Физика. Использование интернет технологий в курсе общей физики. Ч.2. Учебное пособие

образом когда в первой катушке начинает протекать ток, образуются силовые линии,

пересекающие вторую катушку. В это время в проволоке 2ой катушки происходит кратковременный всплеск тока. Но когда ток в первой катушке достигает максимальной силы, силовые линии перестают двигаться, течение тока во второй катушке прекращается.

Когда цепь разрывается, линии магнитного поля уменьшаются и снова пересекают вторую катушку, в этот раз в другом направлении. Результат второй всплеск тока, протекающего уже в обратном направлении. Теперь Фарадей был уверен, когда силовые линии проходят через электрический проводник, они порождают в нем всплеск электрического тока. Он назвал этот эффектэлектромагнитной индукцией. Потом он спросил себя? Как сделать из этих кратковременных всплесков постоянный процесс? В 1831 году он придумал простой,

но блестящий способ разрешить проблему. Он расположил вращающийся медный диск между полюсами подковообразного магнита. Потом он привел диск во вращение. Диск представляет собой движущийся проводник, поэтому постоянно пересекает силовые линии магнитного поля. В этом эксперименте магнит индуцировал в медном диске постоянный ток. Фарадей создал первый генератор, самое важное изобретение в электротехнике. Новости об опытах с электромагнитной индукцией, которые он ставил в лаборатории королевской ассоциации, распространились быстро. Бывший лаборант стал всемирно известным учёным. В 1833 году он был назначен профессором химии королевской ассоциации. Но, несмотря на свои успехи в области электричества, Фарадей считал себя естествоиспытателем. Человек широкого круга интересов, он изучал влияние света на рост растений, метеоритные камни и северное сияние. Не обделил он своим вниманием и химию. Фарадей открыл бензин и нашел способ сжижения газа, хлора и аммиака. Одно из его открытий до сих пор носит его имя. В 1836 году Фарадей обнаружил, что металлическая клетка проводит электричество только снаружи, внутри клетки сила электрического поля равна нулю. Это наблюдение может успокоить автолюбителей попавших в грозу. Поскольку машина, в сущности, представляет клетку Фарадея, её пассажиры в безопасности, даже если в машину ударит молния.

Но самым важным изобретением Фарадея был и остаётся генератор, вместо слабых и дорогостоящих батарей, генератор открыл возможность получения огромного количества дешевой энергии. И сегодня все генераторы, вырабатывающие электроэнергию, работают по принципу электромагнитной индукции открытой Фарадеем. Например, на гидроэлектростанции вода приводит в движение турбину, которая вращает катушку в магнитном поле. Так рождается электроэнергия.

Как не удивительно, но Майкл Фарадей совершил все свои открытия путем творчески поставленных опытов, точных наблюдений и пониманий законов природы. Он провел

- 51 -

десятки тысяч экспериментов и никогда не публиковал ни единого уравнения. Эту задачу взял на себя шотландский физик Джеймс Клерк Максвелл, который облек результаты экспериментов Фарадея в математическую форму. Эти уравнения и открытия Фарадея до сих пор считаются величайшими достижениями физики 19 века.

Майкл Фарадей умер в своем доме в Лондоне 25 августа 1867 года в возрасте 75 лет, он как не многие другие ученые понимал, как найти практическое применение для фундаментальных исследований. На восточном побережье Англии стоит маяк спроектированный Фарадеем, он до сих пор действует. Это памятник человеку, который всю свою жизнь объединял практический гений с неутолимой жаждой знаний.

Магнитное поле. Из серии «Механическая вселенная».

Ампер увлекался философией Руссо, но он никогда не учился. Его привели в огромную библиотеку и сказали: “Сиди и учись”. Похоже, это возымело действие. Он сам изучил латынь и читал Евклида, Эйлеров, Бернулли и других математиков. Время шло. Когда ему было 14 в 1789 году, разразилась французская революция. Ампер был судьей в Лионе, и в ходе ведения судебных дел приговорили к гильотине якобинца. Когда якобинцы заняли город, отца Ампера приговорили к казни на гильотине. На протяжении всей своей жизни Ампера мучали последствия конфликта свойственного средневековому обществу.

Конфликт между сомневающимся отцом-скептиком и глубоко религиозной матерью-

католичкой. Это стало причиной, по которой он всю жизнь трудился над метафизическими проектами, недоведенными до конца. Личная жизнь у него тоже складывалась нелегко. Можно провести параллели с Кеплером – его отец умер на гильотине, а его первая жена, на которой он женился в 1799 году, умерла через 4 года. Он развелся со своей невероятно противной второй женой. У него был сын – настоящий транжира; он души не чаял в своей дочери, которая выскочила замуж за сумасшедшего офицера. Всю жизнь он испытывал денежные затруднения. Его профессиональная жизнь была еще более странной. Начиная с 1800-го года, когда ему было 15, Ампер был не самым лучшим математиком, просто он разбирался в науке. В 1815 он мудро поменял профессию и стал химиком. Из него получился отличный химик – он почти открыл элемент хлор. Он был близок к открытию йода. Он был на волосок от открытия закона Авогадро – то, что во всем мире зовут законом Авогадро, во Франции называется законом Ампера и Авогадро. В 1820 году Амперу было 45. Он был невыдающейся, незначительной фигурой в науке. Однако он кардинально отличался от всех других ученых Франции. Он считал, что важные научные открытия могут быть сделаны и за пределами Франции. В 1820 году вся Европа была потрясена открытием Эрстеда. Профессора во Франции

- 52 -

отказывались в это верить, невозможно было поверить, что такое важное открытие было сделано в Копенгагене. Ампер сразу же ухватился за это открытие, начал его разрабатывать и, таким образом, произвел свои собственные великие открытия, которые и подводят нас к нашей сегодняшней теме. Ампер ставил перед собой задачу объяснить простую, но непостижимую природу магнитных явлений.

В 1820 году Ганс Христиан Эрстед открыл, что электрический ток создает магнитные силы, а они всегда направляют магнит перпендикулярно направлению тока. Это серьезное научное открытие. Но до того момента, пока Ампер не разработал вытекающие идеи,

поставленного Эрстедом эксперимента, оно оставалось маленьким кусочком сложного пазла. Ампер опирался на открытие Эрстеда.

Научная карьера месье Ампера началась в кровавое время французской революции.

Отец Ампера – Жан-Жак – был поборником мира, которого революция заклеймила, как врага. Поднимаясь на гильотину, Ампер-старший нацарапал на клочке бумаги прощальные строчки жене: “Я не оставил тебе богатства или даже обычного состояния. Я

тратил много денег на приобретение книг и математических аппаратов, которые были нужны сыну в его обучении. Эти затраты и были нашими сбережениями”. Учитывая то,

что создал его сын, Ампер-старший вложил свои средства с пользой.

На пике своей академической карьеры Ампера называли философом природы. Он был мудр в науках и с их помощью мог объяснить удивительные загадки вселенной. Сегодня Ампера помнят за работу в области электричества и магнетизма. Эта работа началась с того, что электрические токи, текущие по длинной прямой проволоке, создают магнитное поле вокруг нее. Но как влияет расстояние от проволоки на силу поля? Если бы мог существовать крошечный сегмент электрического тока, он образовал бы магнитное поле,

обратно пропорциональное квадрату величины расстояния. Направление поля связано с направлением тока по правилу правой руки или вектору прямого произведения. Поле увеличилось бы, если бы сегмент тока и вектор расстояния были перпендикулярны. Но электрические токи не могут существовать на маленьких отрезках. Любое настоящее магнитное поле образуется добавлением или интегрированием факторов, имеющих отношение к каждому сегменту текущего тока. Поле, вызванное течением тока в длинной прямой проволоке, всегда перпендикулярно проволоке и уменьшается в обратном направлении к первой величине расстояния от проволоки. В результате образуется круговое поле. Векторы силы это концентрические с проволокой круги, и то же поле есть вокруг каждого круга. С другой стороны, если проволока образует петлю, течение тока,

проходящего по ней, создает, так называемое, дипольное поле.

- 53 -

Винтовая обмотка или соленоид похожа на скопление витков тока. Он порождает поле,

схожее со стержневым магнитом. Если соленоид свернут в круг, то образуется круговая форма под названием тороид. Магнитное поле тороида находится внутри катушек.

Внешние векторы поля отсутствуют.

Очевидно, Земля не похожа на пончик. Ее поле больше похоже на стержневой магнит с сильным течением, чья сила воздействует на стрелку компаса.

Ампер в конце прошлого века задался вопросом: «Если проволока с током оказывает воздействие на магнит, будет ли она оказывать подобное воздействие на другую проволоку с током?” Ему нужны были факты для ответа. Течение тока создает магнитное поле, которое воздействует на движущееся электричество. Таким образом, если считать электроток всего лишь движением электричества, то получается, что электрические течения воздействуют друг на друга. Течения одной направленности притягиваются друг к другу. Токи, текущие в разных направлениях, отталкиваются. По сути, участок электрического тока задан силой между двумя проволоками. Вероятно, поэтому его называют Ампер, или сокращенно Амп. Но месье Ампер пошел по более практичному пути, и более углубленному. Одолжив свое имя отрезку электрического тока, Ампер создал электродинамику – теорию о том, что магнетизм это движущаяся электроэнергия.

Многообещающая теория, которая помимо других вещей могла объяснить природу магнитных полей прямых проволок, витков или даже тороидов. Но как насчет поля стержневого магнита? И здесь Ампер был прав. Должны быть электротоки внутри самого магнита. Он представил, что каждый атом магнитного материала должен обладать циркулирующей электроэнергией, которая создает магнитное поле. По сути,

вращающаяся Земля образует циркуляцию электроэнергии в своем центре, которая создает магнитное поле, притягивающее стрелку компаса, поэтому сила, направляющая стрелку компаса, всегда направлена на север, подобно силе между двумя электропроводящими проводами. Но с этой силой надо обращаться терпеливо и аккуратно.

Джеймс Кларк Максвелл и Майкл Фарадей. В те времена ученые предпочитали действовать по-своему. Ампер и Фарадей работали параллельно. Например, на пути главного своего открытия в сфере электроэнергии оба интересовались химией и находились под сильным влиянием от работ сэра Хамфри Дейви. Однако Фарадей и Ампер пошли разными путями. Там, где Фарадей руководствовался блестящей интуицией, Ампер великолепно справлялся с цифрами и символами. Закон, названный его именем, это математическое описание магнитного поля, в чем-то похожего, в чем-то отличного от электрического поля. В электрическом поле ничего не произойдет, пока

- 54 -

заряд будет двигаться по замкнутому маршруту. Поэтому, начав из одной точки и возвращаясь в ту же точку, электрический потенциал заряда всегда равен нулю. Таким образом, линейный интеграл электрического поля вокруг любого замкнутого пути всегда равен нулю – это фундаментальное свойство электрических полей. Магнитные поля другие.

Когда Максвелл разрабатывал теорию электромагнетизма, он начал с концепции Фарадея о силовых линиях, закона Гаусса об электрических и магнитных течениях и блестящей идеи Ампера об электрической природе магнетизма. Конечно, эти рассуждения должны были обрести математическую форму.

Когда Ампер понял, что виток тока создает магнитное поле такой же формы, что и поле стержневого магнита, постоянного магнита, он подумал, что, возможно, все магнитные поля связаны с электрическим током. То есть, каждый постоянный магнит всегда имеет электрические токи, проходящие по нему и создающие поля. Эта идея была тут же раскритикована его коллегой Френелем. О.Френель обратил внимание на то, что материалы, из которых можно сделать магниты – железо и металл – как известно, бедны электрической проводимостью, и когда электрический ток бежит через слабый проводник,

он нагревается. Если Ампер прав, тогда все магниты должны быть теплыми, но это не так,

значит, он ошибался. Но он помог Амперу, он сказал: “Мы ничего не знаем о работе атомов. Возможно, течения, порождающие магнетизм на самом деле происходят внутри атомов, из которых состоит материя?” Ампер разработал эту идею и создал более четкую схему. В то время полагали, что существует светоносный эфир. Позже о нем заговорят еще больше, но в любом случае это был способ послать свет в космос. Ампер рассуждал,

что, возможно, эфир состоит из огромного количества электрических зарядов, как положительных, так и отрицательных, но сгруппированных в идеальном балансе, поэтому он абсолютно нейтрален, кроме, вероятно, атомов внутри него. Ему пришла идея: вот он атом, а вот – электрический заряд, проходящий по эфиру; положительный заряд бежит рядом с отрицательным, они оба сбалансированные, поэтому эффект нулевой; но как только они попадают в атом, они могут разделяться, положительный заряд протекает в одну сторону и выходит, отрицательный протекает по другому пути и тоже выходит;

результатом положительного заряда будет электрический ток, проходящий с подобным положительным зарядом, результатом отрицательного заряда, будет электрический ток,

текущий в противоположном направлении; общий эффект – полный виток тока, у

которого есть магнитное поле, похожее на это. Это значит, если бы у всех атомов в куске материи были эти витки электрического тока, бегущие в одном направлении, этот материал обладал бы свойствами магнита – довольно странная идея. До сих пор мы часто

- 55 -

в нее верим. Мы верим, что внутри атомов проходят электрические токи, и что эти токи придают материи свойства магнита, но мы больше не верим в заряды, наполняющие светопроводящий эфир и всю эту историю о разделении внутри атома и воссоединении.

Эта картина прекрасный пример невероятного факта, что в науке может существовать идея блестящая, но ошибочная. Но это лишь закладка фундамента, на котором мы строим прогресс. Со временем взгляды на важность событий меняются. Герои в истории науки приходят и уходят, но одна вещь остается неизменной – имя Ампера по-прежнему актуально.

С точки зрения науки. Магнитное поле Земли

Солнечная система это враждебная среда. Земля находится под воздействием смертоносного космического излучения. Жизнь на ней существует только потому, что ее защищает магнитосфера. Это невидимое силовое поле образует кокон, который окружает планету. Но новые данные говорят о том, что этот жизненно важный экран ослабевает. В

области над южной Атлантикой излучение достигло опасно высокого уровня. Теряет ли Земля свой магнитный экран?

«То, что магнитное поле Земли когда-нибудь исчезнет это вопрос времени». Если это действительно случится, то как это отразится на жизни на Земле.

Подобно гигантскому зонтику, магнитосфера Земли защищает нас от постоянного потока комического излучения, которое заполняет нашу солнечную систему. Его воздействие смертельно опасно.

Магнитное поле земли похоже на огромный пузырь вокруг нее. Это магнитосфера,

которая защищает нас от опасного воздействия Солнца. Многие заряженные частицы солнечного ветра обладают достаточной энергией, чтобы причинить вред человеческому организму, если они напрямую проникнут на поверхность Земли. Ели вы окажетесь на пути у заряженных частиц, вылетающих из Солнца, без защитного экрана, вы погибнете.

Без магнитосферы все живые существа окажутся под воздействие этих космических частиц высокой энергии. Они проникают в живые ткани и причиняют огромный вред клеткам.

По мере того, как поле становится все более и более слабым, воздействие космического излучения будет ощущаться на более низких высотах. Одним из возможных последствий ослабления магнитного поля буде повышенное воздействие радиации и больше случаев заболевания раком среди населения. Излучение наносит вред на самом глубоком уровне. Оно вызывает мутации основы всех живых существДНК.

- 56 -

Магнитосфера Землиэто наш основной рубеж обороны. Она так важна для эволюции и нашего дальнейшего существования, что надо в кратчайшие сроки понять причины по которым она меняется.

Хотя ученые могут заглянуть в космос на миллионы километров, они до сих пор не могут увидеть магнитное поле Земли.

Ученый NASA Марио Окунэ проводит для нас простую демонстрацию, которая поможет нам представить его базовую структуру. Чтобы представить как выглядит магнитное поле Земли, можно использовать обычный прямой магнит. Мы кладем его под кусок картона, на который медленно насыпаем железных опилок. Вот так. В школе мы все поводили опыт с железными опилками и магнитом. При этом мы видим линии,

которые идут с севера на юг и ,в принципе, соответствуют форме магнитного поля Земли.

Так же как железные опилки распределяются вокруг северного и южного полюса прямого магнита, магнитное поле Земли как струя фонтана вырывается из южного магнитного полюса, огибает всю планету и снова уходит в Землю на северном магнитном полюсе.

Ученые считаю, что оно образуется на глубине 4800 км глубоко в недрах Земли.

Оттуда оно создает огромный магнитный кокон вокруг всей планеты. Он блокирует солнечный ветер-. постоянный поток сверх горячих заряженных частиц, которые вылетают из Солнца со скоростью до 1 600 000 к м/ч.

Профессор Дэн Лейтроп из университета Мэрриленда видел насколько мощным может быть солнечный ветер. Солнечный ветер бьет в головную волну уплотнения магнитосферы и огибает ее. Ее форма похожа на большого головастика. При этом большая част излучения проходит мимо Земли и лишь немного проникает в атмосферу в районе полюсов. В полярных областях там, где магнитное поле слабее всего, небо освещают полярные сияния. Эти ослепительные цветные огни образуются пр столкновении солнечных частиц с газами нашей атмосферы, которые начинают светиться.

Чем сильнее солнечный ветер, тем ярче северное сияние. Хотя это и красивое зрелище,

оно говорит о жестокой борьбе нашей магнитосферы с вторжением солнечного излучения.. без магнитного поля прямое излучение воздействовало бы на всю планету. Но ученые сделали тревожное открытие – прямое излучение все-таки проникает на Землю. В

Атлантическом океане у побережья Бразилии находится область, где магнитное поле стремительно ослабевает. Этот регион известен южно атлантическая аномалия. Она занимает около 8 млн квадратных километров и продолжает расти. С каждым днем космическое излучение приближается к поверхности Земли. Мы не до конца понимаем происхождение этой аномалии, но ее последствия для живых существ могут быть ужасны.

- 57 -

Ученые NASA следят за тем, как она влияет на технику. Сочетание энергетических частиц в южно атлантической аномалии с новыми частицами , которые приносят солнечные бури, уже много раз приводило в полному выводу из строя космических аппаратов. По мере ослабления магнитного поля над Южной Атлантикой, излучение проникает все ближе и ближе к поверхности. Возможно, вскоре оно будет влиять не только на технику. Профессор Питер Олдсон считает, что первыми под угрозой могут оказаться авиапассажиры. На длительных пассажирских рейсах полет будет проходить над районами с самым ослабленным магнитным полем. На такой высоте самолет может попасть под сильное излучение. При этом может прерваться радиосвязь и пилоты, и

пассажиры окажутся в опасности.

Ученые считают, что Южно Атлантическая аномалия это признак глобального ослабления магнитного поля. Доказательства этого факта получены из необычного источника. Доктор Мими Хилл раскрывает секреты магнитного прошлого Земли с помощью глиняной посуды. Древняя посуда может рассказать не только о далеких предках, но и о том как менялась магнитосфера в течение тысяч лет. «Меня очень интересует глиняная посуда, потому что в ней точно отображено влияние магнитного поля Земли в тот момент, когда горшок обжигали в печи». В глине содержатся крошечные частицы магнитного минерала на основе железа, который называется магнетит. Обычно он направлены беспорядочно, но при обжиге глины используется высокая температура, и

они начинают двигаться. Все частицы магнитных минералов ориентируются по линиям магнитного поля Земли. Когда глина остывает, они фиксируются. Когда глина остывает и твердеет эти минералы снова намагничиваются полем Земли. При фиксации они точно отражают поле, которое воздействовало на них в тот момент. Небольшой фрагмент

древней посуды и помещается в микроволновые системы археологической

интенсификации. Хилл измеряет параметры магнетита из древней посуды. С помощью этих измерений она рассчитывает точную силу магнитного поля Земли в тот момент,

когда эту посуду обжигали. В микроволновом режиме Хилл сравнивает образец с несколькими другими изделиями из глины, изготовленными за последние 400 лет. Из

эксперимента следует, что эта посуда датирована примерно 1640-1670 годом и тогда

магнитное поле было сильнее примерно на 10%. Исследования Хилл показывают, что наше магнитное поле Земли ослабевает пугающе быстро.

Профессор Джереми Блоксхон считает, что магнитное поле Земли может исчезнуть в 10 раз быстрее, чем мы предполагаем. Если бы магнитное поле Земли можно было бы просто отключить ,нажав на кнопку, то потребовалось бы около 15 тысяч лет,

чтобы оно исчезло. С той скоростью, с которой поле ослабевает последние 150 лет, оно

- 58 -

исчезнет за 1.5 тысячи лет. Магнитное поле Земли быстро ослабевает. Понять какие последствия это повлечет для нашей планеты это задача ,имеющая большую важность.

Магнитное поле Земли ослабевает. Но что произойдет, если оно исчезнет полностью? Ответ на этот вопрос находится на другой планете солнечной системы. В 1996 году NASA запускает космический аппарат Mars Global Survivor. Его задача раскрыть тайны красной планеты. Из всех планет солнечной системы Марс больше всего походит на Землю. Планеты состоят из одних и тех же минералов. У обеих планет есть твердая кора, плотное ядро и относительно близкий химический состав атмосферы.

Ученые считают, что как и на Земле, на поверхности Марса была вода. Но это было миллиарды лет назад. Сегодня планета представляет собой ледяную пустыню. Чтобы узнать, почему это произошло , Mars Global Survivor собирает данные о красной планете.

С помощью этих данных профессор Бен Вайс воссоздает прошлое. В отличие от Земли,

Марс сегодня не имеет глобального магнитного поля, которое образуется в ядре планеты.

Но если бы вы оказались на древних южных возвышенностях Марса, то во многих местах столкнулись бы с такими же сильными полями как на Земле. Однако их форма очень сложная: напоминает спагетти. Поля ориентированы во все стороны, а не на север.

Спутник обнаруживает, что некоторые участки марсианской коры сильно намагничены.

Очевидно, что если кора Марса сильно намагничена, то в прошлом там существовало магнитное поле. Единственный известный нам способ намагничивания породы это ее формирование под воздействием магнитного поля. Почему Марс лишился своего магнитного экрана? И как это повлияло на планету? Чтобы узнать это, ученым надо исследовать горные породы Марса. Mars Global Survivor не садился на планету чтобы взять образцы, но Вайсу удалось раздобыть очень редкую вещьмарсианские метеориты.

Мы располагаем марсианской породой, которая попала на Землю естественным способом.

Это метеориты, которые были выброшены с Марса. Вайс относит образец метеорита в специальную камеру с магнитным экраном. Он помещает его в сверхпроводящий магнитометр для анализа. Магнитное поле скальной породы очень слабое. Чтобы все получилось, нам нужно проводить измерения в очень слабом магнитном поле. Это высокочувствительное устройство точно измеряет силу магнитного поля породы. При помощи анализа различных образцов, Вайс воссоздает картину магнитного поля Марса в самый ранний период существования планеты. Мы получили в распоряжение фрагменты марсианской породы возрастом 4.5 миллиарда лет. Недавно мы измерили интенсивность следов намагниченности этого фрагмента и доказали, что на Марсе существовало магнитное поле примерно такой же силы как на Земле. Исследование Вайса показало, что

первые 50 миллионов лет Марс обладал сильным магнитным полем. Поражает

- 59 -

разнообразие магнитных полей в разных образцах. В некоторых из них, например, в этом фрагменте Марса, которому 4.5 миллиарда лет, есть крошечные магнитные аномалии между которыми обширные участки ненамагниченой породы.

Почему Марс утратил свое поле это загадка. Зато точно известно как это повлияло на планету. Когда на Марсе исчезло магнитное поле, он утратил экран, который его защищал от солнечного ветра и излучения. Это отразилось на изменении его атмосферы. Слабая магнитосфера позволила солнечному ветру разрушить тонкую атмосферу Марса. Океаны испаряются. Температура подскакивает вверх. Любые примитивные формы жизни погибают. Потеря магнитного поля катастрофически отразилась на развитии планеты. Марс превращается в красную планету, которую мы знаем сегодня. Если магнитная защита Земли продолжит ослабевать, ждет ли ее та же судьба. Магнитное поле земли быстро ослабевает, если оно исчезнет полностью, планету может постигнуть участь Марса. Почему эволюция Земли и Марса была настолько различной, что на Земле сохранилось поле, а на Марсе нет. На самом деле, в данный момент намного важнее объяснить происхождение энергии, которая создает магнитное поле Земли. Чтобы точно выяснить, как и где образуется магнитное поле, ученым нужно исследовать недра Земли, но сделать это очень непросто. Мы не можем точно сказать, что происходит на глубине 3000 км, потому что туда невозможно отправить зонд. Поскольку ученые не могут напрямую исследовать структуру нашей планеты, они это делают с помощью самого мощного из природных явлений землетрясения. Сейсмологи ожидают землетрясения, например в Японии. Они размещают массив датчиков на другой стороне Земли, когда звук проходит сквозь Землю, они могут тщательно изучить его и составить карту земных недр. Ученые замеряют данные от землетрясений, которые называются сейсмическими волнами. Эти волны не проходят сквозь планету по прямой. При прохождении сквозь разные вещества они искривляются, меняют скорость и направление.

Точно измеряя эти волны, ученые узнают ,что Земля состоит из отдельных слоев, как луковица. Поверхностный слой кора, состоит из твердой породы толщиной всего в несколько километров. Ниже находится мантия. Она состоит из полужидкой породы большей плотности. На глубине 2900 км находится жидкое внешнее ядро, бурлящее море расплавленного железа и никеля. Оно окружает внутреннее ядро тяжелую железную сферу, размером примерно с Луну и такую же горячую, как поверхность Солнца. Ученые считают, что магнитное поле создает магнитное железное ядро, но каким образом. Люди часто ошибочно полагают, что большое твердое внутреннее ядро из железа это обычный прямой постоянный магнит, который образует магнитное поле. Но внутри Земли слишком

- 60 -