磁力の方向は変わりますか? 11重要な事実

磁力の方向は変わりますか? これに対する答えは、さらに議論することです。 観察可能な変化を基礎となるプロセスに接続することで、他の方法では利用できない世界の一部に関する重要な詳細を発見できます。

百万年ごとに数回ランダムな周期で起こる逆転は、歴史的に地球の磁場の最も速い変化に関連してきました。

しかし、実際の逆転にリンクされているデータとは異なり、フィールドの変更ははるかに高速で最近のものであることがわかりました。

磁場の方向は変わりますか?

磁力は粒子の移動方向を変更しますが、速度や運動エネルギーは変更しません。 ワイヤーにかかる磁力、ブラウン管内の電子の磁気偏向、陽子にかかる磁力。

磁力の方向は変わりますか
「地球の磁場」画像クレジット: ウィキメディア

磁場が減少している地域では、デイビスとコンスタブルは、磁場が毎年10度もシフトする可能性があることを発見しました。 この速度は、以前のモデルの予測よりも約10倍速く、現在の測定で観察された変化よりもほぼ100倍速くなっています。

モデルは、溶融コアの一部が方向を反転すると、磁場の方向が急激に変化することを示しました。 低緯度での急速な方向変化の研究者の観察は、このコアの逆転が赤道に近い地域でより頻繁であったという事実と一致していました。

研究の著者によると、低緯度が最も速く変化するというこの新鮮な証拠は、科学者が将来そこに努力を集中することを推奨しています。

なぜ磁力の方向が変わるのですか?

電磁力は、電流と流体の流れを結び付けます。 さらに、コアの構成はおそらく均一ではありません。 渦電流は、電荷を運ぶ流体の流れに加えて、電磁誘導を介して生成することができます。 かなり強力なコンピューターがなければ、この非常に複雑なシステムを特徴付ける方程式を解くことは不可能です。

地球の外核を作る物質は、液体であると同時に電気の伝導体でもあります。 熱対流は流体の流れを放出します。

数値シミュレーションによると、地球の磁場は「無秩序」であり、その極性と構造を頻繁に変化させます。 この複雑さのために、電流の方向が流れる場所で必然的に変化することなく、磁場が変化する可能性があります。

システムは「カオス的」であるため、流れの比較的わずかな変化により、磁場が大幅にシフト(または逆転)する可能性があります。 シミュレーションであるにもかかわらず、コンピューターモデルは、地球の表面で測定できる磁場の経年変化を再現することに非常に成功しています。

「変化する磁場」画像クレジット: ウィキメディア

磁場の方向はどのくらい変わりますか?

惑星の液体コアは磁場を生成し、鉄の旋回運動は宇宙に伸びる磁場を生成します。 太陽風(太陽から流れる荷電粒子の流れ)をそらすことにより、太陽の有害な放射から地球を保護するバリアとして機能し、大気を維持するのに役立ちます。

科学者たちは、地球の磁場が以前に想定されていたよりも約100,000倍速く方向を変える可能性があることを発見しました。 研究者は、過去XNUMX万年間の活動をシミュレートすることにより、この分野が時間の経過とともにどのように変化したかを示すことができました。 調査結果は、フィールドが局所的に弱いとき、方向の突然の変化が逆転の時間の間に頻繁に起こることを示しました。

液体コアの動きにより、磁場は絶えず変化しています。 磁北極と南極は、著しく弱くなると位置が切り替わります。 これらの時代は絶滅に関連しており、放射線の上昇を伴います。 変更が発生する方法、時期、理由を理解することは、非常に長い期間にわたって発生するため困難です。

「変化する磁場の量」画像クレジット: ウィキメディア

磁場の方向はどのくらいの頻度でいつ変化しますか?

北極と南極があるため、磁場は主に双極子に似ています。 それに応じて、コンパスの針はこれらの場所で直接下または上になります。 冷蔵庫で見られるような棒磁石の磁場に似ているとよく言われます。 棒磁石とは大きく異なる地球の磁場は、大きな小さな変動を示します。

磁気コンパスを使用すると、地球に磁場があることがわかります。 それは主に惑星の非常に高温の溶融コアで生成され、惑星の歴史の大部分に存在していた可能性があります。

磁場が逆転ではなく「エクスカーション」を経験することがあることに注意するのは興味深いことです。

ここでは、全体的な強度、つまりコンパスの針を推進する力が大幅に低下します。 力の間にフィールドは逆転しません。 むしろ、後で同じ極性で再生されるため、北極は北のまま、南極は南のままです。

磁場の方向を変えるものは何ですか?

白亜紀は通常、地球の歴史の中で他のすべての時点で逆転する期間です。 逆転は予測可能でも、決して周期的でもありません。 したがって、平均反転間隔についてのみ説明します。

地球の磁場は、その歴史を通して多くの極性の逆転を経験してきました。 これは、火山岩、特に海底から掘り起こされた火山岩の磁気パターンに見られます。 過去4万年にわたって5万年ごとに10またはXNUMX回の逆転を平均します。

たとえば、数学的シミュレーションから、完全な逆転が完了するまでにXNUMX年から数千年かかる可能性があるようです。 人間の時間スケールでは鈍いですが、これは地質学的基準では急速です。

上記のように、磁場が逆転するときに磁場がどのように変化するかについて、地質学的測定から得られる情報はあまりありません。

 また、時間の経過とともに、極が現在の場所から赤道に向かって、また赤道を横切って「さまよう」こともあります。 地球上のどこでも、フィールドの全体的な力は、現在のXNUMX分のXNUMXよりも強くないかもしれません。

右利きの原則

右手の法則は、物理学者が予想される運動の方向を思い出すのに便利な手法です。 それは、磁場とそれらが移動電荷に及ぼす力を接続する基礎となる物理学に基づいています。

磁力の方向を覚えるために、物理学者は右手の法則として知られるハンドコードを適用しました。 次に、人差し指と親指と平行になるように中指を向けます。

物理学者が意図せずに左手を使用して、磁力が間違った方向を向くと予測する場合があります。

「右手の法則による磁場」画像クレジット: ウィキメディア

磁場変化の例

ワイヤーの電流

電流は移動電荷にすぎないことはすでにわかっているので、電流がワイヤを流れるとき、単一の移動電荷と同じように磁場の影響を受けるだけです。

ワイヤーを介した正電荷の動きは、ワイヤー内の従来の電流について話すときに意味するものです

親指は正のxxx方向を指し、人差し指は正のyyy方向を指し、中指は正のzzz方向を指します。 これは右手の法則として知られています。

ワイヤーの電流によって引き起こされる磁場

まっすぐなワイヤーの磁場は、それを流れる電流によって生成され、ワイヤーの周りにリングを形成します。 指を丸めて右手の親指をワイヤーの流れの方向に向けることで、それを見つけることができます。 ワイヤーを取り巻く磁場により、指が同じ方向にカールします。

磁場は、移動する電荷の影響を受けるだけではありません。 それらはまた、電荷を動かすことによって生成することができます。 XNUMX番目の右手の法則を使用して、電荷の移動によって生成される磁場を決定できます。

磁場の方向がすでにわかっている場合は、この方法の反対を適用して、ワイヤーの電流の方向を決定できることがわかります。

今回は、親指を磁場の方向に向け、前と同じように指を回転させます。 今回は、指の円運動を見ることで、磁場を発生させる電流の方向を知ることができます。

MRIの磁場

強力な固定磁場を使用して、MRIまたは磁気共鳴画像法の手順中に体全体の水分子に接続された個々の陽子を整列させます。 この位置合わせ手順は、フィールドからのわずかな陽子偏差を利用して、個別の患者の体のセクションの構造と密度をマッピングする測定の最初の段階です。

基本的なMRIを実行するには、体の軸に沿って強い磁場を生成する必要があります。 これが、ガジェットのXNUMXつの設計が、患者の胴体を取り囲む巨大な電磁石コイルを備えている理由です。

右手の法則から学んだように、患者の周りを渦巻く電流は、患者の体を真っ直ぐ下に向ける磁場を生成します。

まとめ

上記の議論から見てきたように、 磁気であることを知っている フィールドは要因によって変化します。 磁場の変化に寄与する非常に多くの振動があります。 地球の磁場は自然に発生するものであり、作用に影響を与える要因に大きく依存する場合があります。

上へスクロール