磁場(chǎng)是如何形成的
磁場(chǎng)是如何形成的
磁場(chǎng)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(chǎng)。很多人都好奇磁場(chǎng)是怎么樣產(chǎn)生的。接下來(lái)就跟著學(xué)習(xí)啦小編一起去看看磁場(chǎng)是如何形成的吧。
地球磁場(chǎng)產(chǎn)生的原因
據(jù)科學(xué)日?qǐng)?bào)報(bào)道，地球的磁場(chǎng)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(lái)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(chǎng)。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(wèn)題尋求新的解釋。
最新研究認(rèn)為，熱傳導(dǎo)無(wú)法推動(dòng)磁場(chǎng)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(guò)電子分散過(guò)程所產(chǎn)生的—將非常低，而熱傳導(dǎo)率太高，因此無(wú)法實(shí)現(xiàn)通過(guò)熱傳導(dǎo)產(chǎn)生磁場(chǎng)。
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(kāi)了隱藏了80多年的效應(yīng)，”研究人員說(shuō)。“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(shuō)
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(shū)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(méi)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(chǎng)也因此開(kāi)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(chǎng)所觀測(cè)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(yáng)的磁場(chǎng)。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(chǎng)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(chǎng)。另外，按照進(jìn)化模型所述的月球起源，它從未有過(guò)“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(chǎng)強(qiáng)度將遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于我們現(xiàn)在所觀測(cè)到的數(shù)據(jù)。
更為重要的是，在1984年，漢弗萊斯博士預(yù)測(cè)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(chǎng)強(qiáng)度。他所預(yù)測(cè)的磁場(chǎng)強(qiáng)度比進(jìn)化論者的“發(fā)電機(jī)”模型所預(yù)測(cè)的大了約100,000倍。當(dāng)旅行者2號(hào)探測(cè)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(chǎng)強(qiáng)度與漢弗萊斯所預(yù)測(cè)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(cè)!
磁場(chǎng)的作用
電磁場(chǎng)是電磁作用的媒遞物，是統(tǒng)一的整體，電場(chǎng)和磁場(chǎng)是它緊密聯(lián)系、相互依存的兩個(gè)側(cè)面，變化的電場(chǎng)產(chǎn)生磁場(chǎng)，變化的磁場(chǎng)產(chǎn)生電場(chǎng)，變化的電磁場(chǎng)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(chǎng)是客觀存在的物質(zhì)，它的“特殊”只在于沒(méi)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(guó)古代一大發(fā)明。磁場(chǎng)是廣泛存在的，地球，恒星(如太陽(yáng))，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(chǎng)。為了認(rèn)識(shí)和解釋其中的許多物理現(xiàn)象和過(guò)程，必須考慮磁場(chǎng)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(chǎng)，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(cè)量?jī)x表等無(wú)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(chǎng)。地球的磁級(jí)與地理的兩極相反。
磁場(chǎng)的方向
規(guī)定小磁針的北極在磁場(chǎng)中某點(diǎn)所受磁場(chǎng)力的方向?yàn)樵撾姶艌?chǎng)的方向 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(chǎng)的小磁針在靜止時(shí)北極所指的方向!磁場(chǎng)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(chǎng)中畫(huà)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(chǎng)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(lái)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(chǎng)而人為假想的曲線，并不是客觀存在于磁場(chǎng)中的真實(shí)曲線。
磁場(chǎng)的類型
恒磁場(chǎng)又稱為靜磁場(chǎng)，而交變磁場(chǎng)，脈動(dòng)磁場(chǎng)和脈沖磁場(chǎng)屬于動(dòng)磁場(chǎng)。磁場(chǎng)的空間各處的磁場(chǎng)強(qiáng)度相等或大致相等的稱為均勻磁場(chǎng)，否則就稱為非均勻磁場(chǎng)。離開(kāi)磁極表面越遠(yuǎn)，磁場(chǎng)越弱，磁場(chǎng)強(qiáng)度呈梯度變化。
計(jì)算機(jī)模擬演示地球的磁場(chǎng)
1.恒定磁場(chǎng) 磁場(chǎng)強(qiáng)度和方向保持不變的磁場(chǎng)稱為恒定磁場(chǎng)或恒磁場(chǎng)，如鐵磁片和通以直流電的電磁鐵所產(chǎn)生的磁場(chǎng)。
2.交變磁場(chǎng) 磁場(chǎng)強(qiáng)度和方向在規(guī)律變化的磁場(chǎng)，如工頻磁療機(jī)和異極旋轉(zhuǎn)磁療器產(chǎn)生的磁場(chǎng)。
3.脈動(dòng)磁場(chǎng) 磁場(chǎng)強(qiáng)度有規(guī)律變化而磁場(chǎng)方向不發(fā)生變化的磁場(chǎng)，如同極旋轉(zhuǎn)磁療器、通過(guò)脈動(dòng)直流電磁鐵產(chǎn)生的磁場(chǎng)。
4.脈沖磁場(chǎng) 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(chǎng)。脈沖磁場(chǎng)的特點(diǎn)是間歇式出現(xiàn)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)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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