المپياد جهاني فيزيك
 پيوندهاي المپياد فيزيك
 
 اگر روزي زمين يخ زد! (زنگ تفريح شماره‌ي 102)
اگر روزي زمين يخ زد! (زنگ تفريح شماره‌ي 102)زنگ تفريح فيزيك
اگر روزي زمين يخ زد چه بر سر ميدان مغناطيسي زمين مي‌آيد؟

اگر روزي زمين يخ زد!







مقدمه يا سؤال؟

اگر سياره‌ي زمين به‌طور ناگهاني يخ بزند، براي ميدان مغناطيسي آن چه اتفاقي مي‌افتد؟ چه مدت طول مي‌كشد تا به اين مقدار احتمالي برسد؟

شكل1. جهت خطوط ميدان مغناطيسي زمين

پاسخ اين‌است كه در طول يك ميليون سال ميدان مغناطيسي از بين مي‌رود(به مقدار ناچيزي مي‌رسد). بر روي زمين داغ "اثر دينام" ميدان مغناطيسي را حفظ مي‌كند اما در "زمين يخ‌زده" اين وضعيت بسيار ساده‌تر مي‌شود. جريان سبب ايجاد ميدان‌الكتريكي مي‌شود. در يك رسانا اين‌دو از طريق قانون اهم به‌هم وابسته‌اند:

 
ضريب رسانندگي الكتريكي‌ست. جريان الكتريكي ميدان مغناطيسي را به‌وجود مي‌آورد، از قانون آمپر (در ميدان‌هاي كندتغيير) در دستگاه مختصات MKSA(SI)

داريم:   نفوذپذيري مغناطيسي در فضاي آزاد است. از هنگامي‌كه جريان در واحد زمان تغيير مي‌كند، ميدان مغناطيسي هم تغيير مي‌كند. در اين تغيير ميدان الكتريكي ايجاد مي‌شود.
طبق قانون فاراده :


  نشان‌دهنده‌ي مشتق جزئي‌ست. با گرفتن كرل ديگري از قانون آمپر و استفاده از اين‌كه curl:∆+grad (∆ علامت لاپلاسي است) و اين‌كه divB=0 :


 اين معادله‌ي نفوذپذيري اثبات مي‌كند كه ميدان مغناطيسي اوليه در زمين ضعيف مي‌شود. حل دقيق به جزئيات شرايط اوليه وابسته است.به هر ترتيب، با تحليل ابعادي ساده درمي‌يابيم كه مقياس زمان T بيشتر كه ميدان را تضعيف مي‌كند به مقياس طول L كه ميدان در آن واقع است بستگي دارد. با در نظر گرفتن (از مرتبه‌ي قطر زمين) و (يعني0.01 ضريب رسانندگي الكتريكي آهن خالص) داريم:

ميليون سال.

شكل 2. مقابله‌ي دو ميدان مغناطيسي زمين و خورشيد

1387/10/19لينک مستقيم

نظر شما پس از تاييد در سايت قرار داده خواهد شد
نام :
پست الکترونيکي :
صفحه شخصي :
نظر:
تاییدانصراف
 
 المپياد فيزيك

 

     

 

 

صفحه‌ي اصلي

     

 

راهنماي سايت

     

 

 

آموزش

     

 

بانك سوال

     

 

 

مسابقه

     

 

 

زنگ تفريح

     

 

 

مصاحبه و گزارش

     

 

 

معرفي كتاب

     

 

 

مشاوره

     

 

 

پرسش‌و‌پاسخ‌علمي

     

 

اخبار

 

فعاليت‌هاي علمي

 سايت‌هاي المپياد فيزيك
 بازديدها
كاربران غيرعضو آنلاينكاربران غيرعضو آنلاين:  1635
 كاربران عضو آنلاين:  0
  کل كاربران آنلاين:  1635