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磁場是如何形成的

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磁場是如何形成的

  磁場是指存在磁力作用的空間。據(jù)最新研究顯示,地球至少在40億年前便形成了磁場。很多人都好奇磁場是怎么樣產(chǎn)生的。接下來就跟著學(xué)習(xí)啦小編一起去看看磁場是如何形成的吧。

  地球磁場產(chǎn)生的原因

  據(jù)科學(xué)日?qǐng)?bào)報(bào)道,地球的磁場對(duì)于我們的存在至關(guān)重要,因?yàn)樗Wo(hù)了地球上的生命不受到致命宇宙射線的傷害。它主要是由地球核心液態(tài)鐵的混亂運(yùn)動(dòng)所產(chǎn)生的。

  一直以來科學(xué)家都認(rèn)為熱流動(dòng)驅(qū)動(dòng)了地球液態(tài)鐵核心里的所謂的熱對(duì)流—最熱的液體變得較為稀薄并上升,而冷卻更密集的液體則下沉—從而產(chǎn)生了地球磁場。但近期的計(jì)算結(jié)果質(zhì)疑了這一理論,從而提出了新的問題尋求新的解釋。

  最新研究認(rèn)為,熱傳導(dǎo)無法推動(dòng)磁場的產(chǎn)生。這些研究里的計(jì)算表明地核里熔化金屬的電阻率—這主要是通過電子分散過程所產(chǎn)生的—將非常低,而熱傳導(dǎo)率太高,因此無法實(shí)現(xiàn)通過熱傳導(dǎo)產(chǎn)生磁場。

  最新研究顯示大約一半以上產(chǎn)生的電阻率的原因被忽略:它源于彼此分散的電子,而非因原子振動(dòng)而分散的電子。“我們揭開了隱藏了80多年的效應(yīng),”研究人員說。“而現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)其實(shí)最原始的動(dòng)態(tài)理論是正確的。”

  漢弗萊斯提出的學(xué)說

  漢弗萊斯博士提出,上帝用水造了地球。12他以幾處的圣經(jīng)經(jīng)文為依據(jù),如彼得后書3章5節(jié)(從太古憑神的命有了天,并從水而出藉水而成的地)得出結(jié)論地球是從水而出,且借水而成。而在地球形成以后,上帝可能將大部分水轉(zhuǎn)變成了其他物質(zhì)如巖石礦物。水分子含有氫原子,而氫的原子核是一個(gè)微小的磁性物質(zhì)。通常,水中這些磁核的磁性會(huì)相互抵消,所以水作為一個(gè)整體幾乎是沒有磁性的。但漢弗萊斯提出,上帝創(chuàng)造水時(shí),讓這些小磁核排列整齊,被造之后這些磁核馬上隨機(jī)排列,地球的磁場也因此開始衰減。這會(huì)導(dǎo)致地心產(chǎn)生電流,根據(jù)漢弗萊斯的模型,除了在大洪水時(shí)期形成許多翻轉(zhuǎn)之外,這電流接著會(huì)按照巴恩斯的模型漸漸衰減。

  從其它行星的磁場所觀測到的支持證據(jù)

  漢弗萊斯博士也按照這個(gè)模型計(jì)算了其它行星和太陽的磁場。前提假設(shè)是這些天體的原始材料是水,重要的影響因子包括天體的質(zhì)量、其核心的大小和導(dǎo)電性能。漢弗萊斯博士的模型成功地解釋了一些令支持發(fā)動(dòng)機(jī)模型的學(xué)者不得其解的天體特性。例如,令進(jìn)化論者感到困惑的“月球磁場之謎”13 ——雖然月球每個(gè)月只自轉(zhuǎn)一次,但它卻曾經(jīng)擁有一個(gè)強(qiáng)大的磁場。另外,按照進(jìn)化模型所述的月球起源,它從未有過“發(fā)電機(jī)”理論成立所必需的條件——熔融核心。同時(shí),水星比地球的自轉(zhuǎn)速度慢59倍,若按照“發(fā)電機(jī)”理論計(jì)算,其磁場強(qiáng)度將遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于我們現(xiàn)在所觀測到的數(shù)據(jù)。

  更為重要的是,在1984年,漢弗萊斯博士預(yù)測了天王星、海王星(比土星更外層的兩個(gè)巨大的氣體行星)的磁場強(qiáng)度。他所預(yù)測的磁場強(qiáng)度比進(jìn)化論者的“發(fā)電機(jī)”模型所預(yù)測的大了約100,000倍。當(dāng)旅行者2號(hào)探測器分別在1986年和1989年飛近這些天體時(shí),這兩個(gè)對(duì)立的模型就碰巧被一起檢驗(yàn)了。天王星和海王星14的磁場強(qiáng)度與漢弗萊斯所預(yù)測的一樣。15然而仍然有許多反創(chuàng)造論者宣稱創(chuàng)造論是“不科學(xué)的”,因?yàn)閯?chuàng)造論不能做出預(yù)測!

  磁場的作用

  電磁場是電磁作用的媒遞物,是統(tǒng)一的整體,電場和磁場是它緊密聯(lián)系、相互依存的兩個(gè)側(cè)面,變化的電場產(chǎn)生磁場,變化的磁場產(chǎn)生電場,變化的電磁場以波動(dòng)形式在空間傳播。電磁波以有限的速度傳播,具有可交換的能量和動(dòng)量,電磁波與實(shí)物的相互作用,電磁波與粒子的相互轉(zhuǎn)化等等,都證明電磁場是客觀存在的物質(zhì),它的“特殊”只在于沒有靜質(zhì)量。

  磁現(xiàn)象是最早被人類認(rèn)識(shí)的物理現(xiàn)象之一,指南針是中國古代一大發(fā)明。磁場是廣泛存在的,地球,恒星(如太陽),星系(如銀河系),行星、衛(wèi)星,以及星際空間和星系際空間,都存在著磁場。為了認(rèn)識(shí)和解釋其中的許多物理現(xiàn)象和過程,必須考慮磁場這一重要因素。在現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)和人類生活中,處處可遇到磁場,發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)、變壓器、電報(bào)、電話、收音機(jī)以至加速器、熱核聚變裝置、電磁測量儀表等無不與磁現(xiàn)象有關(guān)。甚至在人體內(nèi),伴隨著生命活動(dòng),一些組織和器官內(nèi)也會(huì)產(chǎn)生微弱的磁場。地球的磁級(jí)與地理的兩極相反。

  磁場的方向

  規(guī)定小磁針的北極在磁場中某點(diǎn)所受磁場力的方向?yàn)樵撾姶艌龅姆较?在磁體外部,磁感線從北極出發(fā)到南極的方向,在磁體內(nèi)部是由南極到北極,在外可表現(xiàn)為磁感線的切線方向或放入磁場的小磁針在靜止時(shí)北極所指的方向!磁場的南北極與地理的南北極正好相反,且一端的兩種極之間存在一個(gè)偏角,稱為磁偏角。磁偏角不斷地發(fā)生緩慢變化。掌握磁偏角的變化對(duì)于應(yīng)用指南針指向具有重要意義。

  磁感線(Magnetic Induction Iine):在磁場中畫一些曲線,用(虛線或?qū)嵕€表示)使曲線上任何一點(diǎn)的切線方向都跟這一點(diǎn)的磁場方向相同(且磁感線互不交叉),這些曲線叫磁感線。磁感線是閉合曲線。規(guī)定小磁針的北極所指的方向?yàn)榇鸥芯€的方向。磁鐵周圍的磁感線都是從N極出來進(jìn)入S極,在磁體內(nèi)部磁感線從S極到N極。

  磁感線是為了形象地研究磁場而人為假想的曲線,并不是客觀存在于磁場中的真實(shí)曲線。

  磁場的類型

  恒磁場又稱為靜磁場,而交變磁場,脈動(dòng)磁場和脈沖磁場屬于動(dòng)磁場。磁場的空間各處的磁場強(qiáng)度相等或大致相等的稱為均勻磁場,否則就稱為非均勻磁場。離開磁極表面越遠(yuǎn),磁場越弱,磁場強(qiáng)度呈梯度變化。

  計(jì)算機(jī)模擬演示地球的磁場

  1.恒定磁場 磁場強(qiáng)度和方向保持不變的磁場稱為恒定磁場或恒磁場,如鐵磁片和通以直流電的電磁鐵所產(chǎn)生的磁場。

  2.交變磁場 磁場強(qiáng)度和方向在規(guī)律變化的磁場,如工頻磁療機(jī)和異極旋轉(zhuǎn)磁療器產(chǎn)生的磁場。

  3.脈動(dòng)磁場 磁場強(qiáng)度有規(guī)律變化而磁場方向不發(fā)生變化的磁場,如同極旋轉(zhuǎn)磁療器、通過脈動(dòng)直流電磁鐵產(chǎn)生的磁場。

  4.脈沖磁場 用間歇振蕩器產(chǎn)生間歇脈沖電流,將這種電流通入電磁鐵的線圈即可產(chǎn)生各種形狀的脈沖磁場。脈沖磁場的特點(diǎn)是間歇式出現(xiàn)磁場,磁場的變化頻率、波形和峰值可根據(jù)需要進(jìn)行調(diào)節(jié)。


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