各為幫幫忙給我解答吧他已經(jīng)困饒我好幾個(gè)小時(shí)了謝謝
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關(guān)于地球磁場(chǎng)的來(lái)源,早期歷史上曾有來(lái)自北極星的傳說(shuō),但是到公元17世紀(jì)初就已經(jīng)認(rèn)識(shí)到地球本身就是一個(gè)巨大的磁體,不過(guò)當(dāng)時(shí)仍不清楚地球磁場(chǎng)是怎樣產(chǎn)生的。隨著科學(xué)的發(fā)展,對(duì)于地球磁場(chǎng)觀測(cè)和地球結(jié)構(gòu)的研究不斷增多和深入,對(duì)地球磁場(chǎng)的來(lái)源先后提出了10多種學(xué)說(shuō)。這里按照歷史的先后對(duì)一些各有一定根據(jù)或設(shè)想的地球磁場(chǎng)來(lái)源學(xué)說(shuō)作簡(jiǎn)單介紹:(1)永磁體學(xué)說(shuō),是最早提出的一種學(xué)說(shuō),認(rèn)為地球內(nèi)部存在巨大的永磁體,由這永磁體產(chǎn)生地球磁場(chǎng),但后來(lái)認(rèn)識(shí)到地球內(nèi)部溫度很高,不可能存在永磁體;(2)內(nèi)部電流學(xué)說(shuō),認(rèn)為地球內(nèi)部存在巨大的電流,形成巨大電磁體產(chǎn)生地球磁場(chǎng),但是既未觀測(cè)到這種巨大電流,而且巨大電流也會(huì)很快衰減,不會(huì)長(zhǎng)期存在;(3)電荷旋轉(zhuǎn)學(xué)說(shuō)(公元1900年,簡(jiǎn)寫作1900),認(rèn)為地球表面和內(nèi)部分別分布著符號(hào)相反、數(shù)量相等的電荷,由地球自轉(zhuǎn)而形成閉合電流,由此電流產(chǎn)生磁場(chǎng),但這學(xué)說(shuō)缺乏理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ);(4)壓電效應(yīng)學(xué)說(shuō)(1929),認(rèn)為在地球內(nèi)部物質(zhì)在超高壓力下使物質(zhì)中的電荷分離,電子在這樣的電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生電流和磁場(chǎng)。但理論計(jì)算出這樣的磁場(chǎng)僅有地磁場(chǎng)的約千分之一(10-3);(5)旋磁效應(yīng)學(xué)說(shuō)(1933),認(rèn)為地球內(nèi)的強(qiáng)磁物質(zhì)旋轉(zhuǎn)可以產(chǎn)生地球磁場(chǎng),但這種旋磁效應(yīng)產(chǎn)生的磁場(chǎng)只有地球磁場(chǎng)的大約千億分之一(10-11);(6)溫差電效應(yīng)學(xué)說(shuō)(1939),認(rèn)為地球內(nèi)部的放射性物質(zhì)產(chǎn)生的熱量,使熔融物質(zhì)發(fā)生連續(xù)的不均勻?qū)α鳎@樣產(chǎn)生溫差電動(dòng)勢(shì)和電流,由此電流產(chǎn)生地球磁場(chǎng),但理論估計(jì)也同地球磁場(chǎng)不符合;(7)發(fā)電機(jī)學(xué)說(shuō)(1946-1947),認(rèn)為是地球內(nèi)部的導(dǎo)電液體在流動(dòng)時(shí)產(chǎn)生穩(wěn)恒的電流,由這電流產(chǎn)生地球磁場(chǎng);(旋轉(zhuǎn)體效應(yīng)學(xué)說(shuō)(1947),是根據(jù)少數(shù)天體觀測(cè)得到的經(jīng)驗(yàn)規(guī)律,認(rèn)為具有角動(dòng)量的旋轉(zhuǎn)物體都會(huì)產(chǎn)生磁矩,因而產(chǎn)生磁場(chǎng)。這一學(xué)說(shuō)需要使用一無(wú)科學(xué)根據(jù)的常數(shù),5年后又被提出這一學(xué)說(shuō)的科學(xué)家根據(jù)精密的實(shí)驗(yàn)結(jié)果加以否定了;(9)磁力線扭結(jié)學(xué)說(shuō)(1950),認(rèn)為在地球磁場(chǎng)磁力線的張力特性和地核的較差自轉(zhuǎn),會(huì)使原始微弱的地球磁場(chǎng)放大,由此產(chǎn)生地球磁場(chǎng);(10)霍爾效應(yīng)學(xué)說(shuō)(1954),認(rèn)為在地球內(nèi)部由于溫度不均勻產(chǎn)生的溫差電流和原始微弱磁場(chǎng)的同時(shí)使用下,會(huì)由霍爾效應(yīng)產(chǎn)生霍爾電動(dòng)勢(shì)和霍爾電流,由此產(chǎn)生地球磁場(chǎng);(11)電磁感應(yīng)學(xué)說(shuō)(1956),認(rèn)為由太陽(yáng)的強(qiáng)烈磁活動(dòng)通過(guò)帶電粒子的太陽(yáng)風(fēng)到達(dá)地球后,會(huì)通過(guò)地球內(nèi)部的電磁感應(yīng)和整流作用產(chǎn)生地球內(nèi)部的電流,由此產(chǎn)生地球磁場(chǎng)。在這些學(xué)說(shuō)中,只有發(fā)電機(jī)學(xué)說(shuō)(又稱磁流體發(fā)電機(jī)學(xué)說(shuō))在觀 圖5 地球內(nèi)部構(gòu)造與 地球磁場(chǎng)示意圖 測(cè)、實(shí)驗(yàn)和理論研究上得到較多的證認(rèn),是目前研究和應(yīng)用較多的地球磁場(chǎng)學(xué)說(shuō)。但是由于地球內(nèi)部結(jié)構(gòu)較復(fù)雜,影響地球磁場(chǎng)的因素又很多,因此這方面的觀測(cè)、實(shí)驗(yàn)和理論等方面的研究仍需要不斷地進(jìn)行。圖5是地球內(nèi)部構(gòu)造與地球磁場(chǎng)的示意圖,地球從外到內(nèi)分為地殼層(巖石層)、地幔層、外地核層和內(nèi)地核層。地殼主要為硅-鋁氧化物和硅-鎂氧化物等,地幔層主要為鐵-鎂硅酸鹽和鐵的氧化物和硫化物,外地核層和內(nèi)地核層主要為鐵(約90%)和鎳(約10%)金屬,外地核層呈液態(tài),內(nèi)地核層呈固態(tài)。從地殼層到內(nèi)地核層,溫度越來(lái)越高,壓力也越來(lái)越大。地球磁場(chǎng)主要產(chǎn)生在液態(tài)金屬的外地核層。 關(guān)于地球磁場(chǎng)反向的學(xué)說(shuō),也有近10種,主要有非偶極型磁場(chǎng)變化學(xué)說(shuō)(1964),無(wú)規(guī)磁場(chǎng)起伏學(xué)說(shuō)(1968),地核流體對(duì)流對(duì)稱性變化學(xué)說(shuō)(1969),地核流體對(duì)流區(qū)分布變化學(xué)說(shuō)(1969),地核三偶極型磁場(chǎng)學(xué)說(shuō)(1969),偶極型磁場(chǎng)變化學(xué)說(shuō)(1971),雙偶極型磁場(chǎng)學(xué)說(shuō)(1975),銀河星系旋臂干擾學(xué)說(shuō)(1974),地外天體撞擊學(xué)說(shuō)(1987)等。前7種地球磁場(chǎng)反向?qū)W說(shuō)來(lái)自地球內(nèi)部,可稱為內(nèi)源說(shuō),后2種地球磁場(chǎng)反向?qū)W說(shuō)來(lái)自地球以外天體的干擾或撞擊,可稱為外源說(shuō)。 從以上的介紹可以看出,不論是地球磁場(chǎng)及相關(guān)磁現(xiàn)象的研究和應(yīng)用,還是地球磁場(chǎng)和地球磁場(chǎng)反向的來(lái)源的學(xué)說(shuō),內(nèi)容都是很豐富的,有的方面在科學(xué)意義上或是在應(yīng)用價(jià)值上還是十分重要的。
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干嗎那么復(fù)雜?就是由于地球由西向東轉(zhuǎn),表面的負(fù)電荷被其帶動(dòng),運(yùn)用右手螺旋定則,四指與電流方向相同,由于是負(fù)電荷,所以右手大拇指向下,為北極,所以下面物理北極,上面物理南極,所以產(chǎn)生磁場(chǎng)
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地磁場(chǎng)的產(chǎn)生機(jī)制 趙豐軍 摘 要 地磁場(chǎng)的產(chǎn)生機(jī)制一直是人們探討的問(wèn)題之一,地心偶極子說(shuō){ 1 }是機(jī)制之一。研究地磁場(chǎng),要從其它磁場(chǎng)的產(chǎn)生機(jī)理上說(shuō)起。就要研究磁場(chǎng)、電場(chǎng),以及它的本質(zhì),這就需要從物質(zhì)的基本粒子開始,只有將物質(zhì)的本性說(shuō)清楚,才能將電場(chǎng)、磁場(chǎng)以及地磁場(chǎng)的產(chǎn)生機(jī)制研究清楚。 關(guān)鍵詞:光子流空間強(qiáng)度 電場(chǎng) 光子流時(shí)間梯度 磁場(chǎng) 地磁場(chǎng) 基本粒子 說(shuō)光子是物質(zhì)的基本粒子,理由如下:1、光子是人類身邊非常普通的粒子,任何物質(zhì)、在任何條件下都能發(fā)出光子,只要吸收、發(fā)出光子,物質(zhì)的溫度,就達(dá)不到絕對(duì)溫度零 K,在宇宙空間找不到?jīng)]有光子的地方,因此物質(zhì)在任何條件下都不能降到絕對(duì)零度。這是基本粒子的最明顯例證;2、人類的生存、生命的誕生,以及宇宙對(duì)人類的影響,是由光子信息完成的;3、愛(ài)因斯坦的光子模型,物質(zhì)的總能量與光子的速度有關(guān)是依據(jù)之一;4、正電子與負(fù)電子相碰撞會(huì)施放一對(duì)光子,事實(shí)上這是物質(zhì)與反物質(zhì)的作用,所施放的光子能量。5、光子團(tuán)的相互作用能合成普通粒子。 我們?cè)O(shè)想物質(zhì)的基本粒子是光子,但是人們一定要問(wèn)物質(zhì)的一個(gè)基本問(wèn)題:光子只有運(yùn)動(dòng)質(zhì)量,沒(méi)有靜止質(zhì)量,那么光子組成的物體,也只能有運(yùn)動(dòng)質(zhì)量,沒(méi)有靜止質(zhì)量;但是人們的研究與觀察并非如此,任何物質(zhì)在相對(duì)靜止的情況下都有自己的質(zhì)量;這是為什么呢?可理解為:物質(zhì)的質(zhì)量并不是物質(zhì)本身固有的內(nèi)容,而是物質(zhì)與其它物質(zhì)相互作用光子后所表現(xiàn)出的質(zhì)量;如果物質(zhì)不吸收,不發(fā)出、沒(méi)有和環(huán)境作用光子,物質(zhì)在靜止的時(shí)候,就沒(méi)有辦法表現(xiàn)出物質(zhì)的質(zhì)量,這時(shí)明物質(zhì)轉(zhuǎn)化為暗物質(zhì)了。 電場(chǎng)和磁場(chǎng)都是物質(zhì),光子是物質(zhì)的基本粒子,只有能完滿地解釋電場(chǎng)和磁場(chǎng),才能定性地說(shuō)明光子是物質(zhì)的基本粒子。 電荷 普通物質(zhì)的質(zhì)量,能用物質(zhì)內(nèi)的光子與環(huán)境光子相互作用光子信息,表現(xiàn)出自己的質(zhì)量,那么對(duì)待物質(zhì)帶有電荷是怎么分析呢。由于物質(zhì)的質(zhì)量并不是物質(zhì)本身固有的內(nèi)容,是物質(zhì)本身的光子信息與環(huán)境光子信息相互作用后表現(xiàn)出的質(zhì)量,所以,任何物質(zhì)只要有質(zhì)量就要不斷地與環(huán)境相互作用光子,當(dāng)這個(gè)物體與環(huán)境作用光子的時(shí)候,在相等的時(shí)間內(nèi),吸收到的光子信息能量和發(fā)出的光子信息能量,并不是絕對(duì)平衡,這樣,就會(huì)表現(xiàn)出某一段時(shí)間內(nèi)是吸收到的光子信息能量多于發(fā)出的光子信息能量,而在另一段時(shí)間內(nèi),發(fā)出的光子信息能量多于吸收到的光子信息能量,只要不平衡就會(huì)表現(xiàn)出與普通物質(zhì)的不同,人們把這種不同說(shuō)成是帶電荷。 某一段時(shí)間內(nèi),吸收的光子信息能量與發(fā)出的光子信息能量是平衡的,說(shuō)這個(gè)物體不帶電;事實(shí)上不帶電的物體是非常少的,甚至是很短一段時(shí)間不帶電,并且很多不帶電的物體是由于帶電的電荷量太少,沒(méi)有達(dá)到人們觀察的靈敏度。 由于光子沒(méi)有靜止質(zhì)量,在單位時(shí)間內(nèi),吸收到的光子信息個(gè)數(shù)比發(fā)出的光子信息個(gè)數(shù)多一個(gè)或幾個(gè),人們是無(wú)法測(cè)量出這種差別的,只有不平衡的差別存在靜止質(zhì)量的時(shí)候,才能拿出來(lái)供其它人驗(yàn)證,這就是人們發(fā)現(xiàn)了電荷量的最小單位—電子;。一直一來(lái),科學(xué)家們堅(jiān)持尋找的電荷,一直沒(méi)有找到;分析可知,只有找到比電子靜止質(zhì)量更小的物體,才有可能找到,從光子的角度來(lái)分析,物體帶電的最小單位并不是,而是一個(gè)光子與一個(gè)光子的差別,由于光子沒(méi)有靜止質(zhì)量,人們無(wú)法將這個(gè)差別展現(xiàn)在公眾面前。 在相等的時(shí)間內(nèi),當(dāng)物體發(fā)出的光子信息能量多于吸收到的光子信息能量,人們將這種現(xiàn)象說(shuō)成是物體帶正電荷;相反,在相等的時(shí)間內(nèi),物體發(fā)出的光子信息能量少于吸收到的光子信息能量,人們將這種現(xiàn)象說(shuō)成是物體帶負(fù)電荷;從光子信息構(gòu)成來(lái)看,帶正電荷的物質(zhì),由于發(fā)出的光子能量多于吸收到的光子能量,物質(zhì)質(zhì)量會(huì)不斷減少;帶負(fù)電荷的物質(zhì),由于發(fā)出的光子能量少于吸收到的光子能量,物質(zhì)質(zhì)量會(huì)不斷增加;但是實(shí)際情況并非如此,物質(zhì)電荷量的變化,往往是由于基元電荷的整倍數(shù),是由于電子的得失而具有宏觀表現(xiàn),可能正好是相反的過(guò)程。 電場(chǎng) 電荷是物質(zhì)存在的過(guò)程中,吸收到的光子與發(fā)出光子的不平衡引起的,所以只要存在光子不均勻分布,存在光子信息流動(dòng)就會(huì)存在電荷,相應(yīng)只要存在電荷就同時(shí)存在光子流動(dòng)問(wèn)題,存在光子流動(dòng)就會(huì)存在電場(chǎng)。其中光子流的能量密度就是人們所說(shuō)的,一個(gè)與電場(chǎng)強(qiáng)度相關(guān)的物理量。在單位時(shí)間內(nèi),流過(guò)單位面積上的光子個(gè)數(shù)、光子能量強(qiáng)度越大,這個(gè)地方的電場(chǎng)強(qiáng)度越大;其中光子流的方向代表了電場(chǎng)強(qiáng)度的方向。如果宇宙不與其它空間的物體作用光子,那么宇宙內(nèi)的光子總能量守恒,質(zhì)量守恒,相應(yīng)的,吸收發(fā)出光子能量數(shù)也是守恒的,也就是宇宙內(nèi)的電荷數(shù)是守恒的,但是對(duì)整個(gè)地球來(lái)講電荷數(shù)是不守恒的,地球是不斷地吸收來(lái)自宇宙中的光子,在何時(shí)表現(xiàn)出吸收光子,帶負(fù)電;何時(shí)發(fā)出光子信息表現(xiàn)為帶正電荷,都是不可定論的,取決于地球所在的環(huán)境,和地球自身的物質(zhì)特性有關(guān)。電場(chǎng)是由于存在電荷引起的,本質(zhì)是空間中存在光子的總體流向,才存在電場(chǎng)這種物質(zhì)。磁場(chǎng) 磁場(chǎng)與電場(chǎng)是緊密相聯(lián)的,沒(méi)有電場(chǎng)的存在也就沒(méi)有磁場(chǎng)的存在,電場(chǎng)強(qiáng)度的大小是由于光子流密度造成的,如果沒(méi)有光子流同樣?不上磁場(chǎng),電場(chǎng)、磁場(chǎng)都是一種物質(zhì),都是與光子流相聯(lián)系的同一種物質(zhì)。 電場(chǎng)是光子流關(guān)于空間的梯度,磁場(chǎng)是光子流關(guān)于時(shí)間的梯度,只要光子流的能量密度關(guān)于時(shí)間變化,這一點(diǎn)的電場(chǎng)發(fā)生了變化,同時(shí)磁場(chǎng)產(chǎn)生了;如果是這點(diǎn)的電場(chǎng)沒(méi)有變化,而空間各處電場(chǎng)強(qiáng)度不同,由于觀測(cè)者運(yùn)動(dòng),使觀測(cè)者在觀測(cè)的時(shí)間內(nèi),感覺(jué)到、測(cè)量到光子流密度有變化,也就是電場(chǎng)強(qiáng)度的大小或方向發(fā)生變化,同樣說(shuō)成是產(chǎn)生了磁場(chǎng),但是另一個(gè)相對(duì)電荷沒(méi)有運(yùn)動(dòng)的觀測(cè)者卻觀測(cè)不到磁場(chǎng)。 既然物質(zhì)的電場(chǎng)和磁場(chǎng)是光子流空間梯度和光子流時(shí)間梯度所致,那么電場(chǎng)和磁場(chǎng)就是自然界中普遍存在的一種現(xiàn)象。地球的帶電性與電荷量 物質(zhì)是不是帶電,僅取決于這個(gè)物體吸收的光子信息與發(fā)出的光子信息是不是平衡,在相等的時(shí)間內(nèi),如果是絕對(duì)平衡,就說(shuō)成是物質(zhì)不帶電,這種情況是很少有的,是相對(duì)的,是短時(shí)間的,而不平衡是絕對(duì)的,帶電是絕對(duì)的;這種事件類似于人們通常所說(shuō)的一句話:靜止是相對(duì)的,而運(yùn)動(dòng)是絕對(duì)的。 地球到底是帶正電荷還是帶負(fù)電荷,通常取決于兩方面的因素,自己和環(huán)境。取決于在某一段時(shí)間內(nèi)自己發(fā)出的光子信息總量,與自己吸收的光子信息總量,對(duì)現(xiàn)存地球來(lái)講,如果所處的環(huán)境光子信息能量密度很小,地球發(fā)出的光子信息能量多于從環(huán)境中吸收到的光子信息總量,地球就會(huì)帶正電荷;相應(yīng)地,如果地球所處的環(huán)境光子信息能量密度比較大,在一段時(shí)間內(nèi),地球發(fā)出的光子信息能量少于從環(huán)境中吸收到的光子信息總量,地球就會(huì)帶負(fù)電荷。我們現(xiàn)在所處的年代,就是地球從環(huán)境中吸收到的光子信息能量多于地球發(fā)出的光子信息能量,地球的物質(zhì)質(zhì)量正在增加。 相應(yīng)地,對(duì)待同一個(gè)地球光子信息環(huán)境來(lái)講,外來(lái)的光子信息能量密度不變,如果地球的質(zhì)量不斷增加,單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光子信息能量不斷增多,當(dāng)?shù)厍虬l(fā)出的光子信息能量多于從環(huán)境中吸收到的光子信息能量時(shí),地球就會(huì)由帶負(fù)電荷轉(zhuǎn)化為帶正電荷,在這種情況下,地球周圍的光子信息能流方向就會(huì)發(fā)生改變,也就是電場(chǎng)強(qiáng)度的方向就會(huì)改變,大小發(fā)生變化,地磁場(chǎng)換了極性。 地磁場(chǎng)的產(chǎn)生 地球的主磁場(chǎng) 由于在地球周圍吸收和發(fā)出的光子信息能量存在差異,也就是存在光子信息的能量流向問(wèn)題,存在電場(chǎng),由于地球的自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn),對(duì)待同一個(gè)地點(diǎn)的光子信息能量密度隨時(shí)間發(fā)生變化,,于是人們就說(shuō)產(chǎn)生了磁場(chǎng),通常說(shuō)成是地磁場(chǎng);地磁場(chǎng)的產(chǎn)生是多方面的,是復(fù)雜的,但是以地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的原因?yàn)橹饕蛩兀侵鞔艌?chǎng)。地磁場(chǎng)的方向 地磁偏角問(wèn)題是由于地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)共同作用的結(jié)果;地磁場(chǎng)兩極的連線,既不是地球自轉(zhuǎn)軸,也不是地球公轉(zhuǎn)軸的方向,由于地球主磁場(chǎng)是由于自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)引起的,那么,地磁兩極連線就應(yīng)該指向地球自轉(zhuǎn)軸和公轉(zhuǎn)軸之間的某一個(gè)方向,由于自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)所占的比例不同,偏角會(huì)發(fā)生變化。 就目前來(lái)講,地球整體帶負(fù)電荷,地球周圍表現(xiàn)出以吸收光子信息為主,但是由于地表溫度不同,向外輻射光子信息的能力不同,有些地方會(huì)表現(xiàn)出單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出與吸收光子的能量不同,也就是電場(chǎng)強(qiáng)度的數(shù)值不同,存在地磁場(chǎng)異常,有些地方甚至?xí)霈F(xiàn)發(fā)出光子信息的能量特別多,宏觀表現(xiàn)為單位時(shí)間內(nèi),發(fā)出的光子信息能量比吸收到的光子信息能量多,局部表現(xiàn)出正電荷的電場(chǎng)強(qiáng)度,由于地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)引起的光子信息能量的時(shí)間梯度不同,甚至是與常規(guī)的向反,就是說(shuō)某些地磁場(chǎng)的異常方向會(huì)與通常的相反。 我們理解地磁換極,更加容易,由于某一個(gè)因素,突然使地球吸收的光子信息與發(fā)出的光子信息比例,發(fā)生了變化,也就是地球發(fā)出的光子信息能量,比吸收到的光子信息能量要多,地球周圍的光子信息能量流指向地球以外,像是地球帶有正電荷,由于地球自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn),地磁場(chǎng)更換了極性,現(xiàn)在的S極變成了N極,現(xiàn)在的N極變成了S極,地磁場(chǎng)方向發(fā)生改變。如果地球是長(zhǎng)期發(fā)出光子信息能量,多于吸收到的光子信息能量,地球能量就會(huì)不斷減少,宏觀表現(xiàn)為地球的環(huán)境溫度很低。 太陽(yáng)和月球都能影響來(lái)自地面的光子流強(qiáng)度和方向,由于地球的自轉(zhuǎn),太陽(yáng)和月球帶來(lái)的光子流,對(duì)地磁場(chǎng)強(qiáng)度大小的改變,地磁場(chǎng)方向的改變比較小,沒(méi)有影響到人類的正常生活,沒(méi)有引起人們的關(guān)注;也就是說(shuō)由于太陽(yáng)、月球的影響,會(huì)或多或少地改變地磁場(chǎng)的大小,影響兩磁極的移動(dòng)。 同樣,來(lái)自宇宙光子流的影響也會(huì)改變地磁場(chǎng)的大小,影響兩磁極的移動(dòng); 地磁場(chǎng)的計(jì)算 為了佐證這個(gè)理論的正確性,下面通過(guò)一種物理模型對(duì)現(xiàn)有地磁場(chǎng)進(jìn)行模擬計(jì)算,從數(shù)量級(jí)上說(shuō)明這個(gè)理論的正確性。在光子信息理論中,物質(zhì)間的相互作用力,都是一個(gè)物體發(fā)出的光子信息,被另一個(gè)吸收后,與從環(huán)境中其它物質(zhì)中吸收光子信息的能量進(jìn)行比較而來(lái)的。電場(chǎng)力與物質(zhì)間的萬(wàn)有引力,都是由于吸收發(fā)出光子信息作用后的結(jié)果,萬(wàn)有引力定律,庫(kù)侖引力定律,如果都從光子信息的角度來(lái)理解,則質(zhì)量為m的物體,存在時(shí)吸收光子信息與發(fā)出光子信息的差值,表現(xiàn)出的電荷量為q,其比例系數(shù)為,這是物質(zhì)間最大的差異性。 也就是一千克物質(zhì),在空間存在的時(shí)候,由于吸收與發(fā)出某一個(gè)物體的光子信息,與吸收和發(fā)出環(huán)境的光子信息,有一種不平衡,這種不平衡,相當(dāng)于的電量,與帶電子的電量相當(dāng)。 將地球看成是由一個(gè)個(gè)球殼組成,則這部分物質(zhì)所帶電荷量是,, 由于在兩極滿足這樣一個(gè)關(guān)系,是這個(gè)球殼的磁矩,這個(gè)球殼在兩極處產(chǎn)生的磁場(chǎng)為,其中是地球半徑。 積分可得:將,,,,代入,計(jì)算得到,對(duì)待地球赤道上的地磁場(chǎng)強(qiáng)度的計(jì)算如下: 在赤道上就是說(shuō),如果地球所帶的電荷量為正電荷,磁感應(yīng)強(qiáng)度B的方向與磁矩的方向相反,如果地球所帶的電荷量為負(fù)時(shí),地磁場(chǎng)強(qiáng)度B的方向與磁矩的方向相同,或者說(shuō)地球以吸收光子信息為主時(shí),是相反的,以發(fā)出光子信息為主時(shí),在赤道處B的方向與磁矩的方向相同。 這樣在赤道處的地磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度 在地球的其它緯度上,地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度介于,之間, 但是在實(shí)際測(cè)量中,通常在。 我們用這個(gè)計(jì)算公式計(jì)算其它星球的磁場(chǎng),看一看在數(shù)量級(jí)上如何: 對(duì)太陽(yáng)來(lái)講,自轉(zhuǎn)周期 24 天, 質(zhì)量是 , 計(jì)算可知太陽(yáng)兩極的磁場(chǎng)是 : ,在赤道處是 。它是地磁場(chǎng)的 100 倍- 200 倍。 對(duì)月球來(lái)講,自轉(zhuǎn)周期 27。3 天, 質(zhì)量是 , 計(jì)算可知月球兩極的磁場(chǎng)是 : ,在赤道處是 。火星的自轉(zhuǎn)周期 24 小時(shí) 37 分, ,質(zhì)量是 , ,計(jì)算可知火星兩極的磁場(chǎng)是 : ,在赤道處是 , 人們通常認(rèn)為金星上沒(méi)有磁場(chǎng),這是不科學(xué)的,宇宙中幾乎找不到?jīng)]有磁場(chǎng)的區(qū)域,它的自轉(zhuǎn)周期 243 天, 質(zhì)量是 , 計(jì)算可知金星兩極的磁場(chǎng)是 : ,在赤道處是 ,比地磁場(chǎng)小很多,相當(dāng)于月球的磁場(chǎng),特別值得一提的是,由于它的自轉(zhuǎn)方向與地球的相反,那么由于自轉(zhuǎn)引起的磁場(chǎng)與地球的磁場(chǎng)方向相反。 水星上存在磁場(chǎng)。自轉(zhuǎn)周期 58。6 天, 質(zhì)量是 , 計(jì)算可知水星兩極的磁場(chǎng)是 : ,在赤道處是 。 木星的磁場(chǎng)比地磁場(chǎng)大很多,自轉(zhuǎn)周期是 9 時(shí) 50 分, 質(zhì)量 , 計(jì)算可知木星兩極的磁場(chǎng)是 : ,在赤道處是 ,這個(gè)值相當(dāng)于地磁場(chǎng)(都用計(jì)算值) 50 倍到 100 倍, 土星的磁場(chǎng)計(jì)算如下:它的自轉(zhuǎn)周期是 10 時(shí) 14 分, 質(zhì)量是 , 計(jì)算可知木星兩極的磁場(chǎng)是 : ,在赤道處是 ,是地磁場(chǎng) 17 - 34 倍。 海王星表面的磁感應(yīng)強(qiáng)度:自轉(zhuǎn)周期 16 時(shí) 06 分, 質(zhì)量是 , 計(jì)算可知海王星兩極的磁場(chǎng)是 : ,在赤道處是 ,比地磁場(chǎng)大,是地磁場(chǎng)的 4 - 8 倍。 天王星的磁極,它的自轉(zhuǎn)周期 16 時(shí) 48 分, 質(zhì)量是 , ,計(jì)算可知天王星兩極的磁場(chǎng)是 : ,在赤道處是 ,這個(gè)磁場(chǎng)是很強(qiáng)的,大約是地球磁場(chǎng)的 3 倍到 6 倍。 冥王星表面的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多少。自轉(zhuǎn)周期 6 天 9 小時(shí) 17 分, 質(zhì)量是 , ,計(jì)算可知冥王星兩極的磁場(chǎng)是 : ,在赤道處是 ,是地磁場(chǎng)的 1000 多分之一,與月球磁場(chǎng)接近,人們不容易測(cè)出它的磁場(chǎng)。 假設(shè)這種計(jì)算對(duì)中子星是適用的,讓我計(jì)算一下中子星的表面磁感應(yīng)強(qiáng)度到底是多少,例如一個(gè)中子星,自轉(zhuǎn)周期為 3 秒, 它的質(zhì)量是太陽(yáng)質(zhì)量的 1。86 倍, , ,計(jì)算可知這個(gè)中子星兩極的磁感應(yīng)強(qiáng)度是 : ,在赤道處是 ,這個(gè)數(shù)值真是太可怕了。如果人類對(duì)磁場(chǎng)測(cè)定的靈敏度很高,完全可以在地球上證明這個(gè)理論的正確性,用銅做一個(gè)半徑為 1 米的球體,讓這個(gè)球體以每秒 10 周,計(jì)算可知銅球兩極處的磁感應(yīng)強(qiáng)度是多大,進(jìn)行測(cè)定。分析說(shuō)明:( 1 )所有磁場(chǎng)的計(jì)算都是最大值,沒(méi)有考慮到各星球的具體情況,只能從數(shù)量級(jí)上說(shuō)明。( 2 )本稿是自己寫作,沒(méi)有得到更多理論的證明。參考文獻(xiàn) 1 、 古地磁場(chǎng)palaeomagnetic field人類史前(地質(zhì)年代)和史期的地磁場(chǎng)。其研究以巖石磁性的測(cè)量為基礎(chǔ)。地殼各處的巖石或多或少地含有各種磁性礦物,在冷卻或沉積過(guò)程中被地磁場(chǎng)磁化,記錄下巖石形成時(shí)期地磁場(chǎng)的方向和強(qiáng)度。一部分磁性穩(wěn)定的巖石,在漫長(zhǎng)的地質(zhì)時(shí)期中完整地保存了這種記錄。古磚、古瓷器、爐灶等原始焙燒物在它們冷卻時(shí)也被當(dāng)時(shí)的地磁場(chǎng)磁化,于是記錄了人類史期的地磁場(chǎng)。當(dāng)標(biāo)本的產(chǎn)狀(走向、傾向、傾角)已知時(shí),由標(biāo)本剩磁方向的測(cè)定可以得到標(biāo)本產(chǎn)地的古地磁場(chǎng)的偏角和傾角。在地心偶極子的假定下,由古偏角和古傾角即可確定古地磁極的位置。古地磁場(chǎng)強(qiáng)度的測(cè)量方法是20世紀(jì)30年代法國(guó)人泰利埃最先確立的,只適用于熱剩磁標(biāo)本。至今泰利埃方法仍然是測(cè)量古地磁場(chǎng)強(qiáng)度的最有效方法。測(cè)定結(jié)果表明,近2000年來(lái)地球磁矩是衰減的,這與現(xiàn)代觀測(cè)結(jié)果相符。公歷紀(jì)元時(shí)地球磁矩有最大值,約為現(xiàn)代地球磁矩的1。5倍;公元前2000年有個(gè)低值,與現(xiàn)代地球磁矩相近;約在公元前4000年有個(gè)最小值。由此估計(jì)地球磁矩的變化周期約為8000~10000年。
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首先,先搞清楚地心到地殼的物質(zhì)分布:由于地心的溫度非常高,地心到地殼的物質(zhì)都處于液態(tài),而且物質(zhì)的分布是從密度大到小的分布,分別是汞、鉛、鉛的液態(tài)合金、金、金的合金、銅、銅的液態(tài)合金、鋼合金、鋼、鐵、鐵合金、鐵硅合金、鐵硫合金、氧化鐵等一直到地表的硅,其中鐵、鎳及其合金占的比率較大。地心及其附近的液態(tài)金屬、合金都處于電離的狀態(tài),在地球的自轉(zhuǎn)下,它們也跟著旋轉(zhuǎn),不過(guò)速度比地球自轉(zhuǎn)的速度慢一些(因?yàn)橐簯B(tài)體在地心與地殼之間對(duì)流,所以總的速度比地球自轉(zhuǎn)的速度還要慢),這些旋轉(zhuǎn)的離子在宏觀上與地球的自轉(zhuǎn)產(chǎn)生一個(gè)速度差,如果把地殼作為參照系的話,那么這些離子是自東向西轉(zhuǎn),所以產(chǎn)生一個(gè)地磁的南極、北極分別在地球的北極、南極的結(jié)果。在歷史上地磁的南極、北極分別與地球的北極、南極重合的,但是由于地球的南極曾經(jīng)受過(guò)大質(zhì)量星球(月球)的搽碰(這也是地球?yàn)槭裁从羞@么大衛(wèi)星的原因)導(dǎo)致地球的自轉(zhuǎn)偏離原來(lái)的方向,所以造成現(xiàn)在的地磁南極、北極不與地球的北極、南極重合的原因。