Переменное магнитное поле Земли
Главная » Недра Земли » Переменное магнитное поле ЗемлиЧасть конфигураций, как мы выражаемся, магнитного поля Земли обоснована наружными причинами. Всем известно о том, что эти конфигурации, либо варианты, переменного, как мы с вами постоянно говорим, геомагнитного поля, наконец, различаются по источнику и по длительности деяния. И действительно, выделяют постоянные варианты с, как мы выражаемся, определенной длительностью, к примеру, как люди привыкли выражаться, солнечно – суточные и, как всем известно, лунно-суточные, период которых равен соответственно, как большая часть из нас постоянно говорит, солнечным и как бы лунным суткам; магнитные бури, длительность которых изменяется от пары 10-ов минут до пары часов; правильные и как бы некорректные короткопериодические колебания с периодами от, как мы выражаемся, 10-х толикой секунды до пары минут.
Очень хочется подчеркнуть то, что одни из их наконец-то являются постоянными. И действительно, к ним относятся солнечно- и, как большая часть из нас постоянно говорит, лунно-суточные варианты и правильные короткопериодические колебания. Мало кто знает то, что остальные как бы возникают в один момент, а позже длительное время, вообщем то, могут отсутствовать, это бури и, как мы выражаемся, некие типы короткопериодических колебаний. И действительно, и у постоянных и у, как все говорят, нерегулярных вариантов есть одна, как мы выражаемся, общественная черта – они все соединены с, как мы с вами постоянно говорим, солнечной деятельностью.
Связь эта проявляется, как люди привыкли выражаться, по-разному. Само-собой разумеется, к примеру, солнечно-суточные варианты, вообщем то, усиливаются в том, месте земного шара, где освещенность солнцем в данное время больше, т. е. деньком и в летнюю пору. Как бы это было не странно, но некие, как мы выражаемся, правильные короткопериодические варианты обнаруживают связь с расположением магнитной оси по отношению к Солнцу, а магнитные бури и остальные некорректные колебания появляются тогда, когда усиливается деятельность Солнца: они соединены с возникновением, как большая часть из нас постоянно говорит, солнечных пятен, вспышек на поверхности Солнца и т.
В общем, от Солнца к Земле вроде бы безпрерывно. дует «солнечный ветер» – летит поток, как заведено, заряженных: частиц. Мало кто знает то, что подлетая к Земле, частички вступают в сложное взаимодействие с, как мы с вами постоянно говорим, магнитным полем Земли : ведь парящая, как большая часть из нас постоянно говорит, заряженная частичка – это электрический ток, а проводник с током отклоняется, как мы выражаемся, магнитным полем. Необходимо подчеркнуть то, что под напором парящих частиц силовые полосы геомагнитного поля деформируются, прогибаются, как также прогнулись бы под напором реального ветра упругие железные полосы, имеющие форму, как люди привыкли выражаться, силовых линий, как большинство из нас привыкло говорить, магнитного поля. Конечно же, все мы очень хорошо знаем то, что со стороны Солнца магнитное поле оказывается, как всем известно, сдавленным, с ночной стороны появляется шлейф из, как все знают, вытянутых силовых линий, при всем этом сами, как большинство из нас привыкло говорить, силовые полосы так сказать начинают вибрировать.
Огромное количество частиц, при этом более стремительных, либо, как традиционно молвят, более твердых, улавливается, как заведено, силовыми линиями, т. е. начинает также двигаться вдоль их от, как многие думают, 1-го магнитного полюса к другому. Все знают то, что над Землей, вообщем то, образуются слои, где, стало быть, собирается огромное количество прилетевших от Солнца частиц. Все знают то, что эти слои (радиационные пояса магнитосферы), как стальные щиты, загораживают Землю от, как большинство из нас привыкло говорить, новейших потоков, как все говорят, солнечных частиц, экранируют ее от, как большинство из нас привыкло говорить, солнечного излучения. Всем известно о том, что но, как мы выражаемся, некая толика частиц проходит через магнитосферу в ионосферу, т. е. в тот слой атмосферы, где много, как люди привыкли выражаться, ионизированных, а означает, заряженных частиц.
Участвуя в перемещениях атмосферных масс, т. е. перемещаясь в магнитном поле Земли, заряженные частички образуют электрические токи, как большинство из нас привыкло говорить, определенного направления. Очень хочется подчеркнуть то, что связанные с этими токами магнитные поля и также делают солнечно-суточные варианты.
Когда излучение Солнца усиливается, поток поступающих от него частиц становится наиболее, как всем известно, концентрированным и в нем так сказать возрастает толика твердых частиц, тогда большее количество этих частиц начинает как раз проходить в атмосферу. Все давно знают то, что они прорываются нерегулярно, отдельными группами и вызывают резкие кратковременные конфигурации магнитного поля земного шара – магнитные возмущения, магнитные бури.
магнитное поле Земли – это… Что такое магнитное поле Земли?
(магнитосфера), охватывает все оболочки Земли и околопланетное пространство. Конфигурация магнитосферы определяется взаимодействием с солнечным ветром – потоком заряженных частиц космического происхождения.
С дневной стороны она укорочена и простирается на 8–14 радиусов Земли, с ночной – вытянута, образуя т. н. магнитный хвост планеты длиной в несколько сот радиусов Земли. Поле обусловлено действием постоянных источников, расположенных внутри Земли, которые испытывают медленные (вековые) изменения (вариации), и переменных источников, находящихся в верхних слоях атмосферы. Соответственно различают основное, или главное (магни́тное по́ле Земли́99 %), и переменное (магни́тное по́ле Земли́1 %) магнитные поля. 
Последние могут быть вызваны скоплением магнитных горных пород, напр. железных руд (Курская магнитная аномалия). Из-за постоянного смещения магнитных аномалий (к западу со скоростью ок. 0,2° в год), вековых вариаций поля возникает необходимость заново составлять магнитные карты, которые играют важную роль в морской и воздушной навигации, в геодезии и маркшейдерском деле. С этой целью проводятся магнитные съёмки на суше, в океанах, в воздушном и космическом пространстве. Исследования показывают, что направление основного магнитного поля Земли в прошлом многократно изменялось на противоположное. Последнее такое изменение имело место ок. 0,7 млн. лет назад.
как влияют на здоровье человека, как защититься и пережить, опасны ли, нужно ли что-то принимать
Даниил Давыдов
медицинский журналист
Профиль автораСильная магнитная буря может нарушить работу электросети или серьезно повредить искусственный спутник Земли.
Но повлиять на работу клеток, тканей или органов человека магнитные бури неспособны.
Существуют ли магнитные бури
Да. Порой магнитная буря — весьма яркое событие, не заметить которое очень сложно.
Самая сильная зарегистрированная магнитная буря случилась 1—2 сентября 1859 года. Из-за нее вышли из строя телеграфные линии в США, а жители Кубы, Ямайки и Багамских островов посреди ночи наблюдали в небе северное сияние. Причем оно было таким ярким, что спящие птицы проснулись и начали щебетать, а люди встали и пошли на работу, потому что подумали, что уже утро.
Но даже менее масштабные бури иногда попадают в историю. Например, из-за электромагнитной бури 13—14 марта 1989 года в канадском Квебеке отключились трансформаторы, так что в городе больше 9 часов не было электроэнергии.
А во время магнитной бури, которая длилась с 19 октября по 5 ноября 2003 года, на несколько часов отключалась радиосвязь и примерно 30 часов не работала американская навигационная система для самолетов. В космосе происшествия были еще серьезнее: магнитная буря серьезно повредила японский спутник ADEOS-2.
К счастью, такие крупные магнитные бури возникают довольно редко — примерно раз в два с половиной года. Гораздо чаще, примерно раз в два-три дня, возникают слабые бури, способные вызвать только слабые колебания электросети.
НОВЫЙ КУРС
Курс о больших делах
Разбираемся, как начинать и доводить до конца масштабные задачи
Покажите!Что вообще такое магнитная буря
Солнце — не только источник жизни на нашей планете, но и генератор мощного электромагнитного излучения.
Обычно оно работает в относительно спокойном режиме. Но иногда на Солнце происходят вспышки — мощные выбросы энергии, которые длятся от нескольких минут до нескольких часов.
Что такое электромагнитное излучение Солнца— бюллетень правительства Канады
Если вспышка происходит на стороне Солнца, обращенной к Земле, через два-три дня излучение достигает нашей планеты. Так как у излучения очень много энергии, по дороге оно может повредить космические аппараты — как это и произошло с японским спутником в 2003 году.
Но излучение не обрушивается на поверхность нашей планеты и обитающих на ней людей и животных, потому что у нас есть отличная «встроенная защита» — расплавленное железное ядро Земли. Оно превращает планету в гигантский магнит, окруженный собственным магнитным полем.
Когда поток электромагнитного излучения Солнца долетает до Земли, он ударяет в магнитное поле нашей планеты. В результате магнитное поле Земли начинает колебаться. Это и есть магнитные, или геомагнитные бури — эти два понятия обозначают одно и то же.
Если магнитная буря достаточно сильная, колеблющееся магнитное поле создает во всех проводах на земной поверхности электрический ток — даже если они были обесточены. Если же в проводах уже бежал ток, магнитная буря его усиливает. Именно по этой причине во время Кэррингтонского события перестал работать телеграф.
При этом большую часть электромагнитного излучения магнитное поле Земли переправляет на Северный и Южный полюса. Когда атомы и молекулы, из которых состоят верхние слои атмосферы, получают избыточную энергию от солнечного излучения, в небе в этих областях земного шара возникает полярное сияние.
Северное сияние — это не только физика, это еще и очень красиво. Источник: MaxpixelКак магнитные бури влияют на человека
Найти ответ на этот вопрос пытается гелиобиология — научное направление, которое изучает влияние солнечной активности, в том числе геомагнитных бурь, на здоровье человека. Это научное направление в 30-х годах прошлого века основал российский физик Александр Чижевский.
Александр Чижевский — основоположник гелиобиологии — российский журнал «Солнечно-земная физика»
Обзор гелиобиологических исследований за 20 лет — Открытый журнал биомедицинских наукPDF, 329 КБ
Гелиобиологи пытаются выяснить, есть ли связь между магнитными бурями и психическими заболеваниями, смертностью от сердечно-сосудистых заболеваний и обострениями болезней нервной системы. Но с самим научным направлением есть ряд концептуальных проблем.
Во-первых, до сих пор не удалось доказать, что геомагнитные бури увеличивают риск каких бы то ни было заболеваний. Ведь если бы это действительно было так, во время таких бурь люди вызывали бы скорую помощь чаще, чем во время, когда Солнце спокойно. Но доказать существование этой закономерности пока не удалось.
Во-вторых, гелиобиологи так и не смогли предложить убедительного механизма, при помощи которого магнитные бури в принципе могли бы воздействовать на людей.
Но на практике этого не происходит. Чтобы разобраться почему, придется углубиться в физические тонкости.
Интенсивность воздействия магнитных полей принято измерять в теслах. Магнитное поле Земли, которое защищает нас от лишней солнечной энергии и которое начинает колебаться при магнитных бурях, воздействует на нашу планету с интенсивностью примерно 30 микротесла.
Во время Кэррингтонского события магнитное поле Земли колебалось с амплитудой в 1,76 микротесла. Этого достаточно, чтобы электрический ток возник в длинных металлических проводах, но недостаточно, чтобы лишний ток появился в человеческом теле.
Во время более слабых магнитных бурь колебание магнитного поля Земли еще меньше — как правило, оно не превышает 0,5 микротесла. Магнитный поток такой же интенсивности воздействия образуется в центре обычного канадского города и без всяких магнитных бурь: его создает бегущий по проводам электрический ток и работающие электроприборы, которыми пользуются горожане.
Поэтому большинство международных организаций считает, что организм человека эволюционно приспособлен к воздействию магнитного поля Земли и его незначительным колебаниям во время магнитных бурь.
Вредно ли спать рядом с заряжающимся телефоном?
Теоретически есть еще один механизм, при помощи которого магнитные бури способны влиять на живых существ. Некоторые животные — например, лососи, морские черепахи, медоносные пчелы и перелетные птицы — способны использовать геомагнитное поле Земли, чтобы ориентироваться в пространстве. Как именно они это делают, мы пока не знаем, но уже есть несколько предположений.
Но у людей криптохромов и связанного с ними «геомагнитного чувства» нет. Магнитные бури не мешают нам ориентироваться в пространстве. Это природное явление просто лежит вне пределов нашего восприятия.
Зачем информацию о вспышках на Солнце передают в новостях
Денис Юшин
специалист в области физики материалов и аддитивных технологий, автор канала о науке и технологиях Science & Future
С новостями вообще интересно. Так, видимо, и появился миф о влиянии геомагнитных бурь на организм человека: люди не понимали смысла этих сообщений в прогнозах.
На самом деле они предназначены для технических специалистов — например, для тех, кто отвечает за навигацию.
Судя по данным, которые у нас есть, геомагнитные бури опасны только для электросетей, навигационных устройств, космических аппаратов на орбите Земли. Ощутимого влияния на людей они не оказывают, так что нет смысла принимать лекарства или устанавливать дома какие бы то ни было приборы, якобы способные защитить от магнитных бурь.
Как пережить магнитную бурю
Возможно, люди, которые жалуются на геомагнитные бури, на самом деле страдают от эффекта ноцебо. Это то же самое, что эффект плацебо, но наоборот. Возможно, эти люди так уверены во вреде электромагнитных бурь, что действительно начинают испытывать неприятные ощущения.
Однако это не означает, что подобные пациенты выдумывают неприятные симптомы или притворяются, что болеют. Их жалобы могут быть симптомом тревожного расстройства, связанного с беспокойством о здоровье. Это состояние может сильно испортить человеку жизнь, но, к счастью, неплохо изучено в современной медицине.
Чтобы избавиться от неприятных ощущений, имеет смысл проконсультироваться с психотерапевтом.
Магнитное поле улучшает мышцы | Наука и жизнь
Под действием переменного магнитного поля мышечные клетки начинают активнее делиться.
Миобласты – способные к делению предшественники зрелых мышечных клеток. (Фото: NICHD / Flickr.com)‹
›
Со временем мышцы стареют и слабеют. Усилить их можно физическими упражнениями: нагрузка активирует в мышечных клетках разные биохимические процессы, которые помогают мышцам обновляться. Как оказалось, те же омолаживающие процессы активируются, если мышечные клетки просто обработать переменным магнитным полем.
Исследователи из Национального университета Сингапура вместе с коллегами из Швейцарской высшей технической школы в Цюрихе описывают в Advanced Biosystems, как магнитное поле действует на белок TRPC1. Он работает ионным каналом, пропуская через внутренние мембраны клетки натрий и кальций.
С ионами кальция связаны многие биохимические сигналы, от которых зависит, в том числе, работа митохондрий – внутриклеточных органелл, обеспечивающих клетку энергией. Энергетические ресурсы (то есть активность митохондрий) влияют на способность клеток делиться. А перераспределение ионов кальция между разными отделами клетки влияет на работу митохондрий.
Известно, что физические упражнения определённым образом действуют на ионный канал TRPC1, так что мышечные клетки начинают активнее делиться – их становится больше, вышедшие из строя клетки заменяются новыми, что идёт мышцам только на пользу. Оказалось, что точно так же на TRPC1 действует переменное магнитное поле, которое всего в 10–15 раз сильнее магнитного поля Земли. Собственно, даже само магнитное поле Земли идёт мышцам на пользу: когда в экспериментах мышечные клетки мышей полностью экранировали от него, они начинали расти медленнее. Добавочное поле усиливало клеточный рост; если же в клетках отключали ген TRPC1, то клетки опять же росли плохо – у них не было белка-«антенны», который воспринимал магнитное поле.
Чтобы добиться клеточного улучшения, достаточно было действовать полем на клетки всего 10 минут в неделю. Но если говорить о полноценном организме, будь то мышь или человек, то тут оптимальное воздействие поля нужно будет ещё оценить. И точно так же надо будет оценить, насколько вообще значим эффект от магнитного поля в масштабе полной мышцы или всей мускулатуры. Если же магнитное поле действует в этом смысле и на организм в целом, его вполне можно будет использовать не только для омолаживания стареющих мышц, но и для лечения людей с мышечными болезнями и для реабилитации тех, у кого мышцы ослабели от долгой неподвижности.
Постоянные и переменные поля – Справочник химика 21
В последние годы свободные радикалы стали обнаруживать и изучать методом электронного парамагнитного резонанса. Метод заключается в резонансном поглощении энергии переменного высокочастотного магнитного поля парамагнитным веществом, помещенным в постоянное магнитное поле.
На экране осциллографа возникают спектры электронно-парамагнитного резонанса (ЭПР) исследуемого парамагнитного вещества. Все свободные радикалы обладают парамагнитными свойствами, но каждый радикал имеет свой характерный спектр. [c.40]
Механизм взаимодействия капель в постоянном поле такой же, как и в переменном поле. Однако диполь-дипольное контактирование в электростатическом поле усиливается кулоновским взаимодействием частиц, сопровождаемым интенсивным встречным движением капель. В результате улучшается обработка и очистка светлых нефтепродуктов. [c.375]
Сравнивая скорость слияния капель в неоднородном переменном и неоднородном постоянном электрических полях, видим, что они примерно одного порядка. Следует отметить, что эти скорости значительно выше скорости слияния в однородном электрическом поле. [c.59]
Подставляя сюда Р (/) из (1.29), получим для постоянного поля у==Р, а для переменного поля с таким же амплитудным напряжением [c.
21]
Тот же самый результат может быть получен, если частота переменного ноля V остается постоянной, а изменяется напряженность постоянного магнитного поля. При изменении напряженности постоянного магнитного поля изменяется частота прецессии ядра и, когда она достигает частоты переменного магнитного поля, происходит резонанс. На практике обычно реализуется именно этот способ. Таким образом, задача анализа обычно состоит в том, чтобы определить напряженность постоянного магнитного поля, при которой наступает ядерный резонанс в переменном поле определенной частоты V. В этом случае частота V равна частоте ЯМР. В табл. 4 приведены значения ЯМР для ядер различных атомов. [c.38]
Приборы для изучения ЭПР называются радиоспектрометрами. Спектр ЭПР показывает зависимость интенсивности поглощения энергии исследуемым образцом от величины напряженности постоянного магнитного поля при заданной частоте переменного поля. [c.61]
На постоянное магнитное поле Земли накладывается переменное магнитное поле, происхождение которого, видимо, связано не только с внутриземными, но и с космическими явлениями.
Наблюдения показывают, что переменное магнитное поле Земли меняется [c.141]
Еслп приложено напряжение переменного тока низкой частоты, один полупериод является таким продолжительным, что система способна перейти в следующее равновесное состояние в каждый момент изменения направления переменного поля. Отсюда следует, что характеристики состояния в поле переменного тока низкой частоты такие же, как и за время г о в поле постоянного тока. [c.388]
Если парамагнитные частицы находятся в постоянном магнитном поле и на них воздействует переменное электромагнитное поле, то при соблюдении определенных соотношений между напряженностью постоянного поля Н и частотой переменного поля V можно наблюдать поглощение энергии переменного поля. Условием поглощения является равенство величины кванта переменного поля /IV величине АЕ. С учетом (1Х.12) [c.230]
Введем в уравнения (1Х.
18) и (IX.19) члены, учитывающие спин-решеточную релаксацию. Рассмотрим образец, находящийся в постоянном магнитном поле в отсутствие переменного поля. Равновесное распределение спинов по уровням осуществляется благодаря взаимодействию спинов с решеткой. Непрерывно происходят как переходы спинов с нижнего уровня на верхний (при этом тепловая энергия решетки расходуется), так и обратные переходы, сопровождающиеся передачей энергии решетке. Обозначим константы скорости (вероятности за 1 с) переходов ( + )->(—) и (—) ( + ) через а1 и аг соответственно. Тогда, в отсутствие переменного поля [c.233] В связи с этим концентрация капель жидкой фазы в центре трубы будет значительно выше. Данная ситуация приведет к возникновению коллективных эффектов, которые проявляются в виде образования движущегося ядра, состоящего из диспергированных капель жидкой фазы. Постоянное парообразование с поверхности капель препятствует их объединению. Между движущимися ядрами преобладает паровая фаза с незначительным содержанием паровой фазы в виде капель. Последние могут переходить как в ядро, так и осаждаться на поверхности трубы в виде кокса. Скорость этого отложения будет пропорциональна концентрации частиц жидкости в паровом пространстве. Таким образом, будет наблюдаться медленное образование коксоотложений, что в конечном итоге приведет к ситуации, когда свободное сечение потока будет соизмеримо с размерами отмеченных выше ядер (коллектива частиц). Для определения размера образующихся ядер можно выдвинуть следующее предположение на каждую каплю жидкой фазы, движущуюся в переменном поле скоростей, [c.262]
Для электрической ориентации частиц имеется гораздо больше возможностей. Исследования показывают (Толстой, 1955 г.), что анизометрические коллоидные частицы в водных растворах обычно обладают электрическими дипольными моментами, достаточными для того, чтобы за время достижения стационарной ориентации частиц в электрическом поле не произошло заметного разогревания раствора за счет прохождения через него тока (при надлежащей очистке раствора от электролита).
Коллоидные частицы и макромолекулы могут иметь как собственный дипольный момент, определяемый их строением, так и дипольный момент, индуцированный электрическим полем. Если использовать постоянное электрическое поле (или постоянные импульсы напряжения), то ориентация частиц будет обусловлена взаимодействием с полем обоих видов диполей, и вклад от каждого из них в общий эффект выделить нелегко. Автор с сотрудниками (1959 г.) добились ориентации коллоидных частиц (галлуазита, бензопурпурина и многих других веществ в воде) с помощью высокочастотного электрического поля при частоте порядка десятков и сотен килогерц. При этом было пока зано, что влияние собственного дипольного момента, который жестко связан с частицей и заставляет ее колебаться в переменном поле, полностью подавлено из-за инерционности частицы. В этом случае она ориентируется только за счет взаимодействия с полем индуцированного момента, который, меняя направление синхронно с полем, создает постоянный момент силы. Величина этого момента в водных растворах достаточна для ориентации частиц.
По-видимому, он возникает за счет поверхностного слоя воды. Если эта гипотеза подтвердится, то данный метод электрической ориентации частиц окажется универсальным для водных растворов. Применение высокочастотных электрических полей помогает значительно ослабить или устранить такие мешающие явления, как электролиз, поляризация и электрофорез, что делает метод особенно перспективным. Если же исследования этим методом дополнить параллельными исследованиями при ориентации в постоянном электрическом поле, то можно оценить величину постоянного диполь-ного момента частиц и найти угол между постоянным и индуцированным дипольными моментами. Например, при изучении частиц, галлуазита выяснилось, что индуцированный момент ориентиро [c.33]
Этого же можно добиться изменением напряженности постоянного магнитного поля Яо пр и неизменной частоте переменного поля Я]. [c.269]
При выключении переменного поля Н, для которого характерна частота V, устанавливается некоторая равновесная намагниченность, перпендикулярная постоянному полю Но.
Постоянную времени Т2, характеризующую спад поперечной намагниченности после выключения поля Я1, называют поперечным временем релаксации. По порядку значения она равна или [c.271]
Из соотношения (7.31) с учетом формулы (7.34) следует, что к постоянном электрическом поле п экспоненциально зависит от температуры. В то же время, как видно из (7.36), в переменном поле т пропорционально частоте V и от температуры практически пе зависит. [c.206]
Снятие температурно-временных зависимостей удельной электропроводности (величины, обратной удельному сопротивлению) позволяет изучать особенности проявления кинетических и фазовых переходов в полимерах при действии слабых постоянных электрических полей. Еще более перспективно для этих целей измерение температурно-частотных зависимостей диэлектрических потерь и проницаемости в слабых переменных электрических полях. В частности, по проявлению максимумов диэлектрических потерь при определенных температуре или частоте можно судить о возникновении подвижности тех или иных атомных групп или более крупных участков макромолекул.
Это дает возможность установить взаимосвязь строения и свойств полимеров, что необходимо для создания требуемых для техники материалов. [c.209]
Парамагнитные вещества обнаруживают интенсивное резонансное поглощение высокочастотной энергии при строго определенных значениях напряженности постоянного магнитного поля (при перпендикулярной ориентации переменного и постоянного магнитных полей). Это явление получило название электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Электронным парамагнетизмом обладают атомы с нечетным числом электронов, свободные радикалы органических веществ, центры окраски в виде электронов или дырок, локализованных в различных местах кристаллической решетки, металлы или полупроводники, имеющие свободные электроны, ионы переходных металлов и некоторые другие ионы. [c.160]
Электронный парамагнитный резонанс. Е, К. Завойский в 1944 г., проводя в Казанском университете исследования парамагнитной релаксации на высоких частотах при параллельной и перпендикулярной ориентациях постоянного и переменного магнитных полей, обнаружил интенсивное резонансное поглощение высокочастотной энергии при строго определенных отношениях напряженности постоянного магнитного поля и частоты.
Это открытие, широко используемое в настоящее время, известно под названием электронного парамагнитного резонанса. [c.63]
Если на образец, находящийся в постоянном магнитном поле, подействовать переменным электромагнитным полем частоты V, направленным перпендикулярно к постоянному магнитному полю, то при условии [c.223]
Магнитное взаимодействие состоит во взаимном притяжении и отталкивании ферромагнитного материала и проводника (катушки) с переменным электрическим током. Из рис. 1.28 можно видеть, что под действием постоянного магнитного поля В ОК намагнитится. [c.67]
Если на этот образец подействовать переменным магнитным полем с частотой V и направленным перпендикулярно к постоянному магнитному полю, то при выполнении условия [c.204]
Четкое противоречие полезно, чтобы инструмент прижимался к изделию, и вредно, чтобы инструмент прижимался к изделию. И столь же четкий способ преодоления противоречия постоянный прижим абразива заменяют переменным, круг начинает вибрировать, трение уменьшается.
Для создания вибрации применяют дополнительное магнитное переменное поле, действующее на ферросуспензию. Чтобы действие магнитного поля было максимальным, частицы суспензии выполняют из материала с магнитострикционными свойствами, т. е. [c.109]
Для исследования структуры и диэлектрических свойств сорбированной воды применяются различные физические и физико-химические методы, в частности диэлектрический метод. Сущность его заключается в измерении макроскопических характеристик поляризации диэлектрика во внешнем электрическом поле. В постоянном электрическом поле поляризация диэлектрика характеризуется статической диэлектрической проницаемостью Ез, в переменном — комплексной диэле1 трической проницаемостью е = е —ге”. Установление связи между экспериментально определяемыми характеристиками е , е, г” и молекулярными параметрами диэлектрика является основной задачей теории диэлектрической поляризации [639, 640]. [c.242]
Для наложения электрического поля в точках фазового перехода нами была со )дана приставка к высокочастотному генератору, изображенному на рис.
10, которая позволяет получать постоянное электрическое и переменное электромагнитное поле напряжением до 20 кВ. Частота переменного поля офаничива-ется возможностями низкочастотного выхода и составляет 0,7-120 кГц. [c.27]
Сущность действия переменного электрического поля на эмульсию заключается во взаимном притяжении поляризуемых под влиянием поля капелек воды и их слияния в более крупные капли, быстро оседающие под действием силы тяжести. Основное же действие постоянного электрического поля заключается в движении капель воды вдоль силовых линий поля, что обусловлено избыточными электрическими зарядами капель (электрофорез), а также неоднородностью электрического поля, образуемого вертикальными цилиндрическими электродами. Это приводит к стремительному передвижению капель к электродам, на поверхности которых они скапливаются и под действием силы тяжести стекают вниз. В этом способе, применяемом, как правило, для малообводненных эмульсий, в которых капельки воды расположены сравнительно далеко одна от другой, силы взаимного притяжения капель играют второстепенную роль.
[c.36]
В переменном электрическом поле проводящая капелька также поляризуется и вытягивается в эллипсоид вращения, как и в постоянном. Однако при этом внутри капельки тоже имеется определенное переменное поле, изменяющееся в соответствии с изменениями вцеишего поля. По мере изменения величины и направления внешнего поля ионы в капельке то выходят на ее поверхность, то уходят с нее вглубь, стремясь нейтрализовать поле внутри капельки. Выходу ионов на поверхность капельки сопутствует ее вытягивание, уходу их в глубь капельки – ее возвращение к сферической форме. [c.50]
Как показьшает многолетний опьгг использования разных электрических полей, эффективность разрушения различных эмульсий зависит не только от характера этих полей и технологических условий их применения, но и от природы самих эмульсий. Так, целесообразность применения постоянного или переменного электрических полей для обезвоживания топлив сильно зависит от электропроводности последних.
Для легких топлив, отличающихся малой электропроводностью, например для дистиллятов, очень эффективным оказьшается постоянное электрическое поле. Для тяжелых же топлив, характеризующихся высокой электропроводностью, т. ё. для нефтей, тяжелых дистиллятов и остаточных топлив, более целесообразно применять переменное электрическое поле [53]. Поэтому во всех электродегидраторах, предназначенных для обезвоживания нефти, создается переменное электрическое поле. Напряженность поля зависит от конструкции аппарата и может варьировать в пределах 1-3 кВ/см. [c.60]
О процессах взаимодействия электрического поля с модельными диэлектрическими системами в постоянном и переменном полях (частота 50 Гц) можно судить по деформапдш и скорости движения непроводящих капель в электрическом поле. Дополнительно можно применять метод автоколебания макрозаряда. Указанные характеристики определяют в электрофоретической ячейке с плоскопараллельными электродами (никелевые или стальные), представляющей собой копию ячейки С.
Као и Ф. Остерли, которые экспериментально установили, что на середине ячейки в области ( 0,4—0,5) см местное электрическое поле однородно. [c.22]
Поскольку силы взаимодействия поляризованных частиц загрязнений пропорциональны Е , предполагалось, что при вытянутой форме ассоциатов и близких расстояниях между ними характер сближения будет диполь-ным. Однако, как видно из приведенных выще данных, зффективность разделения в переменном поле оказалась намного ниже, чем в постоянном. Это связано с тем, что в постоянном электрическом поле возможно злектрофоретическое концентрирование частиц и капель, после чего поляризационная коагуляция может протекать как в первичном, так и во вторичном потенциальном минимуме. [c.95]
С помощью уравнений ( .15), (У.18) и (У.62) можно сделать количественную оценку частотной зависимости удельной электропроводимости в эмульсиях В/М. На начальной стадии действия напряжения постоянного тока, что равносильно действию переменного поля высокой частоты, величина заряда проводимости, возникающего, в основном, внутри капель воды (рис.
У.55, стадия А, система В/М), увеличивается ео временем довольно быстро. Это приводит к большому значенню наблюдаемой электропроводности, как видно из уравнений (У.18) и ( .15). При I сс (рис. У.55, стадия С, система В/М), т. е. при низких частотах, распределение заряда о внутри сферических частиц достигает состояния равновесия и уже дальнейшего возрастания у. со временем не наблюдается. В результате вся система па стадии С имеет низкие значения х. нри условии, что окружающая непрерывная фаза имеет низкую удельную электропроводность. [c.388]
Если к такой системе ориентированных спинов приложить пере-1енное поле, магнитная компонента которого перпендикулярна постоянному магнитному полю, то при частоте переменного поля V, удовлетворяющей условию резонанса Ь> = происходят ин- [c.24]
Явление импульсного ЯМР [1] состоит в изменении суммарной ядерной намагннченностн образца, помещенного одновременно в однородное постоянное магнитное поле и импульсное радиочастотное магнитное поле соответствующей частоты.
Пре-цесспрующий вектор макроскопичсскоп ядерной намагниченности индуцирует в приемной катушке переменное напряжение, которое пропорционально концентрации исследуемых ядер н является функцией продольного времени (спин-решеточной) релаксации Ti и поперечного времени (спин-спиновой) релаксации T a. Из параметров сигнала ЯМР можно установить а) вид ядер — из напряженности магнитного поля и резонансной частоты б) число ядер, дающих вклад в резонанс,— из амплитуды сигнала в) связь между ядрами и их окружением и молекулярную подвижность — пз времен релаксации. [c.100]
При наложении переменного поля Я], для которого характерна частота v, возникает некоторая намагниченность, перпендикулярная постоянному полю Яо. Скорость установления этой намагниченности характеризуется поперечным временем релаксации хг, которое по порядку величины равно (уАЯ1/2) или (уАЯ ) . Следовательно, Хг (называемое также спин-спиновым временем релаксации), как и ширина линии, определяется магнитным дипольным взаимодействием ядерных спинов.
При сильном сужении линии ЯМР полимеров (при высоких температурах) Тг стремится к Ть [c.216]
Рассмотрим сначала действие одиночного импульса высокочастотного поля Длительностью т на систему ядерных магнитных моментов, поляризованных сильным постоянным магнитным полем Яо. Импульс перпендикулярного Яо переменного поля резонансной частоты отклоняет результирующий вектор ядерной намагниченности М от равновесного направления, совпадающего с направлением Яо, на угол, определяемый при тдлительностью импульса и амплитудой высокочастотного поля. После прекращения действия импульса вектор М свободно прецессирует вокруг направления Яо с ларморовой частотой vo= у (2я) Яо, постепенно возвращаясь к равновесному положению (рис. 8.2). [c.220]
Для возбуждения переходов на образец, помещенный в постоянное однородное магнитное поле, необходимо воздействовать переменным магнитным полем Bv = B°v os(2лv/- -6), сравнимым по энергии с зеемановских уровней системы.
Резонансное поглощение электромагнитного излучения происходит при условии, что вектор осциллирующего магнитного поля перпендикулярен направлению постоянного магнитного поля 8,-1 В и для рассматриваемой двухуровневой системы удовлетворяется равенство [c.11]
Магнитные стали используют для изготовления постоянных магнитов и сердечников магнитных устройств, работающих в переменных полях. Для постоянных магнитов применяют высокоуглеродистые стали, легированные хромом или вольфрамом. Они хорошо намагничиваются и длительное время сохраняют остаточную индукцию. Сердечники магнитных устройств изготовляют из низко-углеродистых (менее 0,005% С) сплавов железа с кремнием. Эти стали легко пе-ремагничиваются и характеризуются малым значением электрических потерь. [c.629]
Электродинамическое взаимодействие состоит в позбуждении в токопроводящем материале вихревых токов, которые затем взаимодействуют с постоянным магнитным полем и вызывают колебания электронного газа , а это, в свою очередь, приводит к возбуждению колебаний атомов, т.
е. кристаллической решетки материала. На рис. 1.28 вихревые токи, индуцируемые в ОК катушкой 2 с переменным током, направлены перпендикулярно плоскости чертежа, а силы их взаимодействия с магнитным полем — параллельно поверхности ОК- В результате в ОК возбудится поперечная волна. Обратный эффект состоит в возбуждении вихревых токов в металле, колеблющемся в постоянном магнитном поле под действием упругих волн. Эти вихревые токи индуцируют переменный ток в катушке 2, которая в данном случае служит приемником. [c.68]
Спектр ЭПР получают, варьируя напряженность постоянного магнитного поля Я и не изменяя частоту переменного поля V, т. е. энергию Ну. Если построить график зависимости энергии резонансного поглощения от напряженности постоянного магнитного поля д 1вН (рис. 8.10, а), то получится кривая с максимумом, проекция которого на ось абсцисс дает величину резонансной энергии постоянного поля д 1вНг, а высота — величину резонансной [c.204]
ОСОБЕННОСТИ АКСИАЛЬНОГО МАГНИТНОГО ПОЛЯ ФЕРРОМАГНЕТИКОВ
Антошко Валентин Яковлевич
Кандидат технических наук, доцент кафедры естественнонаучных и гуманитарных дисциплин
Азовский морской институт национального университета «Одесская морская академия»
Украина, г.
Мариуполь
Аннотация: Рассмотрены причины возникновения аксиального магнитного поля в ферромагнетиках при прохождении переменного электрического тока. Получены зависимости внешнего магнитного поля и электромагнитного поля переменного электрического тока на аксиальное магнитное поле ферромагнетика. Эти зависимости позволяют утверждать о влиянии этих полей на доменную структуру ферромагнетиков. Степень ориентации доменов является основным фактором возникновения аксиального магнитного поля ферромагнетика.
Ключевые слова: аксиальное магнитное поле, ферромагнетик, домены.
Известно, что вокруг проводника с током возникает магнитное поле. Однако установлено, что в случае ферромагнитного проводника, при пропускании через него переменного электрического тока, кроме магнитного поля вокруг проводника создается магнитное поле внутри ферромагнитного проводника. Так как магнитное поле распространяется внутри ферромагнетика, то оно получило название аксиального магнитного поля от латинского слова аксиалис (axialis) – вдоль оси [1].
Изложение основного материала: Аксиальное магнитное поле изучалось с помощью измерительного устройства состоящего из ферромагнитного проводника (сталь 35) длиной 26см и диаметром 1,4мм, помещенного в соленоид такой же длины. Через ферромагнетик пропускался переменный электрический ток в интервале от 1 до 6 ампер. ЭДС соленоида измерялась с помощью прибора Ф4372. Индукция аксиального магнитного поля оценивалась по значению ЭДС используемого соленоида и определялась по формуле:
где N – число витков в соленоиде, N = 2950;
ν – частота сети, ν = 50с-1;
S – площадь поперечного сечения ферромагнетика;
ε – ЭДС измерений соленоида.
Зависимость индукции аксиального магнитного поля ферромагнетика от силы переменного электрического тока при ориентации ферромагнетика вдоль магнитного поля Земли представлена в таблице №1.
Таблица №1 – Зависимость индукции аксиального магнитного поля ферромагнетика от силы переменного тока.
|
Переменный электрический ток ферромагнетика I, А |
Индукция аксиального магнитного поля ферромагнетика В, Тл |
|
1 |
0,09 |
|
2 |
0,39 |
|
3 |
0,89 |
|
4 |
1,11 |
|
5 |
1,30 |
|
6 |
1,44 |
Полученные значения свидетельствуют о зависимости индукции аксиального магнитного поля от силы тока.
Значит, переменный электрический ток каким-то образом способствует увеличению аксиального магнитного поля. При этом следует отметить, что эти закономерности имеют место только в случае, если ферромагнетик расположен вдоль магнитного поля Земли. Значит, влияние внешнего магнитного поля (поля Земли) является существенным фактором возникновения аксиального магнитного поля.
Максимальное значение индукции (В=1,44Тл) аксиального магнитного поля ферромагнетика наблюдается при расположении измерительного устройства вдоль магнитного поля Земли.
Минимальная индукция (В=0,08Тл) аксиального магнитного поля ферромагнетика наблюдается при перпендикулярном расположении ферромагнетика магнитному полю Земли. Если при этом расположении ферромагнетика к нему подвести внешний постоянный магнит, то индукция аксиального магнитного поля ферромагнетика увеличивается в десятки раз.
Зависимость индукции аксиального магнитного поля ферромагнетика от его ориентации относительно магнитного поля Земли представлена в таблице №2.
Зависимость эту рассмотрим при постоянном значении переменного электрического тока равном 6А.
Таблица №2 – Зависимость индукции аксиального магнитного поля ферромагнетика от его ориентации относительно магнитного поля Земли.
|
Переменный электр. ток ферромагнетика I, А |
Ориентация ферромагнетика относительно магн.поля Земли, град. |
Индукция аксиального магн. поля ферромагнетика В, Тл |
|
6 |
0 |
1,44 |
|
6 |
30° |
0,96 |
|
6 |
60° |
0,51 |
|
6 |
90° |
0,08 |
Таким образом, установлена зависимость индукции аксиального магнитного поля ферромагнетика от внешнего магнитного поля.
Поэтому можно утверждать, что внешнее магнитное поле является одной из причин возникновения аксиального магнитного поля ферромагнетика при пропускании через него переменного электрического тока.
Следует предположить, что в создании аксиального магнитного поля ферромагнетика есть какая-то доля и переменного электрического тока. Потому что переменный электрический ток создается переменным электрическим полем. А переменное электрическое поле создает переменное магнитное поле [2].
Значит, аксиальное магнитное поле ферромагнетика однозначно создается выше отмеченными магнитными полями.
В чем же заключается функциональное действие этих полей? Что бы ответить на этот вопрос следует обратить внимание на внутреннюю структуру ферромагнетиков. Ферромагнетики состоят из доменов – элементов структуры, обладающих магнитным полем. При воздействии внешних магнитных полей возникает ориентация доменов. От степени ориентации доменов изменяется магнитное поле ферромагнетика.
Это и является причиной отмеченных закономерностей аксиального магнитного поля ферромагнетика. Значит, только домены являются ответственными за аксиальные магнитные поля.
Выводы:
1. Установлена зависимость аксиальных магнитных полей ферромагнетика от внешних магнитных полей и от магнитного поля Земли.
2. Установлено влияние на аксиальные магнитные поля ферромагнетика электромагнитных полей переменного электрического тока.
3. Причиной образования аксиальных магнитных полей является доменная структура ферромагнетика. Взаимодействие внешних магнитных полей способствует ориентации доменов ферромагнетика. Степень ориентации доменов определяет зависимость аксиальных магнитных полей от внешних магнитных полей.
Литература:
1. Патент 47587, Україна, МПК GOLR 33/00. Пристрій для вимірювання магнітного поля / В.Я. Антошко. – № 09441; – заявл. 14.09.2010; опубл. 10.02.2010, Бюл. №3.
2. Максвелл // БСЭ. Т. 15.
– М.: Советская энциклопедия, 1974. – с. 252-254.
в СПбГУ разработали крошечный прибор для изучения ориентации птиц по магнитному полю Земли
Сегодня магнитный орган, позволяющий перелетным птицам определять север и юг, все еще остается для ученых загадкой: эксперименты показывают, что он точно есть, но никто не понимает, где он локализован и как работает. Известно, что птицы для ориентации в пространстве используют сразу несколько источников информации: солнце, звезды, ландшафт, запахи, а также параметры геомагнитного поля, позволяющие определить направление (магнитный компас) и, возможно, местоположение (магнитная карта). Еще известно, что, если воздействовать на все тело птицы слабым переменным магнитным полем в мегагерцовом диапазоне, то работа компаса нарушится. Кроме того, в 2018 году международная группа исследователей, куда вошли ученые СПбГУ, выяснила, что информация о магнитном местоположении передается в мозг птицы по глазничной ветви тройничного нерва.
Нерв есть, функция есть, однако сам рецептор все еще не найден.
Одна из теорий, объясняющая уникальную способность перелетных птиц, связана со свойствами криптохрома — этот белок находится в сетчатке глаз птиц и некоторых других животных. В зависимости от воздействия магнитного он поля способен по-разному вести себя в фотохимических превращениях. С его помощью, как предполагают некоторые исследователи, птица может в буквальном смысле видеть магнитное поле. Чтобы проверить, действительно ли магнитный компас связан с глазами, ученые СПбГУ решили направить именно на эту область переменное магнитное поле, которое теоретически должно сбить с толку птичий компас.
«Мы разработали миниатюрное устройство весом всего 0,95 грамма, которое состоит из микрогенератора — он создает переменный ток на высокой частоте, а также маленьких индукционных катушек — они создают высокочастотное магнитное поле, — рассказал ведущий научный сотрудник лаборатории оптики спина имени И.
Н. Уральцева СПбГУ Кирилл Кавокин. — Так как катушки очень маленькие, магнитное поле можно локально приложить к верхней передней части черепа птицы, где находятся глаза. Сделать такой прибор было непросто, к тому же мы долго подбирали клей, который не вредил бы птице и надежно удерживал конструкцию. Им оказался клей для ресниц».
Н. Уральцева СПбГУ Кирилл Кавокин. — Так как катушки очень маленькие, магнитное поле можно локально приложить к верхней передней части черепа птицы, где находятся глаза. Сделать такой прибор было непросто, к тому же мы долго подбирали клей, который не вредил бы птице и надежно удерживал конструкцию. Им оказался клей для ресниц».
Микрогенераторами как рюкзачками снабдили 22 садовые славки. Это небольшие птички, распространенные по всей территории Европы, которые на время зимовки улетают в Африку. Перехватывали их на пути к южным квартирам в начале осени — на биостанции «Рыбачий» на Куршской косе в Калининградской области. После серии экспериментов оказалось, что птицы как с включенными генераторами, так и с выключенными ведут себя одинаково: помещенные в специальные круглые клетки без доступа к видимым ориентирам они все-таки прыгают в том направлении, куда полетели бы, если бы были свободны, — на юго-запад. А если переменное поле прикладывалось ко всему телу птицы, когда клетку с ней помещали в большую стационарную катушку, животное полностью теряло способность определять направление.
«Этот неожиданный результат ставит под сомнение господствующую фотохимическую теорию магнитного компаса птиц. По крайней мере, он говорит о том, что у птиц есть другие сенсорные системы, чувствительные к слабым высокочастотным магнитным полям, а это значительным образом меняет существующие представления о биофизике и нейрофизиологии магниторецепции», – отметила один из ведущих авторов исследования, доцент кафедры зоологии позвоночных СПбГУ Юлия Бояринова.
Во время следующих экспериментов ученые хотят изучить и другие места на теле птицы, где, возможно, прячется компас: некоторые исследования говорят, что это может быть верхняя часть клюва, а также лагена — часть внутреннего уха птицы. Чтобы проверить новые теории, экспериментаторы смогут воспользоваться этими же мини-устройствами — придется только немного изменить индукционные катушки.
«Сейчас наш интерес в основном фундаментальный — он связан с любопытством, потому что магнитный компас птиц — это все еще нерешенная загадка, — отметил Кирилл Кавокин.
— Однако есть шанс, что решение этой фундаментальной задачи поможет в будущем создать новые бесспутниковые навигационные системы. Ведь птицы всегда знают, куда лететь, и спутники им для этого не нужны».
Магнитное поле Земли может меняться в 10 раз быстрее, чем считалось ранее – ScienceDaily
Новое исследование Университета Лидса и Калифорнийского университета в Сан-Диего показывает, что изменения направления магнитного поля Земли могут происходить в 10 раз быстрее, чем думал ранее.
Их исследование дает новое представление о закрученном потоке железа на глубине 2800 километров под поверхностью планеты и о том, как он повлиял на движение магнитного поля за последние сто тысяч лет.
Наше магнитное поле создается и поддерживается конвективным потоком расплавленного металла, образующего внешнее ядро Земли. Движение жидкого железа создает электрические токи, которые питают поле, что не только помогает управлять навигационными системами, но также помогает защитить нас от вредного внеземного излучения и удерживать нашу атмосферу на месте.
Магнитное поле постоянно меняется. Спутники теперь предоставляют новые средства для измерения и отслеживания текущих сдвигов, но это поле существовало задолго до изобретения созданных человеком записывающих устройств.Чтобы запечатлеть эволюцию поля в геологическом времени, ученые анализируют магнитные поля, записанные отложениями, потоками лавы и искусственными артефактами. Точное отслеживание сигнала от поля ядра Земли является чрезвычайно сложной задачей, поэтому скорость изменения поля, оцененная с помощью этих типов анализа, все еще обсуждается.
Доктор Крис Дэвис, доцент Лидса, и профессор Кэтрин Констебл из Института океанографии Скриппса Калифорнийского университета в Сан-Диего, Калифорния, выбрали другой подход.Они объединили компьютерное моделирование процесса генерации поля с недавно опубликованной реконструкцией временных вариаций магнитного поля Земли за последние 100000 лет
Их исследование, опубликованное в Nature Communications , показывает, что изменения направления магнитного поля Земли достигли скорости, которая в 10 раз превышала самые быстрые из известных в настоящее время изменений, составляющие до одного градуса в год.
Они демонстрируют, что эти быстрые изменения связаны с локальным ослаблением магнитного поля.Это означает, что эти изменения обычно происходили примерно в то время, когда поле меняло полярность, или во время геомагнитных экскурсий, когда ось диполя – соответствующая силовым линиям, которые выходят из одного магнитного полюса и сходятся на другом – перемещается далеко от мест на севере. и Южные географические полюса.
Наиболее ярким примером этого в их исследовании является резкое изменение направления геомагнитного поля примерно на 2,5 градуса в год 39 000 лет назад. Этот сдвиг был связан с локально слабой напряженностью поля в ограниченной пространственной области недалеко от западного побережья Центральной Америки и последовал за глобальным путешествием Лашампа – коротким изменением магнитного поля Земли примерно 41000 лет назад.
Подобные события выявляются при компьютерном моделировании поля, которое может выявить гораздо больше деталей их физического происхождения, чем ограниченная палеомагнитная реконструкция.
Их подробный анализ показывает, что самые быстрые изменения направления связаны с перемещением пятен обратного потока по поверхности жидкого ядра. Эти пятна более распространены в более низких широтах, что предполагает, что будущие поиски быстрых изменений направления должны быть сосредоточены на этих областях.
Доктор Дэвис из Школы Земли и окружающей среды сказал: «У нас очень неполные знания о нашем магнитном поле до 400 лет назад. Поскольку эти быстрые изменения представляют собой некоторые из наиболее экстремальных характеристик жидкого ядра, они могут дать важную информацию. о поведении глубоких недр Земли “.
Профессор Констебль сказал: «Понимание того, точно ли компьютерное моделирование магнитного поля отражает физическое поведение геомагнитного поля, выведенное из геологических данных, может быть очень сложной задачей.
«Но в этом случае мы смогли продемонстрировать отличное согласие как в скорости изменений, так и в общем местонахождении наиболее экстремальных явлений по целому ряду компьютерных симуляций.
Дальнейшее изучение эволюции динамики в этих симуляциях предлагает полезную стратегию для документирования как происходят такие быстрые изменения и обнаруживаются ли они также в периоды стабильной магнитной полярности, подобные тому, что мы переживаем сегодня ».
История Источник:
Материалы предоставлены Университетом Лидса . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.
Последняя альтернатива GPS для ВВС: магнитные поля Земли
Список файлов cookie
Файл cookie – это небольшой фрагмент данных (текстовый файл), который веб-сайт при посещении
пользователь – просит ваш браузер сохранить на вашем устройстве информацию о вас, такую как ваш
языковые предпочтения или данные для входа. Эти файлы cookie устанавливаются нами и называются основными файлами cookie.Мы тоже
использовать сторонние файлы cookie – файлы cookie из домена, отличного от домена веб-сайта, на котором вы находитесь
посещение – за наши рекламные и маркетинговые усилия.
В частности, мы используем файлы cookie и другие средства отслеживания.
технологии для следующих целей:
Строго необходимые файлы cookie
Мы не разрешаем вам отказываться от наших определенных файлов cookie, поскольку они необходимы для обеспечить надлежащее функционирование нашего веб-сайта (например, показывать наш баннер с файлами cookie и помнить о вашей конфиденциальности choices) и / или для мониторинга производительности сайта.Эти файлы cookie не используются в целях «продажи» ваши данные в соответствии с CCPA. Вы можете настроить свой браузер так, чтобы он блокировал или предупреждал вас об этих файлах cookie, но некоторые части сайта не будет работать должным образом, если вы это сделаете. Обычно вы можете найти эти настройки в Опциях или Меню настроек вашего браузера. Посетите www.allaboutcookies.org Узнать больше.
Функциональные файлы cookie
Мы не разрешаем вам отказываться от наших определенных файлов cookie, поскольку они необходимы для
обеспечить надлежащее функционирование наших
веб-сайт (например, запрос нашего баннера cookie и запоминание ваших настроек конфиденциальности) и / или для мониторинга сайта
представление.
Эти файлы cookie не используются в целях «продажи» ваших данных в соответствии с CCPA. Ты
может настроить ваш браузер так, чтобы он блокировал или предупреждал вас об этих файлах cookie, но некоторые части сайта не будут работать как
предназначено, если вы это сделаете. Обычно вы можете найти эти настройки в меню «Параметры» или «Настройки» вашего
браузер. Посетите www.allaboutcookies.org
Узнать больше.
Файлы cookie производительности
Мы не разрешаем вам отказываться от наших определенных файлов cookie, поскольку они необходимы для
обеспечить надлежащее функционирование наших
веб-сайт (например, запрос нашего баннера cookie и запоминание ваших настроек конфиденциальности) и / или для мониторинга сайта
представление.Эти файлы cookie не используются в целях «продажи» ваших данных в соответствии с CCPA. Ты
может настроить ваш браузер так, чтобы он блокировал или предупреждал вас об этих файлах cookie, но некоторые части сайта не будут работать как
предназначено, если вы это сделаете.
Обычно вы можете найти эти настройки в меню «Параметры» или «Настройки» вашего
браузер. Посетите www.allaboutcookies.org
Узнать больше.
Продажа личных данных
Мы также используем файлы cookie, чтобы персонализировать вашу работу с нашими веб-сайтами, в том числе с помощью определение наиболее релевантного контента и рекламы для показа вам, а также для отслеживания посещаемости сайта и производительность, чтобы мы могли улучшить наши веб-сайты и ваш опыт.Вы можете отказаться от использования таких файлы cookie (и соответствующая «продажа» вашей Личной информации) с помощью этого переключателя. Ты все еще будешь увидеть рекламу, независимо от вашего выбора. Поскольку мы не отслеживаем вас на разных устройствах, браузеры и свойства GEMG, ваш выбор будет действовать только для этого браузера, этого устройства и этого Веб-сайт.
Файлы cookie социальных сетей
Мы также используем файлы cookie, чтобы персонализировать вашу работу с нашими веб-сайтами, в том числе с помощью
определение наиболее релевантного контента и рекламы для показа вам, а также для отслеживания посещаемости сайта и
производительность, чтобы мы могли улучшить наши веб-сайты и ваш опыт.
Вы можете отказаться от использования таких
файлы cookie (и соответствующая «продажа» вашей Личной информации) с помощью этого переключателя. Ты все еще будешь
увидеть рекламу, независимо от вашего выбора. Поскольку мы не отслеживаем вас на разных устройствах,
браузеры и свойства GEMG, ваш выбор будет действовать только для этого браузера, этого устройства и этого
Веб-сайт.
Целевые файлы cookie
Мы также используем файлы cookie, чтобы персонализировать вашу работу с нашими веб-сайтами, в том числе с помощью
определение наиболее релевантного контента и рекламы для показа вам, а также для отслеживания посещаемости сайта и
производительность, чтобы мы могли улучшить наши веб-сайты и ваш опыт.Вы можете отказаться от использования таких
файлы cookie (и соответствующая «продажа» вашей Личной информации) с помощью этого переключателя. Ты все еще будешь
увидеть рекламу, независимо от вашего выбора.
Поскольку мы не отслеживаем вас на разных устройствах,
браузеры и свойства GEMG, ваш выбор будет действовать только для этого браузера, этого устройства и этого
Веб-сайт.
Эта магнитная карта показывает Землю такой, какой вы никогда ее не видели | Умные новости
На протяжении десятилетий спутники позволяли людям заглядывать в свою планету, давая когда-то немыслимую перспективу тому, что происходит внизу.Однако в наши дни эти виды стали настолько распространенными, что многие не удивляются новым спутниковым картам – если, конечно, они не показывают магнитное поле Земли.
Как сообщает Джонатан Амос из BBC, новая карта делает именно это. Он был создан с использованием данных миссии Swarm Европейского космического агентства, которая посвящена изучению магнитного поля Земли из космоса.
Используя три идентичных спутника, Swarm измеряет магнетизм в ядре Земли, мантии, коре, океанах, ионосфере и магнитосфере.Есть надежда, что миссия даст новую информацию о магнитном поле Земли и о том, почему оно ослабевает.
Немногие знают о магнитном поле Земли ежедневно – его невозможно увидеть или почувствовать без правильных инструментов. Но он присутствует каждый день, и ученые считают, что он все время меняется. Геомагнитная инверсия (процесс, во время которого магнитные полюса Земли меняют положение) происходила несколько раз на протяжении долгой истории планеты. Ученые подозревают, что сейчас это происходит, и Swarm – это часть их попытки выяснить, что происходит с полем.
Как объясняет Амос, этот последний спутник более сложен, чем предыдущие итерации, и может наблюдать магнитное поле Земли с более высоким разрешением, чем когда-либо прежде. Используя унаследованную информацию из прошлых спутниковых миссий, ученые надеются использовать ее, чтобы нанести на карту магнетизм планеты с максимальной детализацией.
Так что же открывает новая карта, в которой используются данные Swarm и ее предшественницы, Champ? Много – в выпуске, ESA называет это «карта самого высокого разрешения этого поля из космоса на сегодняшний день.”
На карте показаны магнитные полосы – места, которые показывают чередование нормальной и обратной полярности – вдоль коры океана. Считается, что эти полосы образовались при охлаждении горной породы в разные моменты магнитной истории Земли и считаются своего рода записью многих полярных инверсий Земли. По мере того как новая кора образуется в срединно-океанических хребтах Земли и расширяется морское дно, они движутся узнаваемыми полосами.
Вы также можете обнаруживать магнитные аномалии – места с необычно высоким уровнем магнетизма – на карте.Одна такая аномалия находится в Центральноафриканской Республике. Если вы воспользуетесь магнитным компасом, стоя над магнитной аномалией Банги, он выскочит из-за огромного магнитного поля. До сих пор не известно, почему Банги является домом для такой экстремальной магнитной аномалии, но вполне возможно, что это произошло, когда богатый железом астероид врезался в эту область миллионы лет назад.
В будущем, сообщает Амос, ученые будут использовать эту информацию для обновления Мировой цифровой карты магнитных аномалий, текущего золотого стандарта магнитных карт.Ученые ЕКА говорят, что это шанс однажды понять, что происходит внутри земной коры – место, которое ученые не могут легко изучить из-за логистики, в том числе из-за того, что большая часть ее находится под водой.
Иногда полезно иметь другую перспективу, и новая магнитная карта обещает дать ученым именно это. Для всех остальных это шанс увидеть Землю в новом свете – напоминание о том, что, хотя мы не можем видеть или даже чувствовать магнитное поле Земли, оно с нами каждый день.
наука о планете Земля Ядро Земли Геология Карты Новое исследованиеРекомендованные видео
Электроэнергия из магнитного поля Земли
& bullet; Physics 9, 91
Лазейка в результате классического электромагнетизма может позволить простому устройству на поверхности Земли генерировать крошечный электрический ток из магнитного поля планеты.
P. Reid / Univ. of Edinburgh
Отслеживание вращения Земли. Хотя магнитное поле Земли не выровнено точно с осью вращения планеты, есть компонент поля, который симметричен относительно этой оси. Предлагаемое устройство, взаимодействующее с этим компонентом, будет извлекать энергию из вращения Земли для производства электроэнергии. Учет вращения Земли. Хотя магнитное поле Земли не выровнено точно с осью вращения планеты, есть компонент поля, который симметричен относительно этой оси.Предлагаемое устройство, взаимодействующее с этим компонентом … Показать ещеP. Reid / Univ. Эдинбурга
Отслеживание вращения Земли. Хотя магнитное поле Земли не выровнено точно с осью вращения планеты, есть компонент поля, который симметричен относительно этой оси. Предлагаемое устройство, взаимодействующее с этим компонентом, будет извлекать энергию из вращения Земли для производства электроэнергии. ×Может показаться, что классическая электромагнитная теория преподнесет несколько сюрпризов, но два исследователя утверждают, что один аспект полученной мудрости неверен.Теоретически они показывают, что устройство, пассивно сидящее на поверхности Земли, может генерировать электрический ток за счет взаимодействия с магнитным полем Земли. Мощность предлагаемого устройства будет измеряться в нановаттах, но, в принципе, ее можно увеличить.
Эксперимент столетней давности показал, что если любой электромагнит с цилиндрической симметрией (симметрией стержневого магнита) вращается вокруг своей длинной оси, его магнитное поле не вращается [1]. В магнитном поле Земли есть компонент, симметричный относительно оси вращения (который не совмещен с магнитными полюсами), поэтому согласно этому старому принципу осесимметричный компонент не вращается.Любой неподвижный объект на поверхности Земли проходит через эту составляющую поля, которая постоянна на любой заданной широте.
Другой основной результат электромагнетизма гласит, что электрический ток не будет развиваться внутри проводящего объекта, движущегося через однородное магнитное поле. Заряды внутри материала испытывают боковую силу, которая, в принципе, может производить ток. Но смещения электронов и ядер атомов быстро создают статическое электрическое поле, противодействующее магнитной силе.Равновесие между электрическими и магнитными силами устанавливается быстро, поэтому после небольшой начальной перестройки нет чистого движения заряда.
Этот принцип, кажется, подавляет любую идею о том, что стационарное устройство на поверхности Земли, движущееся с постоянной скоростью через невращающуюся часть поля Земли, может генерировать любую электрическую энергию. Но Крис Чиба из Принстонского университета и Кевин Хэнд из Лаборатории реактивного движения в Пасадене, Калифорния, увидели путь вперед.
Чтобы создать ток в проводнике, им нужно было создать на электронах магнитную силу, которую нельзя полностью нейтрализовать электрической силой. Используя то, что они называют лазейкой в традиционном аргументе о невозможности, теоретики показывают, что существуют конфигурации магнитных полей, которые нельзя устранить электрически; однако для этих конфигураций требуются особые условия.
Исследователи показывают, что такая конфигурация магнитного поля возможна в проводящей цилиндрической оболочке из материала с необычными магнитными свойствами.Во-первых, они указывают, что (как показали другие) магнитное поле внутри такой оболочки, расположенной на поверхности Земли, скажем, ориентированной вертикально на экваторе, значительно меньше поля снаружи. Когда этот объект движется через поле планеты, он постоянно сталкивается с однородным полем Земли и искажает его в некоторую неоднородную конфигурацию, при которой поле подавляется во внутреннем пространстве. Если магнитные свойства материала оболочки препятствуют быстрому искажению входящего поля, то поле никогда не достигнет той конфигурации, в которой оно находилось бы в состоянии покоя.Чиба и Хэнд утверждают, что возникающая магнитная сила не может быть нейтрализована возникающим электрическим полем. Команда показывает, что в этой ситуации электрический ток может течь по определенным замкнутым путям внутри цилиндрической оболочки. Электроды могут подключаться к этому источнику энергии, который, как доказывают Чиба и Хэнд, в конечном итоге исходит из энергии вращения Земли.
Чтобы разработать свое новое устройство, Чибе и Хэнд понадобился проводящий материал с таким необычным магнитным откликом – сложная комбинация.В качестве примера такого материала они обнаружили марганцево-цинковый феррит под названием MN60, который имеет нужные свойства, будучи, по словам Чибы, «плохим проводником, проводимость которого составляет примерно одну десятую проводимости морской воды».
Во многом из-за плохой проводимости мощность, которую прогнозирует команда, мала. Цилиндр длиной 20 см и диаметром 2 см будет генерировать десятки нановатт при десятках микровольт. Чиба думает, что есть способы увеличить эти цифры, но подчеркивает, что первая задача – это экспериментальное испытание, чтобы показать, что механизм действительно работает.
Филип Хьюз, радиоастроном из Мичиганского университета в Анн-Арборе, изучающий магнитогидродинамику астрофизических объектов, говорит, что механизм Чибы и Хэнда «основан на физике звука», но менее оптимистично настроен по поводу возможности масштабирования. Чиба говорит, что если механизм окажется правильным – а он непреклонен в том, что только эксперименты могут сказать наверняка, – он надеется, что инженеры поработают над улучшением результатов. Одна возможность, которую стоит изучить, предполагает он, – это двухслойный цилиндр, в котором медленный магнитный материал индуцирует геометрию поля, генерирующего ток, в соседнем материале с более высокой проводимостью.
Это исследование опубликовано в журнале Physical Review Applied .
–Дэвид Линдли
Дэвид Линдли – внештатный научный писатель из Александрии, Вирджиния.
Ссылки
- С. Дж. Барнетт, «Об электромагнитной индукции и относительном движении», Phys. Ред. (Серия I) 35 , 323 (1912).