पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र क्या बनाता है। पृथ्वी एक चुंबक के रूप में: भू-चुंबकीय क्षेत्र

बच्चों के लिए एंटीपीयरेटिक्स एक बाल रोग विशेषज्ञ द्वारा निर्धारित किया जाता है। लेकिन बुखार के लिए आपातकालीन स्थितियां होती हैं जब बच्चे को तुरंत दवा देने की जरूरत होती है। तब माता-पिता जिम्मेदारी लेते हैं और ज्वरनाशक दवाओं का उपयोग करते हैं। शिशुओं को क्या देने की अनुमति है? आप बड़े बच्चों में तापमान कैसे कम कर सकते हैं? कौन सी दवाएं सबसे सुरक्षित हैं?

संदर्भ

गॉस (रूसी पदनाम Gs, अंतर्राष्ट्रीय - G) CGS 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 जीएस = 100 μT;

1 टी = 104 जीएस।

इसे सीजीएस प्रणाली की बुनियादी इकाइयों के रूप में इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता है: 1 जीएस = 1 जी 1/2 .सेमी −1/2 .एस −1।

अनुभव

स्रोत:चुंबकत्व पर भौतिकी की पाठ्यपुस्तकें, बर्कले पाठ्यक्रम।

विषय: मपदार्थ में चुंबकीय क्षेत्र।

लक्ष्य:पता करें कि विभिन्न पदार्थ चुंबकीय क्षेत्र में कैसे प्रतिक्रिया करते हैं।

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

1. कॉइल का डिज़ाइन जो एक मजबूत चुंबकीय क्षेत्र बनाता है। घुमावदार का क्रॉस सेक्शन जिसके माध्यम से ठंडा पानी बहता है दिखाया गया है। 2. कुंडली के अक्ष पर क्षेत्र B 2 के परिमाण का वक्र।

इसका बाहरी व्यास 40 सेमी है और अधिकांश जगह तांबे की घुमावदार से भरी हुई है। ऐसा कॉइल 30,000 का निरंतर क्षेत्र प्रदान करेगा जीकेंद्र में, यदि आप इसमें 400 लाते हैं किलोवाटलगभग 120 के लिए बिजली और पानी की आपूर्ति एलगर्मी लंपटता के लिए प्रति मिनट।

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

चुंबक के केंद्र में क्षेत्र का परिमाण पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र से लगभग 105 गुना अधिक है, और शायद 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 हद तक एकसमान होता है और कुंडल के सिरों के निकट 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 में क्षेत्र का परिमाण (अर्थात, प्रेरण या तीव्रता) पृथ्वी के क्षेत्र के परिमाण से अधिक परिमाण के लगभग पाँच आदेश हैं।

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

और साथ ही, सामान्य स्थायी चुंबक की ताकत का 5-10 गुना.

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

हालांकि, पहले से ही ऐसे चुंबक से कुछ सौ मीटर (यदि दसियों नहीं), कम्पास की चुंबकीय सुई वर्तमान को चालू या बंद करने का जवाब नहीं देती है।

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

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

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

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, उसके निकट वायुमंडल में और निकट अंतरिक्ष में।

हम विशिष्ट अधिकतम वाले क्षेत्र के स्रोत को नहीं जानते हैं। हम क्षेत्र की ताकत में केवल अंतर को मापते हैं विभिन्न बिंदु, और तीव्रता प्रवणता ऊँचाई के साथ 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 भी व्यावहारिक रूप से रासायनिक और जैव रासायनिक प्रक्रियाओं पर कोई प्रभाव नहीं डालते हैं। आप अपना हाथ रख सकते हैं (बिना 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 - पैरामैग्नेटिक या डायमैग्नेटिक, लेकिन इस पर काम करने वाला बल कुछ ग्राम से अधिक नहीं होगा। चूहों की पूरी पीढि़यों को मजबूत चुंबकीय क्षेत्रों में पाला और पाला गया है, जिनका उन पर कोई ध्यान देने योग्य 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 गुरुत्वाकर्षण का आणविक पैमाने पर 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 की तुलना में बहुत बड़े हैं। दरअसल, एक समान घटना ("उष्णकटिबंधीय") को एक बहुत ही गैर-समान चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति में बढ़ते रोपण के मामले में प्रयोगात्मक रूप से 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" लेंगे, जो एक प्रेरित इलेक्ट्रोमोटिव बल की उपस्थिति का प्रमाण है।

पदार्थ के साथ बातचीत करते समय, चुंबकीय और विद्युत क्षेत्र की भूमिका अलग-अलग होती है। क्योंकि परमाणु और अणु धीरे-धीरे चलने वाले विद्युत आवेशों से बने होते हैं, आणविक प्रक्रियाओं में विद्युत बल चुंबकीय बल पर हावी होते हैं।

निष्कर्ष

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

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

गणना

1 गॉस = 1 10 -4 टेस्ला।

भू-चुंबकीय क्षेत्र की ताकत (T) की SI इकाई एम्पीयर प्रति मीटर (A/m) है। चुंबकीय अन्वेषण में, ओर्स्टेड (E) या गामा (G) की एक अन्य इकाई, 10 -5 Oe के बराबर, का भी उपयोग किया गया था। हालाँकि, 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 (nT) की एक छोटी इकाई का उपयोग किया जाता है, जो 10 -9 T 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 या तो चुंबकीय प्रेरण की इकाइयों (एनटी में) या संबंधित क्षेत्र में मापा जा सकता है। शक्ति - गामा।

यह आंकड़ा 1980 के युग के लिए पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की कुल तीव्रता को दर्शाता है। आइसोलाइन टी को 4 μT (पी। शर्मा की पुस्तक "जियोफिजिकल मेथड्स इन रीजनल जियोलॉजी" से) के माध्यम से खींचा गया है।

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 तरह से है कि भू-चुंबकत्व के आधुनिक विज्ञान ने लंबे समय तक चुंबकत्व के मूल सिद्धांत को छोड़ दिया है, दो चुम्बक एक दूसरे के विपरीत सपाट रखे जाते हैं, विपरीत ध्रुवों से जुड़ते हैं।

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

क्या ये दोनों चुम्बक एक दूसरे को आकर्षित करते हैं? अर्थात् आकर्षण बल नहीं होता, अपितु खिंचाव बल होता 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 का अंतर केवल 2 गुना है!

हम बस दो चुम्बक लेते हैं और सुनिश्चित करते हैं कि एक समान स्थिति में चुम्बक पहले खुल जाए और फिर आकर्षित हो। दक्षिणी ध्रुव से उत्तरी ध्रुव!

ये वैश्विक मॉडल हैं जैसे अंतर्राष्ट्रीय जियोमैग्नेटिक एनालिटिकल फ़ील्ड (इंटरनेशनल जियोमैग्नेटिक रेफरेंस फ़ील्ड, IGRF) और विश्व चुंबकीय मॉडल (WMM)- विभिन्न अंतरराष्ट्रीय भूभौतिकीय संगठनों द्वारा बनाए गए हैं, और हर 5 साल में, गॉसियन गुणांक के अद्यतन सेट स्वीकृत और प्रकाशित किए जाते हैं, जो भू-चुंबकीय क्षेत्र और उसके मापदंडों की स्थिति पर सभी डेटा निर्धारित करते हैं। तो, WMM2015 मॉडल के अनुसार, उत्तरी भू-चुंबकीय ध्रुव (वास्तव में, यह है दक्षिणी ध्रुवचुंबक) में 80.37 ° N का समन्वय होता है। श्री। और 72.62° डब्ल्यू डी।, दक्षिण भू-चुंबकीय ध्रुव - 80.37 ° एस। अक्षांश, 107.38° ई 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 रेखाएँ, हालांकि औसतन द्विध्रुवीय बल की रेखाओं के करीब, सतह के करीब स्थित पपड़ी 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 में मूल्यों से बहुत भिन्न होते हैं, तथाकथित चुंबकीय विसंगतियों का निर्माण करते हैं। वे एक दूसरे को ओवरलैप कर सकते हैं यदि चुंबकीय निकाय जो उन्हें अलग-अलग गहराई पर झूठ बोलते हैं।

बाहरी गोले के विस्तारित स्थानीय क्षेत्रों में चुंबकीय क्षेत्र की मौजूदगी इस तथ्य की ओर ले जाती है सच चुंबकीय ध्रुव- बिंदु (या बल्कि, छोटे क्षेत्र) जिसमें चुंबकीय क्षेत्र की रेखाएँ बिल्कुल लंबवत होती हैं - भू-चुंबकीय लोगों के साथ मेल नहीं खाती हैं, जबकि वे पृथ्वी की सतह पर ही नहीं, बल्कि इसके नीचे स्थित हैं। एक समय या किसी अन्य पर चुंबकीय ध्रुवों के निर्देशांक की गणना भू-चुंबकीय क्षेत्र के विभिन्न मॉडलों के ढांचे के भीतर गॉसियन श्रृंखला के सभी गुणांकों को पुनरावृत्त विधि द्वारा खोजकर की जाती है। हाँ, के अनुसार चालू मॉडल WMM, 2015 में, उत्तर-चुंबकीय-ध्रुव 86°N पर था। अक्षांश, 159° प डी।, और दक्षिणी - 64 ° एस। अक्षांश, 137° ई वर्तमान IGRF12 मॉडल के मान थोड़े भिन्न हैं: 86.3°N। अक्षांश, 160° डब्ल्यू उत्तरी ध्रुव के लिए, 64.3° द डब्ल्यू।, दक्षिणी के लिए 136.6 डिग्री 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 एक के सापेक्ष आगे बढ़ता है।

बाहरी चुंबकीय क्षेत्र

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

इस प्रकार, पृथ्वी की सतह से अधिक दूरी पर, चुंबकीय क्षेत्र असममित 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 करता है "पूंछ" जो चंद्रमा की कक्षा से परे जाकर सैकड़ों-हजारों किलोमीटर तक फैली हुई है। इस प्रकार का "पूंछ" रूप तब होता है जब सौर पवन और सौर कणिकाय धाराओं का प्लाज्मा पृथ्वी की सतह के चारों ओर प्रवाहित होता है, जैसा कि यह था। चुंबकमंडल- निकट-पृथ्वी बाह्य अंतरिक्ष का क्षेत्र, अभी भी पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र द्वारा नियंत्रित है, न कि सूर्य और अन्य अंतर्ग्रहीय स्रोतों द्वारा; यह इंटरप्लेनेटरी स्पेस से अलग हो जाता है चुंबकत्व, जहां सौर हवा का गतिशील दबाव अपने स्वयं के चुंबकीय क्षेत्र के दबाव से संतुलित होता है। मैग्नेटोस्फीयर का उपसौर बिंदु औसतन 10 की दूरी पर है पृथ्वी त्रिज्या *आर⊕; एक कमजोर सौर हवा के साथ, यह दूरी 15-20 R ⊕ तक पहुंच जाती है, और पृथ्वी पर चुंबकीय गड़बड़ी की अवधि के दौरान, मैग्नेटोपॉज़ भूस्थैतिक कक्षा (6.6 R ⊕) से आगे जा सकता है। रात के समय लम्बी पूँछ का व्यास लगभग 40 R⊕ और लंबाई में 900 R⊕ से अधिक है; लगभग 8 R ⊕ की दूरी से शुरू होकर, इसे एक सपाट तटस्थ परत द्वारा भागों में विभाजित किया जाता है, जिसमें फ़ील्ड इंडक्शन शून्य के करीब होता है।

प्रेरण रेखाओं के विशिष्ट विन्यास के कारण भू-चुंबकीय क्षेत्र, आवेशित कणों - प्रोटॉन और इलेक्ट्रॉनों के लिए एक चुंबकीय जाल बनाता है। यह उनमें से एक बड़ी संख्या को पकड़ता है और धारण करता है, जिससे कि मैग्नेटोस्फीयर आवेशित कणों का एक प्रकार का भंडार है। उनका कुल द्रव्यमान, विभिन्न अनुमानों के अनुसार, 1 किग्रा से लेकर 10 किग्रा तक होता है। वे तथाकथित बनाते हैं विकिरण बेल्ट, ध्रुवीय क्षेत्रों को छोड़कर, पृथ्वी को सभी तरफ से कवर करता है। यह सशर्त रूप से दो में विभाजित है - आंतरिक और बाहरी। आंतरिक बेल्ट की निचली सीमा लगभग 500 किमी की ऊँचाई पर स्थित है, इसकी मोटाई कई हज़ार 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 अज़ीमुथ में पृथ्वी के चारों ओर घूमते हैं। ऊर्जा के आधार पर, वे कई मिनटों से लेकर एक दिन में पृथ्वी के चारों ओर एक पूर्ण क्रांति करते हैं।

मैग्नेटोस्फीयर ब्रह्मांडीय कणों की धाराओं को पृथ्वी तक नहीं पहुंचने देता है। हालाँकि, उसकी पूंछ में, पर लंबी दूरीपृथ्वी से, भू-चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता, और इसके 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। पूंछ इस प्रकार अवक्षेपित कणों की धाराओं के निर्माण के लिए एक साइट के रूप में कार्य करती है जो अरोरा और अरोनल धाराओं का कारण बनती है। ध्रुवीय क्षेत्रों में, सौर प्लाज्मा प्रवाह का हिस्सा पृथ्वी के विकिरण बेल्ट से वायुमंडल की ऊपरी परतों पर आक्रमण करता है और ऑक्सीजन और नाइट्रोजन के अणुओं से टकराकर उन्हें उत्तेजित या आयनित करता है, और रिवर्स संक्रमण के दौरान अस्पष्ट अवस्था में, ऑक्सीजन परमाणु उत्सर्जित करता है। λ = 0.56 μm और λ \u003d 0.63 μm के साथ फोटॉन, जबकि पुनर्संयोजन के दौरान आयनित नाइट्रोजन अणु स्पेक्ट्रम के नीले और बैंगनी बैंड को उजागर करते हैं। इसी समय, चुंबकीय तूफानों के दौरान अरोरा विशेष रूप से गतिशील और उज्ज्वल देखे जाते हैं। वे बढ़ते सौर गतिविधि 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, इस तरह से तय किया जाता है कि यह ऊर्ध्वाधर और क्षैतिज अक्ष के चारों ओर स्वतंत्र रूप से घूम सकता है (उदाहरण के लिए, गिंबल्स में) - पृथ्वी की सतह के पास प्रत्येक बिंदु पर, यह इन रेखाओं के साथ एक निश्चित तरीके से स्थापित होता है।

क्योंकि चुंबकीय और भौगोलिक ध्रुव मेल नहीं खाते हैं, चुंबकीय सुई उत्तर-दक्षिण दिशा को केवल लगभग इंगित करती है। जिस ऊर्ध्वाधर तल में चुंबकीय सुई स्थापित होती है, उसे दिए गए स्थान के चुंबकीय याम्योत्तर का तल कहा जाता है, और वह रेखा जिसके साथ यह तल पृथ्वी की सतह के साथ प्रतिच्छेद करता है, कहा जाता है चुंबकीय मेरिडियन. इस प्रकार, चुंबकीय मध्याह्न उत्तर और दक्षिण चुंबकीय ध्रुवों पर अभिसरण करते हुए, इसकी सतह पर पृथ्वी की चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं के प्रक्षेपण हैं। चुंबकीय और भौगोलिक याम्योत्तर की दिशाओं के बीच के कोण को कहा जाता है चुंबकीय गिरावट. यह पश्चिमी हो सकता है (अक्सर "-" चिह्न द्वारा इंगित किया जाता है) या पूर्वी ("+" चिह्न द्वारा इंगित किया जाता है), इस पर निर्भर करता है कि चुंबकीय सुई का उत्तरी ध्रुव भौगोलिक भूमध्य रेखा के लंबवत विमान से पश्चिम या पूर्व में विचलित होता है या नहीं। .

इसके अलावा, पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की रेखाएँ, आम तौर पर बोलती हैं, इसकी सतह के समानांतर नहीं हैं। इसका अर्थ 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- चुंबकीय अक्ष के लम्बवत् समतल में वृहत वृत्त की परिधि।

चुंबकीय झुकाव और चुंबकीय झुकाव प्रत्येक विशेष स्थान पर पृथ्वी के क्षेत्र के चुंबकीय प्रेरण की दिशा निर्धारित करते हैं। और इस मात्रा का संख्यात्मक मान पाया जा सकता है, झुकाव और चुंबकीय प्रेरण वेक्टर के अनुमानों में से एक को जानकर बी (\displaystyle \mathbf (बी) )- एक ऊर्ध्वाधर या क्षैतिज अक्ष पर (उत्तरार्द्ध व्यवहार में अधिक सुविधाजनक है)। इस प्रकार, ये तीन पैरामीटर चुंबकीय घोषणा, 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 चिह्नित करें। अधिकतम के लिए उनका सटीक ज्ञान एक लंबी संख्यापृथ्वी पर बिंदु अत्यंत महत्वपूर्ण हैं। विशेष चुंबकीय कार्ड तैयार किए जाते हैं, जिन पर isogones(समान गिरावट की रेखाएँ) और isoclines(समान झुकाव की रेखाएँ) 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 है भौगोलिक स्थिति. यह लगभग 0.5 (40 /) की औसत क्षेत्र शक्ति से मेल खाती 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 पहुँच जाता है .

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की प्रकृति

पहली बार, जे लार्मर ने 1919 में एक डायनेमो की अवधारणा का प्रस्ताव करके पृथ्वी और सूर्य के चुंबकीय क्षेत्र के अस्तित्व को समझाने की कोशिश की, जिसके अनुसार एक खगोलीय पिंड के चुंबकीय क्षेत्र को इसके प्रभाव में बनाए रखा जाता है। एक विद्युत प्रवाहकीय माध्यम का हाइड्रोडायनामिक आंदोलन। हालाँकि, 1934 में टी. काउलिंगहाइड्रोडायनामिक डायनेमो तंत्र के माध्यम से एक अक्षीय चुंबकीय क्षेत्र को बनाए रखने की असंभवता पर एक प्रमेय साबित हुआ। और अधिकांश छात्रों के बाद से 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 पीढ़ी 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 रूप से सममित समाधान नहीं है, और 1950 के दशक में। असममित समाधान पाए गए हैं।

तब से, डायनेमो सिद्धांत सफलतापूर्वक विकसित किया गया है, और आज पृथ्वी और अन्य ग्रहों के चुंबकीय क्षेत्र की उत्पत्ति के लिए सबसे आम तौर पर स्वीकृत सबसे संभावित स्पष्टीकरण एक स्व-उत्तेजित डायनेमो तंत्र है जो एक विद्युत प्रवाह की पीढ़ी पर आधारित है। कंडक्टर के रूप में यह एक चुंबकीय क्षेत्र में चलता है जो इन धाराओं द्वारा स्वयं उत्पन्न और प्रवर्धित होता है। पृथ्वी के कोर में आवश्यक परिस्थितियाँ निर्मित होती हैं: तरल बाहरी कोर में, लगभग 4-6 हजार केल्विन के तापमान पर मुख्य रूप से लोहे से मिलकर, जो पूरी तरह से करंट का संचालन करता है, संवहन प्रवाह बनाया जाता है जो ठोस आंतरिक कोर से गर्मी को दूर करता है। (रेडियोधर्मी तत्वों के क्षय के कारण 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 की रिहाई के कारण उत्पन्न)। कोरिओलिस बल इन प्रवाहों को चारित्रिक सर्पिलों में घुमाते हैं, तथाकथित बनाते हैं टेलर खंभे. परतों के घर्षण के कारण, वे एक विद्युत आवेश प्राप्त करते हैं, जिससे लूप धाराएँ बनती हैं। इस प्रकार, धाराओं की एक प्रणाली बनाई जाती है जो फैराडे डिस्क के रूप में चुंबकीय क्षेत्र में (शुरुआत में मौजूद, यद्यपि 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 वर्तमान में वृद्धि के साथ बढ़ता है, संतुलन हाइड्रोडायनामिक आंदोलनों के कारण ऊर्जा प्रवाहित होती है।

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

∂ बी ∂ टी = η ∇ 2 बी + ∇ × (यू × बी) (\displaystyle (\frac (\आंशिक \mathbf (बी) )(\आंशिक टी))=\eta \mathbf (\nabla ) ^(2 )\mathbf (बी) +\mathbf (\nabla ) \बार (\mathbf (यू) \बार \mathbf (बी))),

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 इस तरह के लिए भिन्न नहीं होती है उच्च तापमानगुठली μ 0 से - वैक्यूम पारगम्यता।

हालाँकि, पूर्ण विवरण के लिए, मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक समीकरणों की एक प्रणाली को लिखना आवश्यक है। Boussinesq सन्निकटन में (जिसमें आर्किमिडीज 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:

Navier - स्टोक्स समीकरण जिसमें रोटेशन और चुंबकीय क्षेत्र की संयुक्त क्रिया को व्यक्त करने वाले शब्द 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)\बाएं ((\frac (\आंशिक \mathbf (यू) )(\आंशिक t))+\mathbf (यू) \cdot \mathbf (\nabla ) \mathbf (यू) \दाहिना)=-\nabla \mathbf (पी) +\rho _(0)\nu \mathbf (\nabla ) ^(2)\mathbf (यू) +\रो (\बार (\mathbf (जी) ))-2\rho _(0)\mathbf (\ ओमेगा) \ बार \ गणित एफ (यू) + \ गणित बी एफ (जे) \ गुणा \ गणित बी एफ (बी)).

समीकरण तापीय चालकता, कानून संरक्षण ऊर्जा को व्यक्त करते हुए:

∂ टी ∂ टी + यू ⋅ ∇ टी = κ ∇ 2 टी + ϵ (\displaystyle (\frac (\आंशिक टी)(\आंशिक टी))+\mathbf (यू) \cdot \mathbf (\nabla ) टी=\ कापा \mathbf (\nabla ) ^(2)T+\epsilon ),

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

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन

क्यूप्स (उत्तर और दक्षिण में मैग्नेटोस्फीयर में ध्रुवीय स्लॉट) के उद्घाटन कोण में वर्तमान वृद्धि से भी इसकी पुष्टि होती है, जो 1990 के दशक के मध्य तक 45 डिग्री तक पहुंच गया था। सौर वायु, 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 [ ] .

भूचुंबकीय निर्देशांक (निर्देशांक McIlvine)

ब्रह्मांडीय किरणों की 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 मैकलवेन), जो उनके उपयोग का प्रस्ताव करने वाले पहले व्यक्ति थे, क्योंकि वे एक चुंबकीय क्षेत्र में कण गति के आक्रमणकारियों पर आधारित हैं। एक द्विध्रुव क्षेत्र में एक बिंदु को दो निर्देशांक (एल, बी) द्वारा चित्रित किया जाता है, जहां एल तथाकथित चुंबकीय खोल है, या मैकलवेन पैरामीटर (इंग्लैंड। एल-शेल, एल-वैल्यू, मैकइल्वेन एल-पैरामीटर), बी चुंबकीय क्षेत्र प्रेरण (आमतौर पर जी में) है। मान L को आमतौर पर चुंबकीय खोल के पैरामीटर के रूप में लिया जाता है, जो कि भू-चुंबकीय भूमध्य रेखा के तल में पृथ्वी के केंद्र से वास्तविक चुंबकीय खोल की औसत दूरी के अनुपात के बराबर होता है। .

अनुसंधान इतिहास

कुछ हजार 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 को नेविगेट करने के लिए इस तरह के एक तीर (कम्पास) का उपयोग करने में सक्षम है। हालाँकि, यूरोप से अमेरिका (1492) तक कोलंबस की यात्रा से पहले, किसी ने भी इस तरह की 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 आस-पास के समुद्रों में, उस समय कम्पास लगभग भौगोलिक मेरिडियन के साथ स्थापित किया गया था। पार करते समय अटलांटिक महासागरकोलंबस ने देखा कि यूरोप और अमेरिका के बीच लगभग आधे रास्ते में, दिक्सूचक की सुई लगभग 12° पश्चिम की ओर विचलित हो गई। इस तथ्य ने तीर के आकर्षण के बारे में पिछली परिकल्पना की शुद्धता के बारे में तुरंत संदेह पैदा कर दिया ध्रुवीय तारा, नई खोजी गई घटना के गंभीर अध्ययन को प्रोत्साहन दिया: नाविकों को पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के बारे में जानकारी की आवश्यकता थी। उस क्षण से, स्थलीय चुंबकत्व के विज्ञान को इसकी शुरुआत मिली, चुंबकीय गिरावट के 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 मध्याह्न रेखा से विचलित होती है, बल्कि गुरुत्वाकर्षण के केंद्र द्वारा निलंबित होने पर, क्षैतिज तल पर एक निश्चित कोण पर खड़ी होती है, जिसे चुंबकीय झुकाव कहा जाता है।

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

अवलोकनों के परिणामस्वरूप, यह पाया गया कि झुकाव और झुकाव दोनों का पृथ्वी की सतह पर अलग-अलग बिंदुओं पर अलग-अलग मान हैं। साथ ही, बिंदु से बिंदु तक 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 परिकल्पना की थी कि पृथ्वी एक चुंबक है, जिसके ध्रुव भौगोलिक ध्रुवों के साथ मेल खाते हैं। दूसरे शब्दों में, डब्ल्यू। गिल्बर्ट का मानना था कि पृथ्वी का क्षेत्र एक चुंबकीय क्षेत्र के क्षेत्र के समान है। डब्ल्यू हिल्बर्ट ने अपने बयान को हमारे ग्रह के एक मॉडल के साथ एक प्रयोग पर आधारित किया, जो एक चुंबकित लोहे की गेंद और एक छोटा लोहे का तीर है। अपनी परिकल्पना के पक्ष में मुख्य तर्क, गिल्बर्ट का मानना था कि इस तरह के मॉडल पर मापा गया चुंबकीय झुकाव लगभग वैसा ही निकला जैसा कि पृथ्वी की सतह पर देखा गया झुकाव है। हिल्बर्ट ने चुंबकीय सुई पर महाद्वीपों की विक्षेपण क्रिया द्वारा पृथ्वी की गिरावट और मॉडल की गिरावट के बीच विसंगति को समझाया। हालाँकि बाद में स्थापित कई तथ्य हिल्बर्ट की परिकल्पना से मेल नहीं खाते थे, लेकिन 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 कि, पहले सन्निकटन में, पृथ्वी वास्तव में एक बड़ा चुंबक है, जो एक समान रूप से चुम्बकीय गेंद है।

1634 में एक अंग्रेजी खगोलशास्त्री हेनरी गेलिब्रैंड?!ने पाया कि लंदन में चुंबकीय गिरावट समय के साथ बदलती 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 माप इस कारण से नहीं किया गया था कि चुंबकीय क्षेत्र और चुंबकीय निकायों के बीच बातचीत के नियम ज्ञात नहीं थे। 1785-1789 के बाद ही। फ्रांसीसी भौतिक विज्ञानी चार्ल्स कूलम्ब ने उनके नाम पर एक कानून स्थापित किया, और इस तरह के माप की संभावना दिखाई दी। 18 वीं शताब्दी के अंत के बाद से, गिरावट और झुकाव के अवलोकन के साथ, क्षैतिज घटक के व्यापक अवलोकन शुरू हुए, जो क्षैतिज विमान पर चुंबकीय क्षेत्र शक्ति वेक्टर का प्रक्षेपण है (गिरावट और झुकाव को जानकर, कोई भी गणना कर सकता है कुल चुंबकीय क्षेत्र शक्ति वेक्टर का परिमाण)।

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र का गठन क्या है, यानी पृथ्वी की सतह पर प्रत्येक बिंदु पर इसकी तीव्रता का परिमाण और दिशा क्या है, इस पर पहला सैद्धांतिक कार्य जर्मन गणितज्ञ कार्ल गॉस का है। 1834 में, उन्होंने निर्देशांक के एक समारोह 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 के मूल्यों को खोजना संभव है जिसे पृथ्वी के चुंबकत्व के तत्व कहा जाता है। यह और गॉस के अन्य कार्य वह नींव बन गए जिस पर भवन बनाया 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 के कारणों की तलाश की जानी चाहिए। बाहरी वातावरण.

1831 में, अंग्रेजी ध्रुवीय अन्वेषक जॉन रॉस ने कनाडाई द्वीपसमूह में उत्तरी चुंबकीय ध्रुव की खोज की - वह क्षेत्र जहाँ चुंबकीय सुई एक ऊर्ध्वाधर स्थिति में रहती है, अर्थात झुकाव 90 ° है। और 1841 में जेम्स रॉस (जॉन रॉस का भतीजा) अंटार्कटिका में स्थित पृथ्वी के दूसरे चुंबकीय ध्रुव पर पहुंच गया।

यह सभी देखें

इंटरमैग्नेट (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 (अनिश्चितकालीन) . http://www.krugosvet.ru/. एनसाइक्लोपीडिया अराउंड द वर्ल्ड: यूनिवर्सल पॉपुलर साइंस ऑनलाइन एनसाइक्लोपीडिया। 2017-04-26 को पुनःप्राप्त।
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में पिछले दिनोंवैज्ञानिक सूचना साइटों पर पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के बारे में बहुत सी खबरें सामने आई हैं। उदाहरण के लिए, समाचार कि यह हाल ही में महत्वपूर्ण रूप से बदल गया है, या यह कि चुंबकीय क्षेत्र पृथ्वी के वायुमंडल से ऑक्सीजन के रिसाव में योगदान देता है, और यहां तक कि गाय चरागाहों में चुंबकीय क्षेत्र की रेखाओं के साथ खुद को उन्मुख करती हैं। चुंबकीय क्षेत्र क्या है और उपरोक्त सभी समाचार कितने महत्वपूर्ण हैं?

- यह हमारे ग्रह के आसपास का क्षेत्र है जहां चुंबकीय बल कार्य करते हैं। चुंबकीय क्षेत्र की उत्पत्ति का प्रश्न अभी तक अंतिम रूप से हल नहीं हुआ है। हालांकि, अधिकांश शोधकर्ता इस बात से सहमत हैं कि पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति कम से कम आंशिक रूप से इसके मूल के कारण है। पृथ्वी के कोर में एक ठोस आंतरिक और तरल बाहरी भाग होते हैं। पृथ्वी का घूर्णन तरल कोर में निरंतर धाराएँ बनाता है। जैसा कि पाठक भौतिकी के पाठों से याद कर सकते हैं, विद्युत आवेशों की गति उनके चारों ओर एक चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति का कारण बनती 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 द्रव के संवहन या अशांत आंदोलन आत्म-उत्तेजना और एक स्थिर स्थिति में क्षेत्र को बनाए रखने में योगदान करते हैं।

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

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

वैज्ञानिक इस बात को बाहर नहीं करते हैं कि कुछ स्थलीय ग्रहों में धातु का कोर नहीं है और तदनुसार, 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 गठन के लिए दो संभावित तंत्र प्रस्तावित किए। यदि शोधकर्ताओं की सैद्धांतिक गणनाओं की टिप्पणियों द्वारा पुष्टि की जाती है, तो ब्रह्मांड में ह्यूमनॉइड्स के मिलने की संभावना की गणना करने का सूत्र, या कम से कम जीव विज्ञान की पाठ्यपुस्तक से मिलते-जुलते चित्र, को फिर से लिखना होगा।

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

चुंबकीय क्षेत्र के विन्यास में परिवर्तन के साथ ध्रुवों का 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 देखे। कई वर्षों में उनकी स्थिति के आंकड़ों के विश्लेषण से पता चला है कि में हाल के महीनेउसमें खतरनाक परिवर्तन होने लगे। वैज्ञानिकों ने बहुत लंबे समय तक क्षेत्र के ऐसे तेज "आंदोलनों" को रिकॉर्ड नहीं किया है। शोधकर्ताओं के लिए चिंता का क्षेत्र दक्षिण अटलांटिक महासागर में स्थित है। इस क्षेत्र में चुंबकीय क्षेत्र की "मोटाई" "सामान्य" एक तिहाई से अधिक नहीं है। शोधकर्ताओं ने पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में इस "छेद" पर लंबे समय से ध्यान दिया है। 150 साल से अधिक के आंकड़े बताते हैं कि इस अवधि में यहां का क्षेत्र दस प्रतिशत कमजोर हुआ 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 गति देता 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 पक्षी, उदाहरण के लिए, वे एक रास्ता खोजते हैं, उस पर ध्यान केंद्रित करते 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 नेत्रहीन रूप से देखते हैं। विशेष प्रोटीन - क्रिप्टोक्रोम - प्रवासी पक्षियों की आंखों में एक चुंबकीय क्षेत्र के प्रभाव में अपनी स्थिति बदलने में सक्षम होते हैं। सिद्धांत के लेखकों का मानना है कि क्रिप्टोक्रोम एक कम्पास के रूप में कार्य कर सकते हैं।

समुद्री कछुए पक्षियों के अलावा 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, गायों। दुनिया के 308 क्षेत्रों में 8510 गायों की तस्वीरों का अध्ययन करने के बाद, वैज्ञानिकों ने निष्कर्ष निकाला कि ये जानवर अपने शरीर को उत्तर से दक्षिण (या दक्षिण से उत्तर) में प्राथमिकता देते हैं। इसके अलावा, गायों के लिए "संदर्भ बिंदु" भौगोलिक नहीं हैं, बल्कि पृथ्वी के चुंबकीय ध्रुव हैं। गायों की चुंबकीय क्षेत्र की धारणा का तंत्र और इस तरह की प्रतिक्रिया के कारण स्पष्ट नहीं हैं।

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

"षड्यंत्र सिद्धांतों" में से एक के समर्थकों द्वारा चुंबकीय क्षेत्र को नजरअंदाज नहीं किया गया है - चंद्र धोखाधड़ी का सिद्धांत। जैसा ऊपर बताया गया है, चुंबकीय क्षेत्र ब्रह्मांडीय कणों से हमारी रक्षा करता 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 अरोराओं का निर्माता। 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 त्रिज्या, चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं में द्विध्रुव जैसी व्यवस्था होती है। इस क्षेत्र को पृथ्वी का प्लास्मास्फीयर कहा जाता है।

जैसे ही हम पृथ्वी की सतह से दूर जाते हैं, सौर हवा का प्रभाव तेज हो 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।

plussphere

आयनमंडल में धाराओं द्वारा पृथ्वी की सतह पर चुंबकीय क्षेत्र पर ध्यान देने योग्य प्रभाव डाला जाता है। यह क्षेत्र ऊपरी वातावरणलगभग 100 किमी और उससे अधिक की ऊंचाई से विस्तार। 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 पृथ्वी पर सौर ज्वालाओं के साथ चुंबकीय तूफानों के संबंध की व्याख्या करती है।

फ़ील्ड विकल्प

पृथ्वी के वे बिंदु जिनमें चुंबकीय क्षेत्र की शक्ति लंबवत दिशा में होती है, चुंबकीय ध्रुव कहलाते हैं। पृथ्वी पर ऐसे दो बिंदु हैं: उत्तर चुंबकीय ध्रुव और दक्षिण चुंबकीय ध्रुव।

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

पृथ्वी की सतह पर औसत क्षेत्र शक्ति लगभग 0.5 Oe (40 A/m) है और भौगोलिक स्थिति पर दृढ़ता से निर्भर करती है। चुंबकीय भूमध्य रेखा पर चुंबकीय क्षेत्र की ताकत लगभग 0.34 Oe (ओर्स्टेड) 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 द्विध्रुवीय 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 घट रहा था।

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

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में गड़बड़ी की विशेषता है जिसे भू-चुंबकीय स्पंदन कहा जाता है, जो पृथ्वी के मैग्नेटोस्फीयर में हाइड्रोमैग्नेटिक तरंगों के उत्तेजना के कारण होता है; स्पंदन की आवृत्ति रेंज मिलीहर्ट्ज़ से एक किलोहर्ट्ज़ तक फैली हुई है।

चुंबकीय मेरिडियन

चुंबकीय मेरिडियन इसकी सतह पर पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की बल की रेखाओं के अनुमान हैं; जटिल वक्र पृथ्वी के उत्तर और दक्षिण 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 लिए पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के उद्भव से संबंधित है। यह गणना की जाती है कि जिस क्षेत्र में "चुंबकीय डायनेमो" तंत्र संचालित होता है वह पृथ्वी के 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 धात्विक हाइड्रोजन से बने होते हैं)।

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन

क्यूरी बिंदु के नीचे उनके ठंडा होने के दौरान आग्नेय चट्टानों द्वारा अधिग्रहित किए गए अवशेष चुंबकीयकरण के अध्ययन से पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के बार-बार उलट होने का संकेत मिलता है, जो समुद्र की पपड़ी की पट्टी चुंबकीय विसंगतियों में दर्ज होता है, जो मध्य-महासागर की लकीरों के अक्ष के समानांतर होता है।

प्रसार के दौरान बैंड चुंबकीय विसंगतियों का निर्माण।

पृथ्वी के चुंबकीय ध्रुवों का विस्थापन

1885 से चुंबकीय ध्रुवों की शिफ्ट दर्ज की गई है। पिछले 100 वर्षों में, दक्षिणी गोलार्ध में चुंबकीय ध्रुव लगभग 900 किमी और स्थानांतरित हो गया है। हिंद महासागर. आर्कटिक चुंबकीय ध्रुव की स्थिति पर नवीनतम डेटा (आर्कटिक महासागर के माध्यम से पूर्वी साइबेरियाई विश्व चुंबकीय विसंगति की ओर बढ़ रहा है) 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 उत्तरी चुंबकीय ध्रुव के मापन से इनकी पुष्टि होती है। 2007 की शुरुआत में, 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% 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 शक्ति में भी वृद्धि हुई।

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

क्यूप्स (उत्तर और दक्षिण में मैग्नेटोस्फीयर में ध्रुवीय स्लॉट) के उद्घाटन कोण में वर्तमान वृद्धि से भी इसकी पुष्टि होती है, जो 1990 के दशक के मध्य तक 45 डिग्री तक पहुंच गया था। सौर हवा की विकिरण सामग्री, इंटरप्लेनेटरी स्पेस और कॉस्मिक किरणें चौड़ी खाई में चली गईं, 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, कई बार चुंबकीय ध्रुव उत्क्रमण हुआ है और जीवन को संरक्षित किया गया है। सवाल यह है कि किस कीमत पर। यदि, जैसा कि कुछ परिकल्पनाओं में कहा गया है, ध्रुवों के उत्क्रमण के दौरान, पृथ्वी का मैग्नेटोस्फीयर कुछ समय के लिए गायब हो जाता है, तो कॉस्मिक किरणों की एक धारा पृथ्वी पर गिरेगी, जो भूमि के निवासियों के लिए खतरनाक है और इससे भी अधिक यदि मैग्नेटोस्फीयर का गायब होना ओजोन परत के क्षरण से जुड़ा है। यह उत्साहजनक है कि सूर्य के चुंबकीय क्षेत्र के उत्क्रमण के दौरान, जो मार्च 2001 में हुआ था, सौर मैग्नेटोस्फीयर का पूर्ण रूप से गायब होना दर्ज नहीं किया गया था। सूर्य के चुंबकीय क्षेत्र का पूरा चक्र 22 वर्ष का है।

भू-चुंबकीय निर्देशांक (McIlwain 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 पहली बार उनके उपयोग का प्रस्ताव दिया था, क्योंकि वे एक चुंबकीय क्षेत्र में कण गति के आक्रमणकारियों पर आधारित हैं। द्विध्रुव क्षेत्र में एक बिंदु को दो निर्देशांक (L, B) द्वारा चित्रित किया जाता है, जहां L तथाकथित चुंबकीय खोल है, या McIlwain L-पैरामीटर, B चुंबकीय क्षेत्र प्रेरण (आमतौर पर Gs में) है। मान L को आमतौर पर चुंबकीय खोल के पैरामीटर के रूप में लिया जाता है, जो कि भू-चुंबकीय भूमध्य रेखा के तल में पृथ्वी के केंद्र से वास्तविक चुंबकीय खोल की औसत दूरी के अनुपात के बराबर होता है।

अनुसंधान इतिहास

चुम्बकित वस्तुओं की एक निश्चित दिशा में स्थित होने की क्षमता चीनी को कई सहस्राब्दियों 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 विचलित होता है। चुंबकीय भूमध्य रेखा के उत्तर में गोलार्ध में (जो भौगोलिक भूमध्य रेखा के साथ मेल नहीं खाता है), तीर का उत्तरी छोर नीचे की ओर भटकता है, दक्षिणी में - इसके विपरीत। चुंबकीय भूमध्य रेखा पर ही, चुंबकीय क्षेत्र रेखाएँ पृथ्वी की सतह के समानांतर होती हैं।

पहली बार, पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति की धारणा, जो चुंबकीय वस्तुओं के इस तरह के व्यवहार का कारण बनती है, अंग्रेजी चिकित्सक और प्राकृतिक दार्शनिक विलियम गिल्बर्ट ने 1600 में अपनी पुस्तक "ऑन द मैग्नेट" ("डी मैग्नेटे") में बनाई 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 विशाल चुम्बक है। अंग्रेजी खगोलशास्त्री हेनरी गेलिब्रैंड की टिप्पणियों से पता चला है कि भू-चुंबकीय क्षेत्र स्थिर नहीं है, लेकिन धीरे-धीरे बदलता है।

जोस डी अकोस्टा (हम्बोल्ट के अनुसार, भूभौतिकी के संस्थापकों में से एक) ने अपने इतिहास (1590) में सबसे पहले चुंबकीय झुकाव के बिना चार रेखाओं का सिद्धांत दिया था (उन्होंने कम्पास के उपयोग, झुकाव के कोण, चुंबकीय के बीच अंतर का वर्णन किया था। और उत्तरी ध्रुव; हालांकि गिरावट को 15 वीं शताब्दी के रूप में जाना जाता था, उन्होंने एक बिंदु से दूसरे बिंदु पर विचलन के उतार-चढ़ाव का वर्णन किया; उन्होंने शून्य विचलन वाले स्थानों की पहचान की: उदाहरण के लिए, अज़ोरेस में)।

वह कोण जिस पर चुंबकीय सुई उत्तर-दक्षिण दिशा से विचलित होती है, चुंबकीय दिक्पात कहलाता है। क्रिस्टोफर कोलंबस ने पाया कि चुंबकीय झुकाव स्थिर नहीं रहता है, लेकिन भौगोलिक निर्देशांक में परिवर्तन के साथ परिवर्तन होता है। कोलंबस की खोज ने पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के एक नए अध्ययन के लिए एक प्रेरणा के रूप में कार्य 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। स्थलीय चुंबकत्व का अध्ययन करने के लिए, एम. वी. लोमोनोसोव ने स्थायी बिंदुओं (वेधशालाओं) के एक नेटवर्क के आयोजन की सिफारिश की जिसमें व्यवस्थित चुंबकीय अवलोकन किए जा सकें; इस तरह के अवलोकन व्यापक रूप से समुद्र में भी किए जाने चाहिए। चुंबकीय वेधशालाओं के आयोजन का लोमोनोसोव का विचार रूस में 60 साल बाद ही साकार हुआ।

1831 में, अंग्रेजी ध्रुवीय अन्वेषक जॉन रॉस ने कनाडाई द्वीपसमूह में चुंबकीय ध्रुव की खोज की - वह क्षेत्र जहाँ चुंबकीय सुई एक ऊर्ध्वाधर स्थिति में रहती है, अर्थात झुकाव 90 ° 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 हिस्सा पृथ्वी से निकलता है, और इसके मूल्यों में छोटे, छोटे विचलन का कारण खोजा जाना चाहिए। बाहरी वातावरण में।

स्रोत - विकिपीडिया

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आइए एक साथ समझें कि चुंबकीय क्षेत्र क्या है। आखिरकार, बहुत से लोग इस क्षेत्र में जीवन भर 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 की क्रिया में स्वयं को प्रकट करता है जिनका अपना चुंबकीय क्षण (स्थायी चुम्बक) होता है।

महत्वपूर्ण: एक चुंबकीय क्षेत्र स्थिर आवेशों पर कार्य नहीं करता है! एक चुंबकीय क्षेत्र भी विद्युत आवेशों को चलाकर, या एक समय-भिन्न विद्युत क्षेत्र द्वारा, या परमाणुओं में इलेक्ट्रॉनों के चुंबकीय क्षणों द्वारा 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।

एक चुंबक में उत्तर और दक्षिण नामक ध्रुव होते हैं। पदनाम "उत्तरी" और "दक्षिणी" केवल सुविधा के लिए दिए गए हैं (बिजली में "प्लस" और "माइनस" के रूप में)।

चुंबकीय क्षेत्र द्वारा दर्शाया गया है बल चुंबकीय रेखाएं. बल की रेखाएँ निरंतर और बंद होती हैं, और उनकी दिशा हमेशा क्षेत्र बलों की दिशा से मेल खाती है। यदि किसी स्थायी चुंबक के चारों ओर धातु की छीलन 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 विशेषताएं हैं चुंबकीय प्रेरण, चुंबकीय प्रवाहऔर चुम्बकीय भेद्यता. लेकिन सब कुछ क्रम में बात करते हैं।

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

चुंबकीय प्रेरण बी - वेक्टर भौतिक मात्रा, जो चुंबकीय क्षेत्र की मुख्य शक्ति विशेषता है। पत्र द्वारा निरूपित बी . चुंबकीय प्रेरण के मापन की इकाई - टेस्ला (टीएल).

चुंबकीय प्रेरण इंगित करता है कि बल का निर्धारण करके क्षेत्र कितना मजबूत है जिसके साथ यह चार्ज पर कार्य करता है। यह बल कहलाता है लोरेंत्ज़ बल.

यहाँ क्यू - शुल्क, वि - एक 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 के बीच कोसाइन और समोच्च के विमान के सामान्य 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 रेखाओं की संख्या को दर्शाता है। चुंबकीय प्रवाह में मापा जाता है वेबराच (पश्चिम बंगाल).

चुम्बकीय भेद्यतावह गुणांक है जो माध्यम के चुंबकीय गुणों को निर्धारित करता है। एक पैरामीटर जिस पर क्षेत्र की चुंबकीय प्रेरण निर्भर करती है वह चुंबकीय पारगम्यता है।

हमारा ग्रह कई अरब वर्षों से एक विशाल चुंबक रहा है। निर्देशांक के आधार पर पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र का प्रेरण भिन्न होता है। भूमध्य रेखा पर, यह लगभग 3.1 गुना 10 टेस्ला की माइनस पांचवीं शक्ति है। इसके अलावा, चुंबकीय विसंगतियाँ हैं, जहाँ क्षेत्र का मान और दिशा पड़ोसी क्षेत्रों से काफी भिन्न होती है। ग्रह पर सबसे बड़ी चुंबकीय विसंगतियों में से एक - कुर्स्कऔर ब्राजील 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 चल रहा है, जिसका अर्थ है कि पिघला हुआ लोहा-निकल मिश्र धातु चल रहा है, और आवेशित कणों की गति विद्युत प्रवाह है जो चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है। समस्या यह है कि यह सिद्धांत geodynamo) यह स्पष्ट नहीं करता कि क्षेत्र को स्थिर कैसे रखा जाता है।

पृथ्वी एक विशाल चुंबकीय द्विध्रुव है।चुंबकीय ध्रुव भौगोलिक लोगों के साथ मेल नहीं खाते हैं, हालांकि वे निकटता में हैं। इसके अलावा, पृथ्वी के चुंबकीय ध्रुव गतिमान 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 (2004 के आंकड़ों के अनुसार) प्रति वर्ष लगभग 60 किलोमीटर थी। अब ध्रुवों की गति में तेजी आ रही है - औसतन गति प्रति वर्ष 3 किलोमीटर बढ़ रही है।

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

पृथ्वी के इतिहास के दौरान, कई हुए हैं इन्वर्ज़न(परिवर्तन) चुंबकीय ध्रुवों का। ध्रुव उलटाजब 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 होने की उम्मीद है।

सौभाग्य से, हमारी सदी में ध्रुवों के उलटने की कोई उम्मीद नहीं है। तो, आप चुंबकीय क्षेत्र के मुख्य गुणों और विशेषताओं पर विचार करते हुए, पृथ्वी के अच्छे पुराने निरंतर क्षेत्र में सुखद और जीवन का आनंद ले सकते हैं। और ताकि आप ऐसा कर सकें, हमारे लेखक हैं, जिन्हें सफलता के भरोसे के साथ कुछ शैक्षिक समस्याओं को सौंपा जा सकता है! 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 जानेंगे।

पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र का मान कितना होता है?

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

इसके अलावा, हमने अपने चुंबकीय क्षेत्र की बदौलत नई तकनीकों के युग में प्रवेश किया है। विभिन्न प्रकार के मेमोरी ड्राइव (डिस्क, कार्ड) का उपयोग करने वाले सभी आधुनिक, उन्नत उपकरण सीधे चुंबकीय क्षेत्र पर निर्भर करते हैं। इसका तनाव और स्थिरता पूरी तरह से सभी सूचनाओं, कंप्यूटर सिस्टम को सीधे प्रभावित करता है, क्योंकि उनके उचित संचालन के लिए आवश्यक सभी सूचनाएँ चुंबकीय मीडिया पर रखी जाती हैं।

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 बारीकी से निर्भर करती है।

पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र क्या है?

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

इसकी उत्पत्ति के लिए, यह मुद्दा अभी तक पूरी तरह से हल नहीं हुआ है। लेकिन अधिकांश शोधकर्ता यह मानने में आनाकानी कर रहे हैं कि हमारे ग्रह के केंद्र में एक चुंबकीय क्षेत्र मौजूद 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 के चुंबकीय क्षेत्र हैं। यदि आप उन्हें द्विध्रुवीय चुंबकीय क्षण में कमी के अनुसार एक पंक्ति में रखते हैं, तो आपको निम्न चित्र मिलता है: बृहस्पति, शनि, पृथ्वी, बुध और मंगल। इसकी घटना का मुख्य कारण एक तरल कोर की उपस्थिति है।

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