1891 წელს ინგლისელმა მეცნიერმა შუსტერმა სცადა ახსნა დედამიწის მაგნეტიზმიმისი ბრუნვა ღერძის გარშემო. ცნობილმა ფიზიკოსმა პ.ნ. ლებედევმა ბევრი სამუშაო მისცა ამ ჰიპოთეზას. მან ივარაუდა, რომ ცენტრიდანული ძალის გავლენის ქვეშ ატომებში ელექტრონები გადაადგილდებიან დედამიწის ზედაპირისკენ. ამის გამო ზედაპირი უარყოფითად უნდა იყოს დამუხტული, ეს იწვევს მაგნიტიზმს. მაგრამ ექსპერიმენტებმა რგოლის ბრუნვის 35 ათას ბრუნვამდე წუთში არ დაადასტურა ჰიპოთეზა - მაგნეტიზმი არ გამოჩნდა რგოლში.

ინგლისელი მეცნიერი ვ. გელბერტი თვლიდა, რომ დედამიწა შედგება მაგნიტური ქვისგან. მოგვიანებით გადაწყდა, რომ დედამიწა მზისგან იყო მაგნიტიზებული. გამოთვლებმა უარყო ეს ჰიპოთეზა.

ისინი ცდილობდნენ აეხსნათ დედამიწის მაგნიტიზმი მის თხევად ლითონის ბირთვში მასის ნაკადებით. თუმცა, ეს ჰიპოთეზა თავისთავად ეყრდნობა დედამიწის თხევადი ბირთვის ჰიპოთეზას. ბევრი მეცნიერი თვლის, რომ ბირთვი არის მყარი და არა რკინა.

1947 წელს პ. ბლეკეტმა (ინგლისი) გამოთქვა მოსაზრება, რომ მბრუნავ სხეულებში მაგნიტური ველის არსებობა ბუნების უცნობი კანონია. ბლეკეტი ცდილობდა დაედგინა მაგნეტიზმის დამოკიდებულება სხეულის ბრუნვის სიჩქარეზე.

იმ დროს ცნობილი იყო მონაცემები სამი ციური სხეულის ბრუნვის სიჩქარისა და მაგნიტური ველის შესახებ - დედამიწის, მზის და თეთრი ჯუჯა - ვარსკვლავი E78 თანავარსკვლავედი ქალწულიდან.

სხეულის მაგნიტური ველი ხასიათდება მისი მაგნიტური მომენტით, სხეულის ბრუნვა - კუთხური იმპულსი (სხეულის ზომისა და მასის გათვალისწინებით). დიდი ხანია ცნობილია, რომ დედამიწისა და მზის მაგნიტური მომენტები ერთმანეთთან დაკავშირებულია ისევე, როგორც მათი კუთხოვანი მომენტები. E78 ვარსკვლავი ამ პროპორციულობას აკვირდებოდა! აქედან ცხადი გახდა, რომ არსებობს პირდაპირი კავშირი ციური სხეულების ბრუნვასა და მათ მაგნიტიზმს შორის.

იქმნება შთაბეჭდილება, რომ სწორედ სხეულების ბრუნვა იწვევს მაგნიტიზმს. ბლეკეტი ცდილობდა ექსპერიმენტულად დაემტკიცებინა მის მიერ შემოთავაზებული კანონის არსებობა. ექსპერიმენტისთვის დამზადდა ოქროს ცილინდრი, რომლის წონა იყო 20 კგ. აღნიშნულ ცილინდრით ყველაზე დახვეწილმა ექსპერიმენტებმა არაფერი გამოიღო. არამაგნიტურ ოქროს ცილინდრს არ აჩვენა მაგნეტიზმის ნიშნები.

ახლა მაგნიტური და კუთხოვანი იმპულსები დადგენილია იუპიტერისთვის და ასევე წინასწარი ვენერისთვის. და ისევ, მათი მაგნიტური ველები, გაყოფილი კუთხური იმპულსით, ახლოსაა ბლეკეტის რიცხვთან. კოეფიციენტთა ასეთი დამთხვევის შემდეგ, ძნელია, საქმე შემთხვევით მივაწეროთ.

მერე რა - დედამიწის ბრუნვა აღაგზნებს მაგნიტურ ველს, თუ დედამიწის მაგნეტიზმი იწვევს მის ბრუნვას? რატომღაც, მეცნიერებს ყოველთვის სჯეროდათ, რომ ბრუნვა დედამიწას თანდაყოლილია მისი ჩამოყალიბების დღიდან. ასეა? ან იქნებ არა. ჩვენი სატელევიზიო გამოცდილების ანალოგია ბადებს კითხვას: არის თუ არა იმის გამო, რომ დედამიწა ბრუნავს თავისი ღერძის გარშემო, ის, როგორც დიდი მაგნიტი, არის დამუხტული ნაწილაკების ნაკადში? ნაკადი ძირითადად შედგება წყალბადის ბირთვებისგან (პროტონები), ჰელიუმისგან (ალფა ნაწილაკები). ელექტრონები არ შეინიშნება " "-ში, ისინი სავარაუდოდ წარმოიქმნება მაგნიტურ ხაფანგებში სხეულების შეჯახების მომენტში და იბადებიან კასკადებში დედამიწის მაგნიტური ველის ზონებში.

დედამიწის მაგნეტიზმის კავშირი მის ბირთვთან ახლა აშკარაა. მეცნიერთა გამოთვლებით ირკვევა, რომ მთვარეს არ აქვს თხევადი ბირთვი, ამიტომ მას არც მაგნიტური ველი უნდა ჰქონდეს. მართლაც, კოსმოსური რაკეტების გამოყენებით გაზომვებმა აჩვენა, რომ მთვარეს არ გააჩნია შესამჩნევი მაგნიტური ველი მის გარშემო.

საინტერესო მონაცემები იქნა მიღებული არქტიკასა და ანტარქტიდაში ხმელეთის დინებაზე დაკვირვების შედეგად. ხმელეთის ელექტრული დენების ინტენსივობა იქ ძალიან მაღალია. ის ათობით და ასეულჯერ აღემატება ინტენსივობას შუა განედებში. ეს ფაქტი მიუთითებს იმაზე, რომ დედამიწის მაგნიტური ხაფანგების რგოლებიდან ელექტრონების შემოდინება ინტენსიურად შედის დედამიწაზე მაგნიტური პოლუსების ზონებში პოლარული ქუდების მეშვეობით, როგორც, მაგალითად, ექსპერიმენტში.

მზის აქტივობის გაზრდის მომენტში იზრდება ხმელეთის ელექტრული დენებიც. ახლა, ალბათ, დადგენილად შეიძლება ჩაითვალოს, რომ დედამიწაზე ელექტრული დენები გამოწვეულია დედამიწის ბირთვის მასების დინებით და კოსმოსიდან დედამიწაზე ელექტრონების შემოდინებით, ძირითადად მისი გამოსხივების რგოლებიდან.

ასე რომ, ელექტრული დენები იწვევს დედამიწის მაგნიტიზმს, ხოლო დედამიწის მაგნეტიზმი, თავის მხრივ, აშკარად აიძულებს ჩვენს დედამიწას ბრუნავს. ადვილი მისახვედრია, რომ დედამიწის ბრუნვის სიჩქარე დამოკიდებული იქნება ნეგატიურად და დადებითად დამუხტული ნაწილაკების თანაფარდობაზე, რომლებიც დაჭერილია მისი მაგნიტური ველის მიერ გარედან და ასევე დედამიწის მაგნიტურ ველში დაბადებული.

დედამიწას აქვს მაგნიტური ველი, რომლის არსებობის მიზეზები დადგენილი არ არის. მაგნიტურ ველს აქვს ორი მაგნიტური პოლუსი და მაგნიტური ღერძი. მაგნიტური პოლუსების პოზიცია არ ემთხვევა გეოგრაფიულ პოლუსებს. მაგნიტური პოლუსები განლაგებულია ჩრდილოეთ და სამხრეთ ნახევარსფეროებში ასიმეტრიულად ერთმანეთთან შედარებით. ამასთან დაკავშირებით, მათი დამაკავშირებელი ხაზი - დედამიწის მაგნიტური ღერძი ქმნის 11 °-მდე კუთხეს მისი ბრუნვის ღერძით.

დედამიწის მაგნეტიზმი ხასიათდება მაგნიტური ინტენსივობით, დახრილობით და დახრილობით. მაგნიტური სიძლიერე იზომება ერსტედებში.

მაგნიტური დახრილობა არის მაგნიტური ნემსის გადახრის კუთხე გეოგრაფიული მერიდიანიდან მოცემულ ადგილას. ვინაიდან მაგნიტური ნემსი მიუთითებს მაგნიტური მერიდიანის მიმართულებაზე, მაგნიტური დახრილობა შეესაბამება კუთხეს მაგნიტურ და გეოგრაფიულ მერიდიანებს შორის. დახრილობა შეიძლება იყოს აღმოსავლეთით ან დასავლეთით. რუკაზე იდენტური დახრილობების დამაკავშირებელ ხაზებს იზოგონები ეწოდება. დახრილობის იზოგონს ნულის ტოლი ეწოდება ნულოვანი მაგნიტური მერიდიანი. იზოგონები ასხივებენ სამხრეთ ნახევარსფეროს მაგნიტურ პოლუსს და იკრიბებიან ჩრდილოეთ ნახევარსფეროს მაგნიტურ პოლუსზე.

მაგნიტური დახრილობა არის მაგნიტური ნემსის დახრილობის კუთხე ჰორიზონტისკენ. თანაბარი დახრილობის წერტილების დამაკავშირებელ ხაზებს იზოკლინები ეწოდება. ნულოვანი იზოკლინი ეწოდება მაგნიტურ ეკვატორს. იზოკლინები, პარალელების მსგავსად, გადაჭიმულია გრძივი მიმართულებით და იცვლება 0-დან 90°-მდე.

იზოგონებისა და იზოკლინების გლუვი მიმდინარეობა დედამიწის ზედაპირის ზოგიერთ ადგილას საკმაოდ მკვეთრად დარღვეულია, რაც დაკავშირებულია მაგნიტური ანომალიების არსებობასთან. რკინის მადნების დიდი აკუმულაციები შეიძლება გახდეს ასეთი ანომალიების წყარო. ყველაზე დიდი მაგნიტური ანომალიაა კურსკი. მაგნიტური ანომალიები ასევე შეიძლება გამოწვეული იყოს დედამიწის ქერქის რღვევით - რღვევები, უკუ რღვევები, რის შედეგადაც სხვადასხვა მაგნიტური მახასიათებლების მქონე ქანები შედიან კონტაქტში და ა.შ. მაგნიტური ანომალიები ფართოდ გამოიყენება მინერალური საბადოების საძიებლად და სტრუქტურის შესასწავლად წიაღისეული.

მაგნიტური ინტენსივობის, დახრილობის და მიდრეკილების მნიშვნელობები განიცდის ყოველდღიურ და საერო რყევებს (ვარიაციები).

დღის ცვალებადობა გამოწვეულია იონოსფეროს მზის და მთვარის აშლილობით და თავს იჩენს უფრო ზაფხულში, ვიდრე ზამთარში და უფრო მეტად დღისით, ვიდრე ღამით. ბევრად უფრო ინტენსიური

საუკუნის ვარიაციები. ითვლება, რომ ისინი გამოწვეულია დედამიწის ბირთვის ზედა ფენებში მომხდარი ცვლილებებით. საერო ვარიაციები სხვადასხვა გეოგრაფიულ წერტილებში განსხვავებულია.

უეცარი, რამდენიმე დღის განმავლობაში, მაგნიტური რყევები (მაგნიტური შტორმები) ასოცირდება მზის აქტივობასთან და ყველაზე ინტენსიურია მაღალ განედებზე.

§ 4. დედამიწის სითბო

დედამიწა სითბოს იღებს ორი წყაროდან: მზისგან და საკუთარი ნაწლავებიდან. დედამიწის ზედაპირის თერმული მდგომარეობა თითქმის მთლიანად დამოკიდებულია მზის მიერ მის გათბობაზე. თუმცა, მრავალი ფაქტორის გავლენით ხდება მზის სითბოს გადანაწილება, რომელიც დაეცა დედამიწის ზედაპირზე. დედამიწის ზედაპირის სხვადასხვა წერტილები იღებენ არათანაბარი რაოდენობით სითბოს დედამიწის ბრუნვის ღერძის დახრილი პოზიციის გამო ეკლიპტიკის სიბრტყესთან მიმართებაში.

ტემპერატურული პირობების შესადარებლად შემოტანილია დედამიწის ზედაპირის ცალკეულ ნაწილებში საშუალო დღიური, საშუალო თვიური და საშუალო წლიური ტემპერატურის ცნებები.

ყველაზე მაღალი ტემპერატურის რყევებს განიცდის დედამიწის ზედა ფენა. ზედაპირიდან ღრმად თანდათან მცირდება ყოველდღიური, ყოველთვიური და წლიური ტემპერატურის მერყეობა. დედამიწის ქერქის სისქეს, რომლის შიგნითაც ქანებზე გავლენას ახდენს მზის სითბო, ჰელიოთერმული ზონა ეწოდება. ამ ზონის სიღრმე რამდენიმე მეტრიდან 30 მ-მდე მერყეობს.

მზის თერმული ზონის ქვეშ არის მუდმივი ტემპერატურის სარტყელი, სადაც სეზონური ტემპერატურის რყევები არ მოქმედებს. მოსკოვის რაიონში, იგი მდებარეობს 20 მ სიღრმეზე.

მუდმივი ტემპერატურის სარტყლის ქვემოთ არის გეოთერმული ზონა. ამ ზონაში ტემპერატურა სიღრმით იმატებს დედამიწის შიდა სითბოს გამო - საშუალოდ 1°C-ით ყოველ 33 მ-ზე. ამ სიღრმის ინტერვალს "გეოთერმული ნაბიჯი" ეწოდება. ტემპერატურის მატებას დედამიწაში 100 მ-ით ჩაღრმავებისას გეოთერმული გრადიენტი ეწოდება. გეოთერმული საფეხურის და გრადიენტის მნიშვნელობები უკუპროპორციულია და განსხვავებულია დედამიწის სხვადასხვა რეგიონისთვის. მათი ნამრავლი არის მუდმივი მნიშვნელობა და უდრის 100-ს. თუ, მაგალითად, ნაბიჯი არის 25 მ, მაშინ გრადიენტი არის 4 °C.

გეოთერმული საფეხურის მნიშვნელობებში განსხვავებები შეიძლება გამოწვეული იყოს ქანების სხვადასხვა რადიოაქტიურობით და თბოგამტარობით, ნაწლავებში ჰიდროქიმიური პროცესებით, ქანების წარმოქმნის ხასიათით, მიწისქვეშა წყლების ტემპერატურით და ოკეანეებიდან და ზღვებიდან დაშორებით.

გეოთერმული ნაბიჯის ღირებულება ფართო დიაპაზონში მერყეობს. პიატიგორსკის მიდამოებში ეს არის 1,5 მ, ლენინგრადი - 19,6 მ, მოსკოვი - 38,4 მ, კარელიაში - 100 მ-ზე მეტი, ვოლგის რეგიონისა და ბაშკირის რეგიონში - 50 მ და ა.შ. 14.

დედამიწის შიდა სითბოს მთავარი წყარო არის ნივთიერებების რადიოაქტიური დაშლა, რომლებიც კონცენტრირებულია ძირითადად დედამიწის ქერქში. ვარაუდობენ, რომ მასში სითბო იზრდება გეოთერმული საფეხურის შესაბამისად 15-20 კმ სიღრმემდე. უფრო ღრმად არის მკვეთრი ზრდა გეოთერმული საფეხურის მნიშვნელობისა. ექსპერტები თვლიან, რომ დედამიწის ცენტრში ტემპერატურა არ აღემატება 4000 ° C-ს. თუ გეოთერმული ნაბიჯის სიდიდე იგივე დარჩებოდა დედამიწის ცენტრამდე, მაშინ ტემპერატურა 900 კმ სიღრმეზე იქნებოდა 27000 °C, ხოლო დედამიწის ცენტრში დაახლოებით 193000 °C-ს მიაღწევდა.

დედამიწას აქვს მაგნიტური ველი, რაც აშკარად ვლინდება მაგნიტურ ნემსზე ზემოქმედებით. თავისუფლად შეჩერებულია სივრცეში, იგი დამონტაჟებულია ნებისმიერ ადგილას მაგნიტურ პოლუსებზე ძალის მაგნიტური ხაზების მიმართულებით.

დედამიწის მაგნიტური პოლუსები არ ემთხვევა ერთმანეთს და ნელ-ნელა იცვლის მათ მდებარეობას. ამჟამად ისინი განლაგებულია ჩრდილოეთით და ში. ძალის ხაზებს, რომლებიც მიდიან ერთი პოლუსიდან მეორეზე, მაგნიტური ეწოდება. ისინი არ ემთხვევა გეოგრაფიულ მიმართულებას და მკაცრად არ მიუთითებენ ჩრდილოეთ-სამხრეთის მიმართულებას. კუთხეს შორის მაგნიტური და ეწოდება მაგნიტური declination. ეს არის აღმოსავლეთი (დადებითი) და დასავლეთი (უარყოფითი). აღმოსავლეთის დახრილობით, ისარი გადაიხრება გეოგრაფიული მერიდიანის აღმოსავლეთით, დასავლეთის დახრილობით იგი გადახრის დასავლეთით.

თავისუფლად შეკიდული მაგნიტური ნემსი ჰორიზონტალურად რჩება მხოლოდ მაგნიტური ეკვატორის ხაზზე. იგი არ ემთხვევა გეოგრაფიულს და მისგან დასავლეთ ნახევარსფეროში სამხრეთით და აღმოსავლეთ ნახევარსფეროში ჩრდილოეთით იხრება. მაგნიტური ეკვატორის ჩრდილოეთით, მაგნიტური ნემსის ჩრდილოეთი ბოლო ეშვება და რაც მეტია, მით უფრო მცირეა მანძილი მაგნიტურ პოლუსამდე. ჩრდილოეთ ნახევარსფეროს მაგნიტურ პოლუსზე ისარი ხდება ვერტიკალური, ჩრდილოეთის ბოლოს ქვემოთ. მაგნიტური ეკვატორის სამხრეთით, პირიქით, ისრის სამხრეთი ბოლო იხრება ქვემოთ. ჰორიზონტალური სიბრტყით მაგნიტური ნემსით წარმოქმნილ კუთხეს მაგნიტური დახრილობა ეწოდება. ეს შეიძლება იყოს ჩრდილოეთით ან სამხრეთით. მაგნიტური დახრილობა მერყეობს 0°-დან მაგნიტურ ეკვატორზე 90°-მდე მაგნიტურ პოლუსებზე. მაგნიტური დახრილობა და დახრილობა ახასიათებს მაგნიტური ველის ხაზების მიმართულებებს მოცემულ მომენტში ნებისმიერ წერტილში.დედამიწის მუდმივი და მონაცვლეობითი მაგნიტური ველებია. მუდმივი განპირობებულია თავად პლანეტის მაგნეტიზმით. დედამიწის მუდმივი მაგნიტური ველის მდგომარეობის შესახებ იდეა მოცემულია მაგნიტური რუქებით. ისინი ზუსტი რჩება მხოლოდ რამდენიმე წლის განმავლობაში, რადგან მაგნიტური დეკლარაცია და მაგნიტური დახრილობა იცვლება მუდმივად, თუმცა ძალიან ნელა. როგორც წესი, მაგნიტური ბარათები შედგენილია ხუთ წელიწადში ერთხელ.

მაგნიტური ანომალიები - მაგნიტური დახრისა და დახრის გადახრა მათი საშუალო მნიშვნელობიდან მოცემული ადგილისთვის. მათ შეუძლიათ დაფარონ უზარმაზარი ტერიტორიები, ამ შემთხვევაში მათ უწოდებენ რეგიონულს, ან იყოს მცირე, ამ შემთხვევაში მათ უწოდებენ ადგილობრივებს. რეგიონალური მაგნიტური ანომალიის მაგალითია. აქ დასავლეთის დახრილობა გვხვდება აღმოსავლეთის ნაცვლად. ამ ანომალიის მაგნიტური ველი ძალიან ნელა იშლება სიმაღლესთან ერთად. დედამიწის ხელოვნური თანამგზავრის მონაცემებით, მაგნიტური ანომალიის გავლენა სიმაღლეზე ძალიან ოდნავ მცირდება. ადგილობრივის მაგალითი შეიძლება იყოს კურსკის მაგნიტური ანომალია, რომელიც ქმნის მაგნიტური ველის სიძლიერეს 5-ჯერ აღემატება დედამიწის მაგნიტური ველის საშუალო სიძლიერეს.

ანომალიების უმეტესობა აიხსნება შემცველობის გაჩენით.

მაგნიტური ქარიშხალი არის მაგნიტური ველის განსაკუთრებით ძლიერი დარღვევა, რომელიც გამოიხატება მაგნიტური ნემსის ნორმალური პოზიციიდან სწრაფი გადახრით. მაგნიტური ქარიშხალი გამოწვეულია მზის ანთებით და მათი თანმხლები შეღწევით დედამიწაზე და მის ელექტრულად დამუხტულ ნაწილაკებამდე. 1956 წლის 23 თებერვალს მზეზე აფეთქება მოხდა. რამდენიმე წუთი გაგრძელდა და დედამიწაზე მაგნიტური ქარიშხალი ატყდა, რის შედეგადაც რადიოსადგურების მუშაობა 2 საათით შეფერხდა, ტრანსატლანტიკური სატელეფონო კაბელი გარკვეული პერიოდის განმავლობაში მწყობრიდან გამოვიდა. მაგნიტური ქარიშხლების შედეგია.

დედამიწის მაგნიტური ველი ვრცელდება ზემოთ, დაახლოებით 90 000 კმ სიმაღლეზე. 44 ათას კმ სიმაღლემდე დედამიწის მაგნიტური ველის სიდიდე მცირდება. ფენაში 44 ათასი კმ-დან 80 ათას კმ-მდე, მაგნიტური ველი არასტაბილურია, მასში მუდმივად ხდება მკვეთრი რყევები. 80 ათასი კმ-ზე მაღლა მაგნიტური ველის ინტენსივობა სწრაფად იკლებს.დედამიწის მაგნიტური ველი ან გადახრის ან იჭერს მზიდან მფრინავ დამუხტულ ნაწილაკებს ან წარმოიქმნება, როდესაც კოსმოსური სხივები მოქმედებს ჰაერის ატომებზე ან მოლეკულებზე. დედამიწის მაგნიტურ ველში ჩარჩენილი დამუხტული ნაწილაკები ქმნიან გამოსხივების სარტყლებს. დედამიწის მახლობლად მდებარე სივრცის მთელ რეგიონს, რომელშიც არის დამუხტული ნაწილაკები, რომლებიც დაჭერილია დედამიწის მაგნიტური ველის მიერ, ეწოდება მაგნიტოსფერო.

დედამიწის ზედაპირზე მაგნიტური ველის განაწილება მუდმივად იცვლება. ნელ-ნელა დასავლეთისკენ მიიწევს. მე-19 საუკუნის დასაწყისში, ნულოვანი დახრის მაგნიტური მერიდიანი გაიარა მოსკოვის მახლობლად, მე-20 საუკუნის დასაწყისში იგი გადავიდა და ახლა ის მდებარეობს დასავლეთ საზღვრებზე. იცვლება მაგნიტური პოლუსების პოზიციაც.

მაგნიტიზმს დიდი პრაქტიკული მნიშვნელობა აქვს. მაგნიტური ნემსის გამოყენებით განსაზღვრეთ მიმართულებები გასწვრივ. ამისათვის ყოველთვის საჭიროა კომპასის კითხვისას მაგნიტური დეკლარაციის კორექტირება. მაგნიტური ელემენტების კავშირი გეოლოგიურ სტრუქტურებთან ემსახურება მაგნიტური ძიების მეთოდების საფუძველს.

არსებობს ორი განსხვავებული ტიპის მაგნიტი. ზოგიერთი არის ეგრეთ წოდებული მუდმივი მაგნიტები, რომლებიც დამზადებულია "მყარი მაგნიტური" მასალებისგან. მათი მაგნიტური თვისებები არ არის დაკავშირებული გარე წყაროების ან დენების გამოყენებასთან. სხვა ტიპს მიეკუთვნება ეგრეთ წოდებული ელექტრომაგნიტები "რბილი მაგნიტური" რკინის ბირთვით. მათ მიერ შექმნილი მაგნიტური ველები ძირითადად განპირობებულია იმით, რომ ელექტრული დენი გადის ბირთვს ფარავს გრაგნილის მავთულს.

მაგნიტური პოლუსები და მაგნიტური ველი.

ბარის მაგნიტის მაგნიტური თვისებები ყველაზე მეტად შესამჩნევია მის ბოლოებზე. თუ ასეთი მაგნიტი შეჩერებულია შუა ნაწილიდან ისე, რომ მას შეუძლია თავისუფლად ბრუნოს ჰორიზონტალურ სიბრტყეში, მაშინ ის დაიკავებს პოზიციას, რომელიც დაახლოებით შეესაბამება მიმართულებას ჩრდილოეთიდან სამხრეთისაკენ. ჩრდილოეთით მიმართული ღეროს ბოლოს ჩრდილოეთის პოლუსი ეწოდება, ხოლო მოპირდაპირე ბოლოს სამხრეთ პოლუსს. ორი მაგნიტის საპირისპირო პოლუსი იზიდავს ერთმანეთს, ხოლო მსგავსი პოლუსები იზიდავს ერთმანეთს.

თუ მაგნიტის ერთ-ერთ პოლუსთან მიიყვანენ არამაგნიტიზებული რკინის ზოლს, ეს უკანასკნელი დროებით მაგნიტირდება. ამ შემთხვევაში, მაგნიტის პოლუსთან ყველაზე ახლოს დამაგნიტირებული ზოლის პოლუსი იქნება საპირისპირო სახელით, ხოლო შორეული - ამავე სახელწოდების. მიზიდულობა მაგნიტის პოლუსსა და მის მიერ გამოწვეულ საპირისპირო პოლუსს შორის ზოლში ხსნის მაგნიტის მოქმედებას. ზოგიერთი მასალა (როგორიცაა ფოლადი) თავად ხდება სუსტი მუდმივი მაგნიტები მუდმივი მაგნიტის ან ელექტრომაგნიტის მახლობლად ყოფნის შემდეგ. ფოლადის ღერო შეიძლება მაგნიტიზდეს მხოლოდ მუდმივი მაგნიტის ბოლო მის ბოლოზე გადასვლის გზით.

ამრიგად, მაგნიტი იზიდავს სხვა მაგნიტებს და მაგნიტური მასალისგან დამზადებულ ობიექტებს მათთან კონტაქტის გარეშე. ასეთი ქმედება მანძილზე აიხსნება მაგნიტური ველის არსებობით მაგნიტის ირგვლივ სივრცეში. ამ მაგნიტური ველის ინტენსივობისა და მიმართულების შესახებ გარკვეული წარმოდგენა შეიძლება მივიღოთ მაგნიტზე მოთავსებულ მუყაოს ფურცელზე ან მინის ფურცელზე რკინის ნარჩენების ჩამოსხმით. ნახერხი ჯაჭვებით დალაგდება მინდვრის მიმართულებით და ნახერხის ხაზების სიმკვრივე შეესაბამება ამ ველის ინტენსივობას. (ისინი ყველაზე სქელია მაგნიტის ბოლოებზე, სადაც მაგნიტური ველის ინტენსივობა უდიდესია.)

მ. ფარადეიმ (1791–1867) შემოიტანა კონცეფცია მაგნიტებისთვის დახურული ინდუქციური ხაზებისთვის. ინდუქციური ხაზები გამოდის მაგნიტიდან მის ჩრდილოეთ პოლუსზე მიმდებარე სივრცეში, შედის მაგნიტში სამხრეთ პოლუსზე და გადის მაგნიტის მასალის შიგნით სამხრეთ პოლუსიდან უკან ჩრდილოეთისკენ და ქმნის დახურულ მარყუჟს. მაგნიტიდან გამომავალი ინდუქციის ხაზების საერთო რაოდენობას მაგნიტური ნაკადი ეწოდება. მაგნიტური ნაკადის სიმკვრივე, ან მაგნიტური ინდუქცია ( AT) უდრის ინდუქციური ხაზების რაოდენობას, რომელიც გადის ნორმალურზე ერთეულის ზომის ელემენტარული ფართობის გავლით.

მაგნიტური ინდუქცია განსაზღვრავს ძალას, რომლითაც მაგნიტური ველი მოქმედებს მასში მდებარე დენის მატარებელ გამტარზე. თუ დენის მატარებელი გამტარი მე, განლაგებულია ინდუქციის ხაზების პერპენდიკულარულად, მაშინ ამპერის კანონის მიხედვით ძალა ფ, რომელიც მოქმედებს გამტარზე, პერპენდიკულარულია როგორც ველის, ასევე გამტარის მიმართ და პროპორციულია მაგნიტური ინდუქციის, დენის სიძლიერისა და გამტარის სიგრძისა. ამრიგად, მაგნიტური ინდუქციისთვის ბშეგიძლიათ დაწეროთ გამოხატვა

სადაც ფარის ძალა ნიუტონებში, მე- დენი ამპერებში, ლ- სიგრძე მეტრებში. მაგნიტური ინდუქციის საზომი ერთეულია ტესლა (T).

გალვანომეტრი.

გალვანომეტრი არის მგრძნობიარე მოწყობილობა სუსტი დენების გასაზომად. გალვანომეტრი იყენებს ბრუნვას, რომელიც წარმოიქმნება ცხენის ფორმის მუდმივი მაგნიტის ურთიერთქმედებით მცირე დენის მატარებელ კოჭთან (სუსტი ელექტრომაგნიტი), რომელიც შეჩერებულია მაგნიტის პოლუსებს შორის უფსკრულით. ბრუნვის მომენტი და, შესაბამისად, ხვეულის გადახრა, პროპორციულია დენისა და მთლიანი მაგნიტური ინდუქციისა ჰაერის უფსკრულის, ისე, რომ ინსტრუმენტის მასშტაბები თითქმის წრფივია ხვეულის მცირე გადახრით.

მაგნიტური ძალა და მაგნიტური ველის სიძლიერე.

შემდეგი, უნდა დაინერგოს კიდევ ერთი რაოდენობა, რომელიც ახასიათებს ელექტრული დენის მაგნიტურ ეფექტს. დავუშვათ, რომ დენი გადის გრძელი ხვეულის მავთულში, რომლის შიგნით მდებარეობს დამაგნიტირებადი მასალა. მაგნიტირების ძალა არის კოჭში ელექტრული დენის პროდუქტი და მისი შემობრუნების რაოდენობა (ეს ძალა იზომება ამპერებში, რადგან მობრუნებების რაოდენობა არის განზომილებიანი რაოდენობა). მაგნიტური ველის სიძლიერე ჰკოჭის სიგრძის ერთეულზე მაგნიტირების ძალის ტოლია. ამრიგად, ღირებულება ჰიზომება ამპერებში მეტრზე; ის განსაზღვრავს მაგნიტიზაციას, რომელიც შეიძინა მასალის მიერ კოჭის შიგნით.

ვაკუუმურ მაგნიტურ ინდუქციაში ბმაგნიტური ველის სიძლიერის პროპორციულია ჰ:

სადაც მ 0 - ე.წ. მაგნიტური მუდმივი უნივერსალური მნიშვნელობით 4 გვ Ch 10 –7 H/m. ბევრ მასალაში, ღირებულება ბდაახლოებით პროპორციული ჰ. თუმცა, ფერომაგნიტურ მასალებში, თანაფარდობა შორის ბდა ჰგარკვეულწილად უფრო რთული (რაც ქვემოთ იქნება განხილული).

ნახ. 1 გვიჩვენებს უბრალო ელექტრომაგნიტს, რომელიც შექმნილია დატვირთვების დასაჭერად. ენერგიის წყაროა DC ბატარეა. ნახატზე ასევე ნაჩვენებია ელექტრომაგნიტის ველის ძალის ხაზები, რომლებიც შეიძლება გამოვლინდეს რკინის ფილების ჩვეულებრივი მეთოდით.

დიდ ელექტრომაგნიტებს რკინის ბირთვით და ძალიან დიდი რაოდენობით ამპერ-მობრუნებით, რომლებიც მუშაობენ უწყვეტ რეჟიმში, აქვთ დიდი მაგნიტირების ძალა. ისინი ქმნიან მაგნიტურ ინდუქციას 6 ტ-მდე ბოძებს შორის უფსკრული; ეს ინდუქცია შემოიფარგლება მხოლოდ მექანიკური სტრესებით, ხვეულების გათბობით და ბირთვის მაგნიტური გაჯერებით. რიგი გიგანტური ელექტრომაგნიტები (ბირთის გარეშე) წყლის გაგრილებით, ისევე როგორც ინსტალაციები იმპულსური მაგნიტური ველების შესაქმნელად, შეიქმნა P.L. მასაჩუსეტსის ტექნოლოგიური ინსტიტუტის მიერ. ასეთ მაგნიტებზე შესაძლებელი იყო ინდუქციის მიღწევა 50 ტ-მდე. შედარებით მცირე ელექტრომაგნიტი, რომელიც აწარმოებს ველებს 6,2 ტ-მდე, მოიხმარს 15 კვტ ელექტროენერგიას და გაცივდა თხევადი წყალბადით, შეიქმნა Losalamos National Laboratory-ში. მსგავსი ველები მიიღება კრიოგენურ ტემპერატურაზე.

მაგნიტური გამტარიანობა და მისი როლი მაგნიტიზმში.

მაგნიტური გამტარიანობა მარის მნიშვნელობა, რომელიც ახასიათებს მასალის მაგნიტურ თვისებებს. ფერომაგნიტურ ლითონებს Fe, Ni, Co და მათ შენადნობებს აქვთ ძალიან მაღალი მაქსიმალური გამტარიანობა - 5000-დან (Fe-სთვის) 800000-მდე (სუპერმალოიისთვის). ასეთ მასალებში შედარებით დაბალი ველის სიძლიერეზე ჰხდება დიდი ინდუქციები ბ, მაგრამ ამ სიდიდეებს შორის ურთიერთობა, ზოგადად, არაწრფივია გაჯერების და ჰისტერეზის ფენომენების გამო, რომლებიც განხილულია ქვემოთ. ფერომაგნიტური მასალები მაგნიტებით ძლიერად იზიდავს. ისინი კარგავენ მაგნიტურ თვისებებს კურიის წერტილის ზემოთ ტემპერატურაზე (770°C Fe-სთვის, 358°C Ni-სთვის, 1120°C Co-სთვის) და იქცევიან პარამაგნიტების მსგავსად, რისთვისაც ინდუქცია ხდება. ბდაძაბულობის ძალიან მაღალ მნიშვნელობებამდე ჰმისი პროპორციულია - ზუსტად ისევე, როგორც ვაკუუმში ხდება. ბევრი ელემენტი და ნაერთი პარამაგნიტურია ყველა ტემპერატურაზე. პარამაგნიტური ნივთიერებები ხასიათდება მაგნიტიზებით გარე მაგნიტურ ველში; თუ ეს ველი გამორთულია, პარამაგნიტები უბრუნდებიან არამაგნიტიზებულ მდგომარეობას. მაგნიტიზაცია ფერომაგნიტებში შენარჩუნებულია გარე ველის გამორთვის შემდეგაც.

ნახ. 2 გვიჩვენებს ტიპიური ჰისტერეზის მარყუჟს მაგნიტურად მყარი (მაღალი დანაკარგი) ფერომაგნიტური მასალისთვის. იგი ახასიათებს მაგნიტიურად მოწესრიგებული მასალის დამაგნიტიზაციის ორაზროვან დამოკიდებულებას მაგნიტირების ველის სიძლიერეზე. მაგნიტური ველის სიძლიერის ზრდით საწყისი (ნულოვანი) წერტილიდან ( 1 ) მაგნიტიზაცია მიდის წყვეტილი ხაზის გასწვრივ 1 –2 და ღირებულება მმნიშვნელოვნად იცვლება ნიმუშის მაგნიტიზაციის მატებასთან ერთად. წერტილში 2 გაჯერება მიიღწევა, ე.ი. ინტენსივობის შემდგომი მატებასთან ერთად მაგნიტიზაცია აღარ იზრდება. თუ ახლა თანდათან შევამცირებთ მნიშვნელობას ჰნულამდე, შემდეგ მრუდი ბ(ჰ) აღარ მიჰყვება იმავე გზას, მაგრამ გადის წერტილში 3 ავლენს, თითქოსდა, მასალის „მეხსიერებას“ „წარსული ისტორიის“ შესახებ, აქედან მომდინარეობს სახელწოდება „ჰისტერეზი“. ცხადია, ამ შემთხვევაში, გარკვეული ნარჩენი მაგნიტიზაცია შენარჩუნებულია (სეგმენტი 1 –3 ). მაგნიტირების ველის მიმართულების საპირისპიროდ შეცვლის შემდეგ, მრუდი AT (ჰ) გადის პუნქტს 4 და სეგმენტი ( 1 )–(4 ) შეესაბამება იძულებით ძალას, რომელიც ხელს უშლის დემაგნიტიზაციას. ღირებულებების შემდგომი ზრდა (- ჰ) მიაქვს ჰისტერეზისის მრუდი მესამე კვადრატამდე - მონაკვეთზე 4 –5 . ღირებულების შემდგომი შემცირება (- ჰ) ნულამდე და შემდეგ იზრდება დადებითი მნიშვნელობები ჰდახურავს ჰისტერეზის ციკლს წერტილების მეშვეობით 6 , 7 და 2 .

მაგნიტურად მძიმე მასალები ხასიათდება ფართო ჰისტერეზის მარყუჟით, რომელიც ფარავს დიაგრამაზე მნიშვნელოვან ფართობს და, შესაბამისად, შეესაბამება ნარჩენი მაგნიტიზაციის (მაგნიტური ინდუქციის) და იძულებითი ძალის დიდ მნიშვნელობებს. ვიწრო ჰისტერეზის მარყუჟი (ნახ. 3) დამახასიათებელია რბილი მაგნიტური მასალებისთვის, როგორიცაა რბილი ფოლადი და სპეციალური შენადნობები მაღალი მაგნიტური გამტარიანობით. ასეთი შენადნობები შეიქმნა ჰისტერეზის გამო ენერგიის დანაკარგების შესამცირებლად. ამ სპეციალური შენადნობების უმეტესობას, ისევე როგორც ფერიტებს, აქვს მაღალი ელექტრული წინააღმდეგობა, რაც ამცირებს არა მხოლოდ მაგნიტურ დანაკარგებს, არამედ ელექტრულ დანაკარგებს მორევის გამო.

მაღალი გამტარიანობის მქონე მაგნიტური მასალები წარმოიქმნება 1000 ° C ტემპერატურაზე განხორციელებული დუღილის შედეგად, რასაც მოჰყვება ტემპერირება (ეტაპობრივი გაგრილება) ოთახის ტემპერატურამდე. ამ შემთხვევაში ძალიან მნიშვნელოვანია წინასწარი მექანიკური და თერმული დამუშავება, ისევე როგორც ნიმუშში მინარევების არარსებობა. სატრანსფორმატორო ბირთვებისთვის მე-20 საუკუნის დასაწყისში. შემუშავდა სილიკონის ფოლადები, ღირებულება მრომელიც გაიზარდა სილიციუმის შემცველობის მატებასთან ერთად. 1915 და 1920 წლებში გამოჩნდა პერმალოიები (Ni-ს შენადნობი Fe-სთან ერთად) დამახასიათებელი ვიწრო და თითქმის მართკუთხა ჰისტერეზის მარყუჟით. მაგნიტური გამტარიანობის განსაკუთრებით მაღალი მნიშვნელობები მმცირე ღირებულებებისთვის ჰჰიპერნიული (50% Ni, 50% Fe) და მუ-მეტალის (75% Ni, 18% Fe, 5% Cu, 2% Cr) შენადნობები განსხვავდება, ხოლო პერმინვარში (45% Ni, 30% Fe, 25% Co) ღირებულება მპრაქტიკულად მუდმივია ველის სიძლიერის ცვლილებების ფართო დიაპაზონში. თანამედროვე მაგნიტურ მასალებს შორის უნდა აღვნიშნოთ supermalloy, შენადნობი, რომელსაც აქვს ყველაზე მაღალი მაგნიტური გამტარიანობა (შეიცავს 79% Ni, 15% Fe და 5% Mo).

მაგნეტიზმის თეორიები.

პირველად, იდეა, რომ მაგნიტური ფენომენები საბოლოოდ შემცირდა ელექტრულზე, წარმოიშვა ამპერიდან 1825 წელს, როდესაც მან გამოთქვა იდეა დახურული შიდა მიკროდინების შესახებ, რომლებიც ცირკულირებენ მაგნიტის თითოეულ ატომში. თუმცა, მატერიაში ასეთი დინების არსებობის ყოველგვარი ექსპერიმენტული დადასტურების გარეშე (ელექტრონი აღმოაჩინა ჯ. ტომსონმა მხოლოდ 1897 წელს, ხოლო ატომის სტრუქტურის აღწერა მისცეს რეზერფორდმა და ბორმა 1913 წელს), ეს თეორია „გაქრა. “. 1852 წელს ვ. ვებერი ვარაუდობს, რომ მაგნიტური ნივთიერების თითოეული ატომი არის პაწაწინა მაგნიტი, ანუ მაგნიტური დიპოლი, ასე რომ ნივთიერების სრული დამაგნიტიზაცია მიიღწევა, როდესაც ყველა ცალკეული ატომური მაგნიტი გარკვეული თანმიმდევრობით არის დალაგებული (ნახ. 4. , ბ). ვებერი თვლიდა, რომ მოლეკულური ან ატომური „ხახუნი“ ეხმარება ამ ელემენტარულ მაგნიტებს შეინარჩუნონ მოწესრიგება, მიუხედავად თერმული ვიბრაციების შემაშფოთებელი გავლენისა. მისმა თეორიამ შეძლო აეხსნა სხეულების მაგნიტიზაცია მაგნიტთან შეხებისას, ასევე მათი დემაგნიტიზაცია დარტყმის ან გაცხელებისას; დაბოლოს, მაგნიტების „გამრავლება“ ასევე აიხსნება, როდესაც მაგნიტიზებული ნემსი ან მაგნიტური ღერო ნაწილებად იჭრებოდა. და მაინც ეს თეორია არ ხსნიდა არც ელემენტარული მაგნიტების წარმოშობას, არც გაჯერების და ჰისტერეზის ფენომენებს. ვებერის თეორია გააუმჯობესა 1890 წელს ჯ. იუინგმა, რომელმაც შეცვალა ატომური ხახუნის ჰიპოთეზა ინტერატომური შემზღუდავი ძალების იდეით, რაც ხელს უწყობს ელემენტარული დიპოლების მოწესრიგების შენარჩუნებას, რომლებიც ქმნიან მუდმივ მაგნიტს.

პრობლემისადმი მიდგომა, რომელიც ოდესღაც ამპერმა შემოგვთავაზა, მეორე სიცოცხლე მიიღო 1905 წელს, როდესაც პ. ლანჟევინმა ახსნა პარამაგნიტური მასალების ქცევა თითოეულ ატომზე შიდა არაკომპენსირებული ელექტრონის დენის მინიჭებით. ლანჟევინის თქმით, სწორედ ეს დენები ქმნიან პაწაწინა მაგნიტებს, რომლებიც შემთხვევით ორიენტირებულნი არიან, როდესაც გარე ველი არ არის, მაგრამ იძენენ მოწესრიგებულ ორიენტაციას მისი გამოყენების შემდეგ. ამ შემთხვევაში, მიახლოება სრულ შეკვეთასთან შეესაბამება მაგნიტიზაციის გაჯერებას. გარდა ამისა, ლანჟევინმა შემოიტანა მაგნიტური მომენტის კონცეფცია, რომელიც ერთი ატომური მაგნიტისთვის ტოლია პოლუსის „მაგნიტური მუხტის“ ნამრავლისა და პოლუსებს შორის მანძილის. ამრიგად, პარამაგნიტური მასალების სუსტი მაგნიტიზმი განპირობებულია ელექტრონის არაკომპენსირებული დენებით შექმნილი მთლიანი მაგნიტური მომენტით.

1907 წელს პ.ვაისმა შემოიტანა „დომენის“ ცნება, რაც მნიშვნელოვანი წვლილი გახდა მაგნეტიზმის თანამედროვე თეორიაში. ვაისმა დომენები წარმოიდგინა, როგორც ატომების პატარა „კოლონიები“, რომლებშიც ყველა ატომის მაგნიტური მომენტები, რატომღაც, იძულებულნი არიან შეინარჩუნონ იგივე ორიენტაცია, ისე, რომ თითოეული დომენი მაგნიტიზებული იყოს გაჯერებამდე. ცალკეულ დომენს შეიძლება ჰქონდეს 0,01 მმ რიგის ხაზოვანი ზომები და, შესაბამისად, 10-6 მმ 3 რიგის მოცულობა. დომენები გამოყოფილია ეგრეთ წოდებული ბლოხის კედლებით, რომელთა სისქე არ აღემატება 1000 ატომურ განზომილებას. "კედელი" და ორი საპირისპიროდ ორიენტირებული დომენი სქემატურად არის ნაჩვენები ნახ. 5. ასეთი კედლები არის „გარდამავალი ფენები“, რომლებშიც იცვლება დომენის დამაგნიტიზაციის მიმართულება.

ზოგად შემთხვევაში, საწყის მაგნიტიზაციის მრუდზე შეიძლება გამოიყოს სამი მონაკვეთი (ნახ. 6). საწყის მონაკვეთში, კედელი, გარე ველის მოქმედებით, მოძრაობს ნივთიერების სისქეში, სანამ არ შეხვდება ბროლის გისოსების დეფექტს, რომელიც აჩერებს მას. ველის სიძლიერის გაზრდით, კედელი შეიძლება აიძულოს გადაადგილდეს შუა მონაკვეთზე წყვეტილ ხაზებს შორის. თუ ამის შემდეგ ველის სიძლიერე კვლავ ნულამდე შემცირდება, მაშინ კედლები აღარ დაბრუნდება თავდაპირველ მდგომარეობაში, ასე რომ ნიმუში დარჩება ნაწილობრივ მაგნიტიზებული. ეს ხსნის მაგნიტის ჰისტერეზს. მრუდის ბოლოს, პროცესი მთავრდება ნიმუშის დამაგნიტიზაციის გაჯერებით, ბოლო უწესრიგო დომენებში დამაგნიტების მოწესრიგების გამო. ეს პროცესი თითქმის მთლიანად შექცევადია. მაგნიტური სიმტკიცე ვლინდება იმ მასალებით, რომლებშიც ატომური გისოსი შეიცავს უამრავ დეფექტს, რაც ხელს უშლის ინტერდომენის კედლების მოძრაობას. ამის მიღწევა შესაძლებელია მექანიკური და თერმული დამუშავებით, მაგალითად დაფხვნილი მასალის შეკუმშვით და შემდეგ აგლომერებით. ალნიკოს შენადნობებში და მათ ანალოგებში იგივე შედეგი მიიღწევა ლითონების კომპლექსურ სტრუქტურაში შერწყმით.

პარამაგნიტური და ფერომაგნიტური მასალების გარდა, არსებობს მასალები ე.წ. ანტიფერომაგნიტური და ფერომაგნიტური თვისებებით. განსხვავება მაგნეტიზმის ამ ტიპებს შორის ილუსტრირებულია ნახ. 7. დომენების ცნებაზე დაყრდნობით, პარამაგნიტიზმი შეიძლება ჩაითვალოს ფენომენად მაგნიტური დიპოლების მცირე ჯგუფების მასალაში არსებობის გამო, რომლებშიც ცალკეული დიპოლები ძალიან სუსტად ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან (ან საერთოდ არ ურთიერთობენ) და შესაბამისად. გარე ველის არარსებობის შემთხვევაში, ისინი იღებენ მხოლოდ შემთხვევით ორიენტაციას (ნახ. 7, ა). ფერომაგნიტურ მასალებში, თითოეულ დომენში, არის ძლიერი ურთიერთქმედება ცალკეულ დიპოლებს შორის, რაც იწვევს მათ მოწესრიგებულ პარალელურ სწორებას (ნახ. 7, ბ). ანტიფერომაგნიტურ მასალებში, პირიქით, ცალკეულ დიპოლებს შორის ურთიერთქმედება იწვევს მათ ანტიპარალელურ მოწესრიგებულ განლაგებას, ისე რომ თითოეული დომენის ჯამური მაგნიტური მომენტი არის ნული (ნახ. 7, in). დაბოლოს, ფერმაგნიტურ მასალებში (მაგალითად, ფერიტებში) არის პარალელური და ანტიპარალელური შეკვეთა (ნახ. 7, გ), რის შედეგადაც სუსტი მაგნეტიზმი.

დომენების არსებობის ორი დამაჯერებელი ექსპერიმენტული დადასტურებაა. პირველი მათგანი არის ე.წ ბარხაუზენის ეფექტი, მეორე არის ფხვნილის ფიგურის მეთოდი. 1919 წელს გ. ბარხაუზენმა დაადგინა, რომ როდესაც გარე ველი გამოიყენება ფერომაგნიტური მასალის ნიმუშზე, მისი მაგნიტიზაცია იცვლება მცირე დისკრეტულ ნაწილებში. დომენის თეორიის თვალსაზრისით, ეს სხვა არაფერია, თუ არა ინტერდომენური კედლის ნახტომის მსგავსი წინსვლა, რომელიც აწყდება ინდივიდუალურ დეფექტებს, რომლებიც აკავებს მას გზაზე. ეს ეფექტი ჩვეულებრივ გამოვლენილია ხვეულის გამოყენებით, რომელშიც მოთავსებულია ფერომაგნიტური ღერო ან მავთული. თუ ძლიერი მაგნიტი მონაცვლეობით მოჰყავთ ნიმუშს და ამოიღებენ მისგან, ნიმუში იქნება მაგნიტიზებული და ხელახლა მაგნიტიზებული. ნახტომის მსგავსი ცვლილებები ნიმუშის მაგნიტიზაციაში ცვლის მაგნიტურ ნაკადს ხვეულში და მასში აღიძვრება ინდუქციური დენი. ძაბვა, რომელიც წარმოიქმნება ამ შემთხვევაში კოჭში, ძლიერდება და მიეწოდება წყვილი აკუსტიკური ყურსასმენის შეყვანას. ყურსასმენების საშუალებით აღქმული დაწკაპუნებები მიუთითებს მაგნიტიზაციის მკვეთრ ცვლილებაზე.

ფხვნილის ფიგურების მეთოდით მაგნიტის დომენური სტრუქტურის გამოსავლენად, ფერომაგნიტური ფხვნილის კოლოიდური სუსპენზიის წვეთი (ჩვეულებრივ Fe 3 O 4) გამოიყენება მაგნიტიზებული მასალის კარგად გაპრიალებულ ზედაპირზე. ფხვნილის ნაწილაკები ძირითადად დგანან მაგნიტური ველის მაქსიმალური არაერთგვაროვნების ადგილებში - დომენების საზღვრებში. ასეთი სტრუქტურის შესწავლა შესაძლებელია მიკროსკოპის ქვეშ. ასევე შემოთავაზებულია მეთოდი, რომელიც ეფუძნება პოლარიზებული სინათლის გავლას გამჭვირვალე ფერომაგნიტურ მასალაში.

ვაისის მაგნიტიზმის ორიგინალურმა თეორიამ თავისი ძირითადი მახასიათებლებით შეინარჩუნა თავისი მნიშვნელობა დღემდე, თუმცა მიიღო განახლებული ინტერპრეტაცია, რომელიც ეფუძნება არაკომპენსირებული ელექტრონის სპინების კონცეფციას, როგორც ატომური მაგნეტიზმის განმსაზღვრელი ფაქტორი. ელექტრონის შინაგანი მომენტის არსებობის ჰიპოთეზა წამოაყენეს 1926 წელს S. Goudsmit-მა და J. Uhlenbeck-მა და ამჟამად სწორედ ელექტრონები, როგორც სპინის მატარებლები, განიხილება როგორც "ელემენტარული მაგნიტები".

ამ კონცეფციის გასარკვევად განვიხილოთ (ნახ. 8) რკინის თავისუფალი ატომი, ტიპიური ფერომაგნიტური მასალა. მისი ორი ჭურვი ( კდა ლ), ბირთვთან ყველაზე ახლოს, ივსება ელექტრონებით, მათგან პირველზე ორია, ხოლო მეორეზე რვა. AT კ-ჭურვი, ერთ-ერთი ელექტრონის სპინი დადებითია, მეორე კი უარყოფითი. AT ლგარსი (უფრო ზუსტად, მის ორ ქვეშელში), რვა ელექტრონიდან ოთხს აქვს დადებითი სპინები, ხოლო დანარჩენ ოთხს აქვს უარყოფითი სპინები. ორივე შემთხვევაში, ერთსა და იმავე გარსში ელექტრონების სპინები მთლიანად იშლება, ასე რომ მთლიანი მაგნიტური მომენტი ნულის ტოლია. AT მ- გარსი, სიტუაცია განსხვავებულია, რადგან მესამე ქვეშელში ექვსი ელექტრონის გამო, ხუთ ელექტრონს აქვს სპინები მიმართული ერთი მიმართულებით და მხოლოდ მეექვსეს - მეორეზე. შედეგად, რჩება ოთხი არაკომპენსირებული სპინი, რაც განსაზღვრავს რკინის ატომის მაგნიტურ თვისებებს. (გარედან ნ-გარსს აქვს მხოლოდ ორი ვალენტური ელექტრონი, რომლებიც არ უწყობს ხელს რკინის ატომის მაგნიტიზმს.) სხვა ფერომაგნიტების მაგნიტიზმი, როგორიცაა ნიკელი და კობალტი, აიხსნება ანალოგიურად. ვინაიდან რკინის ნიმუშში მეზობელი ატომები ძლიერად ურთიერთქმედებენ ერთმანეთთან და მათი ელექტრონები ნაწილობრივ კოლექტივიზებულია, ეს ახსნა უნდა ჩაითვალოს მხოლოდ როგორც რეალური სიტუაციის საილუსტრაციო, მაგრამ ძალიან გამარტივებული სქემა.

ატომური მაგნიტიზმის თეორიას, რომელიც დაფუძნებულია ელექტრონის სპინზე, მხარს უჭერს ორი საინტერესო გირომაგნიტური ექსპერიმენტი, რომელთაგან ერთი ჩაატარეს ა.აინშტაინმა და ვ. დე ჰაასმა, ხოლო მეორე - ს. ბარნეტმა. ამ ექსპერიმენტებიდან პირველში ფერომაგნიტური მასალის ცილინდრი შეჩერდა, როგორც ნაჩვენებია ნახ. 9. თუ გრაგნილ მავთულში დენი გადის, მაშინ ცილინდრი ბრუნავს თავისი ღერძის გარშემო. როდესაც დენის მიმართულება (და შესაბამისად მაგნიტური ველი) იცვლება, ის საპირისპირო მიმართულებით ბრუნდება. ორივე შემთხვევაში, ცილინდრის ბრუნვა განპირობებულია ელექტრონის სპინების მოწესრიგებით. ბარნეტის ექსპერიმენტში, პირიქით, შეკიდული ცილინდრი, რომელიც მკვეთრად არის მოყვანილი ბრუნვის მდგომარეობაში, მაგნიტიზებულია მაგნიტური ველის არარსებობის შემთხვევაში. ეს ეფექტი აიხსნება იმით, რომ მაგნიტის ბრუნვის დროს იქმნება გიროსკოპული მომენტი, რომელიც მიდრეკილია ბრუნვის მომენტების ბრუნვისკენ საკუთარი ბრუნვის ღერძის მიმართულებით.

მოკლე დიაპაზონის ძალების ბუნებისა და წარმოშობის უფრო სრულყოფილი ახსნისთვის, რომლებიც აწესრიგებენ მეზობელ ატომურ მაგნიტებს და ეწინააღმდეგებიან თერმული მოძრაობის დარღვევის ეფექტს, უნდა მივმართოთ კვანტურ მექანიკას. ამ ძალების ბუნების კვანტური მექანიკური ახსნა შემოგვთავაზა ვ.ჰაიზენბერგმა 1928 წელს, რომელმაც პოსტულაცია მოახდინა მეზობელ ატომებს შორის გაცვლითი ურთიერთქმედების არსებობა. მოგვიანებით, G. Bethe-მ და J. Slater-მა აჩვენეს, რომ გაცვლის ძალები მნიშვნელოვნად იზრდება ატომებს შორის მანძილის შემცირებით, მაგრამ გარკვეული მინიმალური ინტერატომური მანძილის მიღწევის შემდეგ ისინი ნულამდე ეცემა.

ნივთიერების მაგნიტური თვისებები

მატერიის მაგნიტური თვისებების ერთ-ერთი პირველი ვრცელი და სისტემატური კვლევა ჩაატარა პ.კიურიმ. მან აღმოაჩინა, რომ მათი მაგნიტური თვისებების მიხედვით, ყველა ნივთიერება შეიძლება დაიყოს სამ კლასად. პირველი მოიცავს ნივთიერებებს, რომლებსაც აქვთ გამოხატული მაგნიტური თვისებები, რკინის მსგავსი. ასეთ ნივთიერებებს ფერომაგნიტური ეწოდება; მათი მაგნიტური ველი შესამჩნევია მნიშვნელოვან დისტანციებზე ( სმ. ზემოთ). ნივთიერებები, რომლებსაც პარამაგნიტური ეწოდება, მიეკუთვნება მეორე კლასს; მათი მაგნიტური თვისებები ზოგადად ფერომაგნიტური მასალების მსგავსია, მაგრამ გაცილებით სუსტი. მაგალითად, ძლიერი ელექტრომაგნიტის პოლუსების მიზიდულობის ძალას შეუძლია ხელიდან გამოგლიჯოს რკინის ჩაქუჩი და იმავე მაგნიტის მიმართ პარამაგნიტური ნივთიერების მიზიდულობის დასადგენად, როგორც წესი, საჭიროა ძალიან მგრძნობიარე ანალიტიკური ნაშთები. . ბოლო, მესამე კლასში შედის ე.წ. დიამაგნიტური ნივთიერებები. ისინი მოიგერიეს ელექტრომაგნიტით, ე.ი. დიამაგნიტებზე მოქმედი ძალა მიმართულია ფერო- და პარამაგნიტებზე მოქმედი ძალის საპირისპიროდ.

მაგნიტური თვისებების გაზომვა.

მაგნიტური თვისებების შესწავლისას ყველაზე მნიშვნელოვანია ორი ტიპის გაზომვები. პირველი მათგანი არის მაგნიტის მახლობლად ნიმუშზე მოქმედი ძალის გაზომვა; ასე განისაზღვრება ნიმუშის მაგნიტიზაცია. მეორე მოიცავს მატერიის მაგნიტიზაციასთან დაკავშირებული „რეზონანსული“ სიხშირეების გაზომვას. ატომები არის პაწაწინა „გიროსკოპები“ და მაგნიტური ველის პრეცესში (როგორც ჩვეულებრივი ბრუნვის ზედაპირი გრავიტაციით შექმნილი ბრუნვის გავლენის ქვეშ) სიხშირეზე, რომლის გაზომვაც შესაძლებელია. გარდა ამისა, ძალა მოქმედებს თავისუფალ დამუხტულ ნაწილაკებზე, რომლებიც მოძრაობენ სწორი კუთხით მაგნიტური ინდუქციის ხაზებთან, აგრეთვე ელექტრონის დენზე გამტარში. ის იწვევს ნაწილაკების მოძრაობას წრიულ ორბიტაზე, რომლის რადიუსი მოცემულია

რ = მვ/eB,

სადაც მარის ნაწილაკების მასა, ვ- მისი სიჩქარე ეარის მისი მუხტი და ბარის ველის მაგნიტური ინდუქცია. ასეთი წრიული მოძრაობის სიხშირე უდრის

სადაც ვიზომება ჰერცში ე- კულონებში, მ- კილოგრამებში, ბ- ტესლაში. ეს სიხშირე ახასიათებს დამუხტული ნაწილაკების მოძრაობას ნივთიერებაში მაგნიტურ ველში. ორივე ტიპის მოძრაობა (პრეცესია და მოძრაობა წრიულ ორბიტებში) შეიძლება აღგზნდეს მონაცვლეობითი ველებით რეზონანსული სიხშირით, რომელიც ტოლია მოცემული მასალისთვის დამახასიათებელი „ბუნებრივი“ სიხშირეების. პირველ შემთხვევაში, რეზონანსს ეწოდება მაგნიტური, ხოლო მეორეში - ციკლოტრონი (ციკლოტრონის სუბატომური ნაწილაკების ციკლურ მოძრაობასთან მსგავსების გათვალისწინებით).

ატომების მაგნიტურ თვისებებზე საუბრისას, განსაკუთრებული ყურადღება უნდა მიექცეს მათ კუთხოვან იმპულსს. მაგნიტური ველი მოქმედებს მბრუნავ ატომურ დიპოლზე, ცდილობს მის შემობრუნებას და ველის პარალელურად დაყენებას. სამაგიეროდ, ატომი იწყებს წინსვლას ველის მიმართულების გარშემო (ნახ. 10) დიპოლური მომენტისა და გამოყენებული ველის სიძლიერეზე დამოკიდებული სიხშირით.

ატომების პრეცესია პირდაპირ ვერ შეინიშნება, ვინაიდან ნიმუშის ყველა ატომი პრეცესია სხვადასხვა ფაზაში. თუმცა, თუ გამოყენებულია მცირე მონაცვლეობითი ველი, რომელიც მიმართულია მუდმივი მოწესრიგების ველზე პერპენდიკულარულად, მაშინ დამყარებულია გარკვეული ფაზური კავშირი პრეცესიულ ატომებს შორის და მათი მთლიანი მაგნიტური მომენტი იწყებს პრეცესას ინდივიდუალური პრეცესიის სიხშირის ტოლი სიხშირით. მაგნიტური მომენტები. დიდი მნიშვნელობა აქვს პრეცესიის კუთხურ სიჩქარეს. როგორც წესი, ეს მნიშვნელობა არის 10 10 Hz/T რიგის ელექტრონებთან დაკავშირებული მაგნიტიზაციისთვის და 10 7 Hz/T რიგის მაგნიტიზაციისთვის, რომელიც დაკავშირებულია ატომების ბირთვებში დადებით მუხტებთან.

ბირთვული მაგნიტურ-რეზონანსის (NMR) დაკვირვების ინსტალაციის სქემატური დიაგრამა ნაჩვენებია ნახ. 11. შესწავლილი ნივთიერება შეყვანილია პოლუსებს შორის ერთგვაროვან მუდმივ ველში. თუ RF ველი შემდეგ აღგზნებულია საცდელი მილის გარშემო პატარა ხვეულით, რეზონანსი შეიძლება მიღწეული იყოს გარკვეული სიხშირით, რომელიც უდრის ნიმუშის ყველა ბირთვული „გიროსკოპის“ პრეცესიის სიხშირეს. გაზომვები მსგავსია რადიოს მიმღების დაყენების კონკრეტული სადგურის სიხშირეზე.

მაგნიტურ-რეზონანსული მეთოდები შესაძლებელს ხდის შეისწავლოს არა მხოლოდ კონკრეტული ატომებისა და ბირთვების მაგნიტური თვისებები, არამედ მათი გარემოს თვისებები. საქმე იმაშია, რომ მაგნიტური ველები მყარ სხეულებში და მოლეკულებში არაერთგვაროვანია, რადგან ისინი დამახინჯებულია ატომური მუხტებით, ხოლო ექსპერიმენტული რეზონანსული მრუდის კურსის დეტალები განისაზღვრება ადგილობრივი ველით იმ რეგიონში, სადაც მდებარეობს წინამორბედი ბირთვი. ეს შესაძლებელს ხდის კონკრეტული ნიმუშის სტრუქტურის თავისებურებების შესწავლას რეზონანსული მეთოდებით.

მაგნიტური თვისებების გაანგარიშება.

დედამიწის ველის მაგნიტური ინდუქციაა 0,5×10 -4 ტ, მაშინ როცა ძლიერი ელექტრომაგნიტის პოლუსებს შორის ველი 2 ტ ან მეტის რიგისაა.

დენების ნებისმიერი კონფიგურაციით შექმნილი მაგნიტური ველი შეიძლება გამოითვალოს ბიოტ-სავარტ-ლაპლასის ფორმულის გამოყენებით დენის ელემენტის მიერ შექმნილი ველის მაგნიტური ინდუქციისთვის. სხვადასხვა ფორმის კონტურებითა და ცილინდრული ხვეულებით შექმნილი ველის გამოთვლა ხშირ შემთხვევაში ძალიან რთულია. ქვემოთ მოცემულია ფორმულები რამდენიმე მარტივი შემთხვევისთვის. ველის მაგნიტური ინდუქცია (ტესლასებში), რომელიც შექმნილია გრძელი სწორი მავთულით დენით მე

მაგნიტიზებული რკინის ღეროს ველი ჰგავს გრძელი სოლენოიდის გარე ველს, ამპერის ბრუნთა რაოდენობა სიგრძის ერთეულზე, რომელიც შეესაბამება მაგნიტიზებული ღეროს ზედაპირზე ატომებში არსებულ დენს, რადგან ღეროს შიგნით არსებული დენები ანადგურებს ერთმანეთს. გარეთ (სურ. 12). ამპერის სახელით, ასეთ ზედაპირულ დენს ამპერი ეწოდება. მაგნიტური ველის სიძლიერე ჰ ა, შექმნილი ამპერის დენით, უდრის ღეროს ერთეული მოცულობის მაგნიტურ მომენტს მ.

თუ სოლენოიდში ჩასმულია რკინის ღერო, გარდა იმისა, რომ სოლენოიდის დენი ქმნის მაგნიტურ ველს ჰატომური დიპოლების დალაგება ღეროს დამაგნიტებულ მასალაში ქმნის მაგნიტიზაციას მ. ამ შემთხვევაში მთლიანი მაგნიტური ნაკადი განისაზღვრება რეალური და ამპერის დენების ჯამით, ასე რომ ბ = მ 0(ჰ + ჰ ა), ან ბ = მ 0(H+M). დამოკიდებულება მ/ჰდაურეკა მაგნიტური მგრძნობელობა და აღინიშნება ბერძნული ასოებით გ; გარის განზომილებიანი სიდიდე, რომელიც ახასიათებს მასალის მაგნიტურ ველში მაგნიტიზების უნარს.

ღირებულება ბ/ჰ, რომელიც ახასიათებს მასალის მაგნიტურ თვისებებს, ეწოდება მაგნიტური გამტარიანობა და აღინიშნება მ ა, და მ ა = მ 0მ, სად მ აარის აბსოლუტური და მ- ფარდობითი გამტარიანობა,

ფერომაგნიტურ ნივთიერებებში მნიშვნელობა გშეიძლება ჰქონდეს ძალიან დიდი მნიშვნელობები - 10 4 ё 10 6-მდე. ღირებულება გპარამაგნიტურ მასალებს აქვთ ნულზე ცოტა მეტი, ხოლო დიამაგნიტურ მასალებს ცოტა ნაკლები. მხოლოდ ვაკუუმში და ძალიან სუსტ ველებში არის რაოდენობები გდა მმუდმივია და არ არის დამოკიდებული გარე ველზე. დამოკიდებულების ინდუქცია ბდან ჰჩვეულებრივ არაწრფივია და მისი გრაფიკები, ე.წ. მაგნიტიზაციის მრუდები სხვადასხვა მასალისთვის და თუნდაც სხვადასხვა ტემპერატურაზე შეიძლება მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდეს (ასეთი მრუდების მაგალითები ნაჩვენებია ნახ. 2 და 3).

მატერიის მაგნიტური თვისებები ძალზე რთულია და მათი სტრუქტურის საფუძვლიანი გაგება მოითხოვს ატომების სტრუქტურის, მათი ურთიერთქმედების მოლეკულებში, მათი შეჯახების აირებში და მათი ურთიერთგავლენის მყარ და სითხეებში საფუძვლიან ანალიზს; სითხეების მაგნიტური თვისებები ჯერ კიდევ ყველაზე ნაკლებად არის შესწავლილი.

ხმელეთის მაგნეტიზმი

გეომაგნეტიზმი, დედამიწის მაგნიტური ველი და დედამიწასთან ახლოს სივრცე; გეოფიზიკის ფილიალი, რომელიც სწავლობს გეომაგნიტური ველის სივრცეში განაწილებას და დროში ცვლილებებს, აგრეთვე მასთან დაკავშირებულ გეოფიზიკურ პროცესებს დედამიწასა და ატმოსფეროს ზედა ნაწილში.

სივრცის თითოეულ წერტილში გეომაგნიტური ველი ხასიათდება ინტენსივობის ვექტორით T,რომლის სიდიდე და მიმართულება განისაზღვრება 3 კომპონენტით X, Y, Z(ჩრდილოეთი, აღმოსავლეთი და ვერტიკალური) მართკუთხა კოორდინატულ სისტემაში ( ბრინჯი. ერთი ) ან 3 მიწის ელემენტი: დაძაბულობის ჰორიზონტალური კომპონენტი H,მაგნიტური დახრილობა D (იხ. მაგნიტური დახრილობა) (კუთხე შორის ჰდა გეოგრაფიული მერიდიანის სიბრტყე) და მაგნიტური დახრილობა მე(კუთხეს შორის თდა ჰორიზონტის სიბრტყე).

დედამიწის მაგნეტიზმი განპირობებულია დედამიწის შიგნით მდებარე მუდმივი წყაროების მოქმედებით, რომლებიც განიცდიან მხოლოდ ნელ საერო ცვლილებებს (ვარიაციები) და გარე (ცვლადი) წყაროებს, რომლებიც მდებარეობს დედამიწის მაგნიტოსფეროში და იონოსფეროში. შესაბამისად, გამოიყოფა ძირითადი (მთავარი, დედამიწის მაგნეტიზმი 99%) და ცვლადი (დედამიწის მაგნეტიზმი 1%) გეომაგნიტური ველები.

მთავარი (მუდმივი) გეომაგნიტური ველი. ძირითადი გეომაგნიტური ველის სივრცითი განაწილების შესასწავლად, სხვადასხვა ადგილას გაზომილი მნიშვნელობები H, D, Iდადეთ რუქებზე (მაგნიტური რუქები) და დააკავშირეთ ელემენტების თანაბარი მნიშვნელობის წერტილები ხაზებით. ასეთ ხაზებს შესაბამისად უწოდებენ იზოდინამიკას, იზოგონებს და იზოკლინებს. ხაზი (იზოკლინიკა) მე= 0, ანუ მაგნიტური ეკვატორი არ ემთხვევა გეოგრაფიულ ეკვატორს. გრძედი გაზრდით, მნიშვნელობა მეიზრდება 90°-მდე მაგნიტურ პოლუსებზე (იხ. მაგნიტური პოლუსი). სრული დაძაბულობა თ (ბრინჯი. 2 ) ეკვატორიდან პოლუსამდე იზრდება 33,4-დან 55,7-მდე ვარ(0.42-დან 0.70 Oe-მდე). ჩრდილოეთ მაგნიტური პოლუსის კოორდინატები 1970 წელს: განედი 101,5° დასავლეთით. დ., გრძედი 75,7 ° N. შ. სამხრეთის მაგნიტური პოლუსი: განედი 140,3° E D., გრძედი 65,5 ° S. შ. გეომაგნიტური ველის განაწილების რთული სურათი პირველ მიახლოებით შეიძლება წარმოდგენილი იყოს დიპოლის ველით (იხ. დიპოლი) (ექსცენტრიული, დედამიწის ცენტრიდან გადაადგილებით დაახლოებით 436-ით. კმ) ან ერთგვაროვანი მაგნიტიზებული სფერო, რომლის მაგნიტური მომენტი მიმართულია 11,5 ° კუთხით დედამიწის ბრუნვის ღერძზე. გეომაგნიტური პოლუსები (ერთნაირად მაგნიტიზებული ბურთის პოლუსები) და მაგნიტური პოლუსები განსაზღვრავენ, შესაბამისად, გეომაგნიტური კოორდინატების სისტემას (გეომაგნიტური გრძედი, გეომაგნიტური მერიდიანი, გეომაგნიტური ეკვატორი) და მაგნიტური კოორდინატები (მაგნიტური გრძედი, მაგნიტური მერიდიანი). გეომაგნიტური ველის ფაქტობრივი განაწილების დიპოლიდან (ნორმალური) გადახრებს მაგნიტური ანომალიები ეწოდება (იხ. მაგნიტური ანომალიები). ოკუპირებული ტერიტორიის ინტენსივობიდან და ზომიდან გამომდინარე, არსებობს ღრმა წარმოშობის გლობალური ანომალიები, მაგალითად, აღმოსავლეთ ციმბირული, ბრაზილიური და ა.შ., ასევე რეგიონალური და ადგილობრივი ანომალიები. ეს უკანასკნელი შეიძლება გამოწვეული იყოს, მაგალითად, დედამიწის ქერქში ფერომაგნიტური მინერალების არათანაბარი განაწილებით. მსოფლიო ანომალიების გავლენა გავლენას ახდენს დედამიწის მაგნიტიზმის სიმაღლეებამდე 0,5 R3დედამიწის ზედაპირის ზემოთ ( R3-დედამიწის რადიუსი). მთავარ გეომაგნიტურ ველს აქვს დიპოლური ხასიათი დედამიწის მაგნიტიზმის სიმაღლეებამდე3 R3.

ის განიცდის სეკულარულ ვარიაციებს, რომლებიც არ არის იგივე მთელ მსოფლიოში. ყველაზე ინტენსიური სეკულარული ვარიაციის ადგილებში, ვარიაციები აღწევს 150γ წელიწადში (1γ = 10 -5 ე). ასევე არსებობს მაგნიტური ანომალიების სისტემატური დრეიფი დასავლეთისკენ დაახლოებით 0,2° წელიწადში და დედამიწის მაგნიტური მომენტის სიდიდისა და მიმართულების ცვლილება წელიწადში 20γ სიჩქარით. საერო ვარიაციებისა და დიდ სივრცეებზე (ოკეანეები და პოლარული რეგიონები) გეომაგნიტური ველის არასაკმარისი ცოდნის გამო, საჭირო ხდება მაგნიტური რუქების ხელახლა შედგენა. ამ მიზნით გლობალური მაგნიტური კვლევები ტარდება ხმელეთზე, ოკეანეებში (არამაგნიტურ გემებზე), საჰაერო სივრცეში (აერომაგნიტური კვლევა) და გარე სივრცეში (დედამიწის ხელოვნური თანამგზავრების დახმარებით). გაზომვისთვის იყენებენ: მაგნიტურ კომპასს, მაგნიტურ თეოდოლიტს, მაგნიტურ სასწორს, ინკლინატორს, მაგნიტომეტრს, აერომაგნიტომეტრს და სხვა მოწყობილობებს. სახმელეთო გეოდეზიის შესწავლა და მისი ყველა ელემენტის რუქების შედგენა მნიშვნელოვან როლს თამაშობს საზღვაო და საჰაერო ნავიგაციაში, გეოდეზიაში და მაღაროების დათვალიერებაში.

გასული ეპოქების გეომაგნიტური ველის შესწავლა ხორციელდება ქანების ნარჩენი მაგნიტიზაციის მიხედვით (იხ. პალეომაგნეტიზმი), ხოლო ისტორიული პერიოდისთვის - გამომცხვარი თიხის პროდუქტების (აგური, კერამიკული ჭურჭელი და სხვ.) მაგნიტიზაციის მიხედვით. პალეომაგნიტური კვლევები აჩვენებს, რომ დედამიწის მთავარი მაგნიტური ველის მიმართულება წარსულში არაერთხელ შეცვლილა. ბოლო ასეთი ცვლილება დაახლოებით 0,7 მილიონი წლის წინ მოხდა.

A. D. შევნინი.

მთავარი გეომაგნიტური ველის წარმოშობა.მთავარი გეომაგნიტური ველის წარმოშობის ასახსნელად წამოაყენეს მრავალი განსხვავებული ჰიპოთეზა, მათ შორის ჰიპოთეზებიც კი ბუნების ფუნდამენტური კანონის არსებობის შესახებ, რომლის მიხედვითაც ნებისმიერ მბრუნავ სხეულს აქვს მაგნიტური მომენტი. ცდილობდნენ აეხსნათ მთავარი გეომაგნიტური ველი დედამიწის ქერქში ან მის ბირთვში ფერომაგნიტური მასალების არსებობით; ელექტრული მუხტების მოძრაობა, რომლებიც დედამიწის ყოველდღიურ ბრუნში მონაწილეობით წარმოქმნიან ელექტრულ დენს; დედამიწის ბირთვში თერმოელექტრომოძრავი ძალით გამოწვეული დენების არსებობა ბირთვისა და მანტიის საზღვარზე და ა.შ., და ბოლოს, ეგრეთ წოდებული ჰიდრომაგნიტური დინამოს მოქმედება დედამიწის თხევად ლითონის ბირთვში. თანამედროვე მონაცემები სეკულარული ვარიაციებისა და გეომაგნიტური ველის პოლარობის მრავალჯერადი ცვლილების შესახებ დამაკმაყოფილებლად აიხსნება მხოლოდ ჰიდრომაგნიტური დინამოს (HD) ჰიპოთეზით. ამ ჰიპოთეზის მიხედვით, საკმაოდ რთული და ინტენსიური მოძრაობები შეიძლება მოხდეს დედამიწის ელექტრულად გამტარ თხევად ბირთვში, რაც გამოიწვევს მაგნიტური ველის თვითაგზნებას, ისევე როგორც დენი და მაგნიტური ველი წარმოიქმნება თვითაღგზნებულ დინამოში. HD-ის მოქმედება ეფუძნება ელექტრომაგნიტურ ინდუქციას მოძრავ გარემოში, რომელიც თავისი მოძრაობისას კვეთს მაგნიტური ველის ძალის ხაზებს.

HD-ის კვლევა ეფუძნება მაგნიტოჰიდროდინამიკას (იხ. მაგნიტოჰიდროდინამიკა). თუ დედამიწის თხევად ბირთვში მატერიის სიჩქარეს მივიჩნევთ მოცემულად, მაშინ შეგვიძლია დავამტკიცოთ მაგნიტური ველის წარმოქმნის ფუნდამენტური შესაძლებლობა სხვადასხვა ტიპის მოძრაობის დროს, როგორც სტაციონარული, ისე არასტაციონარული, რეგულარული და ტურბულენტური. ბირთვში საშუალო მაგნიტური ველი შეიძლება წარმოდგენილი იყოს ორი კომპონენტის ჯამის სახით - ტოროიდული ველი ATφ და ველები VR,რომლის ძალის ხაზები დევს მერიდიულ სიბრტყეებში ( ბრინჯი. 3 ). ტოროიდული მაგნიტური ველის ველის ხაზები ATφ დახურულია დედამიწის ბირთვში და არ გადიან გარეთ. ყველაზე გავრცელებული ხმელეთის HD სქემის მიხედვით, ველი ბφ ასჯერ უფრო ძლიერია ვიდრე ველი, რომელიც აღწევს ბირთვიდან რ, რომელსაც აქვს უპირატესად დიპოლური ფორმა. დედამიწის ბირთვში ელექტრული გამტარი სითხის არაჰომოგენური ბრუნვა დეფორმირებს ველის ხაზებს. რდა აყალიბებს მათგან ველის ხაზებს AT(. თავის მხრივ ველი რწარმოიქმნება ველთან რთული გზით მოძრავი გამტარ სითხის ინდუქციური ურთიერთქმედების გამო ATφ. საველე გენერაციის უზრუნველსაყოფად რდან ATφ სითხის მოძრაობა არ უნდა იყოს ღერძული სიმეტრიული. რაც შეეხება დანარჩენს, როგორც HD-ის კინეტიკური თეორია აჩვენებს, მოძრაობები შეიძლება იყოს ძალიან მრავალფეროვანი. გამტარი სითხის მოძრაობები იქმნება გენერირების პროცესში, გარდა ველისა რ, ისევე როგორც სხვა ნელ-ნელა ცვალებადი ველები, რომლებიც ბირთვიდან გარედან შეღწევით იწვევს მთავარ გეომაგნიტურ ველში სეკულარულ ვარიაციებს.

HD-ის ზოგადი თეორია, რომელიც იკვლევს როგორც ველის გენერაციას, ასევე ხმელეთის HD-ის „ძრავას“, ანუ მოძრაობების წარმოშობას, ჯერ კიდევ განვითარების საწყის ეტაპზეა და მასში ჯერ კიდევ ბევრი რამ არის ჰიპოთეტური. არქიმედეს ძალები, ბირთვში მცირე სიმკვრივის არაერთგვაროვნების გამო და ინერციის ძალები მოყვანილია მოძრაობის მიზეზებად (იხ. ინერციის ძალა).

პირველი შეიძლება დაკავშირებული იყოს ბირთვში სითბოს გამოყოფასთან და სითხის თერმულ გაფართოებასთან (თერმული კონვექცია), ან ბირთვის შემადგენლობის არაერთგვაროვნებასთან მის საზღვრებში მინარევების გამოყოფის გამო. ეს უკანასკნელი შეიძლება გამოწვეული იყოს დედამიწის ღერძის პრეცესიის (იხ. პრეცესია) გამო აჩქარებით. გეომაგნიტური ველის სიახლოვე დიპოლის ველთან, რომლის ღერძი თითქმის პარალელურია დედამიწის ბრუნვის ღერძის მიმართ, მიუთითებს მჭიდრო კავშირზე დედამიწის ბრუნვასა და დედამიწის m-ის წარმოშობას შორის. ბრუნვა ქმნის კორიოლისის ძალას (იხ. კორიოლისის ძალა) , რომელსაც შეუძლია მნიშვნელოვანი როლი ითამაშოს დედამიწის HD მექანიზმში. გეომაგნიტური ველის სიდიდის დამოკიდებულება დედამიწის ბირთვში მატერიის მოძრაობის ინტენსივობაზე რთულია და ჯერ არ არის საკმარისად შესწავლილი. პალეომაგნიტური კვლევების მიხედვით, გეომაგნიტური ველის სიდიდე მერყეობს, მაგრამ საშუალოდ, სიდიდის თანმიმდევრობით, ის უცვლელი რჩება დიდი ხნის განმავლობაში - დაახლოებით ასეულ მილიონი წლის განმავლობაში.

დედამიწის HD-ის ფუნქციონირება დაკავშირებულია დედამიწის ბირთვსა და მანტიაში არსებულ მრავალ პროცესთან; შესაბამისად, ძირითადი გეომაგნიტური ველის და დედამიწის HD-ის შესწავლა წარმოადგენს გეოფიზიკური კვლევების მთელი კომპლექსის არსებით ნაწილს შიდა სტრუქტურისა და განვითარების შესახებ. Დედამიწა.

S. I. ბრაგინსკი.

ცვლადი გეომაგნიტური ველი.თანამგზავრებსა და რაკეტებზე ჩატარებულმა გაზომვებმა აჩვენა, რომ მზის ქარის პლაზმის ურთიერთქმედება გეომაგნიტურ ველთან იწვევს ველის დიპოლური სტრუქტურის დარღვევას შორიდან. რზდედამიწის ცენტრიდან. მზის ქარი გეომაგნიტურ ველს ლოკალიზებს დედამიწის მახლობლად სივრცის შეზღუდულ მოცულობაში - დედამიწის მაგნიტოსფეროში, ხოლო მაგნიტოსფეროს საზღვარზე მზის ქარის დინამიური წნევა დაბალანსებულია დედამიწის მაგნიტური ველის წნევით. მზის ქარი შეკუმშავს დედამიწის მაგნიტურ ველს დღის მხრიდან და ატარებს პოლარული რეგიონების გეომაგნიტური ველის ხაზებს ღამის მხარეს, აყალიბებს დედამიწის მაგნიტურ კუდს ეკლიპტიკური სიბრტყის მახლობლად, სიგრძით მინიმუმ 5 მილიონი კმ. კმ(სმ. ბრინჯი. სტატიებში Earth დადედამიწის მაგნიტოსფერო). ველის დაახლოებით დიპოლური რეგიონი ძალის დახურული ხაზებით (შიდა მაგნიტოსფერო) არის მაგნიტური ხაფანგი დედამიწის მახლობლად პლაზმის დამუხტული ნაწილაკებისთვის (იხ. დედამიწის რადიაციული სარტყლები).

მზის ქარის პლაზმა, რომელიც მიედინება მაგნიტოსფეროს გარშემო დამუხტული ნაწილაკების ცვლადი სიმკვრივით და სიჩქარით, ისევე როგორც ნაწილაკების გარღვევა მაგნიტოსფეროში, იწვევს ელექტრული დენის სისტემების ინტენსივობის ცვლილებას დედამიწის მაგნიტოსფეროსა და იონოსფეროში. ამჟამინდელი სისტემები, თავის მხრივ, იწვევენ გეომაგნიტური ველის რხევებს დედამიწის მახლობლად სივრცეში და დედამიწის ზედაპირზე სიხშირის ფართო დიაპაზონში (10-5-დან 10 2-მდე). ჰც) და ამპლიტუდები (10 -3-დან 10 -7-მდე უჰ). გეომაგნიტური ველის უწყვეტი ცვლილებების ფოტო ჩაწერა მაგნიტურ ობსერვატორიებში მაგნიტოგრაფების დახმარებით ხორციელდება. წყნარ დროს, პერიოდული მზის-დღიური და მთვარის-დღიური ვარიაციები შეინიშნება დაბალ და საშუალო განედებზე. ამპლიტუდები 30-70γ და 1-5γ შესაბამისად. სხვადასხვა ფორმისა და ამპლიტუდის სხვა არარეგულარული ველის რხევებს ეწოდება მაგნიტური დარღვევები, რომელთა შორის არსებობს მაგნიტური ვარიაციების რამდენიმე ტიპი.

მაგნიტური დარღვევები, რომელიც მოიცავს მთელ დედამიწას და გრძელდება ერთიდან ( ბრინჯი. ოთხი ) რამდენიმე დღემდე, გლობალურ მაგნიტურ შტორმს უწოდებენ (იხ. მაგნიტური ქარიშხალი) , რომლის დროსაც ცალკეული კომპონენტების ამპლიტუდა შეიძლება აღემატებოდეს 1000γ-ს. მაგნიტური ქარიშხალი არის მაგნიტოსფეროში ძლიერი არეულობის ერთ-ერთი გამოვლინება, რომელიც წარმოიქმნება მზის ქარის პარამეტრების ცვლილებისას, განსაკუთრებით მისი ნაწილაკების სიჩქარისა და პლანეტათაშორისი მაგნიტური ველის ნორმალური კომპონენტის ეკლიპტიკური სიბრტყის მიმართ. მაგნიტოსფეროს ძლიერ აშლილობას თან ახლავს აურორების გამოჩენა, იონოსფერული დარღვევები, რენტგენის და დაბალი სიხშირის გამოსხივება დედამიწის ზედა ატმოსფეროში.

ზ.მ-ის ფენომენების პრაქტიკული გამოყენება.გეომაგნიტური ველის მოქმედებით, მაგნიტური ნემსი მდებარეობს მაგნიტური მერიდიანის სიბრტყეში. ეს ფენომენი უძველესი დროიდან გამოიყენებოდა მიწაზე ორიენტაციისთვის, გემების ბილიკების გასაგზავნად ღია ზღვაზე, გეოდეზიურ და მაღაროების კვლევის პრაქტიკაში, სამხედრო საქმეებში და ა.შ. (იხ. კომპასი, ბუსოლი).

ადგილობრივი მაგნიტური ანომალიების შესწავლა შესაძლებელს ხდის მინერალების, უპირველეს ყოვლისა, რკინის მადნის აღმოჩენას (იხ. მაგნიტური საძიებო) და სხვა გეოფიზიკურ საძიებო მეთოდებთან ერთად მათი მდებარეობისა და მარაგების დადგენა. ფართოდ გავრცელდა დედამიწის შიგნიდან გაჟღერების მაგნიტოტელურური მეთოდი, რომლის დროსაც დედამიწის შიდა ფენების ელექტრული გამტარობა გამოითვლება მაგნიტური ქარიშხლის ველიდან და შემდეგ ფასდება იქ არსებული წნევა და ტემპერატურა.

ატმოსფეროს ზედა ფენების შესახებ ინფორმაციის ერთ-ერთი წყაროა გეომაგნიტური ვარიაციები. მაგნიტური დარღვევები, რომლებიც დაკავშირებულია, მაგალითად, მაგნიტურ ქარიშხალთან, ხდება რამდენიმე საათით ადრე, ვიდრე მისი გავლენის ქვეშ, ხდება ცვლილებები იონოსფეროში, რაც არღვევს რადიოკავშირს. ეს შესაძლებელს ხდის მაგნიტური პროგნოზების გაკეთებას, რაც საჭიროა უწყვეტი რადიო კომუნიკაციების უზრუნველსაყოფად (რადიო ამინდის პროგნოზი). გეომაგნიტური მონაცემები ასევე ემსახურება რადიაციული სიტუაციის პროგნოზირებას დედამიწის მახლობლად სივრცეში კოსმოსური ფრენების დროს.

გეომაგნიტური ველის მუდმივობა დედამიწის რამდენიმე რადიუსის სიმაღლემდე გამოიყენება კოსმოსური ხომალდის ორიენტაციისა და მანევრისთვის.

გეომაგნიტური ველი გავლენას ახდენს ცოცხალ ორგანიზმებზე, ფლორაზე და ადამიანებზე. მაგალითად, მაგნიტური შტორმის პერიოდებში იზრდება გულ-სისხლძარღვთა დაავადებები, უარესდება ჰიპერტენზიით დაავადებული პაციენტების მდგომარეობა და ა.შ. ცოცხალ ორგანიზმებზე ელექტრომაგნიტური ზემოქმედების ბუნების შესწავლა ბიოლოგიის ერთ-ერთი ახალი და პერსპექტიული სფეროა.

A. D. შევნინი.

ნათ.:იანოვსკი ბ.მ., ხმელეთის მაგნეტიზმი, ტ.1-2, L., 1963-64; მისი, გეომაგნიტიზმზე მუშაობის განვითარება სსრკ-ში საბჭოთა ხელისუფლების წლებში. „იზვ. სსრკ მეცნიერებათა აკადემია, დედამიწის ფიზიკა, 1967, No11, გვ. 54; ცნობარი სსრკ ალტერნატიული მაგნიტური ველის შესახებ, ლ., 1954; დედამიწის ახლო გარე სივრცე. საცნობარო მონაცემები, ტრანს. ინგლისურიდან, მ., 1966; დედამიწის მაგნიტური ველის აწმყო და წარსული, მ., 1965; ბრაგინსკი ს.ი., დედამიწის ჰიდრომაგნიტური დინამოს თეორიის საფუძვლების შესახებ, „გეომაგნეტიზმი და აერონომია“, 1967 წ., ტ.7, No3, გვ. 401; მზის ხმელეთის ფიზიკა, მ., 1968 წ.

ბრინჯი. 2. გეომაგნიტური ველის მთლიანი სიძლიერის რუკა (ოერსტედებში) 1965 წლის ეპოქისთვის; შავი წრეები - მაგნიტური პოლუსები (M.P.). რუკაზე ნაჩვენებია მსოფლიო მაგნიტური ანომალიები: ბრაზილიური (B.A.) და აღმოსავლეთ ციმბირული (East-S.A.).

ბრინჯი. 3. დედამიწის ჰიდრომაგნიტურ დინამოში მაგნიტური ველების სქემა: NS - დედამიწის ბრუნვის ღერძი: В р - ველი დედამიწის ბრუნვის ღერძის გასწვრივ მიმართული დიპოლის ველთან ახლოს; B φ - ტოროიდული ველი (ასობით გაუსის რიგით), რომელიც იხურება დედამიწის ბირთვში.

ბრინჯი. 4. მაგნიტოგრამა, რომელმაც დააფიქსირა მცირე მაგნიტური ქარიშხალი: H 0 , D 0 , Z 0 - ხმელეთის მაგნეტიზმის შესაბამისი კომპონენტის წარმოშობა; ისრები აჩვენებს დათვლის მიმართულებას.

დიდი საბჭოთა ენციკლოპედია. - მ.: საბჭოთა ენციკლოპედია. 1969-1978 .

ნახეთ რა არის „დედამიწის მაგნეტიზმი“ სხვა ლექსიკონებში:

- (გეომაგნეტიზმი), 1) დედამიწის მაგნიტური ველი. 2) გეოფიზიკის დარგი, რომელიც სწავლობს ველში განაწილებას და მაგნიტური ველის დროის ცვლილებებს. დედამიწის ველები, ასევე დაკავშირებული ფიზიკური. პროცესები დედამიწასა და ატმოსფეროში. თითოეულ წერტილში, მარჯვენა va geomagn. სფერო ხასიათდება... ფიზიკური ენციკლოპედია

- (ხმელეთის მაგნეტიზმი) მაგნიტური ველი დედამიწის მახლობლად, რომელიც ყველაზე ადვილად ვლინდება მაგნიტურ ნემსზე მისი ზემოქმედებით. Z. M. ძალის მიმართულება ჩვეულებრივ განისაზღვრება ორი კუთხით: მაგნიტური დახრილობა და მაგნიტური დახრილობა და Z. M. ძალის სიდიდე ... ... საზღვაო ლექსიკონი.

დიდი ენციკლოპედიური ლექსიკონი

ხმელეთის მაგნეტიზმი- გეომაგნეტიზმი - [Ya.N. Luginsky, M.S. Fezi Zhilinskaya, Yu.S. Kabirov. English Russian Dictionary of Electrical Engineering and Power Engineering, მოსკოვი, 1999] ელექტროტექნიკის თემები, ძირითადი ცნებები სინონიმები გეომაგნეტიზმი EN დედამიწის მაგნეტიზმიმიწიერი ... ... ტექნიკური მთარგმნელის სახელმძღვანელო

ხმელეთის მაგნეტიზმი- დედამიწის მაგნიტური ველი, მთლიანობაში განხილული, იცვლება ინტენსივობითა და მიმართულებით, მოქმედებს მაგნიტური კომპასის ნემსზე, რომელიც მიუთითებს ჩრდილოეთ გეომაგნიტურ პოლუსზე... გეოგრაფიის ლექსიკონი

ხმელეთის მაგნიტიზმი- დედამიწის მაგნიტური ველი. იგი შედგება ორი კომპონენტისგან: მუდმივი ველი დედამიწის შიდა სტრუქტურის გამო და ალტერნატიული ველი იონოსფეროსა და მაგნიტოსფეროში ელექტრული დენების მოქმედების გამო, რომელიც არ აღემატება მუდმივი 1%-ს ... ... დიდი პოლიტექნიკური ენციკლოპედია

დედამიწის მაგნიტური ველი, რომლის არსებობა განპირობებულია დედამიწის შიგნით მდებარე მუდმივი წყაროების მოქმედებით (იხ. ჰიდრომაგნიტური დინამო) და ქმნის ველის ძირითად კომპონენტს (99%), ასევე ცვლადი წყაროებს (ელექტრული დენები). in...... ენციკლოპედიური ლექსიკონი

ხმელეთის მაგნეტიზმი- Žemės magnetizmas statusas T sritis fizika atitikmenys: ინგლ. დედამიწის მაგნეტიზმი; გეომაგნეტიზმი; ხმელეთის მაგნეტიზმის ვოკ. ერდმაგნეტიზმი, მ რუს. გეომაგნეტიზმი, მ; ხმელეთის მაგნეტიზმი, m pranc. გეომაგნეტიზმი, მ; magnétisme terrestre, m … Fizikos Terminų Jodynas