1-1-1 میدان مغناطیسی

شکل 1-1 – قطب‌های مغناطیسی زمین با قطب‌های جغرافیایی آن منطبق نیستند

   بر پایه‌ی نظریه‌ی دینامو، این میدان در منطقهی هستهی بیرونی که مایع است، ساخته شده ‌است. در هستهی بیرونی گرمای زیاد و رسانش گرمایی باعث جابه‌جایی مواد رسانای درون آن می‌شود که این پدیده خود باعث پدید آمدن جریان‌های الکتریکی و از آن میدان مغناطیسی زمین می‌گردد. جابه‌جایی مواد در هستهی بیرونی با هرج و مرج همراه‌ است و باعث می‌شود که قطب‌های میدان مغناطیسی در 

خرید متن کامل این پایان نامه در سایت nefo.ir

  بازه‌های زمانی گوناگون جابه‌جایی‌هایی داشته باشد. از این‌رو در بازه‌های زمانی چند میلیون سال باید چشم به راه چند بار جابه‌جایی در محل قطب‌های مغناطیسی زمین باشیم. برای نمونه، تازه‌ترین جابه‌جایی دو قطب در ۷۰۰۰۰۰ سال پیش رخ داده ‌است.

1-1-2 منشاء میدان مغناطیسی زمین

   در الکترومغناطیس کلاسیک تعریف میدان مغناطیسی به‌صورت «میدان حاصل از بار الکتریکی در حال حرکت در اطراف آن» می‌باشد. میدان مغناطیسی از تک بارها، سیم‌های حامل جریان، جهت‌گیری دوقطبی‌های مغناطیسی(آهنرباهای دایمی)، جریان سیال رسانا(میدان مغناطیسی زمین) ایجاد می‌شوند. در الکترودینامیک نسبیتی بین میدان الکتریکی و میدان مغناطیسی تفاوتی وجود ندارد و تعریف میدان الکترومغناطیسی به‌صورت «اثر بار الکتریکی در اطراف آن» تعریف می‌شود. چون حرکت کاملاً نسبی در نظر گرفته می‌شود و نمی‌توان بین بار ثابت و بار متحرک تفاوتی قایل شد(متحرک بودن یا ثابت بودن برای ناظرهای مختلف تفاوت می‌کند). نیروی حاصل از این میدان را نیروی لورنتس می‌خوانند.

1-2 اندازه‌گیری میدان مغناطیسی هسته‌ی زمین

   در درون زمین فلزاتی نظیر آهن و نیكل به‌صورت مذاب و گداخته وجود دارند كه در حال حركت و جنبش هستند. حركت این مواد از هسته شروع شده و به نزدیكی سطح زمین نزدیك شده و دوباره به هسته و مركز زمین برمی‌گردند. این مواد مذاب با حركت رفت و برگشتی كه دارند باعث پیدایش جریان الكتریكی در درون زمین می‌شوند.

   از همین خاصیت الكتریكی مواد مذاب درون زمین، برای پیش‌بینی وقوع فوران آتشفشان یا زلزله استفاده می‌كنند. جریان الكتریكی كه این مواد مذاب ایجاد می‌كنند، باعث پیداش میدان مغناطیسی در اطراف زمین می‌شود. خطوط میدان مغناطیسی به این‌گونه هستند كه از هسته به قطب جنوب جغرافیایی وصل و سپس از قطب جنوب به قطب شمال و از آن‌جا دوباره به هسته وصل می‌شوند. و به این‌گونه این خطوط در اطراف زمین رسم می‌شوند. قطب‌های مغناطیسی زمین بر روی قطب‌های جغرافیایی آن منطبق نیستند و امروزه حدود ۱۱ درجه اختلاف دارند.