1891 में, अंग्रेजी वैज्ञानिक शूस्टर ने समझाने की कोशिश की पृथ्वी का चुंबकत्वधुरी के चारों ओर इसका घूर्णन। इस परिकल्पना को प्रसिद्ध भौतिक विज्ञानी पी.एन. लेबेदेव ने बहुत काम दिया। उन्होंने माना कि अपकेन्द्रीय बल के प्रभाव में परमाणुओं में इलेक्ट्रॉन पृथ्वी की सतह की ओर विस्थापित हो जाते हैं। उस से सतह को नकारात्मक रूप से चार्ज किया जाना चाहिए, इससे चुंबकत्व होता है। लेकिन 35 हजार चक्कर प्रति मिनट तक रिंग के घूमने के प्रयोगों ने परिकल्पना की पुष्टि नहीं की - रिंग में चुंबकत्व प्रकट नहीं हुआ।

अंग्रेजी वैज्ञानिक डब्ल्यू. गेलबर्ट का मानना ​​था कि पृथ्वी एक चुंबकीय पत्थर से बनी है। बाद में यह निर्णय लिया गया कि पृथ्वी को सूर्य से चुम्बकित किया गया है। गणना ने इन परिकल्पनाओं का खंडन किया।

उन्होंने पृथ्वी के चुंबकत्व को उसके तरल धातु कोर में द्रव्यमान प्रवाह द्वारा समझाने की कोशिश की। हालाँकि, यह परिकल्पना स्वयं पृथ्वी के तरल कोर की परिकल्पना पर निर्भर करती है। कई वैज्ञानिक मानते हैं कि क्रोड ठोस होता है और बिल्कुल भी लोहा नहीं होता।

1947 में, पी. ब्लेकेट (इंग्लैंड) ने सुझाव दिया कि घूर्णन निकायों में एक चुंबकीय क्षेत्र की उपस्थिति प्रकृति का एक अज्ञात नियम है। ब्लैकेट ने शरीर के घूमने की गति पर चुंबकत्व की निर्भरता स्थापित करने का प्रयास किया।

उस समय, डेटा तीन खगोलीय पिंडों के घूर्णन गति और चुंबकीय क्षेत्रों पर जाना जाता था - पृथ्वी, सूर्य और सफेद बौना - तारा E78 नक्षत्र कन्या से।

शरीर के चुंबकीय क्षेत्र को उसके चुंबकीय क्षण, शरीर के घूर्णन - कोणीय गति (शरीर के आकार और द्रव्यमान को ध्यान में रखते हुए) द्वारा विशेषता है। यह लंबे समय से ज्ञात है कि पृथ्वी और सूर्य के चुंबकीय क्षण एक दूसरे से उसी तरह संबंधित हैं जैसे उनके कोणीय गति। E78 स्टार ने इस आनुपातिकता को देखा! इसलिए यह स्पष्ट हो गया कि आकाशीय पिंडों के घूमने और उनके चुंबकत्व के बीच सीधा संबंध है।

किसी को यह आभास हुआ कि यह पिंडों का घूमना है जो चुंबकत्व का कारण बनता है। ब्लैकेट ने अपने द्वारा प्रस्तावित कानून के अस्तित्व को प्रयोगात्मक रूप से साबित करने का प्रयास किया। प्रयोग के लिए 20 किलो वजन का एक सुनहरा सिलेंडर बनाया गया। उल्लिखित सिलेंडर के साथ सबसे सूक्ष्म प्रयोगों से कुछ भी नहीं निकला। गैर-चुंबकीय सुनहरे सिलेंडर ने चुंबकत्व का कोई संकेत नहीं दिखाया।

अब बृहस्पति के लिए चुंबकीय और कोणीय गति स्थापित की गई है, और शुक्र के लिए भी प्रारंभिक। और फिर, उनके चुंबकीय क्षेत्र, कोणीय गति से विभाजित, ब्लैकेट की संख्या के करीब हैं। गुणांकों के इस तरह के संयोग के बाद, मामले को संयोग के लिए जिम्मेदार ठहराना मुश्किल है।

तो क्या - पृथ्वी का घूर्णन चुंबकीय क्षेत्र को उत्तेजित करता है, या पृथ्वी का चुंबकत्व इसके घूर्णन का कारण बनता है? किसी कारण से, वैज्ञानिकों ने हमेशा माना है कि इसके गठन के बाद से ही पृथ्वी में घूर्णन निहित है। क्या ऐसा है? या शायद नहीं। हमारे टेलीविजन अनुभव के साथ समानता यह सवाल उठाती है: क्या यह इसलिए है क्योंकि पृथ्वी अपनी धुरी के चारों ओर घूमती है, एक बड़े चुंबक की तरह, आवेशित कणों की एक धारा में है? प्रवाह में मुख्य रूप से हाइड्रोजन नाभिक (प्रोटॉन), हीलियम (अल्फा कण) होते हैं। इलेक्ट्रॉनों को " " में नहीं देखा जाता है, वे संभवतः चुंबकीय जाल में कणों के टकराव के समय बनते हैं और पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के क्षेत्रों में कैस्केड में पैदा होते हैं।

पृथ्वी के चुंबकत्व का उसके मूल से संबंध अब काफी स्पष्ट है। वैज्ञानिकों की गणना से पता चलता है कि चंद्रमा में द्रव कोर नहीं है, इसलिए इसमें चुंबकीय क्षेत्र भी नहीं होना चाहिए। वास्तव में, अंतरिक्ष रॉकेटों का उपयोग करने वाले मापों से पता चला है कि चंद्रमा के चारों ओर एक प्रशंसनीय चुंबकीय क्षेत्र नहीं है।

आर्कटिक और अंटार्कटिका में स्थलीय धाराओं के अवलोकन के परिणामस्वरूप दिलचस्प आंकड़े प्राप्त हुए। वहाँ स्थलीय विद्युत धाराओं की तीव्रता बहुत अधिक होती है। यह मध्य अक्षांशों में तीव्रता से दसियों और सैकड़ों गुना अधिक है। यह तथ्य इंगित करता है कि पृथ्वी के चुंबकीय जाल के छल्ले से इलेक्ट्रॉनों का प्रवाह चुंबकीय ध्रुवों के क्षेत्रों में ध्रुवीय टोपी के माध्यम से तीव्रता से पृथ्वी में प्रवेश करता है, उदाहरण के लिए, प्रयोग में।

सौर गतिविधि में वृद्धि के समय, स्थलीय विद्युत धाराएं भी बढ़ जाती हैं। अब, शायद, यह स्थापित माना जा सकता है कि पृथ्वी में विद्युत धाराएं पृथ्वी के कोर के द्रव्यमान की धाराओं और अंतरिक्ष से पृथ्वी में इलेक्ट्रॉनों की आमद के कारण होती हैं, मुख्यतः इसके विकिरण के छल्ले से।

तो, विद्युत धाराएं पृथ्वी के चुंबकत्व का कारण बनती हैं, और पृथ्वी का चुंबकत्व, बदले में, स्पष्ट रूप से हमारी पृथ्वी को घुमाता है। यह अनुमान लगाना आसान है कि पृथ्वी के घूमने की गति उसके चुंबकीय क्षेत्र द्वारा बाहर से पकड़े गए ऋणात्मक और धनात्मक आवेशित कणों के अनुपात पर निर्भर करेगी, और पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के भीतर भी पैदा होगी।

पृथ्वी का एक चुंबकीय क्षेत्र है, जिसके अस्तित्व के कारणों को स्थापित नहीं किया गया है। एक चुंबकीय क्षेत्र में दो चुंबकीय ध्रुव और एक चुंबकीय अक्ष होता है। चुंबकीय ध्रुवों की स्थिति भौगोलिक स्थिति से मेल नहीं खाती। चुंबकीय ध्रुव उत्तरी और दक्षिणी गोलार्ध में एक दूसरे के सापेक्ष विषम रूप से स्थित होते हैं। इस संबंध में, उन्हें जोड़ने वाली रेखा - पृथ्वी की चुंबकीय धुरी इसके घूर्णन की धुरी के साथ 11 ° तक का कोण बनाती है।

पृथ्वी के चुंबकत्व की विशेषता चुंबकीय तीव्रता, झुकाव और झुकाव है। चुंबकीय शक्ति को ओर्स्टेड में मापा जाता है।

चुंबकीय झुकाव किसी दिए गए स्थान पर भौगोलिक मेरिडियन से चुंबकीय सुई के विचलन का कोण है। चूंकि चुंबकीय सुई चुंबकीय मेरिडियन की दिशा को इंगित करती है, चुंबकीय झुकाव चुंबकीय और भौगोलिक मेरिडियन के बीच के कोण के अनुरूप होगा। गिरावट पूर्व या पश्चिम हो सकती है। एक मानचित्र पर समान चढ़ावों को जोड़ने वाली रेखाएँ समद्विबाहु कहलाती हैं। शून्य के बराबर डिक्लाइनेशन आइसोगोन को जीरो मैग्नेटिक मेरिडियन कहा जाता है। आइसोगोन दक्षिणी गोलार्ध में चुंबकीय ध्रुव से निकलते हैं और उत्तरी गोलार्ध में चुंबकीय ध्रुव पर अभिसरण करते हैं।

चुंबकीय झुकाव क्षितिज के लिए चुंबकीय सुई के झुकाव का कोण है। समान झुकाव वाले बिंदुओं को जोड़ने वाली रेखाएँ समद्विबाहु कहलाती हैं। शून्य समद्विबाहु को चुंबकीय भूमध्य रेखा कहा जाता है। समांतर रेखाओं की तरह समांतर रेखाएं अक्षांशीय दिशा में खिंचती हैं और 0 से 90° तक भिन्न होती हैं।

पृथ्वी की सतह के कुछ स्थानों में समस्थानिकों और समद्विबाहुओं का सुचारू प्रवाह काफी तीव्र रूप से विक्षुब्ध है, जो चुंबकीय विसंगतियों के अस्तित्व से जुड़ा है। लौह अयस्कों का बड़ा संचय ऐसी विसंगतियों के स्रोत के रूप में काम कर सकता है। सबसे बड़ी चुंबकीय विसंगति कुर्स्क है। चुंबकीय विसंगतियाँ पृथ्वी की पपड़ी में टूटने के कारण भी हो सकती हैं - दोष, रिवर्स दोष, जिसके परिणामस्वरूप विभिन्न चुंबकीय विशेषताओं वाली चट्टानें संपर्क में आती हैं, आदि। चुंबकीय विसंगतियों का व्यापक रूप से खनिज जमा की खोज और संरचना का अध्ययन करने के लिए उपयोग किया जाता है। उपभूमि।

चुंबकीय तीव्रता, गिरावट और झुकाव के मूल्य दैनिक और धर्मनिरपेक्ष उतार-चढ़ाव (भिन्नता) का अनुभव करते हैं।

आयनोस्फीयर के सौर और चंद्र गड़बड़ी के कारण दैनिक भिन्नताएं होती हैं और सर्दियों की तुलना में गर्मियों में और रात की तुलना में दिन के दौरान अधिक स्पष्ट होती हैं। बहुत अधिक तीव्र

सदी की विविधताएं। ऐसा माना जाता है कि वे पृथ्वी के कोर की ऊपरी परतों में होने वाले परिवर्तनों के कारण हैं। विभिन्न भौगोलिक बिंदुओं में धर्मनिरपेक्ष विविधताएं अलग-अलग हैं।

अचानक, कई दिनों तक चलने वाले, चुंबकीय उतार-चढ़ाव (चुंबकीय तूफान) सौर गतिविधि से जुड़े होते हैं और उच्च अक्षांशों पर सबसे तीव्र होते हैं।

4. पृथ्वी की गर्मी

पृथ्वी को दो स्रोतों से गर्मी प्राप्त होती है: सूर्य से और अपनी आंतों से। पृथ्वी की सतह की तापीय अवस्था लगभग पूरी तरह से सूर्य द्वारा इसके ताप पर निर्भर करती है। हालांकि, कई कारकों के प्रभाव में, सौर ताप का पुनर्वितरण होता है जो पृथ्वी की सतह पर गिर गया है। पृथ्वी की सतह पर विभिन्न बिंदुओं को ग्रहण के तल के सापेक्ष पृथ्वी के घूर्णन अक्ष की झुकाव की स्थिति के कारण असमान मात्रा में गर्मी प्राप्त होती है।

तापमान की स्थिति की तुलना करने के लिए, पृथ्वी की सतह के कुछ हिस्सों में औसत दैनिक, औसत मासिक और औसत वार्षिक तापमान की अवधारणा पेश की जाती है।

उच्चतम तापमान में उतार-चढ़ाव पृथ्वी की ऊपरी परत द्वारा अनुभव किया जाता है। सतह से गहरा, दैनिक, मासिक और वार्षिक तापमान में उतार-चढ़ाव धीरे-धीरे कम हो जाता है। पृथ्वी की पपड़ी की मोटाई, जिसके भीतर चट्टानें सौर ताप से प्रभावित होती हैं, हेलियोथर्मल क्षेत्र कहलाती है। इस क्षेत्र की गहराई कुछ मीटर से लेकर 30 मीटर तक होती है।

सौर तापीय क्षेत्र के अंतर्गत स्थिर तापमान की एक पेटी होती है, जहां मौसमी तापमान के उतार-चढ़ाव का असर नहीं होता है। मास्को क्षेत्र में, यह 20 मीटर की गहराई पर स्थित है।

स्थिर तापमान के बेल्ट के नीचे भूतापीय क्षेत्र है। इस क्षेत्र में, तापमान पृथ्वी की आंतरिक गर्मी के कारण गहराई के साथ बढ़ता है - प्रत्येक 33 मीटर के लिए औसतन 1 डिग्री सेल्सियस। इस गहराई अंतराल को "जियोथर्मल स्टेप" कहा जाता है। पृथ्वी में गहराई में 100 मीटर तक गहराई में जाने पर तापमान में वृद्धि को भू-तापीय प्रवणता कहा जाता है। भूतापीय चरण और ढाल के मान पृथ्वी के विभिन्न क्षेत्रों के लिए व्युत्क्रमानुपाती और भिन्न हैं। उनका उत्पाद एक स्थिर मान है और 100 के बराबर है। उदाहरण के लिए, चरण 25 मीटर है, तो ढाल 4 डिग्री सेल्सियस है।

भूतापीय चरण के मूल्यों में अंतर विभिन्न रेडियोधर्मिता और चट्टानों की तापीय चालकता, आंतों में हाइड्रोकेमिकल प्रक्रियाओं, चट्टानों की घटना की प्रकृति, भूजल के तापमान और महासागरों और समुद्रों से दूर होने के कारण हो सकता है।

भूतापीय चरण का मान एक विस्तृत श्रृंखला में भिन्न होता है। प्यतिगोर्स्क के क्षेत्र में यह 1.5 मीटर, लेनिनग्राद - 19.6 मीटर, मॉस्को - 38.4 मीटर, करेलिया में - 100 मीटर से अधिक, वोल्गा क्षेत्र और बश्किरिया के क्षेत्र में - 50 मीटर, आदि 14 है।

पृथ्वी की आंतरिक ऊष्मा का मुख्य स्रोत पृथ्वी की पपड़ी में मुख्य रूप से केंद्रित पदार्थों का रेडियोधर्मी क्षय है। यह माना जाता है कि इसमें गर्मी भू-तापीय चरण के अनुसार 15-20 किमी की गहराई तक बढ़ जाती है। गहराई से भूतापीय चरण के मूल्य में तेज वृद्धि होती है। विशेषज्ञों का मानना ​​है कि पृथ्वी के केंद्र में तापमान 4000 डिग्री सेल्सियस से अधिक नहीं होता है। यदि भूतापीय चरण का मान पृथ्वी के केंद्र के समान रहता है, तो 900 किमी की गहराई पर तापमान 27,000 °C होगा, और पृथ्वी के केंद्र में यह लगभग 193,000 °C तक पहुँच जाएगा।

पृथ्वी का एक चुंबकीय क्षेत्र है, जो चुंबकीय सुई पर प्रभाव में स्पष्ट रूप से प्रकट होता है। अंतरिक्ष में स्वतंत्र रूप से निलंबित, यह चुंबकीय ध्रुवों पर अभिसरण, बल की चुंबकीय रेखाओं की दिशा में किसी भी स्थान पर स्थापित होता है।

पृथ्वी के चुंबकीय ध्रुव संरेखित नहीं होते हैं और धीरे-धीरे अपना स्थान बदलते हैं। वर्तमान में, वे उत्तर और में स्थित हैं। एक ध्रुव से दूसरे ध्रुव पर जाने वाली बल रेखाओं को चुंबकीय कहते हैं। वे भौगोलिक दिशा से मेल नहीं खाते हैं, और उत्तर-दक्षिण दिशा को सख्ती से इंगित नहीं करते हैं। चुंबकीय और के बीच के कोण को चुंबकीय घोषणा कहा जाता है। यह पूर्व (सकारात्मक) और पश्चिम (नकारात्मक) है। एक पूर्वी झुकाव के साथ, तीर भौगोलिक मेरिडियन के पूर्व में विचलित हो जाता है, पश्चिमी झुकाव के साथ, यह इसके पश्चिम में विचलित हो जाता है।

एक स्वतंत्र रूप से निलंबित चुंबकीय सुई केवल चुंबकीय भूमध्य रेखा की रेखा पर क्षैतिज रहती है। यह भौगोलिक के साथ मेल नहीं खाता है और इससे पश्चिमी गोलार्ध में दक्षिण की ओर और पूर्वी गोलार्ध में उत्तर की ओर खिसकता है। चुंबकीय भूमध्य रेखा के उत्तर में, चुंबकीय सुई का उत्तरी छोर गिरता है, और जितना अधिक होता है, चुंबकीय ध्रुव की दूरी उतनी ही कम होती है। उत्तरी गोलार्ध के चुंबकीय ध्रुव पर, तीर लंबवत हो जाता है, उत्तरी छोर नीचे की ओर होता है। चुंबकीय भूमध्य रेखा के दक्षिण में, इसके विपरीत, तीर का दक्षिणी छोर नीचे की ओर झुक जाता है। चुंबकीय सुई द्वारा क्षैतिज तल के साथ बनने वाले कोण को चुंबकीय झुकाव कहा जाता है। यह उत्तर या दक्षिण हो सकता है। चुंबकीय झुकाव चुंबकीय भूमध्य रेखा पर 0° से चुंबकीय ध्रुवों पर 90° तक भिन्न होता है। चुंबकीय झुकाव और झुकाव किसी भी समय किसी भी बिंदु पर चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं की दिशाओं की विशेषता है। पृथ्वी के निरंतर और वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र हैं। स्थिरांक स्वयं ग्रह के चुंबकत्व के कारण होता है। पृथ्वी के स्थायी चुंबकीय क्षेत्र की स्थिति का एक विचार चुंबकीय मानचित्रों द्वारा प्रदान किया जाता है। वे केवल कुछ वर्षों के लिए सटीक रहते हैं, क्योंकि चुंबकीय गिरावट और चुंबकीय गिरावट लगातार बदलती रहती है, हालांकि बहुत धीमी गति से। आमतौर पर, चुंबकीय कार्ड हर पांच साल में एक बार संकलित किए जाते हैं।

चुंबकीय विसंगतियाँ - किसी दिए गए स्थान के लिए उनके औसत मूल्य से चुंबकीय झुकाव और झुकाव का विचलन। वे विशाल क्षेत्रों को कवर कर सकते हैं, जिस स्थिति में उन्हें क्षेत्रीय कहा जाता है, या छोटा हो सकता है, इस मामले में उन्हें स्थानीय कहा जाता है। एक क्षेत्रीय चुंबकीय विसंगति का एक उदाहरण है। यहाँ पूरब की जगह पाश्चात्य झुकाव पाया जाता है। इस विसंगति का चुंबकीय क्षेत्र ऊंचाई के साथ बहुत धीरे-धीरे कम हो जाता है। पृथ्वी के कृत्रिम उपग्रह के आंकड़ों के अनुसार, ऊंचाई पर चुंबकीय विसंगति का प्रभाव बहुत कम हो जाता है। स्थानीय का एक उदाहरण कुर्स्क चुंबकीय विसंगति हो सकता है, जो पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की औसत शक्ति से 5 गुना अधिक चुंबकीय क्षेत्र की ताकत बनाता है।

अधिकांश विसंगतियों को युक्त होने की घटना से समझाया गया है।

चुंबकीय तूफान विशेष रूप से चुंबकीय क्षेत्र की मजबूत गड़बड़ी हैं, जो चुंबकीय सुई के अपनी सामान्य स्थिति से तेजी से विचलन में प्रकट होते हैं। चुंबकीय तूफान सौर ज्वालाओं और पृथ्वी और उसके विद्युत आवेशित कणों के साथ उनके प्रवेश के कारण होते हैं। 23 फरवरी 1956 को सूर्य पर एक विस्फोट हुआ। यह कई मिनट तक चला, और पृथ्वी पर एक चुंबकीय तूफान छिड़ गया, जिसके परिणामस्वरूप 2 घंटे के लिए रेडियो स्टेशनों का संचालन बाधित हो गया, कुछ समय के लिए ट्रान्साटलांटिक टेलीफोन केबल क्रम से बाहर हो गया। चुंबकीय तूफान के परिणाम हैं।

पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र ऊपर की ओर लगभग 90,000 किमी की ऊंचाई तक फैला हुआ है। 44 हजार किमी की ऊंचाई तक पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र का परिमाण कम हो जाता है। 44 हजार किमी से 80 हजार किमी की परत में चुंबकीय क्षेत्र अस्थिर है, इसमें लगातार तेज उतार-चढ़ाव होते रहते हैं। 80 हजार किमी से ऊपर, चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता तेजी से गिरती है। पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र सूर्य से उड़ने वाले आवेशित कणों को या तो विक्षेपित करता है या पकड़ लेता है या तब बनता है जब कॉस्मिक किरणें वायु परमाणुओं या अणुओं पर कार्य करती हैं। पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में फंसे आवेशित कण विकिरण पेटियाँ बनाते हैं। निकट-पृथ्वी अंतरिक्ष का संपूर्ण क्षेत्र, जिसमें पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र द्वारा कब्जा किए गए आवेशित कण होते हैं, मैग्नेटोस्फीयर कहलाता है।

पृथ्वी की सतह पर चुंबकीय क्षेत्र का वितरण लगातार बदल रहा है। यह धीरे-धीरे पश्चिम की ओर बढ़ रहा है। 19 वीं शताब्दी की शुरुआत में, शून्य घोषणा का चुंबकीय मेरिडियन मास्को के पास से गुजरा, 20 वीं शताब्दी की शुरुआत में यह स्थानांतरित हो गया, और अब यह पश्चिमी सीमाओं पर स्थित है। चुंबकीय ध्रुवों की स्थिति भी बदल जाती है।

चुंबकत्व का बहुत व्यावहारिक महत्व है। चुंबकीय सुई का प्रयोग करते हुए दिशाओं का निर्धारण करें। ऐसा करने के लिए, कम्पास रीडिंग में चुंबकीय गिरावट को ठीक करना हमेशा आवश्यक होता है। भूगर्भीय संरचनाओं के साथ चुंबकीय तत्वों का संबंध चुंबकीय अन्वेषण विधियों के आधार के रूप में कार्य करता है।

मैग्नेट दो अलग-अलग प्रकार के होते हैं। कुछ तथाकथित स्थायी चुम्बक हैं, जो "कठोर चुंबकीय" सामग्री से बने हैं। उनके चुंबकीय गुण बाहरी स्रोतों या धाराओं के उपयोग से संबंधित नहीं हैं। एक अन्य प्रकार में "नरम चुंबकीय" लोहे के कोर के साथ तथाकथित इलेक्ट्रोमैग्नेट शामिल हैं। उनके द्वारा बनाए गए चुंबकीय क्षेत्र मुख्य रूप से इस तथ्य के कारण हैं कि एक विद्युत प्रवाह कोर को कवर करने वाले घुमावदार तार से होकर गुजरता है।

चुंबकीय ध्रुव और चुंबकीय क्षेत्र।

एक छड़ चुंबक के चुंबकीय गुण इसके सिरों के पास सबसे अधिक ध्यान देने योग्य होते हैं। यदि ऐसा चुम्बक मध्य भाग से लटका दिया जाए ताकि वह स्वतंत्र रूप से एक क्षैतिज तल में घूम सके, तो यह लगभग उत्तर से दक्षिण की दिशा के अनुरूप स्थिति लेगा। उत्तर की ओर इशारा करने वाली छड़ के अंत को उत्तरी ध्रुव कहा जाता है, और विपरीत छोर को दक्षिणी ध्रुव कहा जाता है। दो चुम्बकों के विपरीत ध्रुव एक दूसरे को आकर्षित करते हैं, जबकि समान ध्रुव एक दूसरे को प्रतिकर्षित करते हैं।

यदि चुंबक के ध्रुवों में से एक के पास बिना चुम्बकित लोहे की छड़ लायी जाती है, तो बाद वाला अस्थायी रूप से चुम्बकित हो जाएगा। इस स्थिति में, चुम्बक के ध्रुव के निकटतम चुम्बकित छड़ का ध्रुव नाम में विपरीत होगा, और दूर वाला एक ही नाम का होगा। चुंबक के ध्रुव और छड़ में इसके द्वारा प्रेरित विपरीत ध्रुव के बीच का आकर्षण चुंबक की क्रिया की व्याख्या करता है। कुछ पदार्थ (जैसे स्टील) स्थायी चुंबक या विद्युत चुंबक के पास होने के बाद स्वयं कमजोर स्थायी चुंबक बन जाते हैं। एक स्टील की छड़ को केवल एक स्थायी चुंबक के सिरे को उसके सिरे से गुजारकर चुम्बकित किया जा सकता है।

इसलिए, चुंबक अन्य चुम्बकों और चुंबकीय पदार्थों से बनी वस्तुओं को उनके संपर्क में आए बिना आकर्षित करता है। दूरी पर इस तरह की क्रिया को चुंबक के चारों ओर अंतरिक्ष में चुंबकीय क्षेत्र के अस्तित्व द्वारा समझाया गया है। इस चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता और दिशा का कुछ अंदाजा किसी चुंबक पर रखे कार्डबोर्ड या कांच की शीट पर लोहे का बुरादा डालकर प्राप्त किया जा सकता है। चूरा क्षेत्र की दिशा में जंजीरों में पंक्तिबद्ध होगा, और चूरा रेखाओं का घनत्व इस क्षेत्र की तीव्रता के अनुरूप होगा। (वे चुंबक के सिरों पर सबसे मोटे होते हैं, जहां चुंबकीय क्षेत्र की तीव्रता सबसे अधिक होती है।)

एम. फैराडे (1791-1867) ने चुम्बकों के लिए बंद प्रेरण लाइनों की अवधारणा पेश की। प्रेरण की रेखाएं चुंबक को उसके उत्तरी ध्रुव पर आसपास के स्थान में छोड़ती हैं, दक्षिणी ध्रुव पर चुंबक में प्रवेश करती हैं, और चुंबक की सामग्री के अंदर दक्षिणी ध्रुव से उत्तर की ओर जाती हैं, जिससे एक बंद लूप बनता है। चुम्बक से निकलने वाली प्रेरण रेखाओं की कुल संख्या को चुम्बकीय फ्लक्स कहते हैं। चुंबकीय प्रवाह घनत्व, या चुंबकीय प्रेरण ( पर) इकाई आकार के प्राथमिक क्षेत्र के माध्यम से सामान्य के साथ गुजरने वाली प्रेरण की रेखाओं की संख्या के बराबर है।

चुंबकीय प्रेरण उस बल को निर्धारित करता है जिसके साथ एक चुंबकीय क्षेत्र उसमें स्थित वर्तमान-वाहक कंडक्टर पर कार्य करता है। यदि कंडक्टर वर्तमान ले जा रहा है मैं, प्रेरण की रेखाओं के लंबवत स्थित है, तो एम्पीयर के नियम के अनुसार, बल एफकंडक्टर पर अभिनय, क्षेत्र और कंडक्टर दोनों के लिए लंबवत है और चुंबकीय प्रेरण, वर्तमान ताकत और कंडक्टर की लंबाई के समानुपाती है। इस प्रकार, चुंबकीय प्रेरण के लिए बीआप एक अभिव्यक्ति लिख सकते हैं

कहाँ पे एफन्यूटन में बल है, मैं- एम्पीयर में करंट, मैं- मीटर में लंबाई। चुंबकीय प्रेरण के लिए माप की इकाई टेस्ला (टी) है।

गैल्वेनोमीटर।

गैल्वेनोमीटर कमजोर धाराओं को मापने के लिए एक संवेदनशील उपकरण है। गैल्वेनोमीटर चुंबक के ध्रुवों के बीच की खाई में निलंबित एक छोटे वर्तमान-वाहक कुंडल (कमजोर विद्युत चुंबक) के साथ घोड़े की नाल के आकार के स्थायी चुंबक की बातचीत से उत्पन्न टोक़ का उपयोग करता है। टोक़, और इसलिए कुंडल का विक्षेपण, हवा के अंतराल में वर्तमान और कुल चुंबकीय प्रेरण के समानुपाती होता है, जिससे कि कुंडल के छोटे विक्षेपण के साथ साधन का पैमाना लगभग रैखिक होता है।

चुंबकीय बल और चुंबकीय क्षेत्र की ताकत।

अगला, एक और मात्रा पेश की जानी चाहिए जो विद्युत प्रवाह के चुंबकीय प्रभाव की विशेषता है। मान लीजिए कि करंट एक लंबी कॉइल के तार से होकर गुजरता है, जिसके अंदर चुंबकीय सामग्री स्थित है। चुंबकीय बल कुंडल में विद्युत प्रवाह और उसके घुमावों की संख्या का गुणनफल है (यह बल एम्पीयर में मापा जाता है, क्योंकि घुमावों की संख्या एक आयाम रहित मात्रा है)। चुंबकीय क्षेत्र की ताकत एचकुंडल की प्रति इकाई लंबाई में चुंबकीय बल के बराबर। इस प्रकार, मान एचएम्पीयर प्रति मीटर में मापा जाता है; यह कुंडल के अंदर सामग्री द्वारा प्राप्त चुंबकीयकरण को निर्धारित करता है।

निर्वात चुंबकीय प्रेरण में बीचुंबकीय क्षेत्र की ताकत के समानुपाती एच:

कहाँ पे एम 0 - तथाकथित। चुंबकीय स्थिरांक जिसका सार्वभौमिक मान 4 . है पीच 10 -7 एच / एम। कई सामग्रियों में, मूल्य बीलगभग आनुपातिक एच. तथापि, लौहचुम्बकीय पदार्थों में के बीच का अनुपात बीऔर एचकुछ अधिक जटिल (जिस पर नीचे चर्चा की जाएगी)।

अंजीर पर। 1 भार को पकड़ने के लिए डिज़ाइन किया गया एक साधारण विद्युत चुंबक दिखाता है। ऊर्जा स्रोत एक डीसी बैटरी है। यह आंकड़ा एक विद्युत चुंबक के क्षेत्र के बल की रेखाओं को भी दर्शाता है, जिसे लोहे के बुरादे की सामान्य विधि से पता लगाया जा सकता है।

लोहे के कोर वाले बड़े इलेक्ट्रोमैग्नेट और बहुत बड़ी संख्या में एम्पीयर-मोड़, निरंतर मोड में काम करते हुए, एक बड़ा चुंबकीय बल होता है। वे ध्रुवों के बीच की खाई में 6 T तक का चुंबकीय प्रेरण बनाते हैं; यह प्रेरण केवल यांत्रिक तनावों, कुंडलियों के गर्म होने और कोर के चुंबकीय संतृप्ति द्वारा सीमित है। पीएल मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी द्वारा वाटर कूलिंग के साथ-साथ स्पंदित चुंबकीय क्षेत्र बनाने के लिए कई विशाल इलेक्ट्रोमैग्नेट्स (कोर के बिना) डिजाइन किए गए थे। ऐसे चुम्बकों पर 50 T तक का प्रेरण प्राप्त करना संभव था। लोसलामोस नेशनल लेबोरेटरी में एक अपेक्षाकृत छोटा इलेक्ट्रोमैग्नेट विकसित किया गया था, जो 6.2 टी तक के क्षेत्र का उत्पादन करता है, जिसमें 15 किलोवाट बिजली की खपत होती है और तरल हाइड्रोजन द्वारा ठंडा किया जाता है। क्रायोजेनिक तापमान पर इसी तरह के क्षेत्र प्राप्त होते हैं।

चुंबकीय पारगम्यता और चुंबकत्व में इसकी भूमिका।

चुम्बकीय भेद्यता एमएक मूल्य है जो सामग्री के चुंबकीय गुणों की विशेषता है। फेरोमैग्नेटिक धातु Fe, Ni, Co और उनकी मिश्र धातुओं की अधिकतम पारगम्यता बहुत अधिक होती है - 5000 (Fe के लिए) से 800,000 (सुपरमॉलॉय के लिए)। ऐसी सामग्रियों में अपेक्षाकृत कम क्षेत्र की ताकत एचबड़े प्रेरण होते हैं बी, लेकिन इन मात्राओं के बीच संबंध, आम तौर पर, संतृप्ति और हिस्टैरिसीस घटना के कारण गैर-रैखिक है, जिसकी चर्चा नीचे की गई है। लौहचुम्बकीय पदार्थ चुम्बक द्वारा अत्यधिक आकर्षित होते हैं। वे क्यूरी पॉइंट (Fe के लिए 770°C, Ni के लिए 358°C, Co के लिए 1120°C) से ऊपर के तापमान पर अपने चुंबकीय गुणों को खो देते हैं और पैरामैग्नेट की तरह व्यवहार करते हैं, जिसके लिए इंडक्शन बीबहुत उच्च तनाव मूल्यों तक एचइसके समानुपाती होता है - ठीक वैसा ही जैसा यह निर्वात में होता है। कई तत्व और यौगिक सभी तापमानों पर अनुचुंबकीय होते हैं। अनुचुंबकीय पदार्थों की विशेषता बाहरी चुंबकीय क्षेत्र में चुम्बकित होने के कारण होती है; यदि यह फ़ील्ड बंद कर दिया जाता है, तो पैरामैग्नेट गैर-चुंबकीय स्थिति में वापस आ जाते हैं। फेरोमैग्नेट में चुंबकीयकरण बाहरी क्षेत्र के बंद होने के बाद भी संरक्षित रहता है।

अंजीर पर। 2 चुंबकीय रूप से कठोर (उच्च हानि) फेरोमैग्नेटिक सामग्री के लिए एक विशिष्ट हिस्टैरिसीस लूप दिखाता है। यह चुंबकीय क्षेत्र की ताकत पर चुंबकीय रूप से आदेशित सामग्री के चुंबकीयकरण की अस्पष्ट निर्भरता की विशेषता है। प्रारंभिक (शून्य) बिंदु से चुंबकीय क्षेत्र की ताकत में वृद्धि के साथ ( 1 ) चुम्बकत्व धराशायी रेखा के साथ जाता है 1 –2 , और मूल्य एमनमूने के चुंबकीयकरण में वृद्धि के रूप में महत्वपूर्ण रूप से बदल जाता है। बिंदु पर 2 संतृप्ति तक पहुँच जाता है, अर्थात्। तीव्रता में और वृद्धि के साथ, चुंबकत्व अब नहीं बढ़ता है। अगर हम अब धीरे-धीरे मूल्य कम करते हैं एचशून्य करने के लिए, फिर वक्र बी(एच) अब उसी पथ का अनुसरण नहीं करता है, बल्कि बिंदु से होकर गुजरता है 3 , प्रकट करना, जैसा कि यह था, "पिछले इतिहास" के बारे में सामग्री की "स्मृति", इसलिए नाम "हिस्टैरिसीस"। जाहिर है, इस मामले में, कुछ अवशिष्ट चुंबकत्व बनाए रखा जाता है (खंड 1 –3 ) चुंबकीय क्षेत्र की दिशा को विपरीत दिशा में बदलने के बाद, वक्र पर (एच) बिंदु से गुजरता है 4 , और खंड ( 1 )–(4 ) जबरदस्ती बल से मेल खाती है जो विमुद्रीकरण को रोकता है। मूल्यों की और वृद्धि (- एच) हिस्टैरिसीस वक्र को तीसरे चतुर्थांश तक ले जाता है - खंड 4 –5 . मूल्य में बाद में कमी (- एच) शून्य करने के लिए और फिर सकारात्मक मूल्यों में वृद्धि एचहिस्टैरिसीस लूप को बिंदुओं के माध्यम से बंद कर देगा 6 , 7 और 2 .

चुंबकीय रूप से कठोर सामग्री को आरेख पर एक महत्वपूर्ण क्षेत्र को कवर करने वाले एक विस्तृत हिस्टैरिसीस लूप की विशेषता है और इसलिए अवशिष्ट चुंबकीयकरण (चुंबकीय प्रेरण) और जबरदस्ती बल के बड़े मूल्यों के अनुरूप है। एक संकीर्ण हिस्टैरिसीस लूप (चित्र। 3) नरम चुंबकीय सामग्री जैसे हल्के स्टील और उच्च चुंबकीय पारगम्यता वाले विशेष मिश्र धातुओं की विशेषता है। हिस्टैरिसीस के कारण ऊर्जा के नुकसान को कम करने के लिए ऐसे मिश्र धातु बनाए गए थे। इन विशेष मिश्र धातुओं में से अधिकांश, जैसे फेराइट्स में उच्च विद्युत प्रतिरोध होता है, जो न केवल चुंबकीय नुकसान को कम करता है, बल्कि एड़ी धाराओं के कारण होने वाले विद्युत नुकसान को भी कम करता है।

उच्च पारगम्यता के साथ चुंबकीय सामग्री लगभग 1000 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर किए गए एनीलिंग द्वारा उत्पादित की जाती है, इसके बाद कमरे के तापमान में तड़के (क्रमिक शीतलन) होता है। इस मामले में, प्रारंभिक यांत्रिक और थर्मल उपचार, साथ ही नमूने में अशुद्धियों की अनुपस्थिति, बहुत महत्वपूर्ण हैं। 20 वीं सदी की शुरुआत में ट्रांसफार्मर कोर के लिए। सिलिकॉन स्टील्स विकसित किए गए, मूल्य एमजो सिलिकॉन की मात्रा बढ़ने के साथ बढ़ता गया। 1915 और 1920 के बीच, permalloys (Fe के साथ Ni के मिश्र) अपने विशिष्ट संकीर्ण और लगभग आयताकार हिस्टैरिसीस लूप के साथ दिखाई दिए। चुंबकीय पारगम्यता के विशेष रूप से उच्च मूल्य एमछोटे मूल्यों के लिए एचहाइपरनिक (50% Ni, 50% Fe) और म्यू-मेटल (75% Ni, 18% Fe, 5% Cu, 2% Cr) मिश्र धातु भिन्न होते हैं, जबकि perminvar में (45% Ni, 30% Fe, 25% Co) मूल्य एमक्षेत्र शक्ति परिवर्तन की एक विस्तृत श्रृंखला पर व्यावहारिक रूप से स्थिर। आधुनिक चुंबकीय सामग्रियों में, हमें सुपरमॉलॉय का उल्लेख करना चाहिए, उच्चतम चुंबकीय पारगम्यता वाला एक मिश्र धातु (इसमें 79% Ni, 15% Fe और 5% Mo होता है)।

चुंबकत्व के सिद्धांत।

पहली बार, यह विचार कि चुंबकीय घटना अंततः विद्युत में कम हो जाती है, 1825 में एम्पीयर से उत्पन्न हुई, जब उन्होंने चुंबक के प्रत्येक परमाणु में परिसंचारी बंद आंतरिक सूक्ष्म धाराओं के विचार को व्यक्त किया। हालांकि, पदार्थ में इस तरह की धाराओं की उपस्थिति की किसी भी प्रयोगात्मक पुष्टि के बिना (इलेक्ट्रॉन की खोज जे। थॉमसन द्वारा केवल 1897 में की गई थी, और परमाणु की संरचना का विवरण रदरफोर्ड और बोहर द्वारा 1913 में दिया गया था), यह सिद्धांत "फीका हो गया" " 1852 में, डब्ल्यू. वेबर ने सुझाव दिया कि एक चुंबकीय पदार्थ का प्रत्येक परमाणु एक छोटा चुंबक, या एक चुंबकीय द्विध्रुव होता है, ताकि किसी पदार्थ का पूर्ण चुंबकत्व तब प्राप्त हो जब सभी व्यक्तिगत परमाणु चुम्बकों को एक निश्चित क्रम में पंक्तिबद्ध किया जाए (चित्र 4)। , बी) वेबर का मानना ​​​​था कि आणविक या परमाणु "घर्षण" इन प्राथमिक चुम्बकों को थर्मल कंपन के परेशान करने वाले प्रभाव के बावजूद अपने क्रम को बनाए रखने में मदद करता है। उनका सिद्धांत चुंबक के संपर्क में आने पर पिंडों के चुम्बकत्व की व्याख्या करने में सक्षम था, साथ ही प्रभाव या गर्म होने पर उनके विचुंबकीकरण की व्याख्या करने में सक्षम था; अंत में, चुम्बक के "गुणा" को भी समझाया गया जब एक चुम्बकित सुई या चुंबकीय छड़ को टुकड़ों में काट दिया गया। और फिर भी इस सिद्धांत ने या तो स्वयं प्राथमिक चुम्बकों की उत्पत्ति, या संतृप्ति और हिस्टैरिसीस की घटनाओं की व्याख्या नहीं की। वेबर के सिद्धांत में 1890 में जे. इविंग द्वारा सुधार किया गया, जिन्होंने परमाणु घर्षण की अपनी परिकल्पना को अंतर-परमाणु सीमित करने वाली ताकतों के विचार से बदल दिया, जो एक स्थायी चुंबक बनाने वाले प्राथमिक द्विध्रुवों के क्रम को बनाए रखने में मदद करते हैं।

समस्या के लिए दृष्टिकोण, एक बार एम्पीयर द्वारा प्रस्तावित, 1905 में दूसरा जीवन प्राप्त हुआ, जब पी। लैंगविन ने प्रत्येक परमाणु को एक आंतरिक असंपीड़ित इलेक्ट्रॉन प्रवाह के कारण पैरामैग्नेटिक सामग्रियों के व्यवहार की व्याख्या की। लैंगविन के अनुसार, ये धाराएं हैं जो छोटे चुंबक बनाती हैं, बाहरी क्षेत्र अनुपस्थित होने पर यादृच्छिक रूप से उन्मुख होती हैं, लेकिन इसके आवेदन के बाद एक आदेशित अभिविन्यास प्राप्त करती हैं। इस मामले में, ऑर्डर को पूरा करने का सन्निकटन मैग्नेटाइजेशन की संतृप्ति से मेल खाता है। इसके अलावा, लैंगविन ने एक चुंबकीय क्षण की अवधारणा पेश की, जो एक परमाणु चुंबक के लिए ध्रुव के "चुंबकीय चार्ज" और ध्रुवों के बीच की दूरी के उत्पाद के बराबर है। इस प्रकार, अनुचुम्बकीय पदार्थों का दुर्बल चुम्बकत्व असंतुलित इलेक्ट्रॉन धाराओं द्वारा निर्मित कुल चुंबकीय आघूर्ण के कारण होता है।

1907 में, पी. वीस ने "डोमेन" की अवधारणा पेश की, जो चुंबकत्व के आधुनिक सिद्धांत में एक महत्वपूर्ण योगदान बन गया। वीस ने डोमेन को परमाणुओं के छोटे "कालोनियों" के रूप में कल्पना की, जिसके भीतर सभी परमाणुओं के चुंबकीय क्षण, किसी कारण से, समान अभिविन्यास बनाए रखने के लिए मजबूर होते हैं, ताकि प्रत्येक डोमेन संतृप्ति के लिए चुंबकित हो। एक अलग डोमेन में 0.01 मिमी के क्रम के रैखिक आयाम हो सकते हैं और तदनुसार, 10–6 मिमी 3 के क्रम की मात्रा हो सकती है। डोमेन तथाकथित बलोच दीवारों से अलग होते हैं, जिनकी मोटाई 1000 परमाणु आयामों से अधिक नहीं होती है। अंजीर में "दीवार" और दो विपरीत रूप से उन्मुख डोमेन योजनाबद्ध रूप से दिखाए गए हैं। 5. ऐसी दीवारें "संक्रमण परतें" होती हैं जिनमें डोमेन के चुंबकीयकरण की दिशा बदल जाती है।

सामान्य स्थिति में, प्रारंभिक चुंबकीयकरण वक्र (चित्र 6) पर तीन खंडों को प्रतिष्ठित किया जा सकता है। प्रारंभिक खंड में, बाहरी क्षेत्र की कार्रवाई के तहत दीवार, पदार्थ की मोटाई के माध्यम से तब तक चलती है जब तक कि क्रिस्टल जाली दोष का सामना नहीं करता है, जो इसे रोकता है। क्षेत्र की ताकत बढ़ाकर, दीवार को धराशायी लाइनों के बीच मध्य खंड के माध्यम से आगे बढ़ने के लिए मजबूर किया जा सकता है। यदि उसके बाद क्षेत्र की ताकत फिर से शून्य हो जाती है, तो दीवारें अपनी मूल स्थिति में वापस नहीं आएंगी, जिससे नमूना आंशिक रूप से चुंबकित रहेगा। यह चुंबक के हिस्टैरिसीस की व्याख्या करता है। वक्र के अंत में, अंतिम अव्यवस्थित डोमेन के भीतर चुंबकीयकरण के क्रम के कारण नमूना चुंबकीयकरण की संतृप्ति के साथ प्रक्रिया समाप्त होती है। यह प्रक्रिया लगभग पूरी तरह से प्रतिवर्ती है। चुंबकीय कठोरता उन सामग्रियों द्वारा प्रदर्शित की जाती है जिनमें परमाणु जाली में कई दोष होते हैं जो इंटरडोमेन दीवारों की गति को रोकते हैं। यह यांत्रिक और थर्मल प्रसंस्करण द्वारा प्राप्त किया जा सकता है, उदाहरण के लिए पाउडर सामग्री को संपीड़ित और फिर sintering द्वारा। अलनिको मिश्र धातुओं और उनके एनालॉग्स में, एक ही परिणाम धातुओं को एक जटिल संरचना में फ्यूज करके प्राप्त किया जाता है।

पैरामैग्नेटिक और फेरोमैग्नेटिक सामग्रियों के अलावा, तथाकथित एंटीफेरोमैग्नेटिक और फेरिमैग्नेटिक गुणों वाली सामग्री भी हैं। इस प्रकार के चुंबकत्व के बीच का अंतर अंजीर में दिखाया गया है। 7. डोमेन की अवधारणा के आधार पर, चुंबकीय द्विध्रुव के छोटे समूहों की सामग्री में उपस्थिति के कारण अनुचुंबकत्व को एक घटना के रूप में माना जा सकता है, जिसमें व्यक्तिगत द्विध्रुव एक दूसरे के साथ बहुत कमजोर रूप से बातचीत करते हैं (या बिल्कुल भी बातचीत नहीं करते हैं) और इसलिए , बाहरी क्षेत्र की अनुपस्थिति में, वे केवल यादृच्छिक अभिविन्यास लेते हैं (चित्र 7, ए) फेरोमैग्नेटिक सामग्रियों में, प्रत्येक डोमेन के भीतर, अलग-अलग द्विध्रुवों के बीच एक मजबूत अंतःक्रिया होती है, जिससे उनका क्रमबद्ध समानांतर संरेखण होता है (चित्र 7, बी) एंटीफेरोमैग्नेटिक सामग्रियों में, इसके विपरीत, अलग-अलग द्विध्रुवों के बीच परस्पर क्रिया उनके एंटीपैरेलल ऑर्डर संरेखण की ओर ले जाती है, ताकि प्रत्येक डोमेन का कुल चुंबकीय क्षण शून्य हो (चित्र। 7, में) अंत में, फेरिमैग्नेटिक मैटेरियल्स (उदाहरण के लिए, फेराइट्स) में समानांतर और एंटीपैरलल ऑर्डरिंग दोनों होते हैं (चित्र। 7, जी), जिसके परिणामस्वरूप कमजोर चुंबकत्व होता है।

डोमेन के अस्तित्व की दो ठोस प्रयोगात्मक पुष्टियां हैं। उनमें से पहला तथाकथित बरखौसेन प्रभाव है, दूसरा पाउडर आकृति विधि है। 1919 में, जी. बरखौसेन ने स्थापित किया कि जब एक फेरोमैग्नेटिक सामग्री के नमूने पर एक बाहरी क्षेत्र लागू किया जाता है, तो इसका चुंबकीयकरण छोटे असतत भागों में बदल जाता है। डोमेन सिद्धांत के दृष्टिकोण से, यह इंटरडोमेन दीवार की छलांग जैसी उन्नति से ज्यादा कुछ नहीं है, जो व्यक्तिगत दोषों का सामना करती है जो इसे अपने रास्ते पर वापस रखती है। यह प्रभाव आमतौर पर एक कॉइल का उपयोग करके पता लगाया जाता है जिसमें एक फेरोमैग्नेटिक रॉड या तार रखा जाता है। यदि एक मजबूत चुंबक को बारी-बारी से नमूने में लाया जाता है और उसमें से हटा दिया जाता है, तो नमूने को चुम्बकित किया जाएगा और फिर से चुम्बकित किया जाएगा। नमूने के चुंबकीयकरण में कूद-जैसे परिवर्तन कुंडल के माध्यम से चुंबकीय प्रवाह को बदलते हैं, और इसमें एक प्रेरण प्रवाह उत्तेजित होता है। इस मामले में कॉइल में उत्पन्न होने वाला वोल्टेज बढ़ाया जाता है और ध्वनिक हेडफ़ोन की एक जोड़ी के इनपुट को खिलाया जाता है। हेडफ़ोन के माध्यम से देखे जाने वाले क्लिक चुंबकीयकरण में अचानक परिवर्तन का संकेत देते हैं।

पाउडर के आंकड़ों की विधि द्वारा चुंबक की डोमेन संरचना को प्रकट करने के लिए, एक चुंबकीय सामग्री की अच्छी तरह से पॉलिश सतह पर फेरोमैग्नेटिक पाउडर (आमतौर पर Fe 3 O 4) के कोलाइडल निलंबन की एक बूंद लागू होती है। पाउडर के कण मुख्य रूप से चुंबकीय क्षेत्र की अधिकतम विषमता के स्थानों में - डोमेन की सीमाओं पर बस जाते हैं। इस तरह की संरचना का अध्ययन माइक्रोस्कोप के तहत किया जा सकता है। एक पारदर्शी फेरोमैग्नेटिक सामग्री के माध्यम से ध्रुवीकृत प्रकाश के पारित होने के आधार पर एक विधि भी प्रस्तावित की गई है।

इसकी मुख्य विशेषताओं में चुंबकत्व के वीस के मूल सिद्धांत ने आज तक इसके महत्व को बरकरार रखा है, हालांकि, परमाणु चुंबकत्व को निर्धारित करने वाले कारक के रूप में अप्रतिस्पर्धी इलेक्ट्रॉन स्पिन की अवधारणा के आधार पर एक अद्यतन व्याख्या प्राप्त की है। एक इलेक्ट्रॉन के आंतरिक क्षण के अस्तित्व की परिकल्पना को 1926 में एस। गौडस्मिट और जे। उहलेनबेक द्वारा सामने रखा गया था, और वर्तमान में यह इलेक्ट्रॉनों को स्पिन वाहक के रूप में "प्राथमिक चुंबक" के रूप में माना जाता है।

इस अवधारणा को स्पष्ट करने के लिए, (चित्र 8) लोहे का एक मुक्त परमाणु, एक विशिष्ट लौहचुम्बकीय पदार्थ पर विचार करें। इसके दो गोले ( कऔर ली), नाभिक के सबसे करीब, इलेक्ट्रॉनों से भरे होते हैं, उनमें से दो पहले पर और आठ दूसरे पर होते हैं। पर क-शेल, इलेक्ट्रॉनों में से एक का स्पिन सकारात्मक है, और दूसरा नकारात्मक है। पर ली-शेल (अधिक सटीक रूप से, इसके दो उपकोशों में), आठ में से चार इलेक्ट्रॉनों में सकारात्मक स्पिन होते हैं, और अन्य चार में नकारात्मक स्पिन होते हैं। दोनों ही मामलों में, एक ही कोश के भीतर इलेक्ट्रॉनों के स्पिन पूरी तरह से रद्द हो जाते हैं, जिससे कुल चुंबकीय क्षण शून्य हो जाता है। पर एम-शेल, स्थिति अलग है, तीसरे उपकोश में छह इलेक्ट्रॉनों के कारण, पांच इलेक्ट्रॉनों में एक दिशा में निर्देशित स्पिन होते हैं, और केवल छठे - दूसरे में। नतीजतन, चार अप्रतिदेय स्पिन बने रहते हैं, जो लोहे के परमाणु के चुंबकीय गुणों को निर्धारित करता है। (बाहरी में एन-शेल में केवल दो वैलेंस इलेक्ट्रॉन होते हैं, जो लोहे के परमाणु के चुंबकत्व में योगदान नहीं करते हैं।) अन्य फेरोमैग्नेट्स, जैसे निकल और कोबाल्ट के चुंबकत्व को इसी तरह से समझाया गया है। चूंकि लोहे के नमूने में पड़ोसी परमाणु एक-दूसरे के साथ दृढ़ता से बातचीत करते हैं, और उनके इलेक्ट्रॉन आंशिक रूप से एकत्रित होते हैं, इसलिए इस स्पष्टीकरण को वास्तविक स्थिति की केवल एक उदाहरण, लेकिन बहुत सरल योजना के रूप में माना जाना चाहिए।

इलेक्ट्रॉन स्पिन पर आधारित परमाणु चुंबकत्व का सिद्धांत दो दिलचस्प जाइरोमैग्नेटिक प्रयोगों द्वारा समर्थित है, जिनमें से एक ए आइंस्टीन और डब्ल्यू डी हास द्वारा किया गया था, और दूसरा एस बार्नेट द्वारा किया गया था। इन प्रयोगों में से पहले में, फेरोमैग्नेटिक सामग्री के एक सिलेंडर को निलंबित कर दिया गया था जैसा कि अंजीर में दिखाया गया है। 9. यदि घुमावदार तार से करंट प्रवाहित होता है, तो सिलेंडर अपनी धुरी के चारों ओर घूमता है। जब धारा की दिशा (और इसलिए चुंबकीय क्षेत्र) बदलती है, तो यह विपरीत दिशा में मुड़ जाती है। दोनों ही मामलों में, सिलेंडर का घूर्णन इलेक्ट्रॉन के घूमने के क्रम के कारण होता है। बार्नेट के प्रयोग में, इसके विपरीत, एक निलंबित सिलेंडर, तेजी से घूर्णन की स्थिति में लाया जाता है, चुंबकीय क्षेत्र की अनुपस्थिति में चुंबकित होता है। इस प्रभाव को इस तथ्य से समझाया गया है कि चुंबक के घूर्णन के दौरान एक जाइरोस्कोपिक क्षण बनाया जाता है, जो घूमने के अपने अक्ष की दिशा में स्पिन के क्षणों को घुमाता है।

लघु-श्रेणी की शक्तियों की प्रकृति और उत्पत्ति की अधिक संपूर्ण व्याख्या के लिए, जो पड़ोसी परमाणु चुम्बकों को व्यवस्थित करती हैं और थर्मल गति के अव्यवस्थित प्रभाव का प्रतिकार करती हैं, किसी को क्वांटम यांत्रिकी की ओर मुड़ना चाहिए। इन बलों की प्रकृति की एक क्वांटम यांत्रिक व्याख्या 1928 में डब्ल्यू. हाइजेनबर्ग द्वारा प्रस्तावित की गई थी, जिन्होंने पड़ोसी परमाणुओं के बीच विनिमय अंतःक्रियाओं के अस्तित्व को माना था। बाद में, जी. बेथे और जे. स्लेटर ने दिखाया कि परमाणुओं के बीच घटती दूरी के साथ विनिमय बल काफी बढ़ जाते हैं, लेकिन एक निश्चित न्यूनतम अंतर-परमाणु दूरी तक पहुंचने के बाद, वे शून्य पर गिर जाते हैं।

पदार्थ के चुंबकीय गुण

पदार्थ के चुंबकीय गुणों का पहला व्यापक और व्यवस्थित अध्ययन पी. क्यूरी द्वारा किया गया था। उन्होंने पाया कि सभी पदार्थों को उनके चुंबकीय गुणों के अनुसार तीन वर्गों में विभाजित किया जा सकता है। पहले में लोहे के समान स्पष्ट चुंबकीय गुणों वाले पदार्थ शामिल हैं। ऐसे पदार्थों को लौहचुम्बकीय कहा जाता है; उनका चुंबकीय क्षेत्र काफी दूरी पर ध्यान देने योग्य है ( से। मी. उच्चतर) अनुचुम्बकीय कहलाने वाले पदार्थ द्वितीय श्रेणी में आते हैं; उनके चुंबकीय गुण आमतौर पर लौहचुंबकीय पदार्थों के समान होते हैं, लेकिन बहुत कमजोर होते हैं। उदाहरण के लिए, एक शक्तिशाली विद्युत चुंबक के ध्रुवों के लिए आकर्षण बल आपके हाथों से लोहे के हथौड़े को खींच सकता है, और एक ही चुंबक के लिए एक अनुचुंबकीय पदार्थ के आकर्षण का पता लगाने के लिए, एक नियम के रूप में, बहुत संवेदनशील विश्लेषणात्मक संतुलन की आवश्यकता होती है। . अंतिम, तीसरे वर्ग में तथाकथित प्रतिचुंबकीय पदार्थ शामिल हैं। वे एक विद्युत चुम्बक द्वारा प्रतिकर्षित होते हैं, अर्थात्। प्रतिचुंबक पर अभिनय करने वाला बल फेरो- और अनुचुम्बक पर कार्य करने वाले बल के विपरीत निर्देशित होता है।

चुंबकीय गुणों का मापन।

चुंबकीय गुणों के अध्ययन में, दो प्रकार के माप सबसे महत्वपूर्ण हैं। उनमें से पहला चुंबक के पास नमूने पर कार्य करने वाले बल का माप है; इस प्रकार नमूने का चुंबकीयकरण निर्धारित किया जाता है। दूसरे में पदार्थ के चुंबकीयकरण से जुड़े "गुंजयमान" आवृत्तियों के माप शामिल हैं। परमाणु छोटे "जाइरोस्कोप" होते हैं और एक चुंबकीय क्षेत्र में (गुरुत्वाकर्षण द्वारा बनाए गए टोक़ के प्रभाव में एक सामान्य कताई शीर्ष की तरह) एक आवृत्ति पर मापा जा सकता है। इसके अलावा, एक बल मुक्त आवेशित कणों पर चुंबकीय प्रेरण की रेखाओं के साथ-साथ एक चालक में इलेक्ट्रॉन धारा पर समकोण पर चलने पर कार्य करता है। यह कण को ​​एक गोलाकार कक्षा में ले जाने का कारण बनता है, जिसकी त्रिज्या द्वारा दी गई है

आर = एमवी/ईबी,

कहाँ पे एमकण का द्रव्यमान है, वी- उसकी गति इइसका प्रभार है, और बीक्षेत्र का चुंबकीय प्रेरण है। ऐसी वृत्तीय गति की आवृत्ति बराबर होती है

कहाँ पे एफहर्ट्ज़ में मापा जाता है इ- पेंडेंट में, एम- किलोग्राम में, बी- टेस्ला में। यह आवृत्ति किसी पदार्थ में चुंबकीय क्षेत्र में आवेशित कणों की गति की विशेषता है। दोनों प्रकार की गति (गोलाकार कक्षाओं में पूर्वता और गति) को किसी दिए गए सामग्री की "प्राकृतिक" आवृत्तियों के बराबर गुंजयमान आवृत्तियों के साथ वैकल्पिक क्षेत्रों द्वारा उत्साहित किया जा सकता है। पहले मामले में, अनुनाद को चुंबकीय कहा जाता है, और दूसरे में, साइक्लोट्रॉन (एक साइक्लोट्रॉन में एक उप-परमाणु कण की चक्रीय गति के साथ समानता को देखते हुए)।

परमाणुओं के चुंबकीय गुणों के बारे में बोलते हुए, उनके कोणीय गति पर विशेष ध्यान देना आवश्यक है। चुंबकीय क्षेत्र एक घूर्णन परमाणु द्विध्रुव पर कार्य करता है, इसे घुमाने और इसे क्षेत्र के समानांतर स्थापित करने का प्रयास करता है। इसके बजाय, परमाणु द्विध्रुवीय क्षण और लागू क्षेत्र की ताकत के आधार पर आवृत्ति के साथ क्षेत्र की दिशा (चित्र 10) के चारों ओर आगे बढ़ना शुरू कर देता है।

परमाणुओं की पूर्वता को सीधे नहीं देखा जा सकता है, क्योंकि नमूने के सभी परमाणु एक अलग चरण में होते हैं। यदि, हालांकि, निरंतर क्रम क्षेत्र के लंबवत निर्देशित एक छोटा वैकल्पिक क्षेत्र लागू किया जाता है, तो पूर्ववर्ती परमाणुओं के बीच एक निश्चित चरण संबंध स्थापित होता है, और उनका कुल चुंबकीय क्षण व्यक्ति के पूर्ववर्ती की आवृत्ति के बराबर आवृत्ति के साथ शुरू होता है चुंबकीय क्षण। पूर्वता के कोणीय वेग का बहुत महत्व है। एक नियम के रूप में, यह मान इलेक्ट्रॉनों से जुड़े चुंबकीयकरण के लिए 10 10 हर्ट्ज/टी के क्रम का है, और परमाणुओं के नाभिक में सकारात्मक चार्ज से जुड़े चुंबकीयकरण के लिए 10 7 हर्ट्ज/टी के क्रम का है।

परमाणु चुंबकीय अनुनाद (NMR) के अवलोकन के लिए स्थापना का एक योजनाबद्ध आरेख अंजीर में दिखाया गया है। 11. अध्ययन के तहत पदार्थ को ध्रुवों के बीच एक समान स्थिर क्षेत्र में पेश किया जाता है। यदि एक आरएफ क्षेत्र टेस्ट ट्यूब के चारों ओर एक छोटे से कॉइल से उत्साहित होता है, तो एक निश्चित आवृत्ति पर अनुनाद प्राप्त किया जा सकता है, जो नमूने के सभी परमाणु "जाइरोस्कोप" की पूर्ववर्ती आवृत्ति के बराबर होता है। माप एक रेडियो रिसीवर को किसी विशेष स्टेशन की आवृत्ति के लिए ट्यूनिंग के समान हैं।

चुंबकीय अनुनाद विधियां न केवल विशिष्ट परमाणुओं और नाभिकों के चुंबकीय गुणों का अध्ययन करना संभव बनाती हैं, बल्कि उनके पर्यावरण के गुणों का भी अध्ययन करती हैं। मुद्दा यह है कि ठोस और अणुओं में चुंबकीय क्षेत्र अमानवीय होते हैं, क्योंकि वे परमाणु आवेशों से विकृत होते हैं, और प्रायोगिक अनुनाद वक्र के पाठ्यक्रम का विवरण उस क्षेत्र में स्थानीय क्षेत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है जहां पूर्ववर्ती नाभिक स्थित होता है। यह अनुनाद विधियों द्वारा किसी विशेष नमूने की संरचना की विशेषताओं का अध्ययन करना संभव बनाता है।

चुंबकीय गुणों की गणना।

पृथ्वी के क्षेत्र का चुंबकीय प्रेरण 0.5×10 -4 टी है, जबकि एक मजबूत विद्युत चुंबक के ध्रुवों के बीच का क्षेत्र 2 टी या उससे अधिक के क्रम का है।

धाराओं के किसी भी विन्यास द्वारा बनाए गए चुंबकीय क्षेत्र की गणना वर्तमान तत्व द्वारा बनाए गए क्षेत्र के चुंबकीय प्रेरण के लिए बायोट-सावर्ट-लाप्लास सूत्र का उपयोग करके की जा सकती है। विभिन्न आकृतियों और बेलनाकार कुंडलियों की आकृति द्वारा निर्मित क्षेत्र की गणना कई मामलों में बहुत जटिल है। नीचे कई साधारण मामलों के लिए सूत्र दिए गए हैं। धारा के साथ एक लंबे सीधे तार द्वारा निर्मित क्षेत्र का चुंबकीय प्रेरण (टेस्ला में) मैं

चुम्बकित लोहे की छड़ का क्षेत्र एक लंबी परिनालिका के बाहरी क्षेत्र के समान होता है, जिसमें चुम्बकित छड़ की सतह पर परमाणुओं में धारा के अनुरूप एम्पीयर घुमावों की संख्या प्रति इकाई लंबाई होती है, क्योंकि छड़ के अंदर की धाराएँ एक दूसरे को रद्द करती हैं। बाहर (चित्र 12)। एम्पीयर के नाम से, ऐसी सतह धारा को एम्पीयर कहा जाता है। चुंबकीय क्षेत्र की ताकत एच एएम्पीयर करंट द्वारा निर्मित, रॉड के यूनिट वॉल्यूम के चुंबकीय क्षण के बराबर होता है एम.

यदि सोलेनोइड में लोहे की छड़ डाली जाती है, तो इस तथ्य के अलावा कि सोलेनोइड करंट एक चुंबकीय क्षेत्र बनाता है एच, छड़ के चुम्बकीय पदार्थ में परमाणु द्विध्रुवों के क्रम से चुम्बकत्व उत्पन्न होता है एम. इस मामले में, कुल चुंबकीय प्रवाह वास्तविक और एम्पीयर धाराओं के योग से निर्धारित होता है, ताकि बी = एम 0(एच + एच ए), या बी = एम 0(एच+एम) रवैया एम/एचबुलाया चुंबकीय संवेदनशीलता और ग्रीक अक्षर द्वारा निरूपित किया जाता है सी; सीएक आयामहीन मात्रा है जो चुंबकीय क्षेत्र में किसी सामग्री को चुम्बकित करने की क्षमता को दर्शाती है।

मूल्य बी/एच, जो सामग्री के चुंबकीय गुणों की विशेषता है, चुंबकीय पारगम्यता कहा जाता है और इसे द्वारा दर्शाया जाता है एम ए, और एम ए = एम 0एम, कहाँ पे एम एनिरपेक्ष है, और एम- तुलनात्मक भेद्दता,

लौहचुम्बकीय पदार्थों में, मान सीबहुत बड़े मान हो सकते हैं - 10 4 10 6 तक। मूल्य सीअनुचुंबकीय पदार्थों में शून्य से थोड़ा अधिक होता है, और प्रतिचुंबकीय पदार्थों में थोड़ा कम होता है। केवल निर्वात में और बहुत कमजोर क्षेत्रों में मात्राएँ होती हैं सीऔर एमस्थिर हैं और बाहरी क्षेत्र पर निर्भर नहीं हैं। निर्भरता प्रेरण बीसे एचआमतौर पर गैर-रैखिक होता है, और इसके रेखांकन, तथाकथित। विभिन्न सामग्रियों के लिए और विभिन्न तापमानों पर भी चुंबकीयकरण वक्र काफी भिन्न हो सकते हैं (ऐसे वक्रों के उदाहरण अंजीर में दिखाए गए हैं। 2 और 3)।

पदार्थ के चुंबकीय गुण बहुत जटिल होते हैं, और उनकी संरचना को पूरी तरह से समझने के लिए परमाणुओं की संरचना, अणुओं में उनकी बातचीत, गैसों में उनके टकराव और ठोस और तरल पदार्थों में उनके पारस्परिक प्रभाव का गहन विश्लेषण करने की आवश्यकता होती है; तरल पदार्थों के चुंबकीय गुणों का अभी भी सबसे कम अध्ययन किया जाता है।

स्थलीय चुंबकत्व

भू-चुंबकत्व, पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र और निकट-पृथ्वी अंतरिक्ष; भूभौतिकी की एक शाखा जो अंतरिक्ष में वितरण और भू-चुंबकीय क्षेत्र के समय में परिवर्तन के साथ-साथ पृथ्वी और ऊपरी वायुमंडल में इससे जुड़ी भूभौतिकीय प्रक्रियाओं का अध्ययन करती है।

अंतरिक्ष में प्रत्येक बिंदु पर, भू-चुंबकीय क्षेत्र तीव्रता वेक्टर द्वारा विशेषता है टी,जिसका परिमाण और दिशा 3 घटकों द्वारा निर्धारित की जाती है एक्स, वाई, जेड(उत्तर, पूर्व और ऊर्ध्वाधर) एक आयताकार समन्वय प्रणाली में ( चावल। एक ) या 3 पृथ्वी तत्व: तनाव का क्षैतिज घटक एच,चुंबकीय घोषणा डी (देखें। चुंबकीय घोषणा) (बीच का कोण एचऔर भौगोलिक मेरिडियन का तल) और चुंबकीय झुकाव मैं(बीच का कोण टीऔर क्षितिज विमान)।

पृथ्वी का चुंबकत्व पृथ्वी के भीतर स्थित स्थायी स्रोतों की कार्रवाई के कारण होता है, जो पृथ्वी के चुंबकमंडल और आयनमंडल में स्थित केवल धीमी धर्मनिरपेक्ष परिवर्तन (भिन्नताएं), और बाहरी (परिवर्तनीय) स्रोतों का अनुभव करते हैं। तदनुसार, मुख्य (मुख्य, पृथ्वी चुंबकत्व 99%) और चर (पृथ्वी चुंबकत्व 1%) भू-चुंबकीय क्षेत्र प्रतिष्ठित हैं।

मुख्य (स्थायी) भू-चुंबकीय क्षेत्र. मुख्य भू-चुंबकीय क्षेत्र के स्थानिक वितरण का अध्ययन करने के लिए विभिन्न स्थानों में मापे गए मान एच, डी, आईनक्शे (चुंबकीय मानचित्र) पर रखें और तत्वों के समान मूल्यों के बिंदुओं को रेखाओं से जोड़ें। ऐसी रेखाओं को क्रमशः आइसोडायनामिक्स, आइसोगोन और आइसोक्लाइन कहा जाता है। रेखा (आइसोक्लिनिक) मैं= 0, यानी चुंबकीय भूमध्य रेखा भौगोलिक भूमध्य रेखा से मेल नहीं खाती। बढ़ते अक्षांश के साथ, मान मैंचुंबकीय ध्रुवों पर 90° तक बढ़ जाता है (चुंबकीय ध्रुव देखें)। पूर्ण तनाव टी (चावल। 2 ) भूमध्य रेखा से ध्रुव तक 33.4 से बढ़कर 55.7 . हो जाता है हूँ(0.42 से 0.70 ओई तक)। 1970 के लिए उत्तरी चुंबकीय ध्रुव के निर्देशांक: देशांतर 101.5° W। डी।, अक्षांश 75.7 डिग्री एन। श्री।; दक्षिणी चुंबकीय ध्रुव: देशांतर 140.3° E डी।, अक्षांश 65.5 डिग्री एस। श्री। पहले सन्निकटन में भू-चुंबकीय क्षेत्र के वितरण की एक जटिल तस्वीर को एक द्विध्रुवीय क्षेत्र द्वारा दर्शाया जा सकता है (द्विध्रुव देखें) (सनकी, पृथ्वी के केंद्र से लगभग 436 ऑफसेट के साथ) किमी) या एक सजातीय चुंबकीय क्षेत्र, जिसका चुंबकीय क्षण पृथ्वी के घूर्णन के अक्ष पर 11.5 ° के कोण पर निर्देशित होता है। भू-चुंबकीय ध्रुव (एक समान रूप से चुंबकीय गेंद के ध्रुव) और चुंबकीय ध्रुव क्रमशः परिभाषित करते हैं, भू-चुंबकीय निर्देशांक (जियोमैग्नेटिक अक्षांश, भू-चुंबकीय मेरिडियन, भू-चुंबकीय भूमध्य रेखा) और चुंबकीय निर्देशांक (चुंबकीय अक्षांश, चुंबकीय मेरिडियन) की प्रणाली। द्विध्रुव (सामान्य) से भू-चुंबकीय क्षेत्र के वास्तविक वितरण के विचलन को चुंबकीय विसंगतियाँ (चुंबकीय विसंगतियाँ देखें) कहा जाता है। कब्जे वाले क्षेत्र की तीव्रता और आकार के आधार पर, गहरे मूल की वैश्विक विसंगतियां हैं, उदाहरण के लिए, पूर्वी साइबेरियाई, ब्राजीलियाई, आदि, साथ ही साथ क्षेत्रीय और स्थानीय विसंगतियां। उत्तरार्द्ध, उदाहरण के लिए, पृथ्वी की पपड़ी में फेरोमैग्नेटिक खनिजों के असमान वितरण के कारण हो सकता है। विश्व विसंगतियों का प्रभाव ऊंचाई तक प्रभावित करता है पृथ्वी का चुंबकत्व 0.5 R3पृथ्वी की सतह के ऊपर ( R3-पृथ्वी की त्रिज्या)। मुख्य भू-चुंबकीय क्षेत्र में पृथ्वी के चुम्बकत्व की ऊँचाई तक द्विध्रुव वर्ण होता है R3.

यह धर्मनिरपेक्ष विविधताओं का अनुभव करता है, जो पूरे विश्व में समान नहीं हैं। सबसे तीव्र धर्मनिरपेक्ष भिन्नता के स्थानों में, भिन्नता 150γ प्रति वर्ष (1γ .) तक पहुंच जाती है = 10 -5 ई)। प्रति वर्ष लगभग 0.2 डिग्री की दर से चुंबकीय विसंगतियों का एक व्यवस्थित पश्चिम की ओर बहाव भी है और प्रति वर्ष 20γ की दर से पृथ्वी के चुंबकीय क्षण के परिमाण और दिशा में परिवर्तन होता है। धर्मनिरपेक्ष विविधताओं और बड़े स्थानों (महासागरों और ध्रुवीय क्षेत्रों) पर भू-चुंबकीय क्षेत्र के अपर्याप्त ज्ञान के कारण, चुंबकीय मानचित्रों को फिर से संकलित करना आवश्यक हो जाता है। इस उद्देश्य के लिए, वैश्विक चुंबकीय सर्वेक्षण भूमि पर, महासागरों में (गैर-चुंबकीय जहाजों पर), हवाई क्षेत्र में (वायुचुंबकीय सर्वेक्षण) और बाहरी अंतरिक्ष में (कृत्रिम पृथ्वी उपग्रहों की मदद से) किए जाते हैं। माप के लिए, वे उपयोग करते हैं: चुंबकीय कम्पास, चुंबकीय थियोडोलाइट, चुंबकीय तराजू, झुकाव, मैग्नेटोमीटर, एरोमैग्नेटोमीटर और अन्य उपकरण। भू-सर्वेक्षण का अध्ययन और इसके सभी तत्वों के मानचित्रों का संकलन समुद्र और वायु नेविगेशन, भूगणित और खान सर्वेक्षण में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है।

पिछले युगों के भू-चुंबकीय क्षेत्र का अध्ययन चट्टानों के अवशिष्ट चुम्बकत्व (पालेओमैग्नेटिज़्म देखें) के अनुसार किया जाता है, और ऐतिहासिक काल के लिए - पके हुए मिट्टी के उत्पादों (ईंटों, सिरेमिक व्यंजन, आदि) के चुंबकीयकरण के अनुसार। पुराचुंबकीय अध्ययनों से पता चलता है कि पृथ्वी के मुख्य चुंबकीय क्षेत्र की दिशा अतीत में बार-बार उलट गई है। ऐसा अंतिम परिवर्तन लगभग 0.7 मिलियन वर्ष पूर्व हुआ था।

ए डी शेवनिन।

मुख्य भू-चुंबकीय क्षेत्र की उत्पत्ति।मुख्य भू-चुंबकीय क्षेत्र की उत्पत्ति की व्याख्या करने के लिए, कई अलग-अलग परिकल्पनाओं को सामने रखा गया है, जिसमें प्रकृति के एक मौलिक नियम के अस्तित्व के बारे में परिकल्पना भी शामिल है, जिसके अनुसार किसी भी घूमने वाले शरीर में चुंबकीय क्षण होता है। पृथ्वी की पपड़ी में या इसके मूल में लौहचुम्बकीय पदार्थों की उपस्थिति द्वारा मुख्य भू-चुंबकीय क्षेत्र की व्याख्या करने का प्रयास किया गया है; विद्युत आवेशों की गति, जो पृथ्वी के दैनिक घूर्णन में भाग लेते हुए, विद्युत प्रवाह का निर्माण करती है; कोर और मेंटल आदि के बीच की सीमा पर थर्मोइलेक्ट्रोमोटिव बल के कारण पृथ्वी के कोर में धाराओं की उपस्थिति, और अंत में, पृथ्वी के तरल धातु कोर में तथाकथित हाइड्रोमैग्नेटिक डायनेमो की क्रिया। धर्मनिरपेक्ष विविधताओं पर आधुनिक डेटा और भू-चुंबकीय क्षेत्र की ध्रुवीयता में कई बदलावों को केवल एक हाइड्रोमैग्नेटिक डायनेमो (एचडी) की परिकल्पना द्वारा संतोषजनक रूप से समझाया गया है। इस परिकल्पना के अनुसार, पृथ्वी के विद्युत प्रवाहकीय तरल कोर में काफी जटिल और तीव्र गतियां हो सकती हैं, जिससे चुंबकीय क्षेत्र का आत्म-उत्तेजना हो सकता है, उसी तरह जैसे कि स्व-उत्तेजित डायनेमो में वर्तमान और चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न होते हैं। एचडी की क्रिया चलती माध्यम में विद्युत चुम्बकीय प्रेरण पर आधारित होती है, जो अपनी गति में चुंबकीय क्षेत्र के बल की रेखाओं को पार करती है।

एचडी में अनुसंधान मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक्स (मैग्नेटोहाइड्रोडायनामिक्स देखें) पर आधारित है। यदि हम पृथ्वी के द्रव क्रोड में पदार्थ का वेग दिया जाए तो हम विभिन्न प्रकार की गतियों के दौरान स्थिर और अस्थिर, नियमित और अशांत दोनों प्रकार की गतियों के दौरान चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने की मौलिक संभावना को सिद्ध कर सकते हैं। कोर में औसत चुंबकीय क्षेत्र को दो घटकों के योग के रूप में दर्शाया जा सकता है - टॉरॉयडल क्षेत्र परऔर फ़ील्ड वी.आर.,जिसकी बल रेखाएँ मध्याह्न तल में होती हैं ( चावल। 3 ) एक टॉरॉयडल चुंबकीय क्षेत्र की क्षेत्र रेखाएँ परपृथ्वी की कोर के अंदर बंद हैं और बाहर नहीं जाते हैं। सबसे आम स्थलीय एचडी योजना के अनुसार, क्षेत्र बीकेंद्रक से बाहर निकलने वाले क्षेत्र से सैकड़ों गुना अधिक शक्तिशाली है r . में, जिसमें मुख्य रूप से द्विध्रुवीय रूप होता है। पृथ्वी के कोर में विद्युत प्रवाहकीय द्रव का अमानवीय घूर्णन क्षेत्र रेखाओं को विकृत करता है r . मेंऔर उनसे क्षेत्र रेखाएँ बनाता है पर(। बदले में, क्षेत्र r . मेंक्षेत्र के साथ जटिल तरीके से चलने वाले एक प्रवाहकीय तरल पदार्थ की आगमनात्मक बातचीत के कारण उत्पन्न होता है पर. क्षेत्र निर्माण सुनिश्चित करने के लिए r . मेंसे परद्रव गति अक्षीय सममित नहीं होनी चाहिए। बाकी के लिए, जैसा कि एचडी के गतिज सिद्धांत से पता चलता है, गति बहुत विविध हो सकती है। क्षेत्र के अलावा, संचालन तरल पदार्थ की गति पीढ़ी की प्रक्रिया में बनाई जाती है r . में, साथ ही अन्य धीरे-धीरे बदलते क्षेत्र, जो कोर से बाहर की ओर प्रवेश करते हैं, मुख्य भू-चुंबकीय क्षेत्र में धर्मनिरपेक्ष भिन्नता का कारण बनते हैं।

एचडी का सामान्य सिद्धांत, क्षेत्र की पीढ़ी और स्थलीय एचडी के "इंजन" दोनों की जांच कर रहा है, यानी गति की उत्पत्ति, अभी भी विकास के प्रारंभिक चरण में है, और इसमें अभी भी बहुत कुछ काल्पनिक है। आर्किमिडीज बलों, नाभिक में छोटे घनत्व की विषमताओं के कारण, और जड़ता की ताकतों को गति के कारणों के रूप में सामने रखा जाता है (देखें जड़त्व का बल)।

पूर्व को या तो तरल (थर्मल संवहन) के कोर और थर्मल विस्तार में गर्मी की रिहाई के साथ जोड़ा जा सकता है, या इसकी सीमाओं पर अशुद्धियों की रिहाई के कारण कोर की संरचना की असमानता के साथ जुड़ा हो सकता है। उत्तरार्द्ध पृथ्वी की धुरी के पूर्वता (देखें प्रीसेशन) के कारण त्वरण के कारण हो सकता है। पृथ्वी के घूर्णन की धुरी के लगभग समानांतर अक्ष के साथ एक द्विध्रुव के क्षेत्र में भू-चुंबकीय क्षेत्र की निकटता पृथ्वी के घूर्णन और पृथ्वी के मीटर की उत्पत्ति के बीच घनिष्ठ संबंध को इंगित करती है। घूर्णन एक कोरिओलिस बल बनाता है (कोरिओलिस बल देखें) , जो पृथ्वी के HD तंत्र में महत्वपूर्ण भूमिका निभा सकता है। भू-चुंबकीय क्षेत्र के परिमाण की पृथ्वी के कोर में पदार्थ की गति की तीव्रता पर निर्भरता जटिल है और अभी तक इसका पर्याप्त अध्ययन नहीं किया गया है। पैलियोमैग्नेटिक अध्ययनों के अनुसार, भू-चुंबकीय क्षेत्र के परिमाण में उतार-चढ़ाव होता है, लेकिन औसतन, परिमाण के क्रम में, यह लंबे समय तक अपरिवर्तित रहता है - लगभग सैकड़ों मिलियन वर्ष।

पृथ्वी के एचडी की कार्यप्रणाली पृथ्वी के मूल और मेंटल में कई प्रक्रियाओं से जुड़ी है; इसलिए, मुख्य भू-चुंबकीय क्षेत्र और पृथ्वी के एचडी का अध्ययन आंतरिक संरचना और विकास के भूभौतिकीय अध्ययन के पूरे परिसर का एक अनिवार्य हिस्सा है। धरती।

एस आई ब्रैगिंस्की।

परिवर्तनीय भू-चुंबकीय क्षेत्र।उपग्रहों और रॉकेटों पर किए गए मापों से पता चला है कि भू-चुंबकीय क्षेत्र के साथ सौर पवन प्लाज्मा की परस्पर क्रिया से क्षेत्र की द्विध्रुवीय संरचना दूर से ही बाधित हो जाती है। Rzपृथ्वी के केंद्र से। सौर हवा भू-चुंबकीय क्षेत्र को निकट-पृथ्वी अंतरिक्ष - पृथ्वी के चुंबकमंडल की सीमित मात्रा में स्थानांतरित करती है, जबकि चुंबकमंडल की सीमा पर सौर हवा का गतिशील दबाव पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के दबाव से संतुलित होता है। सौर हवा दिन की ओर से पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र को संकुचित करती है और ध्रुवीय क्षेत्रों की भू-चुंबकीय क्षेत्र रेखाओं को रात की ओर ले जाती है, जिससे पृथ्वी की चुंबकीय पूंछ कम से कम 5 मिलियन किमी की लंबाई के साथ एक्लिप्टिक प्लेन के पास बनती है। किमी(से। मी। चावल। लेख में पृथ्वी औरपृथ्वी का मैग्नेटोस्फीयर)। बल की बंद रेखाओं (आंतरिक मैग्नेटोस्फीयर) के साथ क्षेत्र का लगभग द्विध्रुवीय क्षेत्र निकट-पृथ्वी प्लाज्मा के आवेशित कणों के लिए एक चुंबकीय जाल है (पृथ्वी के विकिरण बेल्ट देखें)।

सौर पवन प्लाज्मा मैग्नेटोस्फीयर के चारों ओर एक चर घनत्व और आवेशित कणों के वेग के साथ प्रवाहित होता है, साथ ही मैग्नेटोस्फीयर में कणों की सफलता से पृथ्वी के मैग्नेटोस्फीयर और आयनोस्फीयर में विद्युत प्रवाह प्रणालियों की तीव्रता में परिवर्तन होता है। वर्तमान प्रणालियाँ, बदले में, पृथ्वी के निकट अंतरिक्ष में और पृथ्वी की सतह पर एक विस्तृत आवृत्ति रेंज (10 -5 से 10 2 तक) में भू-चुंबकीय क्षेत्र के दोलनों का कारण बनती हैं। हर्ट्ज) और आयाम (10 -3 से 10 -7 . तक) उह). भू-चुंबकीय क्षेत्र में निरंतर परिवर्तनों की फोटोग्राफिक रिकॉर्डिंग मैग्नेटोग्राफ की सहायता से चुंबकीय वेधशालाओं में की जाती है। शांत समय के दौरान, निम्न और मध्य अक्षांशों पर आवधिक सौर-दैनिक और चंद्र-दैनिक भिन्नताएं देखी जाती हैं। आयाम क्रमशः 30-70γ और 1-5γ। विभिन्न आकृतियों और आयामों के अन्य देखे गए अनियमित क्षेत्र दोलन चुंबकीय विक्षोभ कहलाते हैं, जिनमें से कई प्रकार के चुंबकीय परिवर्तन होते हैं।

चुंबकीय विक्षोभ पूरी पृथ्वी को ढँक रहा है और एक से जारी है ( चावल। 4 ) कई दिनों तक वैश्विक चुंबकीय तूफान कहलाते हैं (चुंबकीय तूफान देखें) , जिसके दौरान व्यक्तिगत घटकों का आयाम 1000γ से अधिक हो सकता है। एक चुंबकीय तूफान मैग्नेटोस्फीयर में मजबूत गड़बड़ी की अभिव्यक्तियों में से एक है जो तब उत्पन्न होता है जब सौर हवा के पैरामीटर बदलते हैं, विशेष रूप से इसके कणों की गति और एक्लिप्टिक विमान के सापेक्ष इंटरप्लेनेटरी चुंबकीय क्षेत्र के सामान्य घटक। पृथ्वी के ऊपरी वायुमंडल में औरोरा, आयनोस्फेरिक गड़बड़ी, एक्स-रे और कम आवृत्ति वाले विकिरण की उपस्थिति के साथ मैग्नेटोस्फीयर की मजबूत गड़बड़ी होती है।

Z.m की परिघटनाओं के व्यावहारिक अनुप्रयोग।भू-चुंबकीय क्षेत्र की क्रिया के तहत, चुंबकीय सुई चुंबकीय मेरिडियन के तल में स्थित होती है। इस घटना का उपयोग प्राचीन काल से जमीन पर अभिविन्यास के लिए, ऊंचे समुद्रों पर जहाजों के पाठ्यक्रम को बिछाने, भूगर्भीय और खान सर्वेक्षण अभ्यास में, सैन्य मामलों में आदि के लिए किया जाता रहा है। (कम्पास, बुसोल देखें)।

स्थानीय चुंबकीय विसंगतियों के अध्ययन से खनिजों का पता लगाना संभव हो जाता है, मुख्य रूप से लौह अयस्क (चुंबकीय अन्वेषण देखें), और अन्य भूभौतिकीय अन्वेषण विधियों के संयोजन में, उनके स्थान और भंडार का निर्धारण करने के लिए। पृथ्वी के आंतरिक भाग की ध्वनि की मैग्नेटोटेलुरिक विधि व्यापक हो गई है, जिसमें पृथ्वी की आंतरिक परतों की विद्युत चालकता की गणना चुंबकीय तूफान के क्षेत्र से की जाती है और फिर वहां मौजूद दबाव और तापमान का अनुमान लगाया जाता है।

वायुमंडल की ऊपरी परतों के बारे में जानकारी के स्रोतों में से एक भू-चुंबकीय विविधताएं हैं। चुंबकीय गड़बड़ी, उदाहरण के लिए, एक चुंबकीय तूफान के साथ, इसके प्रभाव से कई घंटे पहले होती है, आयनमंडल में परिवर्तन होते हैं जो रेडियो संचार को बाधित करते हैं। इससे निर्बाध रेडियो संचार (रेडियो मौसम पूर्वानुमान) सुनिश्चित करने के लिए आवश्यक चुंबकीय पूर्वानुमान बनाना संभव हो जाता है। भू-चुंबकीय डेटा अंतरिक्ष उड़ानों के दौरान निकट-पृथ्वी अंतरिक्ष में विकिरण की स्थिति की भविष्यवाणी करने के लिए भी काम करता है।

कई पृथ्वी त्रिज्या की ऊंचाई तक भू-चुंबकीय क्षेत्र की स्थिरता का उपयोग अंतरिक्ष यान के अभिविन्यास और पैंतरेबाज़ी के लिए किया जाता है।

भू-चुंबकीय क्षेत्र जीवित जीवों, वनस्पतियों और मनुष्यों को प्रभावित करता है। उदाहरण के लिए, चुंबकीय तूफानों की अवधि के दौरान, हृदय रोगों की संख्या बढ़ जाती है, उच्च रक्तचाप से पीड़ित रोगियों की स्थिति बिगड़ जाती है, और इसी तरह। जीवों पर विद्युत चुम्बकीय प्रभावों की प्रकृति का अध्ययन जीव विज्ञान के नए और आशाजनक क्षेत्रों में से एक है।

ए डी शेवनिन।

लिट.:यानोवस्की बी.एम., स्थलीय चुंबकत्व, खंड 1-2, एल।, 1963-64; उनका, सोवियत सत्ता के वर्षों के दौरान यूएसएसआर में भू-चुंबकत्व पर कार्य का विकास। "इज़व। यूएसएसआर की विज्ञान अकादमी, पृथ्वी की भौतिकी, 1967, संख्या 11, पी। 54; यूएसएसआर, एल।, 1954 के वैकल्पिक चुंबकीय क्षेत्र पर संदर्भ पुस्तक; निकट-पृथ्वी बाहरी अंतरिक्ष। संदर्भ डेटा, ट्रांस। अंग्रेजी से, एम।, 1966; पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र का वर्तमान और अतीत, एम।, 1965; ब्रैगिंस्की एस.आई., पृथ्वी के हाइड्रोमैग्नेटिक डायनेमो के सिद्धांत की नींव पर, "जियोमैग्नेटिज्म एंड एरोनॉमी", 1967, वॉल्यूम 7, नंबर 3, पी। 401; सौर-स्थलीय भौतिकी, एम।, 1968।

चावल। 2. 1965 के युग के लिए भू-चुंबकीय क्षेत्र (ओर्स्टेड में) की कुल ताकत का नक्शा; काले घेरे - चुंबकीय ध्रुव (M.P.)। नक्शा विश्व चुंबकीय विसंगतियों को दिखाता है: ब्राजीलियाई (बी.ए.) और पूर्वी साइबेरियाई (पूर्व-एस.ए.)।

चावल। 3. पृथ्वी के हाइड्रोमैग्नेटिक डायनेमो में चुंबकीय क्षेत्र की योजना: एनएस - पृथ्वी के घूर्णन की धुरी: р - पृथ्वी के घूर्णन की धुरी के साथ निर्देशित एक द्विध्रुवीय क्षेत्र के करीब का क्षेत्र; बी - टॉरॉयडल फील्ड (सैकड़ों गॉस के क्रम में), पृथ्वी के कोर के अंदर बंद होना।

चावल। 4. मैग्नेटोग्राम, जिसने एक छोटा चुंबकीय तूफान दर्ज किया: एच 0, डी 0, जेड 0 - स्थलीय चुंबकत्व के संबंधित घटक की उत्पत्ति; तीर गिनती की दिशा दिखाते हैं।

महान सोवियत विश्वकोश। - एम .: सोवियत विश्वकोश. 1969-1978 .

देखें कि "पृथ्वी चुंबकत्व" अन्य शब्दकोशों में क्या है:

- (जियोमैग्नेटिज्म), 1) पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र। 2) भूभौतिकी की एक शाखा जो क्षेत्र में वितरण और चुंबकीय क्षेत्र के समय में परिवर्तन का अध्ययन करती है। पृथ्वी के क्षेत्र, साथ ही संबंधित भौतिक। पृथ्वी और वायुमंडल में प्रक्रियाएं। प्रत्येक बिंदु पर, दाएँ va geomagn। क्षेत्र की विशेषता है ... भौतिक विश्वकोश

- (स्थलीय चुंबकत्व) पृथ्वी के पास एक चुंबकीय क्षेत्र, एक चुंबकीय सुई पर इसके प्रभाव से सबसे आसानी से पता लगाया जाता है। जेड एम बल की दिशा आमतौर पर दो कोणों द्वारा निर्धारित की जाती है: चुंबकीय घोषणा और चुंबकीय झुकाव, और जेड एम बल की परिमाण ... ... समुद्री शब्दकोश

बड़ा विश्वकोश शब्दकोश

स्थलीय चुंबकत्व- भू-चुंबकत्व - [हां। एन। लुगिंस्की, एम.एस. फ़ज़ी ज़िलिंस्काया, यू.एस. कबीरोव। इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग और पावर इंजीनियरिंग का अंग्रेजी रूसी शब्दकोश, मॉस्को, 1999] इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग विषय, बुनियादी अवधारणाएं समानार्थी शब्द भू-चुंबकत्व एन पृथ्वी चुंबकत्व स्थलीय ... ... तकनीकी अनुवादक की हैंडबुक

स्थलीय चुंबकत्व- पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र, जिसे संपूर्ण माना जाता है, तीव्रता और दिशा में भिन्न होता है, एक चुंबकीय कम्पास की सुई को प्रभावित करता है, जो उत्तरी भू-चुंबकीय ध्रुव की ओर इशारा करता है ... भूगोल शब्दकोश

स्थलीय चुंबकत्व- पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र। इसमें दो घटक होते हैं: पृथ्वी की आंतरिक संरचना के कारण एक स्थिर क्षेत्र, और आयनोस्फीयर और मैग्नेटोस्फीयर में विद्युत धाराओं की क्रिया के कारण एक वैकल्पिक क्षेत्र, स्थिरांक के 1% से अधिक नहीं ... ... महान पॉलिटेक्निक विश्वकोश

पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र, जिसका अस्तित्व पृथ्वी के अंदर स्थित निरंतर स्रोतों की क्रिया (हाइड्रोमैग्नेटिक डायनेमो देखें) और क्षेत्र के मुख्य घटक (99%) के निर्माण के साथ-साथ चर स्रोतों (विद्युत धाराओं) के कारण है। .. ... विश्वकोश शब्दकोश

स्थलीय चुंबकत्व- emės magnetizmas statusas T sritis fizika atitikmenys: engl। पृथ्वी चुंबकत्व; भूचुंबकत्व; स्थलीय चुंबकत्व वोक। एर्डमैग्नेटिस्मस, एम रस। भू-चुंबकत्व, एम; स्थलीय चुंबकत्व, एम प्रांक। भू-चुंबकत्व, एम; मैग्नेटिस्मे टेरेस्ट्रे, मी ... फ़िज़िकोस टर्मिन, odynas