Реферат на тему Контрольная работа по предмету: Физика Земли

Содержание:

Введение. 3

1.
Магнитосфера Земли. 5

2.
Защитное действие магнитосферы.. 7

3.
Временные вариации геомагнитного поля. Магнитные бури. 9

Заключение. 11

Список источников  12

Введение:

Квазистационарное магнитное поле Земли (МПЗ) является одним
из определяющих геофизических факторов относительно процессов в разных
оболочках и планеты в целом.

Много явлений в магнитосфере, ионосфере, атмосфере и
биосфере предопределяется состоянием магнитного поля и геомагнитной активностью,
поэтому их оценка и прогноз является чрезвычайно актуальной задачей.

Магнитное поле давно вызывает интерес у исследователей,
изучающих влияние векового хода магнитного поля Земли на эволюцию живых
организмов. Результаты научных исследований показывают, что геомагнитное поле
является важным фактором окружающей среды, активно взаимодействующим с другими
экологическими факторами, в том числе с техногенными магнитными полями.

К настоящему времени вопросу влияния магнитного поля на
человека посвящено множество публикаций. Многие из них посвящены исследованиям
влияния магнитного поля Земли и Солнца на динамику заболеваемости и смертности
населения. Известно возрастание числа суицидов в отдельные дни или периоды, что
связано с психическим состоянием человека. A.JI. Чижевский показал, что
многие случаи массовых психозов (в том числе и революции) можно объяснить
изменениями электромагнитных полей Земли и Солнца.

Но, как отмечено в работе [2],
«в последние годы среди ученых отмечается некоторое разочарование и это, в
основном, связано с крайней противоречивостью полученных результатов, их низкой
воспроизводимостью в других исследованиях. Такие противоречия в результатах
обнаруживались и ранее, но их объясняли недостаточно корректной
математико-статистической обработкой или необходимостью использовать более
совершенные индексы солнечной и геомагнитной активности. В настоящее время
число таких индексов и показателей составляет более 40 и несмотря на то, что
стали внедряться самые совершенные методы математико-статистической обработки,
проблемы остались».

Значит, можно предположить, что реализация солнечно-земных
связей, в контексте влияния на биосферу и человека в частности, в первую
очередь, зависит от геофизических особенностей территорий и уровня техногенного
электромагнитного загрязнения окружающей среды.

Заключение:

Таким образом, магнитное поле Земли – это область вокруг
нашей планеты, где действуют магнитные силы. Вопрос о происхождении магнитного
поля до сих пор окончательно не решен. Однако большинство исследователей
сходятся в том, что наличием магнитного поля Земля хотя бы отчасти обязана
своему ядру. Земное ядро состоит из твердой внутренней и жидкой наружной
частей. Вращение Земли создает в жидком ядре постоянные течения. Как читатель
может помнить из уроков физики, движение электрических зарядов приводит к
появлению вокруг них магнитного поля.

Одна из самых распространенных теорий, объясняющих природу
поля, — теория динамо-эффекта — предполагает, что конвективные или турбулентные
движения проводящей жидкости в ядре способствуют самовозбуждению и поддержанию
поля в стационарном состоянии.

Землю можно рассматривать как магнитный диполь. Его южный
полюс находится на географическом Северном полюсе, а северный, соответственно,
на Южном. На самом деле, географический и магнитный полюса Земли не совпадают
не только по "направлению". Ось магнитного поля наклонена по
отношению к оси вращения Земли на 11,6 градуса. Из-за того что разница не очень
существенная, мы можем пользоваться компасом. Его стрелка точно указывает на
южный магнитный полюс Земли и почти точно на Северный географический. Если бы
компас был изобретен 720 тысяч лет назад, то он бы указывал и на географический
и на магнитный северный полюс. Но об этом чуть ниже.

Магнитное поле защищает жителей Земли и искусственные
спутники от губительного воздействия космических частиц. К таким частицам
относятся, например, ионизированные (заряженные) частицы солнечного ветра.
Магнитное поле изменяет траекторию их движения, направляя частицы вдоль линий
поля.

Фрагмент текста работы:

1. Магнитосфера Земли Магнитосферой называется область, в которой динамика
заряженных частиц контролируется не столько тепловыми процессами, сколько
геомагнитным полем [3;
4].
Математически это выражается неравенством: где: B — индукция геомагнитного поля, k –
постоянная Больцмана, n – концентрация плазмы, Т – температура.

Изучение магнитосферы Земли было начато в 1600 году, когда
английский физик Вильям Гильберт предложил простую «механистическую» модель
магнитного поля Земли в виде намагниченного шара – тереллы (по латински «маленькая
земля»). До середины ХХ века геомагнитное поле исследовалось с поверхности при
помощи магнитометров, которые дали возможность описать структуру поля в
зависимости от координат и времени.

Ракетные измерения, начатые в конце 50-х годов прошлого
века, позволили начать исследования «in situ». С этого времени спутниковые
измерения стали главным способом получения информации о свойствах магнитосферы.

Открытые в ходе космической миссии «Explorer-1» радиационные
пояса Ван-Аллена, а также предложенная в 1958 г., американским астрофизиком
Е. Паркером концепция солнечного ветра сформировали современные
представления о структуре магнитосферы (см., рис. 1). Определяющее воздействие
на нее оказывает конфигурация геомагнитного поля. Далее представлено ее краткое
описание. Рисунок 1.1 – Структура магнитосферы
Земли (рисунок приведен согласно [6]) В спокойных условиях силовые линии, выходящие с геомагнитных
широт до 800 дневного полушария, замыкаются над дневной стороной.
Такая же система линий, но уже для меньшего диапазона широт присутствует и на
ночной стороне. В области замкнутых силовых линий создаются условия для
распространения вдоль них магнитогидродинамических (МГД) волн, которые
отражаясь от магнитосопряженных участков ионосферы в Северном и Южном
полушариях образуют структуру стоячих волн. Они формируют глобальный
магнитосферный резонатор [7],
свойства которого можно изучать, регистрируя на поверхности Земли геомагнитные
пульсации [1].

Силовые линии МПЗ, выходящие с более высоких широт,
формируют область полярного каспа (воронки). Начиная с 700,
силовые линии ночной стороны оказываются сильно вытянутыми в антисолнечном
направлении, образуя так называемый хвост магнитосферы. В плоскости,
перпендикулярной направлению на Солнце, сечение хвоста напоминает греческую
букву q, перемычки которой разделяют геомагнитные силовые линии,
направленные к Солнцу и от него. Поверхность, разделяющая силовые линии, идущие
в противоположных направлениях, называется нейтральным слоем. Частицы,
влетающие в магнитное поле долей хвоста, смещаются под действием силы Лоренца,
образуя ток, направленный вдоль наружной поверхности хвоста от его вечерней
стороны к утренней.

Приполюсная область, силовые линии которой уходят в хвост
магнитосферы называется полярной шапкой. Проецируемая на Землю овальная
зона, близкая к проекции сечения хвоста магнитосферы, обозначает область,
связанную силовыми линиями с магнитосферным хвостом. Она называется авроральным
овалом. Заряженные частицы, находящиеся в хвосте магнитосферы и движущиеся
по магнитным силовым линиям попадают внутрь рассматриваемой зоны, вызывая там
полярные сияния, поэтому эта область называется еще овалом полярных сияний.
Овал приближается к геомагнитному полюсу на дневной стороне и удаляется от него
на ночной.

Размер овала и его положение сильно зависят от уровня
солнечной активности.

Во время мощных геокосмических бурь [4],
таких как «событие Кэррингтона» 1859 года, полярные сияния могут наблюдаться
даже в тропическом поясе [5].
Важно отметить изменчивость магнитосферы в зависимости от уровня активности
Солнца. Условной границей между магнитосферой и ионосферой считается
высота порядка 1000 км. 2.
Защитное действие магнитосферы Магнитосфера простирается примерно на 58 тыс. км в космос,
образуя «кокон», имеющий вид вытянутой капли и оберегающий планету от
космических лучей и солнечной радиации.

Потоки солнечных лучей
ионизируют газы верхней атмосферы,