導讀:本文為天文愛好者肖先生的投稿作品。他試圖解釋地磁假說。內容如下。
地磁假說
指南針是我國古代文明時期的四大發明之一。其原理是帶磁性的金屬針能感應出地球磁場的方向,而地球磁場是怎麼形成的呢?地球上海陸分布不均,在海陸交界面引起帶電離子的漂移,形成類似半導體二極體的P-N結,許多巨大的P-N結合電場便構成了地磁場。
首先,我們來看看地球的外部特徵。如圖(一)北半球陸地多,南半球海洋多,海水全部蒸發乾了的外形如圖(二),也可明顯看出南北半球海陸懸殊。
在海陸交界面是否真的引起了帶電離子的漂移呢?我們來做一個近似模擬實驗:用一個不鏽鋼盆裝適量水,放上一些鹽攪拌均勻,為了保證測量的準確性,在盆內墊上一層膠皮,膠皮上放一塊砂石,在鹽水和砂石的界面近似的形成海陸交界面,再用兩支帶導線的銅夾子分別夾住不繡鋼盆和砂石,用萬用表1K檔測量兩根導線間的電阻,交換表筆,多測幾次,如圖(三)圖(四),可明顯看出砂石和鹽水間表現出二極體特性,正極接砂石,負極接鋼盆為70K,反之為180K。
由此可知,在海陸界面同樣會引起帶電離子的漂移,形成類似二極體的P-N結,許多巨大的P-N結合電場便構成了地磁場。
根據這個試驗,可把地球看成一個巨大的二極體,北極為正極,帶負電荷,南極為負極,帶正電荷。所表現出的結電場和現在已知的地磁場方向一致。如圖(五)。
我們也知道,大陸架會發生漂移,海陸之間都在發生緩慢的變化,它們之間形成的P-N結也一起變化,直接導致地磁場隨之變化,只是很緩慢,有可能增強,減弱,方位移動,理論上不可能瞬間顛倒。
綜上所述,地球上海陸分布不均,形成了地磁場。宇宙中的天體各種物質分布的均勻程度不盡相同,這也不同程度的引起了帶電離子的漂移。最終構成了它們特有的磁場及強度。
作者簡介:青山綠水(網名),原名肖慈華。男,漢簇,1974年生於四川富順縣鄉村家庭,高中學歷,天文物理愛好者。現在家種地,也主要從事電工,機修工作。自主研發出耕地的耕地機。
延伸閱讀:本文為肖先生的投稿作品。肖先生從事電工,機修工作,精通電路,而我不懂。電磁是物質所表現的電性和磁性的統稱。電磁現象產生的原因在於電荷運動產生波動,形成磁場,因此所有的電磁現象都離不開電場。地磁又稱「地球磁場」或「地磁場」,是指地球周圍空間分布的磁場。
地磁場類似磁鐵棒,但是這種相似只是粗略的。磁鐵棒或是其它永久磁鐵的磁場是由於鐵原子中的電子有序的運動而形成的。然而,地核的溫度高於居裡點(鐵的居裡點1043K),鐵原子的電子軌道的方向會變得隨機化,這樣的隨機化會使得物質失去它的磁場。因此地磁場的成因並不是由於有磁性的鐵礦,主要的因素是電流(地電流(telluric currents))。另一項地磁場與磁棒不同的特徵是地磁場的磁圈。磁圈與地球有一段距離,與地磁場表面有關。此外,在地核中的磁化的組成成分是轉動的而不是靜止的。
地磁是一種地球所具有的磁性現象。羅盤指南和磁力探礦都是地磁的利用。
地磁又稱「地球磁場」或「地磁場」,指地球周圍空間分布的磁場。地球磁場近似於一個位於地球中心的磁偶極子的磁場。它的磁南極(S)大致指向地理北極附近,磁北極(N)大致指向地理南極附近。地表各處地磁場的方向和強度都因地而異。地磁強度由赤道向兩極呈現由低到高的態勢,即低緯度地區磁場低,高緯度地區磁場高。赤道附近磁場最小(約為0.3-0.4奧斯特),兩極最強(約為0.7奧斯特)。其磁力線分布特點是赤道附近磁場的方向是水平的,兩極附近則與地表垂直,地球表面的磁場受到各種因素的影響而隨時間發生變化,地磁的南北極與地理上的南北極相反。
所以至今地磁是如何形成的,還值得研究。而肖先生給出的這個答案,是否可行,我自己無從判斷。給肖先生點讚!起碼他是勇於思考和行動的人。