发布文章

中考物理知识点地磁场的奥秘

2018-10-12 中考备考

  地球是个巨大的磁体,它周围空间存在的磁场叫地磁场。从我国古人发明指南针以来,人们就已经知道地球存在着南北极对称的磁场。几千年来,人们对这个磁场的存在习以为常,很少有人对此现象做过深入的研究。最近日本的一个研究小组利用超级电子计算机成功地模拟出地磁场。然而,观测表明,从19世纪以来,地球磁场强度减少了约一成。于是有人认为,1000年以后地磁场将消失。也有人认为近年来地磁场强度的减小是暂时的,很快将转为强度增加。于是众说纷起,那么地磁场到底是怎样的?对地球上的生物有什么作用呢?

  一、地磁场的两极位置

  根据科学家的研究,地磁极的大概位置是:地磁南极在东经140、南纬67的南极洲威尔克斯附近;地磁北极在西经100、北纬76的北美洲帕里群岛附近。所以地磁南北极和地理的南北极并不重合。科学家还发现,地磁南北极的地理位置不是固定不变,而是在缓慢变化着的。

  二、地磁场的起源

  地球存在磁场的原因还不为人所知,普遍认为是由地核内液态铁的流动引起的。最具代表性的假说是发电机理论。1945年,物理学家埃尔萨塞根据磁流体发电机的原理,认为当液态的外地核在最初的微弱磁场中运动,像磁流体发电机一样产生电流,电流的磁场又使原来的弱磁场增强,这样外地核物质与磁场相互作用,使原来的弱磁场不断加强。由于摩擦生热的消耗,磁场增加到一定程度就稳定下来,形成了现在的地磁场。

  还有一种假说认为:铁磁质在770℃(居里温度)的高温中磁性会完全消失。在地层深处的高温状态下,铁会达到并超过自身的熔点呈现液态,决不会形成地球磁场。而应用磁现象的电本质来做解释,认为按照物理学研究的结果,高温、高压中的物质,其原子的核外电子会被加速而向外逃逸。所以,地核在6000K的高温和360万个大气压的环境中会有大量的电子逃逸出来,地幔间会形成负电层。按照麦克斯韦的电磁理论:电动生磁,磁动生电。所以,要形成地球南北极式的磁场,必然需要形成旋转的电场,而地球自转必然会造成地幔负电层旋转,即旋转的负电场,磁场由此而生。

  三、地磁场对生物活动的影响

  像海龟、鲸鱼、候鸟等众多迁徙动物均能走南闯北,每年可旅行几千公里,中途往往还要经过汪洋大海,但是还能测定精确的位置。科学家们发现,海龟能通过地球磁场和太阳及其他星体的位置来辨别方向。但对于迁徙中的海龟来说,仅有方向感是不够的,它们可能还有一张地图,用于明确自己的地理位置,最终到达某个特定的目的地。美国北卡罗来纳大学查珀尔希尔分校的肯洛曼研究小组发现,绿海龟对不同地理位置间的地磁场强度、方向的差别十分敏感,它们能通过地磁场为自己绘制一张地图。

  信鸽能在遥远的地方飞回而不迷失方向,也是由于地磁的帮助。

  四、地磁场对地球生物的保护

  地磁场并不强,但对于地球上的各种生命来说,却显得非常重要。如在地球南北极附近或高纬度地区,有时在晚上会看到一种神奇的灿烂美丽的彩色光带──极光。当太阳辐射出的带电粒子进入地磁场后,在地磁场的作用下,有害带电粒子沿地磁场的磁感线做螺旋线运动,最终会落到地球两极上空的大气层中,使大气层中的分子电离发光,形成极光。

  所以这个超巨的地磁场,对地球形成了一个保护盾,减少了来自太空的宇宙射线的侵袭,地球上生物才得以生存滋长。如果没有了这个保护盾,外来的宇宙射线,会将最初出现在地球上的生命幼苗全部杀死,根本无法在地球上滋生。

  五、地磁场的反转之谜

  1906年,法国科学家在考查法国司马夫中央山脉地区熔岩时,发现那里的岩石具有与地磁场方向相反的磁性,后来此类发现不断增加。随着研究的深入,人们终于确信,地磁场方向并非一直不变。近年来,许多地质学家一致认为在过去的7600万年中地磁至少反转过171次。因为许多国家已经从地质勘测中查到了地磁反转的证据。更有甚者,地球的主要地磁场从1830年首次测量至今,已经减弱了近10%.这比在失去能量来源的情况下磁场自然消退的速度大约快20倍!下一次地磁反转即将来临吗?地磁场反转是什么原因造成的呢?我们期待着在不远的将来能够揭开谜底。

  六、地球磁极的变换和消失有什么影响

  对于人类和所有生物来说,地磁变换是灾难性的。地磁消失后,太阳的各种射线都会直达地表,地球上生活的生物将失去保护伞,受到强烈辐射的伤害。还有科学家认为,地磁场改变导致染色体畸变,会使动植物发生变异生长。因此,地球磁极的变换是人类面临的最大的威胁。地磁真的会消失吗?

上一篇:中考物理电学相关知识点 下一篇:轮轴与滑轮组中考物理知识点
[中考备考]相关推荐