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地磁场和等离子体

快捷方式: 差异相似杰卡德相似系数参考

地磁场和等离子体之间的区别

地磁场 vs. 等离子体

地磁場是源自於地球內部,並延伸到太空的磁場。磁場在地表上的強度在25-65微特斯拉(即0.25至0.65高斯)之間。粗略地說,地磁場是一個與地球自轉軸呈11°夾角的磁偶極子,相當於在地球中心放置了一個傾斜了的磁棒。目前的地磁北極位於北半球的格陵蘭附近,實際上它是地磁場的南極,而地磁南極則是地磁場的北極。地核向外散發熱量時,引起外核中熔融鐵的對流運動,進而產生電流,地磁場即是此電流所致。這種使天體磁場形成的原理,稱為發電機理論。 南北磁極通常位於地理極附近,但其位置在地質時間尺度上可以有較大的變化。這種變化極其緩慢,不足以干預指南針的日常使用。不過,平均每幾十萬年會發生一次地磁逆轉,即南北磁極突然(與地質時間尺度相比較)互相換位。每次逆轉都會在岩石中留下印跡,這對古地磁學研究十分重要。以此所得的數據有助科學家了解大陸和海床的板塊運動。 磁層指的是地磁場在電離層以上的影響範圍。它能夠向太空延伸幾萬公里,並且阻止太陽風和宇宙射線中的帶電粒子損毀地球大氣上層,因此使得阻擋紫外線的臭氧層不致消失。. --(又稱--)是在固態、液態和氣態以外的第四大物質狀態,其特性與前三者截然不同。 氣體在高溫或強電磁場下,會變為等離子體。在這種狀態下,氣體中的原子會擁有比正常更多或更少的電子,從而形成陰離子或陽離子,即帶負電荷或正電荷的粒子。氣體中的任何共價鍵也會分離。 由於等離子體含有許多載流子,因此它能夠導電,對電磁場也有很強的反應。和氣體一樣,等離子體的形狀和體積並非固定,而是會根據容器而改變;但和氣體不一樣的是,在磁場的作用下,它會形成各種結構,例如絲狀物、圓柱狀物和雙層等。 等離子體是宇宙重子物質最常見的形態,其中大部分存在於稀薄的星系際空間(特別是星系團內介質)和恆星之中。.

之间地磁场和等离子体相似

地磁场和等离子体有(在联盟百科)12共同点: 太阳风太陽圈磁場磁流体力学紫外线电离层特斯拉電子伏特電導率耀斑极光日冕

太阳风

太陽風(solar wind)特指由太阳上層大氣射出的超高速等离子体(带电粒子)流。非出自太陽的类似带电粒子流也常稱爲“恆星風”。 在太陽日冕层的高温(几百万開氏度)下,氢、氦等原子已经被電離成帶正電的质子、氦原子核和带负电的自由电子等。这些带电粒子运动速度极快,以致不断有带电的粒子挣脱太阳的引力束缚,射向太陽的外围,形成太陽風。 太陽風的速度一般在200-800km/s。 一般認為在太阳极小期,從太陽的磁場极地附近吹出的是高速太陽風,從太陽的磁场赤道附近吹出的是低速太陽風。太陽的磁場的活动是會變化的,週期大約為11年。 太陽風一词是在1950年代被尤金·派克提出。但是直到1960年代才證實了它的存在。長期觀測發現,當太陽存在冕洞時,地球附近就能觀測到高速的太陽風。因此天文学家認為高速太陽風的產生與冕洞有密切的關係。太阳表面的磁场及等离子体活动对地球有很重要的影响。当太阳发生强烈的活动时,大量的带电粒子随着太阳风吹向地球的两极,就会在两极的电离层引发美丽的极光。.

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太陽圈

太陽圈(heliosphere)是太陽所能支配或控制的太空區域。太陽圈的邊緣是一個磁性氣狀泡,並且遠遠的超出冥王星之外。從太陽"吹"出的電漿,也就是所謂的太陽風,創建和維護著這個鼓起的泡沫,並且抵抗來自銀河系的氫氣和氦氣,也就是外面的星際物質,滲入的壓力。太陽風從太陽向外流動,直到遭遇到終端震波,然後在那兒突然的減速。航海家太空船積極的探測太陽圈的邊界,穿越過震波和進入日鞘,這是要到達太陽圈最外層的邊緣,稱為日球層頂的過渡區。當太陽在空間中移動時,太陽圈的整體形狀是由星際物質控制的,它似乎不是一個完美的球形。以有限的資料用於未探勘過的自然界,已經推導出許多理論的架結構。 在2013年9月12日,NASA宣布航海家一號已經在2012年8月25日穿過太陽圈,當時它測量到的電漿密度突然增加了40倍。因為日鞘標誌著太陽風和其餘銀河系的一種邊界,可以說航海家一號已經離開太陽系,抵達星際空間。.

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磁場

在電磁學裡,磁石、磁鐵、電流及含時電場,都會產生磁場。處於磁場中的磁性物質或電流,會因為磁場的作用而感受到磁力,因而顯示出磁場的存在。磁場是一種向量場;磁場在空間裡的任意位置都具有方向和數值大小更精確地分類,磁場是一種贗矢量。力矩和角速度也是準向量。當坐標被反演時,準向量會保持不變。。 磁鐵與磁鐵之間,通過各自產生的磁場,互相施加作用力和力矩於對方。運動中的電荷亦會產生磁場。磁性物質產生的磁場可以用電荷運動模型來解釋基本粒子,像電子或正子等等,會產生自己內有的磁場,這是一種相對論性效應,並不是因為粒子運動而產生的。但是,對於大多數狀況,這磁場可以模想為是由粒子所載有的電荷因為旋轉運動而產生的。因此,這相對論性效應稱為自旋。磁鐵產生的磁場主要是由內部未配對電子的自旋形成的。。 當施加外磁場於物質時,磁性物質的內部會被磁化,會出現很多微小的磁偶極子。磁化強度估量物質被磁化的程度。知道磁性物質的磁化強度,就可以計算出磁性物質本身產生的磁場。產生磁場需要輸入能量,當磁場被湮滅時,這能量可以再回收利用,因此,這能量被視為儲存於磁場。 電場是由電荷產生的。電場與磁場有密切的關係;含時磁場會生成電場,含時電場會生成磁場。馬克士威方程組描述電場、磁場、產生這些向量場的電流和電荷,這些物理量之間的詳細關係。根據狹義相對論,電場和磁場是電磁場的兩面。設定兩個參考系A和B,相對於參考系A,參考系B以有限速度移動。從參考系A觀察為靜止電荷產生的純電場,在參考系B觀察則成為移動中的電荷所產生的電場和磁場。 在量子力學裏,科學家認為,純磁場(和純電場)是虛光子所造成的效應。以標準模型的術語來表達,光子是所有電磁作用的顯現所依賴的媒介。對於大多數案例,不需要這樣微觀的描述,在本文章內陳述的簡單經典理論就足足有餘了;在低場能量狀況,其中的差別是可以忽略的。 在古今社會裡,很多對世界文明有重大貢獻的發明都涉及到磁場的概念。地球能夠產生自己的磁場,這在導航方面非常重要,因為指南針的指北極準確地指向位置在地球的地理北極附近的地磁北極。電動機和發電機的運作機制是倚賴磁鐵轉動使得磁場隨著時間而改變。通過霍爾效應,可以給出物質的帶電粒子的性質。磁路學專門研討,各種各樣像變壓器一類的電子元件,其內部磁場的相互作用。.

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磁流体力学

磁流体力学(英文:MHD, Magnetohydrodynamics、magnetofluiddynamics或hydromagnetics),是研究等离子体和磁场相互作用的物理学分支,其基本思想是在运动的导电流体中,磁场能够感应出电流。磁流体力学将等离子体作为连续介质处理,要求其特征尺度远远大于粒子的平均自由程、特征时间远远大于粒子的平均碰撞时间,不需考虑单个粒子的运动。由于磁流体力学只关心流体元的平均效果,因此是一种近似描述的方法,能够解释等离子体中的大多数现象,广泛应用于等离子体物理学的研究。更精确的描述方法是考虑粒子速度分布函数的动理学理论。磁流体力学的基本方程是流体力学中的纳维-斯托克斯方程和电动力学中的麦克斯韦方程组。磁流体力学是由瑞典物理学家汉尼斯·阿尔文创立的,阿尔文因此获得1970年的诺贝尔物理学奖。.

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紫外线

紫外線(Ultraviolet,簡稱為UV),為波長在10nm至400nm之間的電磁波,波長比可見光短,但比X射線長。太陽光中含有部分的紫外線,電弧、水銀燈、黑光燈也會發出紫外線。雖然紫外線不屬於游離輻射但紫外線仍會引發化學反應與使一些物質發出螢光。 而小于200纳米的紫外線輻射會被空氣強烈的吸收,因此稱之為真空紫外線The ozone layer protects humans from this.

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电离层

电离层是地球大气层被太阳射线电离的部分,它是地球磁层的内界。由于它影响到无线电波的传播,它有非常重要的实际意义。.

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特斯拉

特斯拉(tesla),符号表示为T,是磁通量密度(Wb/m2)或磁感应强度的国际单位制导出单位。.

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電子伏特

電子伏特(electron Volt),簡稱電子伏,符号为eV,是能量的單位。代表一個電子(所帶電量為1.6×10-19庫侖)经过1伏特的電位差加速后所獲得的动能。電子伏与SI制的能量单位焦耳(J)的换算关系是.

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電導率

电导率(electric conductivity)是表示物质传输电流能力强弱的一种測量值。當施加電壓於導體的兩端時,其電荷載子會呈現朝某方向流動的行為,因而產生電流。電導率 \sigma\,\! 是以歐姆定律定義為電流密度 \mathbf\,\! 和電場強度 \mathbf\,\! 的比率: 有些物質會有異向性 (anisotropic) 的電導率,必需用 3 X 3 矩陣來表達(使用數學術語,第二階張量,通常是對稱的)。 電導率是电阻率 \rho\,\! 的倒數。在國際單位制中的單位是西門子/公尺 (S·m-1): 電導率儀 (electrical conductivity meter) 是一種是用來測量溶液電導率的儀器。.

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耀斑

閃焰是在太陽的盤面或邊緣觀測到的突發的閃光現象,它會釋放出高達6 × 1025焦耳的巨大能量(大約是太陽每秒鐘釋放總能量的六倍,或相當於160,000,000,000百萬噸TNT,超過舒梅克-李維九號彗星撞木星能量的25,000倍)。它們通常,但並非總是,伴隨著發生日冕大量拋射的事件。閃焰會從太陽日冕拋射出電子、離子、和原子的雲進入太空。通常,在事件發生後的一兩天,這些雲就可能會到達地球。這個名詞也適用在發生類似現象的恆星,但通常會使用「恆星閃焰」來稱呼。 閃焰會影響到太陽所有的大氣層(光球、色球和日冕)。當電漿物質被加熱至數千萬K的溫度時,電子、質子和更重的離子都會被加速至接近光速。它們產生電磁頻譜中所有波長的電磁輻射,從無線電波到伽瑪射線,然而絕大部分的能量都在視覺範圍之外,因此絕大碩的閃焰都是肉眼看不見的,必須要用特別的儀器觀測不同的頻率。閃焰發生在圍繞著太陽黑子的活動區,強烈的磁場從那兒穿透光球聯接日冕和太陽內部的磁場。 閃焰會突然(時間的尺度在幾分鐘至幾十分鐘)釋放儲藏在日冕中的磁場能量;日冕大量拋射(CME)也可以釋放出相等的能量,但是這兩者之間的關係尚不明確。 閃焰發射的X射線和紫外線輻射會影響地球的電離層,擾亂遠距離的無線電通訊。在分米波長的電波輻射會直接干擾雷達和使用這些波長的儀器和設備的操作。 對太陽閃焰的首度觀測是理查·卡靈頓和理查·霍奇森在1859年獨立完成的"", Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, v20, pp13+, 1859,在黑子群當中看見一個小範圍的明亮區域。觀察望遠鏡或衛星觀測到的恆星光度變化曲線,可以推斷其他恆星是否產生恆星閃焰。 太陽閃焰發的頻率隨著平均11年的活動週期,從太陽位於活躍期的一天數個,到寧靜期的一星期不到一個,有很大的變化(參見太陽週期)。大的閃焰出現的頻率遠低於小的閃焰。 根據NASA的觀測,在2012年7月23日,一個有著巨大和潛在破壞力的太陽超級風暴(閃焰、日冕大量拋射、和)與地球擦身而過。估計在2012年至2022年之間,有12%的機率會發生類似的事件.

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极光

極光(Aurora)是在高緯度(北極和南極)的天空中,帶電的高能粒子和高層大氣(熱層)中的原子碰撞造成的發光現象。帶電粒子來自磁層和太陽風,在地球上,它們被地球的磁場帶進大氣層。大多數的極光發生在所謂的“極光帶”,在觀察上,這是在所有的經度上距離地磁極10°至20°,緯度寬約3°至6°的帶狀區域。太陽風受到地球的磁場導引直接進入大氣層。當磁暴發生時,在較低的緯度也會出現極光。极光不只在地球上出现,太阳系内的其他一些具有磁场的行星上也有极光。 在英、法等许多西方语言中,人们遵照伽利略的习惯,直接用奥罗拉(Aurora)女神的名字来称呼极光现象。.

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日冕

日冕(Corona,拼音:rì miǎn)是太阳大气的最外层(其内部分别为光球层和色球层),厚度达到几百万公里以上。日冕温度有100万摄氏度,粒子数密度为1015m3。在高温下,氢、氦等原子已经被电离成带正电的质子、氦原子核和带负电的自由电子等。这些带电粒子运动速度极快,以致不断有带电的粒子挣脱太阳的引力束缚,射向太阳的外围。形成太阳风。日冕发出的光比色球层的还要弱。 日冕可分为内冕、中冕和外冕3层。内冕从色球顶部延伸到1.3倍太阳半径处;中冕从1.3倍太阳半径到2.3倍太阳半径,也有人把2.3倍太阳半径以内统称内冕。大于2.3倍太阳半径处称为外冕(以上距离均从日心算起)。广义的日冕可包括地球轨道以内的范围。 白光日冕有3个分量:.

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上面的列表回答下列问题

地磁场和等离子体之间的比较

地磁场有109个关系,而等离子体有118个。由于它们的共同之处12,杰卡德指数为5.29% = 12 / (109 + 118)。

参考

本文介绍地磁场和等离子体之间的关系。要访问该信息提取每篇文章,请访问:

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