Министерство образования, науки и спорта Украины

Одесский национальный морской университет

Кафедра «Физики»

Реферат

на тему «Магнитное поле на планетах»

Подготовила:

ст. 2 курса 1 группы

СМФ

Борисова А. О.

Проверил:

Преподаватель

Витюк Н. В.

Одесса-2013

Содержание:

1. Магнитное поле

2. Магнитные поля планет солнечной системы

3. Список литературы

Магнитное поле

Магнитное поле — силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их движения, магнитная составляющая электромагнитного поля.

Магнитное поле может создаваться током заряженных частиц и/или магнитными моментами электронов в атомах (и магнитными моментами других частиц, хотя в заметно меньшей степени) (постоянные магниты).

Кроме этого, оно появляется при наличии изменяющегося во времени электрического поля.

Основной силовой характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции   (вектор индукции магнитного поля). С математической точки зрения   — векторное поле, определяющее и конкретизирующее физическое понятие магнитного поля. Нередко вектор магнитной индукции называется для краткости просто магнитным полем (хотя, наверное, это не самое строгое употребление термина).

Ещё одной фундаментальной характеристикой магнитного поля (альтернативной магнитной индукции и тесно с ней взаимосвязанной, практически равной ей по физическому значению) является векторный потенциал.

• Нередко в литературе в качестве основной характеристики магнитного поля в вакууме (то есть в отсутствие магнитной среды) выбирают не вектор магнитной индукции,  а вектор напряжённости магнитного поля  , что формально можно сделать, так как в вакууме эти два вектора совпадают; однако в магнитной среде вектор   не несет уже того же физического смысла, являясь важной, но всё же вспомогательной величиной. Поэтому при формальной эквивалентности обоих подходов для вакуума, с систематической точки зрения следует считать основной характеристикой магнитного поля именно 

Магнитное поле можно назвать особым видом материи^[7], посредством которого осуществляется взаимодействие между движущимися заряженными частицами или телами, обладающими магнитным моментом.

Магнитные поля являются необходимым (в контексте специальной теории относительности) следствием существования электрических полей.

Вместе, магнитное и электрическое поля образуют электромагнитное поле, проявлениями которого являются, в частности, свет и все другие электромагнитные волны.

Магнитное поле планет солнечной системы

Наличие или отсутствие у планет магнитного поля связывают с их внутренним строением. На всех планетах земной группы есть собственное магнитное поле. Самыми сильными магнитными полями обладают планеты-гиганты и Земля. Часто источником дипольного магнитного поля планеты считают её расплавленное токопроводящее ядро. У Венеры и Земли близки размеры, средняя плотность и даже внутреннее строение, тем не менее, Земля имеет достаточно сильное магнитное поле, а Венера — нет (магнитный момент Венеры не превышает 5—10 % магнитного поля Земли). По одной из современных теорий напряженность дипольного магнитного поля зависит от прецессии полярной оси и угловой скорости вращения. Именно эти параметры на Венере ничтожно малы, но измерения указывают на ещё более низкую напряжённость, чем предсказывает теория. Современные предположения по поводу слабого магнитного поля Венеры состоят в том, что в предположительно железном ядре Венеры отсутствуют конвективные потоки.

Задавались ли вы когда-нибудь вопросом – «Зачем нужно магнитное поле планете?».

И действительно, мы совсем не ощущаем его действия, лишь наблюдаем разрушения от землетрясений и извержений вулканов. Давайте разберемся, зачем же нужно магнитное поле нашей планете и как обстоят дела с магнитным полем на других планетах Солнечной системы.

На Земле, действительно, происходят процессы, которые не ощущаются человеком. Один из таких процессов называется земной магнетизм. Он окутывает область околоземного пространства, которая получила название магнитосфера Земли.

Важность магнитосферы для нашей планеты просто колоссальна. Магнетизм – это глобальное, всеобъемлющее свойство природы. Польза для планеты и всего человечества от магнитосферы состоит в том, что она защищает планету и все живое на ней от воздействия космических частиц, например, ионизированных частиц солнечного ветра.

Магнитосфера способна изменять траекторию этих губительных радиоактивных частиц, направляя их к полюсам планеты и, тем самым, лишая начальной энергии. В районах полюсов Земли эти потоки собираются в верхних слоях атмосферы, и превращаются в такие невероятно красивые явления природы как полярные сияния.

Природа магнитного поля Земли до конца не исследована, но уже ясно, что во многом на нее влияет земное ядро. Интересен также тот факт, что по оценкам ученых, магнитное поле Земли ослабевает, тем самым, постепенно лишая саму планету и ее обитателей защиты от радиоактивных излучений Солнца. Интересно, а как магнитными полями обстоят дела на других планетах. Например, магнитное поле Меркурия меньше аналогичного магнитного поля Земли в 100 раз, хотя качественно она ничем от земной не отличается.

В отличие от описанных выше планет, Юпитер является не только самой большой планетой Солнечной системы, но и обладает самым внушительным магнитным полем. Магнитосфера Юпитера превосходит дипольным магнитным моментом магнитное поле земли в 12 000 раз. Окутывая Юпитер, магнитное поле распространяется на расстояние, которое равно 15 радиусам этой планеты.

Сатурн, как и Юпитер, имеет мощную магнитосферу, возникающую из-за океана металлического водорода, который в жидком состоянии находится в глубине Сатурна. Интересно также то, что Сатурн, единственная планета, у которой ось вращения планеты и ось магнитного диполя практически совпадают.

Что касается Урана, то можно с точностью сказать, что у него также есть мощное магнитное поле, источник которого неизвестен. Но, что характерно, ось магнитного диполя отклонена от оси вращения планеты на 59 градусов. То же можно сказать и о Нептуне, ведь природа его магнитного поля пока также неизвестна, а ось магнитного поля отклонена от оси вращения Нептуна на 47 градусов.

На Венере, которую называют «сестрой Земли» или планетой близнецом, магнитосфера практически полностью отсутствует. По крайней мере, такие искусственные спутники как «Венера-9», «Венера-10» дают данные, по которым можно предположить, что если на Венере и есть собственное магнитное поле, то оно слабее земного в 10 000 раз.

Автоматические станции, исследовавшие планету Марс – «Марс-3», «Марс-5», обнаружили у этой планеты заметное магнитное поле. Данное поле хоть и ничтожное, если сравнивать его с магнитным полем Земли, но гораздо большее, чем на Венере. Что интересно, структура этого магнитного поля «полосатая», если судить по данным, полученным с аппарата «Марс Глобал Сервейор», а значит, в далеком прошлом Марс очень напоминал Землю.