Из чего состоит магнитное поле: «Из чего состоит магнитное поле? Магнитное поле материя?» — Яндекс Кью - Санкт-Петербургское государственное бюджетное учреждение социального обслуживания населения

Содержание

«Из чего состоит магнитное поле? Магнитное поле материя?» — Яндекс Кью

Что поддерживает магнитное поле Земли

02.

06.2016 14:56

3540

Добавить в закладки

Ученые из разных стран под руководством Александра Гончарова (Alexander Goncharov) из лаборатории геофизики Института Карнеги в Вашингтоне (США) воспроизвели в лаборатории условия внутри ядра Земли и оценили теплопроводность материала, чтобы понять загадку существования магнитного поля. Публикация об этом вышла в Nature, кратко содержание работы изложено в пресс-релизе.

Расслоение вещества, из которого сложена Земли, на раннем этапе ее существования, привело к образованию ядра, мантии и земной коры. Согласно данным геофизики, ядро состоит из железа и расслоено на две части: внутреннее твердое ядро и внешнюю часть из жидкого железа. Движения жидкого ядра порождают магнитное поле, защищающее Землю от жесткого космического излучения. Откуда у ядра энергия, чтобы генерировать тепло и поддерживать магнитное поле? На этот вопрос пытается ответить Александр Гончаров из Института Карнеги, в прошлом сотрудник Института кристаллографии РАН, специалист по материалам в экстремальных условиях.

Гончаров с коллегами из США, Германии и Великобритании решил измерить теплопроводность материала, из которого, как считается состоит ядро Земли, при тех физических условиях, которые царят в недрах.

Чтобы узнать, как железо поведет себя с условиях ядра планеты, ученые использовали ячейку с алмазными наковальнями, нагреваемую лазером. Прибор сжимает крошечный образец материала между двумя алмазами, создавая сильнейшее давление, аналогичное тому, что существует в центре планеты. А лазер нагревает образец до высоких температур. Таким образом ученые испытали образцы железа при температуре, достигавшей 2700 градусов Цельсия, и давлении, существующем внутри планеты размером с Меркурий или Землю — в миллион раз превышающее атмосферное.

Оказалось, что железо в таких экстремальных условиях обладает теплопроводностью по нижней границе того, что рассчитывали ранее для земного ядра — между 18 и 44 Ватт на метр на Кельвин Вт/(м*К). Это подтверждает догадку о том, что энергия, необходимая для поддержания магнитного динамо, поступала уже на раннем этапе истории Земли.

Теперь, чтобы лучше изучить теплопроводность ядра, ученым нужно понять, как нежелезные материалы, которые находятся в ядре наряду с железом, влияют на эти тепловые процессы внутри планеты.

Ранее Александр Гончаров с коллегами смоделировал условия в мантии Земли, на границе рядом с ядром.

железо магнитное поле земли ядро земли

Информация предоставлена Информационным агентством “Научная Россия”. Свидетельство о регистрации СМИ: ИА № ФС77-62580, выдано Федеральной службой по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций 31 июля 2015 года.

НАУКА ДЕТЯМ

«Вытянутые капли»: ученые СКФУ предложили более эффективную технологию для микроволновых устройств

12:00 / Физика

Президенты РАН в XXI веке: от реформ к технологическому суверенитету

10:30 / История, Наука и общество, 300 лет Академии наук

«Не сомневайтесь в великих возможностях физики»

10:00 / Наука и общество, Персона, Физика

Ученые установили, когда аммодил отделился от остальных групп песчанковых

14:00 / Биология

Аспирант ЮУрГУ создает новую программу для прочностных расчетов

12:00 / Информационные технологии

Президенты академии наук. ХХ век ― эпоха войн и достижений

10:30 / История, Наука и общество, 300 лет Академии наук

21 января 1850 года родился русский геолог и географ Иван Мушкетов

10:00 / География, Науки о земле

Зампред Совета безопасности РФ Дмитрий Медведев провел заседание президиума Совета по науке и образованию

20:00 / Наука и общество

В НМИЦ радиологии открылся научно-производственный комплекс для создания передовых клеточных продуктов

19:00 / Здравоохранение, Медицина, Наука и общество

В доме Российского исторического общества открыли выставку к 100-летнему юбилею со дня рождения академика Н.Г. Басова

18:30 / Наука и общество, Образование, Физика

Памяти великого ученого. Наука в глобальном мире. “Очевиднное – невероятное” эфир 10.05.2008

04.03.2019

Памяти великого ученого. Нанотехнологии. “Очевидное – невероятное” эфир 3.08.2002

04.03.2019

Вспоминая Сергея Петровича Капицу

14. 02.2017

История новогодних праздников

01.08.2014

Смотреть все

электромагнетизм – Из чего состоят электромагнитные поля?

спросил 10 лет, 7 месяцев назад

Изменено 6 месяцев назад

Просмотрено 24к раз

$\begingroup$

Я пытаюсь понять электромагнитные поля, поэтому у меня есть два вопроса, связанных с ними.

Из чего состоит электромагнитное поле? Он сделан из фотонов/виртуальных фотонов?
Как насчет статического электрического или магнитного поля?

электромагнетизм
электростатика
фотоны
виртуальные частицы

$\endgroup$

$\begingroup$

Размышляя о фундаментальных сущностях, довольно легко задать вопрос, который, если подумать, окажется противоречивым. Вопросы такого рода принимают форму: из чего сделана [какая-то фундаментальная вещь]?

Противоречие здесь в том, что ответ может быть только в том случае, если фундаментальное не является фундаментальным!

Электромагнитное поле является одним из таких фундаментальных объектов. Это не , сделанное из чего-то другого, а — это то, что есть . В контексте КТП фотоны (реальные и виртуальные) являются, грубо говоря, «возбуждениями» этой сущности. Реальные фотоны связаны с дальним распространением энергии и импульса, т. е. с электромагнитными волнами. Виртуальные фотоны связаны с электромагнитной силой, т. е. с силой Лоренца, а также с затухающими волнами и антенным излучением ближнего поля.

$\endgroup$

$\begingroup$

Поля более фундаментальны по сравнению с частицами (так же фундаментальны, как струны). Частицы, такие как электрон, являются возбуждением полей Дирака (извините за это). Возможное связанное обсуждение от M Strassler, которое может быть полезным. http://profmattstrassler.com/articles-and-posts/the-higgs-particle/360-2/ Вот некоторые моменты: «Поле — это то, что

 1. присутствует везде в пространстве и времени,
2. может быть в среднем нулевым или ненулевым, и
3. могут быть волны.
4. А если это квантовое поле, то его волны состоят из частиц.

Например: электрическое поле — это часть природы, которая встречается повсюду. В любой заданной точке пространства и в любое конкретное время вы можете это измерить. Если в каком-то регионе он в среднем отличен от нуля, это может иметь физические последствия, например, ваши волосы встанут дыбом или возникнет искра. Он также может иметь волны — видимый свет является такой волной, как рентгеновские лучи и радиоволны.

 Итак, что такое частица?

Волны квантового поля не могут быть произвольной интенсивности. Наименее интенсивная возможная волна, которую может иметь поле, называется частицей, и она часто ведет себя примерно в соответствии с вашим интуитивным представлением о «частице», двигаясь по прямой и неделимо отскакивая от предметов и т. д., поэтому мы даем ему это имя.

В случае электрического поля его частицы называются фотонами; они представляют собой самую тусклую вспышку. Ваш глаз поглощает свет по одному фотону за раз (хотя обычно он ждет, пока прибудут несколько фотонов, прежде чем послать сигнал в ваш мозг). света проходит, вы обнаружите, если вы достаточно экранируете его, что свет проходит через экран маленькими вспышками — одиночными фотонами — все они одинаково тусклые».0005

$\endgroup$

$\begingroup$

Электромагнитные поля, в том числе статические электрические и магнитные поля, действительно состоят из фотонов. С точки зрения физики элементарных частиц квантовая электродинамика как модель частиц, несущих электрический заряд и взаимодействующих через фотоны, прекрасно согласуется с экспериментом. Дело в том, что эти эксперименты уникальны тем, что мы отправляем «свободные» частицы с тоннами энергии и рассматриваем взаимодействие с электромагнитным полем как очень маленькое возмущение свободных частиц. Таким образом, картина, которую мы рисуем в нашей голове с частицами, взаимодействующими посредством обмена одним фотоном, является упрощенным случаем, который очень хорошо работает в этой ситуации: 92}$) будет еще сложнее, чем когерентные состояния, поэтому кажется безнадежным пытаться сформулировать его в этих терминах. Обратите внимание, что это резко контрастирует, скажем, с числом электронов, которое всегда четко определено. Таким образом, представление об электромагнитном поле, состоящем из фотонов, подобно тому, как кусок металла состоит из электронов и других частиц, вероятно, является плохой аналогией, чтобы тянуться слишком далеко.

$\endgroup$

$\begingroup$

Магнитное поле, по существу, представляет собой облако виртуальных фотонов, находящихся в постоянном движении; это то, чем электроны, создающие поле, «должны» другим соседним электронам (которые получили настоящие фотоны) за то, что их спин-зарядные моменты выровнены в одном направлении.

Магнитное поле является еще более фундаментальной сущностью, чем такие частицы, как электроны, протоны и нейтроны.

$\endgroup$

$\begingroup$

Самая фундаментальная вещь в физике — это то, как мы проводим физику. И физика будет настолько хороша, насколько мы ее проводим.

Мы изучаем физику, используя 1) логику и 2) научный метод.

В этом контексте – научная теория – это просто мы, Люди, пытающиеся дать точное описание нашего понимания нашей реальности и наших экспериментов – путем создания математических моделей, которые лучше всего соответствуют этому пониманию.

Если в какой-то момент наше 1) описание, 2) понимание, 3) эксперименты ошибочны, то же самое произойдет и с нашей физикой.

Итак, лучшая модель, которая у нас есть на сегодняшний день, это модель Вселенной, в которой поля фундаментальны и не “сделаны” из чего-то более простого.

Это не значит, что Вселенная такая, мы просто описываем, такой.

Если окажется, что реальная Вселенная согласуется с нашей теоретической, то это хорошо, и чем больше она будет согласовываться, тем точнее будут наши предсказания об этом мире… И, конечно, если окажется, что теория вообще не описывает нашу реальность, тогда наша теория не так полезна.

Итак, поля в этой модели ни из чего не состоят. Но, может быть, в будущем модель, в которой поля состоят из чего-то, а не из ничего, окажется еще более точной при описании нашего понимания нашей реальности…

Так что пока мы не знаем, из чего состоят поля. у наших моделей они ни из чего не сделаны.

$\endgroup$

$\begingroup$

Электромагнитные поля состоят из фотонов. Величина и направление напряженности электромагнитного поля в любой точке прямо пропорциональны величине и направлению силы фотона в этой точке. Силовые линии — это пути, по которым движутся фотоны (а поскольку, согласно квантовой физике, фотон проходит все возможные пути, то силовые линии этого фотона также имеют более одного направления).

Поскольку фотоны испускаются только при ускорении заряда, стационарное электромагнитное поле невозможно. Стационарный заряд не будет иметь поля.

Однако здесь есть два исключения. Почему заряды, движущиеся с постоянной скоростью, притягиваются или отталкиваются друг от друга, когда они не испускают фотоны?

А на поверхности земли, если один магнит находится на земле, а другой подвешен над ним, оба покоятся друг относительно друга, но когда подвешенный магнит отпускают, магниты все равно отталкиваются.

Кроме того, эта точка зрения объясняет отталкивание между двумя ускоряющимися зарядами, но не объясняет притяжение.

$\endgroup$

$\begingroup$

Если я правильно понимаю КТП, вы можете думать об электронном поле как о всепроникающем бурлящем котле (так называемые вакуумные флуктуации) преждевременных, не готовых к началу времени (потенциальных?) электронных энергетических шаров, имеющих энергию ниже минимальная (но не нулевая) квантовая энергия, необходимая для взрослого электрона. Если их ударить с достаточной энергией, они могут начать вибрировать на минимальном уровне квантовой энергии взрослого электрона, что вызывает рябь в поле (подобно камню, брошенному в тихий пруд). Эта пульсирующая волна и есть то, что мы называем настоящим электроном.

Теперь я понимаю, что это нетрадиционная идея, но если каждая элементарная частица имеет свое собственное вакуумное поле (поле фотона, поле электрона и т. д.), то в каждом поле должно быть что-то уникальное, что позволяет ему создавать связанную с ним частицу. Недостаточно сказать: «поле такое, какое оно есть». Таким образом, в каждом поле должно быть что-то особенное, и это то, о чем я говорил выше, чтобы попытаться дать какую-то теорию о том, из чего «состоят» поля. Поскольку пока никто не знает, почему бы не попробовать.

Как сказал Брайан Скиннер http://www.ribbonfarm.com/2015/06/23/where-do-electric-forces-come-from/, «для физика построение таких «историй происхождения», возможно, самая важная часть профессии. Для физики абсолютно неотъемлемо то, что ее разработчики никогда не довольствуются каким-либо уровнем описания реальности. К каждому закону, уравнению или теореме мы всегда должны спрашивать: «Да, но почему это именно так». ?» Это дерзкое вопрошание там, где оно удается, в конечном счете всегда превращает один вопрос в другой, но по пути оно может коренным образом переписать то, как мы воспринимаем природу. резюмируя все результаты, которые были до этого».

$\endgroup$

В чем разница между электрическим и магнитным полем?

Виктор де Шванберг/Science Photo Library

Чем, помимо происхождения, отличается магнитное поле от электрического?

Адам Грей , Манчестер, Великобритания

Электрическое и магнитное поля являются компонентами электромагнитного поля.

Объявление

Эти два компонента занимают разные плоскости относительно причины возникновения электромагнитного поля, например движущегося электрического заряда. Это, а также то, является ли заряд, создающий поле, неподвижным или движущимся, являются единственными различиями.

Брайан Поллард , Лонсестон, Корнуолл, Великобритания

Между электрическим и магнитным полями существует взаимосвязь: изменение одного вызывает изменение другого. Электромагнитная волна состоит из полей обоих типов, которые колеблются взад и вперед.

Связь между электрическими и магнитными полями позволяет формировать электромагнитные волны, в том числе световые и тепловые. Эта взаимосвязь является фундаментальной для работы Вселенной в ее нынешней форме.

Помимо этих аспектов электромагнетизма, электрическое поле формируется между положительным и отрицательным потенциалами напряжения. Пример магнитного поля, знакомого большинству людей, создается снаружи между северным и южным магнитными полюсами стержневого магнита и продолжается внутри магнита между полюсами, образуя петлю.

Все магнитные поля образуют эти петли, свойство, открытое английским ученым 19-го века Майклом Фарадеем. Он использовал петли в том, что сейчас является предметами повседневного обихода, например, в электрических трансформаторах и двигателях.

Джейсон Дикер , Лонсестон, Тасмания, Австралия

Как электрические, так и магнитные поля являются следствием притяжения и отталкивания электрических зарядов. Однако магнитный эффект вызывается движущимися электрическими зарядами, а электрическое поле — стационарными зарядами.

Например, магнитное поле, наблюдаемое в простом стальном стержневом магните, является результатом движения по орбите и вращения зарядов субатомных частиц.

Однако движение относительно, поэтому человек, движущийся с линией зарядов, например, не будет воспринимать магнитное поле, как человек, стоящий рядом с движущимися зарядами.

Этот эффект полностью объясняется специальной теорией относительности Эйнштейна, появившейся в 1905 году, почти через полвека после того, как шотландский физик Джеймс Клерк Максвелл объединил электричество и магнетизм в единую теорию электромагнетизма в 1860-х годах.

«Из чего состоит магнитное поле? Магнитное поле материя?» — Яндекс Кью

Что поддерживает магнитное поле Земли

электромагнетизм – Из чего состоят электромагнитные поля?

В чем разница между электрическим и магнитным полем?

Объявление

Оставить комментарий Отменить ответ