतम डेटा से पता चला है कि 1973 से 1984 तक इसकी सीमा 120 किमी थी, 1984 से 1994 तक - 150 किमी से अधिक। हालाँकि इन आंकड़ों की गणना की जाती है, लेकिन इनकी पुष्टि उत्तरी चुंबकीय ध्रुव के माप से होती है। 2007 की शुरुआत तक, उत्तरी चुंबकीय ध्रुव का बहाव वेग 1970 के दशक में 10 किमी/वर्ष से बढ़कर 2004 में 60 किमी/वर्ष हो गया।

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता गिर रही है, और असमान रूप से। पिछले 22 वर्षों में, इसमें औसतन 1.7% की कमी आई है, और कुछ क्षेत्रों में - उदाहरण के लिए, दक्षिण अटलांटिक महासागर में - 10% की कमी आई है। कुछ स्थानों पर, सामान्य प्रवृत्ति के विपरीत, चुंबकीय क्षेत्र की ताकत में भी वृद्धि हुई।

ध्रुवों की गति का त्वरण (औसतन 3 किमी/वर्ष) और चुंबकीय ध्रुव उत्क्रमण गलियारों के साथ उनकी गति (400 से अधिक पुरापाषाण व्युत्क्रमणों ने इन गलियारों की पहचान करना संभव बना दिया) से पता चलता है कि आंदोलन दियाध्रुवों को भ्रमण के रूप में नहीं, बल्कि पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के एक और उलटाव के रूप में देखा जाना चाहिए।

इसकी पुष्टि क्यूप्स (उत्तर और दक्षिण में मैग्नेटोस्फीयर में ध्रुवीय स्लॉट) के उद्घाटन कोण में वर्तमान वृद्धि से भी होती है, जो 1990 के दशक के मध्य तक 45° तक पहुंच गया था। सौर हवा, अंतरग्रहीय अंतरिक्ष और ब्रह्मांडीय किरणों की विकिरण सामग्री विस्तृत अंतराल में चली गई, जिसके परिणामस्वरूप अधिक मात्रा में पदार्थ और ऊर्जा ध्रुवीय क्षेत्रों में प्रवेश करती है, जिससे ध्रुवीय टोपी का अतिरिक्त ताप हो सकता है।

अतीत में, चुंबकीय ध्रुव उलटाव कई बार हुआ है और जीवन संरक्षित किया गया है। सवाल यह है कि किस कीमत पर. यदि, जैसा कि कुछ परिकल्पनाओं में कहा गया है, ध्रुवों के उलटने के दौरान, पृथ्वी का मैग्नेटोस्फीयर कुछ समय के लिए गायब हो जाता है, तो ब्रह्मांडीय किरणों की एक धारा पृथ्वी पर गिर जाएगी, जो भूमि के निवासियों के लिए खतरनाक है और इससे भी अधिक यदि मैग्नेटोस्फीयर का लुप्त होना ओजोन परत की कमी से जुड़ा है। यह उत्साहजनक है कि मार्च 2001 में हुए सूर्य के चुंबकीय क्षेत्र के उलटाव के दौरान, सौर मैग्नेटोस्फीयर का पूर्ण गायब होना दर्ज नहीं किया गया था। सूर्य के चुंबकीय क्षेत्र का पूरा चक्र 22 वर्ष का है।

भू-चुंबकीय निर्देशांक (मैक्लिवेन निर्देशांक)

ब्रह्मांडीय किरण भौतिकी में, भू-चुंबकीय क्षेत्र में विशिष्ट निर्देशांक का व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है, जिसका नाम वैज्ञानिक कार्ल मैकलवेन के नाम पर रखा गया है, जिन्होंने सबसे पहले उनके उपयोग का प्रस्ताव रखा था, क्योंकि वे चुंबकीय क्षेत्र में कण गति के अपरिवर्तनीयों पर आधारित हैं। द्विध्रुवीय क्षेत्र में एक बिंदु को दो निर्देशांक (एल, बी) द्वारा चित्रित किया जाता है, जहां एल तथाकथित चुंबकीय खोल है, या मैकलवेन एल-पैरामीटर है, बी चुंबकीय क्षेत्र प्रेरण है (आमतौर पर जीएस में)। मान L को आमतौर पर चुंबकीय कोश के पैरामीटर के रूप में लिया जाता है, जो भू-चुंबकीय भूमध्य रेखा के तल में पृथ्वी के केंद्र से पृथ्वी की त्रिज्या तक वास्तविक चुंबकीय कोश की औसत दूरी के अनुपात के बराबर होता है।

अनुसंधान इतिहास

चुम्बकित वस्तुओं को एक निश्चित दिशा में स्थित करने की क्षमता चीनियों को कई सहस्राब्दी पहले ज्ञात थी।

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 ऊपर या नीचे विचलन करता है। चुंबकीय भूमध्य रेखा के उत्तर में गोलार्ध में (जो भौगोलिक भूमध्य रेखा से मेल नहीं खाता है), तीर का उत्तरी छोर नीचे की ओर भटकता है, दक्षिणी में - इसके विपरीत। चुंबकीय भूमध्य रेखा पर, चुंबकीय क्षेत्र रेखाएं पृथ्वी की सतह के समानांतर होती हैं।

पहली बार, पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति की धारणा, जो चुंबकीय वस्तुओं के ऐसे व्यवहार का कारण बनती है, 1600 में अंग्रेजी चिकित्सक और प्राकृतिक दार्शनिक विलियम गिल्बर्ट ने अपनी पुस्तक "ऑन द मैग्नेट" ("डी मैग्नेट") में की थी। "), जिसमें उन्होंने चुंबकीय अयस्क की एक गेंद और एक छोटे लोहे के तीर के साथ अनुभव का वर्णन किया। गिल्बर्ट इस निष्कर्ष पर पहुंचे कि पृथ्वी एक बड़ा चुंबक है। अंग्रेजी खगोलशास्त्री हेनरी गेलिब्रांड की टिप्पणियों से पता चला कि भू-चुंबकीय क्षेत्र स्थिर नहीं है, बल्कि धीरे-धीरे बदलता है।

जोस डी अकोस्टा (हम्बोल्ट के अनुसार, भूभौतिकी के संस्थापकों में से एक) ने अपने इतिहास (1590) में पहली बार चुंबकीय झुकाव के बिना चार रेखाओं का सिद्धांत दिया था (उन्होंने कम्पास के उपयोग, झुकाव के कोण, चुंबकीय झुकाव के बीच के अंतर का वर्णन किया था) और उत्तरी ध्रुव; हालाँकि झुकाव 15वीं सदी में ही ज्ञात हो गए थे, उन्होंने एक बिंदु से दूसरे बिंदु तक विचलन के उतार-चढ़ाव का वर्णन किया; उन्होंने शून्य विचलन वाले स्थानों की पहचान की: उदाहरण के लिए, अज़ोरेस में)।

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, बल्कि भौगोलिक निर्देशांक में परिवर्तन के साथ परिवर्तन होता है। कोलंबस की खोज ने पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के एक नए अध्ययन के लिए प्रेरणा का काम किया: नाविकों को इसके बारे में जानकारी की आवश्यकता थी। 1759 में रूसी वैज्ञानिक एम. वी. लोमोनोसोव ने अपनी रिपोर्ट "समुद्री मार्ग की महान सटीकता पर प्रवचन" में कम्पास रीडिंग की सटीकता बढ़ाने के लिए बहुमूल्य सलाह दी थी। स्थलीय चुंबकत्व का अध्ययन करने के लिए, एम. वी. लोमोनोसोव ने स्थायी बिंदुओं (वेधशालाओं) का एक नेटवर्क आयोजित करने की सिफारिश की जिसमें व्यवस्थित चुंबकीय अवलोकन किए जा सकें; इस तरह के अवलोकन समुद्र में भी व्यापक रूप से किए जाने चाहिए। चुंबकीय वेधशालाओं को व्यवस्थित करने का लोमोनोसोव का विचार केवल 60 साल बाद रूस में साकार हुआ।

1831 में, अंग्रेजी ध्रुवीय खोजकर्ता जॉन रॉस ने कनाडाई द्वीपसमूह में चुंबकीय ध्रुव की खोज की - वह क्षेत्र जहां चुंबकीय सुई एक ऊर्ध्वाधर स्थिति में रहती है, यानी झुकाव 90 डिग्री है। 1841 में, जेम्स रॉस (जॉन रॉस के भतीजे) अंटार्कटिका में स्थित पृथ्वी के दूसरे चुंबकीय ध्रुव पर पहुंचे।

कार्ल गॉस (जर्मन कार्ल फ्रेडरिक गॉस) ने पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की उत्पत्ति के बारे में एक सिद्धांत सामने रखा और 1839 में साबित किया कि इसका अधिकांश भाग पृथ्वी से बाहर आता है, और इसके मूल्यों में छोटे, छोटे विचलन का कारण खोजा जाना चाहिए बाहरी वातावरण में.

स्रोत - विकिपीडिया

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आइए मिलकर समझें कि चुंबकीय क्षेत्र क्या है। आख़िरकार, बहुत से लोग जीवन भर इसी क्षेत्र में रहते हैं और इसके बारे में सोचते भी नहीं हैं। इसे ठीक करने का समय!

एक चुंबकीय क्षेत्र

एक चुंबकीय क्षेत्र – विशेष प्रकारमामला। यह गतिमान विद्युत आवेशों और पिंडों पर क्रिया में प्रकट होता है जिनका अपना चुंबकीय क्षण (स्थायी चुंबक) होता है।

महत्वपूर्ण: चुंबकीय क्षेत्र स्थिर आवेशों पर कार्य नहीं करता है! एक चुंबकीय क्षेत्र गतिशील विद्युत आवेशों, या समय-परिवर्तनशील विद्युत क्षेत्र, या परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों के चुंबकीय क्षणों द्वारा भी बनाया जाता है। यानी कोई भी तार जिससे करंट प्रवाहित होता है वह भी चुंबक बन जाता है!

एक पिंड जिसका अपना चुंबकीय क्षेत्र होता है।

चुम्बक के ध्रुव उत्तर और दक्षिण कहलाते हैं। "उत्तरी" और "दक्षिणी" पदनाम केवल सुविधा के लिए दिए गए हैं (बिजली में "प्लस" और "माइनस")।

चुंबकीय क्षेत्र का प्रतिनिधित्व किया जाता है चुंबकीय रेखाओं को बल दें. बल की रेखाएँ निरंतर और बंद होती हैं, और उनकी दिशा हमेशा क्षेत्र बलों की दिशा से मेल खाती है। यदि धातु की छीलन एक स्थायी चुंबक के चारों ओर बिखरी हुई है, तो धातु के कण उत्तर से निकलने वाली और दक्षिणी ध्रुव में प्रवेश करने वाली चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं की स्पष्ट तस्वीर दिखाएंगे। चुंबकीय क्षेत्र की चित्रमय विशेषता - बल की रेखाएँ।

चुंबकीय क्षेत्र की विशेषताएं

चुंबकीय क्षेत्र की मुख्य विशेषताएँ हैं चुंबकीय प्रेरण, चुंबकीय प्रवाहऔर चुम्बकीय भेद्यता. लेकिन आइए हर चीज़ के बारे में क्रम से बात करें।

तुरंत, हम ध्यान दें कि सिस्टम में माप की सभी इकाइयाँ दी गई हैं एस.आई.

चुंबकीय प्रेरण बी - वेक्टर भौतिक मात्रा, जो चुंबकीय क्षेत्र की मुख्य शक्ति विशेषता है। अक्षर द्वारा निरूपित बी . चुंबकीय प्रेरण की माप की इकाई - टेस्ला (टी.एल).

चुंबकीय प्रेरण यह दर्शाता है कि कोई क्षेत्र किसी आवेश पर कार्य करने वाले बल का निर्धारण करके कितना मजबूत है। इस बल को कहा जाता है लोरेंत्ज़ बल.

यहाँ क्यू - शुल्क, वी - चुंबकीय क्षेत्र में इसकी गति, बी - प्रवेश, एफ लोरेंत्ज़ बल है जिसके साथ क्षेत्र आवेश पर कार्य करता है।

एफ- समोच्च के क्षेत्र द्वारा चुंबकीय प्रेरण के उत्पाद के बराबर एक भौतिक मात्रा और प्रेरण वेक्टर और समोच्च के विमान के सामान्य के बीच कोसाइन जिसके माध्यम से प्रवाह गुजरता है। चुंबकीय प्रवाह चुंबकीय क्षेत्र की एक अदिश विशेषता है।

हम कह सकते हैं कि चुंबकीय प्रवाह एक इकाई क्षेत्र में प्रवेश करने वाली चुंबकीय प्रेरण लाइनों की संख्या को दर्शाता है। चुंबकीय प्रवाह को मापा जाता है वेबराच (पश्चिम बंगाल).

चुम्बकीय भेद्यतावह गुणांक है जो माध्यम के चुंबकीय गुणों को निर्धारित करता है। उन मापदंडों में से एक जिस पर क्षेत्र का चुंबकीय प्रेरण निर्भर करता है चुंबकीय पारगम्यता है।

हमारा ग्रह कई अरब वर्षों से एक विशाल चुंबक रहा है। पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र का प्रेरण निर्देशांक के आधार पर भिन्न होता है। भूमध्य रेखा पर, यह टेस्ला की शून्य से पांचवीं शक्ति का लगभग 3.1 गुना 10 है। इसके अलावा, चुंबकीय विसंगतियाँ भी हैं, जहाँ क्षेत्र का मान और दिशा पड़ोसी क्षेत्रों से काफी भिन्न होती है। ग्रह पर सबसे बड़ी चुंबकीय विसंगतियों में से एक - कुर्स्कऔर ब्राज़ीलियाई चुंबकीय विसंगति.

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की उत्पत्ति अभी भी वैज्ञानिकों के लिए एक रहस्य है। यह माना जाता है कि क्षेत्र का स्रोत पृथ्वी का तरल धातु कोर है। कोर गतिमान है, जिसका अर्थ है कि पिघला हुआ लौह-निकल मिश्र धातु गतिमान है, और आवेशित कणों की गति विद्युत धारा है जो चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती है। समस्या यह है कि यह सिद्धांत जियोडायनमो) यह नहीं बताता कि क्षेत्र को कैसे स्थिर रखा जाता है।

पृथ्वी एक विशाल चुंबकीय द्विध्रुव है।चुंबकीय ध्रुव भौगोलिक ध्रुवों से मेल नहीं खाते, हालाँकि वे निकटता में हैं। इसके अलावा, पृथ्वी के चुंबकीय ध्रुव घूम रहे हैं। उनका विस्थापन 1885 से दर्ज किया गया है। उदाहरण के लिए, पिछले सौ वर्षों में, दक्षिणी गोलार्ध में चुंबकीय ध्रुव लगभग 900 किलोमीटर तक स्थानांतरित हो गया है और अब दक्षिणी महासागर में है। आर्कटिक गोलार्ध का ध्रुव आर्कटिक महासागर के पार पूर्वी साइबेरियाई चुंबकीय विसंगति की ओर बढ़ रहा है, इसकी गति की गति (2004 के आंकड़ों के अनुसार) लगभग 60 किलोमीटर प्रति वर्ष थी। अब ध्रुवों की गति में तेजी आ रही है - औसतन, गति प्रति वर्ष 3 किलोमीटर बढ़ रही है।

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र का हमारे लिए क्या महत्व है?सबसे पहले, पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र ग्रह को ब्रह्मांडीय किरणों और सौर हवा से बचाता है। गहरे अंतरिक्ष से आवेशित कण सीधे जमीन पर नहीं गिरते, बल्कि एक विशाल चुंबक द्वारा विक्षेपित होते हैं और उसके बल की रेखाओं के साथ चलते हैं। इस प्रकार, सभी जीवित चीज़ें हानिकारक विकिरण से सुरक्षित रहती हैं।

पृथ्वी के इतिहास के दौरान, कई घटनाएँ हुई हैं इन्वर्ज़न(परिवर्तन) चुंबकीय ध्रुवों का। ध्रुव उलटाववह तब होता है जब वे स्थान बदलते हैं। पिछली बार यह घटना लगभग 800 हजार साल पहले हुई थी, और पृथ्वी के इतिहास में 400 से अधिक भू-चुंबकीय उत्क्रमण हुए थे। कुछ वैज्ञानिकों का मानना है कि, चुंबकीय ध्रुवों की गति के देखे गए त्वरण को देखते हुए, अगला ध्रुव उत्क्रमण होना चाहिए अगले कुछ हज़ार वर्षों में अपेक्षित है।

सौभाग्य से, हमारी सदी में ध्रुवों के उलटफेर की उम्मीद नहीं है। तो, आप चुंबकीय क्षेत्र के मुख्य गुणों और विशेषताओं पर विचार करते हुए, सुखद के बारे में सोच सकते हैं और पृथ्वी के अच्छे पुराने निरंतर क्षेत्र में जीवन का आनंद ले सकते हैं। और आप ऐसा कर सकें, इसके लिए हमारे लेखक मौजूद हैं, जिन्हें सफलता के विश्वास के साथ कुछ शैक्षिक परेशानियां सौंपी जा सकती हैं! और अन्य प्रकार के काम आप लिंक पर ऑर्डर कर सकते हैं।

आपको पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की आवश्यकता क्यों है, आप इस लेख से सीखेंगे।

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र का मान क्या है?

सबसे पहले, यह कृत्रिम उपग्रहों और ग्रह के निवासियों को अंतरिक्ष से कणों की कार्रवाई से बचाता है। इनमें सौर वायु के आवेशित, आयनित कण शामिल हैं। जब वे हमारे वायुमंडल में प्रवेश करते हैं, तो चुंबकीय क्षेत्र उनके प्रक्षेप पथ को बदल देता है और उन्हें क्षेत्र रेखा के साथ निर्देशित करता है।

इसके अलावा, हमने अपने चुंबकीय क्षेत्र की बदौलत नई प्रौद्योगिकियों के युग में प्रवेश किया। सभी आधुनिक, उन्नत उपकरण जो विभिन्न मेमोरी ड्राइव (डिस्क, कार्ड) का उपयोग करके काम करते हैं, सीधे चुंबकीय क्षेत्र पर निर्भर करते हैं। इसकी तीव्रता और स्थिरता सीधे तौर पर सभी सूचनाओं, कंप्यूटर प्रणालियों को प्रभावित करती है, क्योंकि उनके उचित संचालन के लिए आवश्यक सभी जानकारी चुंबकीय मीडिया पर रखी जाती है।

इसलिए, हम विश्वास के साथ कह सकते हैं कि आधुनिक सभ्यता की समृद्धि, इसकी प्रौद्योगिकियों की "व्यवहार्यता" हमारे ग्रह के चुंबकीय क्षेत्र की स्थिति पर निर्भर करती है।

पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र क्या है?

पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्रग्रह के चारों ओर का एक क्षेत्र है जहां चुंबकीय बल कार्य करते हैं।

जहां तक इसकी उत्पत्ति का प्रश्न है, यह मुद्दा अभी तक अंततः हल नहीं हुआ है। लेकिन अधिकांश शोधकर्ताओं का मानना है कि हमारे ग्रह के केंद्र में एक चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति है। इसमें एक आंतरिक ठोस भाग और एक बाहरी तरल भाग होता है। पृथ्वी का घूर्णन तरल कोर में निरंतर धाराओं में योगदान देता है। और इससे उनके चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र का उदय होता है।

सौर मंडल के अधिकांश ग्रहों में अलग-अलग डिग्री का चुंबकीय क्षेत्र होता है। यदि आप उन्हें द्विध्रुव चुंबकीय क्षण में कमी के अनुसार एक पंक्ति में रखते हैं, तो आपको निम्नलिखित चित्र मिलता है: बृहस्पति, शनि, पृथ्वी, बुध और मंगल। इसकी घटना का मुख्य कारण तरल कोर की उपस्थिति है।

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