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白克蘭電流

指数 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。".

18 关系: 同步辐射太阳风安培安培力定律安德斯·攝爾修斯伽马射线开尔文-亥姆霍兹不稳定性北極圈光学皇家學會報告电磁学电离层無線電波焦耳定律行星際磁場极光渦旋施普林格科学+商业媒体

同步辐射

同步辐射是带电粒子的運動速度接近光速(v≈c)在电磁场中偏转时,沿運動的切線方向发出的一种电磁辐射,最先在电子同步加速器上发现,故得此名,又称同步加速器辐射。它与回旋辐射(由回旋加速器产生的辐射)类似,区别是同步辐射中的电子速度更高,已接近光速,要考虑相对论效应。 由于重子的静止质量比电子大三个數量级以上,即使在TeV级的质子同步加速器中,因同步辐射造成的能量损失依然是不重要的。而对MeV级的电子同步加速器,同步辐射已十分显著。同步辐射使粒子在横向和纵向的振荡阻尼,并与量子起伏达到平衡态。这也是为什么电子同步加速器中束流易于稳定和束流发射度较小且不依赖于入射束性能的原因。 由于同步辐射造成的能量损失是阻碍电子同步加速器能量提高的主要因素。同时又发现它具有宽阔的连续光谱、高度的准直性和偏振性等特点,加上高功率和高亮度,使电子储存环成为一种性能优异的新型强光源而得到广泛应用。同步辐射又是天体物理中的一种重要辐射机制。.

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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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安培

安培,简称安,是国际单位制中电流强度的单位,符号是A。同时它也是国际单位制中七个基本单位之一另外六个是米、开尔文、秒、摩尔、坎德拉和千克。安培是以法国数学家和物理学家安德烈-马里·安培命名的,为了纪念他在经典电磁学方面的贡献。 实际情况中,安培是对单位时间内通过导体横截面的电荷量的度量。1秒内通过横截面的电量为1库仑(个电子的电量)时,电流大小為1安培。 比安培小的電流可以用毫安、微安等單位表示。.

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安培力定律

在靜磁學裏,安培力定律專門描述兩條載流導線相互作用的吸引力或排斥力,又稱為安培力,是由載流導線的電流所產生的磁場(根據必歐-沙伐定律),與對方的移動電荷的速度耦合而形成的勞侖茲力。安培力定律是因安德烈-瑪麗·安培而命名。.

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安德斯·攝爾修斯

安德斯·攝爾修斯(瑞典语:Anders Celsius,),是一位瑞典天文學家。.

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伽马射线

伽瑪射線(Gamma ray),或γ射線是原子衰變裂解時放出的射線之一。此種電磁波波長在0.01奈米以下,穿透力很強,又攜帶高能量,容易造成生物體細胞內的脫氧核糖核酸(DNA)斷裂進而引起細胞突變,因此也可以作醫療之用。 1900年由法國科學家P.V.維拉德(Paul Ulrich Villard)發現,他將含鐳的氯化鋇通過陰極射線,從照片記錄上看到輻射穿過0.2毫米的鉛箔,拉塞福稱這一貫穿力非常強的輻射為γ射線,是繼α射線、β射線後發現的第三種原子核射線。1913年,γ射線被證實為是電磁波,波長短于0.2 埃,和X射線特性相似但具有比X射線還要強的穿透能力。γ射線通過物質並與原子相互作用時會產生光電效應、康普頓效應和正負電子對效應。γ射线即使使用较厚材料阻挡一般也仍然有部分射线泄漏,所以通常只能用半吸收厚度来定量材料的阻隔效果。半吸收厚度是指入射射线强度减弱到一半时阻隔物体的厚度。半吸收厚度其数值d(1/2).

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开尔文-亥姆霍兹不稳定性

開爾文-亥姆霍茲不穩定性(Kelvin–Helmholtz instability,名稱來自開爾文男爵和赫尔曼·冯·亥姆霍兹)是在有的連續流體內部或有速度差的兩個不同流體的介面之間發生的不穩定現象。一個例子是風吹過水面時,在水面上表面的波的不穩定。而這種不穩定狀況更常見於雲、海洋、土星的雲帶、木星的大紅斑、太陽的日冕中。.

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北極圈

北极圈是指纬度数值为北纬66.5°的一个假想圈,是北寒带与北温带的分界线,与黄赤交角(南北回归线所在的纬度数值)余角。北极圈以北的地区被称为“北极圈内”。通常,北极圈内的地区被叫做北极地区,由北冰洋以及周边陆地组成,其陆地部分包括了格陵蘭、北歐三國、俄羅斯北部、美國阿拉斯加北部以及加拿大北部。北极圈内島嶼很多,最大的是格陵蘭岛。由於嚴寒,北极圈以內的生物種類很少。植物以地衣、苔蘚為主,動物有北極熊、海豹、鯨等。 北极圈也是极昼和极夜现象开始出现的界线,北极圈以北的地区在夏天会出现极昼,而在冬天会出现极夜。.

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光学

光學(Optics),是物理學的分支,主要是研究光的現象、性質與應用,包括光與物質之間的相互作用、光學儀器的製作。光學通常研究紅外線、紫外線及可見光的物理行為。因為光是電磁波,其它形式的電磁輻射,例如X射線、微波、電磁輻射及無線電波等等也具有類似光的特性。英文術語「optics」源自古希臘字「ὀπτική」,意為名詞「看見」、「視見」。 大多數常見的光學現象都可以用古典電动力學理論來說明。但是,通常這全套理論很難實際應用,必需先假定簡單模型。幾何光學的模型最為容易使用。它試圖將光當作射線(光線),能夠直線移動,並且在遇到不同介質時會改變方向;它能夠解釋像直線傳播、反射、折射等等很多光線現象。物理光學的模型比較精密,它把光當作是傳播於介質的波動(光波)。除了反射、折射以外,它還能夠以波性質來解釋向前傳播、干涉、偏振等等光學現象。幾何光學不能解釋這些比較複雜的光學現象。在歷史上,光的射線模形首先被發展完善,然後才是光的波動模形.

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皇家學會報告

《皇家學會報告》(Proceedings of the Royal Society、英國皇家學會報告),是英國皇家學會發表的科學期刊,原本是一份期刊,在1905年分裂成兩個獨立的期刊:.

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电磁学

电磁学(英語:electromagnetism)是研究电磁力(電荷粒子之间的一种物理性相互作用) 的物理学的一个分支。电磁力通常表现为电磁场,如電場、磁場和光。电磁力是自然界中四种基本相互作用之一。其它三种基本相互作用是强相互作用、弱相互作用、引力。 電學與磁學領域密切相關。電磁學可以廣義地包含電學和磁學,但狹義來說是探討電與磁彼此之間相互關係的一門學科。 英文单词electromagnetism是两个希腊语词汇ἢλεκτρον(ēlektron,“琥珀”)和μαγνήτης(magnetic源自"magnítis líthos"(μαγνήτης λίθος),意思是“镁石”,一种铁矿)的合成词。研究电磁现象的科学是用电磁力定义的,有时称作洛伦兹力,是既含有電也含有磁的现象。 电磁力在决定日常生活中大多数物体的内部性质中发挥着主要作用。常见物体的电磁力表现在物体中单个分子之间的分子间作用力的结果中。电子被电磁波力学束缚在原子核周围形成原子,而原子是分子的构成单位。相邻原子的电子之间的相互作用产生化學过程,是由电子间的电磁力与动量之间的相互作用决定的。 电磁场有很多种数学描述。在经典电磁学中,电场用欧姆定律中的電勢与电流描述,磁場与电磁感应和磁化强度相关,而馬克士威方程組描述了由电场和磁场自身以及电荷和电流引起的电场和磁场的产生和交替。 电磁学理论意义,特别是基于“媒介”中的传播的性质(磁导率和电容率)确立的光速,推动了1905年阿尔伯特·爱因斯坦的狭义相对论的发展。 虽然电磁力被认为是四大基本作用力之一,在高能量中弱力和电磁力是统一的。在宇宙的历史中的夸克時期,电弱力分割成电磁力和弱力。.

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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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無線電波

#重定向 无线电波.

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焦耳定律

#重定向 焦耳效应.

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行星際磁場

行星際磁場(IMF)是指存在于太陽系行星际空間的磁場。 因為太陽風是等离子体,它有著磁流体力学的特徵,而不是單純的氣體。例如,它是良好的導電體,所以來自太陽的磁力線會隨著太陽風一起運動。太陽風的動態壓力主導著幾乎通過整個太陽系(或太陽圈),所以磁場會因為向外的運動和太陽自轉的結合,由于太阳自转,磁力线呈螺旋状,在黄道面上,被拉扯形成阿基米德螺线的形式(派克螺旋)。 行星際磁场具有扇形结构,在每个扇形内部,磁场方向指向或背离太阳是一致的,而两个相邻扇形内磁场的极向却是相反的。 依據半球和太陽週期的相位,磁場的螺旋會向內或向外:磁場在太陽圈的南部和北部的螺旋有著一致的形狀,但是方向是相異的。這兩個磁域由一分為二的分隔著(電流被限制在一個彎曲的平面內),這個太陽圈電流片有著與芭蕾舞者裙擺相似的形狀,在形狀上的變化會隨著太陽磁場大約11年的反轉週期而改變。 在行星際物質中的等离子体也反應出太陽磁場在地球軌道附近的強度,並且比當初預期的強度大了100倍。如果太空中是真空的,太陽的10-4泰斯拉磁偶極場將以距離的3次方減少為10-11泰斯拉,但是人造衛星觀測到的強度是100倍,大約是10-9特斯拉。磁流體動力學(MHD)理論預測導電體流體(也就是行星際物質)在磁場中的運動,會反過來引起磁場的電流,並且這種表現很像磁流體動力學發電機。.

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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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渦旋

流體動力學中,渦旋(Vortex,複數形Vortices或Vortexes)是指流體順著某個方向環繞直線或曲線軸的區域。這樣的運動模式即為渦流(Vortical flow)。 渦旋是由被擾動的流體,例如液體、氣體和電漿形成。渦旋的例子包含,船舶和尾流中的渦流,以及熱帶氣旋、龍捲風和塵捲風周圍的風。飛機的尾流中會形成渦旋,並且渦旋是木星大氣層中相當明顯的特徵。 渦旋是湍流的主要組成部分。在不存在外力和任何大尺度旋轉中,流體的黏性摩擦會將流動趨向非旋渦旋。這樣的渦旋中,流體速度最快的地方是緊鄰渦旋軸心的區域,並且速度隨距離成反比。流體速度場的旋度,即涡量,在接近渦旋軸的部分極高,但在渦旋的其他區域趨近於0,並且壓力在接近軸時明顯下降。 渦旋形成後可以移動、沿伸、扭曲,並且和其他的渦旋以複雜的方式交互作用。移動的渦旋會帶有角動量和線動量、能量和質量。在穩定流渦旋中,流線和跡線是封閉的。移動或變化中渦旋的流線和跡線經常形成螺线。.

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施普林格科学+商业媒体

施普林格科学+商业媒体(Springer Science+Business Media)或施普林格(Springer,),在柏林成立,是一个总部位于德国的世界性出版公司,它出版教科书、学术参考书以及同行评论性杂志,专--于科学、技术、数学以及医学领域。在科学、技术与医学领域中,施普林格是最大的书籍出版者,以及第二大世界性杂志出版者(最大的是爱思唯尔)。施普林格拥有超过60个出版社,每年出版1,900种杂志,5,500种新书,营业额为9.24亿欧元(2006年),雇有超过5,000名员工 。施普林格在柏林、海德堡、多德雷赫特(位于荷兰)与纽约设有主办事处。施普林格亚洲总部设在香港。2005年8月,施普林格在北京成立代表处。.

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