木星的磁層和氢

快捷方式: 差异，相似，杰卡德相似系数，参考。

木星的磁層和氢之间的区别

木星的磁層 vs. 氢

木星的磁層是太陽風在木星的磁場創造出來的空腔（太陽風的低密度空間），在朝向太陽的方向上延伸超過700萬公里，背向太陽的方向上則幾乎達到土星的軌道。木星的磁層是太陽系的行星磁層中最強大，也是體積最大的連續結構體（僅次于日球）。比起地球的磁層，木星的磁層更寬且更扁平，而且強了數個數量級，它的磁矩大約是地球的18,000倍。早在1950年代末期，無線電波的觀測就首先推測出木星磁場的存在，先鋒10號在1973年更直接測量到木星的磁場。 木星內部的磁場是由液態金屬氫構成的外核電流產生的。木星衛星，埃歐上的火山噴發，產生大量的二氧化硫氣體進入太空，在木星的附近形成巨大的氣體環，木星的磁場迫使這個環以與木星自轉相同的方向與相同的角速度旋轉。這些環攜帶了與電漿在一起的磁場，在過程中它被拉成煎餅狀的結構，稱為磁盤。結果是，木星的磁層是由埃歐的電漿和它自身的旋轉決定了形狀，而不像地球的磁層形狀是由太陽風造成的。磁層中強大的電流在木星的極區形成永駐的極光和強烈多變的無線電波，圍繞著木星的極軸，這意味著木星可以被視為非常微弱的電波脈衝星。木星的極光幾乎包括所有的電磁波頻譜，像是紅外線、可見光、紫外線和軟X射線。 木星的磁層有捕獲粒子並使粒子加速的作用，產生類似地球的范艾倫輻射帶，但強大了千萬倍輻射帶。高能粒子與木星巨大的衛星表面的交互作用，對它們的物理和化學性質有顯著的影響。這些相同的粒子也影響木星稀薄的行星環內的粒子。輻射帶的存在很明顯地會危害探測器和在太空旅行的人類。. 氫是一種化學元素，其化學符號為H，原子序為1。氫的原子量為，是元素週期表中最輕的元素。單原子氫（H）是宇宙中最常見的化學物質，佔重子總質量的75%。等離子態的氫是主序星的主要成份。氫的最常見同位素是「氕」（此名稱甚少使用，符號為1H），含1個質子，不含中子；天然氫還含極少量的同位素「氘」（2H），含1個質子和1個中子。 氫原子最早在宇宙復合階段出現並遍佈全宇宙。在標準溫度和壓力之下，氫形成雙原子分子（分子式為H2），呈無色、無臭、無味非金屬氣體，不具毒性，高度易燃。氫很容易和大部份非金屬元素形成共價鍵，所以地球上大部份的氫都以分子的形態存在，比如水和有機化合物等。氫在酸鹼反應中尤其重要，因為在這類反應中各種分子須互相交換質子。在離子化合物中，氫原子可以獲得一個電子成為氫陰離子（H−），或失去一個電子成為氫陽離子（H+）。雖然在一般寫法中，氫陽離子就是質子，但在實際化合物中，氫陽離子的實際結構是更為複雜的。氫原子是唯一一個有薛定諤方程式解析解的原子，所以對氫原子模型的研究在量子力學的發展過程中起到了關鍵的作用。 16世紀，人們通過混合金屬和強酸，首次製備出氫氣。1766至1781年，亨利·卡文迪什第一次發現氫氣是一種獨立的物質，燃燒後會產生水。安東萬-羅倫·德·拉瓦節根據這一性質，將其命名為「Hydrogen」，在希臘文中意為「生成水的物質」。19世纪50年代，英国医生合信编写《博物新编》（1855年）时，把元素名翻译为“轻气”，成為今天中文「氫」字的來源。 氫氣的工業生產主要使用天然氣的蒸汽重整過程，或通過能源消耗更高的水電解反應。大部份的氫氣都在生產地點直接使用，主要應用包括化石燃料處理（如裂化反應）和氨生產（一般用於化肥工業）。在冶金學上，氫氣會對許多金屬造成氫脆現象，使運輸管和儲存罐的設計更加複雜。.

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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帕斯卡

帕斯卡（符號Pa或Pascal）是國際單位制（SI）的壓強單位。在不致混淆的情況下也可簡稱為「帕」。它等於每平方米一牛頓。以法國學者（同時身兼數學家、物理學家、化學家、音樂家、宗教家、教育家、氣象學家、哲學家）布莱茲·帕斯卡之名而命名。百帕（hPa）和千帕（kPa）也是自Pa衍生出來的氣象常用單位，正常海平面約101kPa、或1013百帕。.

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二氧化碳

二氧化碳（IUPAC名：carbon dioxide，分子式：CO2）是空氣中常見的化合物，由两个氧原子与一个碳原子通过共价键连接而成。空氣中有微量的二氧化碳，約佔0.04％。二氧化碳略溶於水中，形成碳酸，碳酸是一種弱酸。 在二氧化碳分子中，碳原子的成键方式是sp杂化轨道与氧原子成键。碳原子的两个sp杂化轨道分别与两个氧原子生成两个σ键。碳原子上两个没有参加杂化（混成）的p轨道与成键的sp杂化轨道成90°的直角，并同氧原子的p轨道分别发生重叠，故缩短了碳氧键的间距。 二氧化碳平均约占大气体积的400ppm，不過每年因為人為的排放增加，比率還在逐步上升。2018年4月大氣二氧化碳月均濃度超過410ppm，為過去80萬年來最高。大气中的二氧化碳含量随季节变化，这主要是由于植物生长的季节性变化而导致的。当春夏季来临时，植物由于光合作用消耗二氧化碳，其含量随之减少；反之，当秋冬季来临时，植物不但不进行光合作用，反而制造二氧化碳，其含量随之上升。 二氧化碳常壓下為無色、無味、不助燃、不可燃的氣體。二氧化碳是一種溫室氣體。二氧化碳的濃度自1900年至2016年11月增長了約127ppm。.

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等离子体

--（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。.

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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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美国国家航空航天局

美國國家航空暨太空總署（National Aeronautics and Space Administration，縮寫为NASA）是美国联邦政府的一个独立机构，负责制定、实施美国的民用太空计划、與开展航空科學暨太空科學的研究。1958年7月29日，美国总统艾森豪威尔签署了《美国公共法案85-568》，创立了國家NASA航空和太空管理局，取代了其前身美國國家航空諮詢委員會（NACA）。於1958年10月開始運作。自此，美國國家航空暨太空總署負責了美國的太空探索，例如登月的阿波羅計劃，太空實驗室，以及隨後的航天飞机。自2006年2月，美国国家航空航天局的愿景是“開拓未來的太空探索，科學發現及航空研究”。美国国家航空航天局的使命是“理解并保护我们依賴生存的行星；探索宇宙，找到地球外的生命；启示我们的下一代去探索宇宙”。在太空计划之外，美国国家航空航天局还进行长期的民用以及军用航空航天研究。美国国家航空航天局被广泛认为是世界范围内太空机构中執牛耳者。美國國家航空暨太空總署透過地球觀測系統提升對地球的了解，透過太陽科學研究計劃精進太陽科學。美國國家航空暨太空總署注重於利用先進的機械任務探索太陽系中的的所有天體並利用天文觀測台及相關計劃研究天體物理學中的主題，例如大爆炸理論。美國國家航空暨太空總署與許多美國國內及國際的組織分享其研究數據。.

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甲醇

醇（英語：Methanol，或Methyl alcohol；分子式：CH3OH或MeOH）又稱羥基甲烷、木醇（wood alcohol）與木精（wood spirits），是一种有机化合物，為最簡單的醇類。甲醇有「木醇」與「木精」之名，源自於曾经其主要的生產方式是自（為木材乾餾或裂解的產物之一）萃取。現代甲醇是直接從一氧化碳，二氧化碳和氫的一個催化作用的工業過程中製備。 甲醇很輕、揮發度高、無色、易燃，并有獨特的非常相似乙醇（飲用酒）的氣味。 但不同於乙醇，甲醇有劇毒，不可以飲用。通常用作溶劑、防冻剂、燃料或变性劑，亦可用於經過酯交換反應生產生物柴油。 甲醇可以在空氣中完全燃燒，並釋出二氧化碳及水： 甲醇的火焰近乎無色，所以燃點甲醇時要格外小心，以免被燒傷。 不少細菌在進行缺氧新陳代謝時會產生甲醇。因此，空氣中存有少量的甲醇蒸氣，但幾日內就會在陽光照射之下被空氣中的氧氣氧化，成為二氧化碳。.

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白克蘭電流

白克蘭電流是沿著聯結地球磁層的磁場線流進地球高緯度電離層的一股電流。在地球的磁層，這股電流由太陽風和行星際磁場以及體積龐大的電漿驅動著（由行星際磁場間接的驅動著它們的對流）。白克蘭電流的強度與磁層中的活動一起變化（例如在期間）。在朝上的電流片（電子向下流動）中小尺度的擾動加速磁層中的電子，當它們抵達大氣層的上層，就會創造出極光（南極光和北極光）。在高緯度的點離層（或極光帶），白克蘭電流經由在該區電離層垂直於磁場線的極光接通。兩對白克蘭電流在場匹配電流片中成對的出現，一對由正午處通過黃昏側延伸到子夜處，另一對從正午區經由黎明側也延伸到子夜區。在極光帶高緯度這一側的電流片稱為第一區，低緯度那一側的電流片稱為第二區。 這種電流是曾經遠征北極圈研究極光的挪威探險家兼物理學家克里斯汀·白克蘭在1908年預測的。他使用簡單的測量磁場儀器，重新發現安德斯·攝爾修斯和他的助理在一個多世紀前的發現：當極光出現時磁強計會改變方向。這可能只意味著電流在大氣層之上流動，但他從理論上說明不知何故太陽會發出陰極射線 out-of-print, full text online，和從現在被稱太陽風的粒子進入地球的磁場並創造出電流，從而產生極光。這種看法受到當時其他的研究者蔑視，但在1967年，一顆衛星被發射進入極光帶，顯示白克蘭預測的電流確實存在。為了尊崇他和他的理論，這種電流被命名為白克蘭電流。在露西·賈戈的書中對白克蘭電流的發現有著很好的說明。 瑞典阿爾芬實驗室的名譽教授寫道："為甚麼對白克蘭電流特別感興趣？是因為電漿被迫攜帶它們，而它們會導致大量的物理過程（、不穩定性、精細結構的形成）。這些又回過頭來導致像是包括正和負的、和元素分離（像是氧離子的差別彈射）。瞭解這兩類現象在天文物理上獲得的利益遠超過了解我們地球自己的太空環境。".

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質子

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铁

铁是一种化学元素，它的化学符号是Fe，它的原子序数是26，它的相对原子质量是56。它是过渡金属的一种。铁是最常用的金属，是地球外核及內核的主要成份，是地殼上豐度第四高的元素和第二高的金屬。鐵常出現在类地行星中，因為鐵是高質量恆星核融合後的產物，鎳-56是放熱核融合反應的最後一個產物，之後會衰變成最常見的鐵同位素。 铁和其他8族元素相同，其氧化態範圍很廣，由−2到+6，但其中+2和+3是最常見的氧化態。在流星体及低氧的環境下，鐵會以单质的形式存在，但是鐵很容易和氧氣和水反應。鐵的表面是有光澤的銀灰色，但在空氣中鐵會反應生成水合的氧化鐵，一般稱為铁锈。許多金屬在氧化後會形成钝化的氧化層，保護內部的金屬不被氧化，但氧化鐵的密度較鐵要低，因此氧化鐵會剝落，無法保護內部的鐵不受腐蝕。.

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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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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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氧

氧（IUPAC名：Oxygen）是一種化學元素，符號為O，原子序為8，在元素週期表中屬於氧族。氧屬於非金屬，是具有高反應性的氧化劑，能夠與大部分元素以及其他化合物形成氧化物。氧在宇宙中的總質量在所有元素中位列第三，僅居氫和氦之下。Emsley 2001, p.297在標準溫度和壓力下，兩個氧原子会自然鍵合，形成無色無味的氧氣，即雙原子氧（）。氧氣是地球大氣層的主要成分之一，在體積上佔20.8%。地球地殼中近一半的質量都是由氧和氧化物所組成。 氧是細胞呼吸作用中重要的元素。在生物體中，主要有機分子，如蛋白質、核酸、碳水化合物和脂肪等，還有組成動物外殼、牙齒和骨骼的無機化合物，都含有氧原子。生物體絕大部分的質量都由含氧原子的水組成。光合作用利用陽光的能量把水和二氧化碳轉化為氧氣。氧氣的化學反應性強，容易與其他元素結合，所以大氣層中的氧氣成分只能通過生物的光合作用持續補充。臭氧（）是氧元素的另一種同素異構體，能夠較好地吸收中紫外線輻射。位於高海拔的臭氧層有助阻擋紫外線，從而保護生物圈。不過，在地表上的臭氧屬於污染物，為霧霾的副產品之一。在低地球軌道高度的單原子氧足以對航天器造成腐蝕。 卡爾·威廉·舍勒於1773年或之前在烏普薩拉最早發現氧元素。約瑟夫·普利斯特里亦於1774年在威爾特郡獨立發現氧，因為其成果的發表日期較舍勒早，所以一般被譽為氧的發現者。1777年，安東萬-羅倫·德·拉瓦節進行了一系列有關氧的實驗，推翻了當時用於解釋燃燒和腐蝕的燃素說。他也提出了氧的現用IUPAC名稱「oxygen」，源自希臘語中的「ὀξύς」（oxys，尖銳，指酸）和「-γενής」（-genes，產生者）。這是因為命名之時，人們曾以為所有酸都必須含有氧。許多化學詞彙都在清末傳入中國，其中原法文元素名「oxygène」被譯為「養」，後譯為「氱」，最終演變為今天的中文名「氧」。 氧的應用包括暖氣、內燃機、鋼鐵、塑料和布料的生產、金屬氣焊和氣割、火箭推進劑、及航空器、潛艇、載人航天器和潛水所用的生命保障系統。.

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木星

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