Вход
Быстрая регистрация
Если вы у нас впервые: О проекте FAQ
0

Будет ли магнитное поле, если атмосфера Земли насыщена электронами?

Alfred Teplov [4.8K] 10 месяцев назад

Т.е. Будет ли создаваться вокруг Земли магнитное поле и полюса (она же крутится), если атмосфера (тропосфера и ионосфера) будет насыщена свободными электронами.

il63 [143K]
В целом атмосфера должна быть электрически нейтральной. Поэтому насытить ее электронами невозможно.  10 месяцев назад
Alfred Teplov [4.8K]
А ионизация, коронный разряд, молнии и т.п. "Должна быть..." Но почти никогда не бывает... (это самая большая ошибка науки, которая влечет и все остальные).
Так, "теоретически­", по вопросу: будут ли магнитные полюса (и какие)?
 10 месяцев назад
il63 [143K]
При любой ионизации образуется один отрицательный и один положительный заряд. Или два отрицательных и два положительных И т.д.  10 месяцев назад
Alfred Teplov [4.8K]
И даже при коронном разряде?  10 месяцев назад
il63 [143K]
А как возможна ситуация, при которой возникает свободный электрон без парного ему положительного заряда?  10 месяцев назад
комментировать
1

Будет. Магнитное поле Земли создаётся совсем другими механизмами, нежели свободные заряды в атмосфере, поэтому есть в ней электроны, не в ней электронов... магнитному полю по фигу.

И, конечно, насытить атмосферу только электронами невозможно. Электроны всегда возникают вместе с положительно заряженными ионами.

Отдельно можно рассмотреть чисто академический вопрос - что получится, если вокруг Земли (постоянного магнита) будет создана заряженная оболочка, вращающаяся вместе с ней. Неважно как этот избыточный заряд появился - ветром надуло, или ещё как-то. То есть мы имеем такую картинку: постоянный магнит, вокруг которого создан сферический ток (движение электронов вместе с атмосферой). И каким будет магнитное поле этого тока при заданной поверхностной плотности электронов.

Пусть плотность электронов σ. Тогда на широте φ скорость их движения будет ωRcosφ, где ω - угловая скорость вращения Земли. Полоска электронов создаёт ток dI = σωRcosφ*dφ. Магнитное поле от этой полоски dH = dI/(2R*cosφ), где R*cosφ есть её расстояние до оси вращения по прямой. В итоге получаем (предполагая, что напряжённость на оси вращения однородна, и можно тупо складывать вклады от всех колечек)

dH = 1/(2R*cosφ)*dI = 1/(2R*cosφ)*σωRcosφ*­dφ = 1/2 * σωdφ, потому как R*cosφ благоуспешно сокращается.

Результирующая напряжённость поля, в первом приближении, есть интеграл от этого в пределах от -пи/2 до +пи/2, или 1/2 * πσω.

Напряжённость магнитного поля Земли Hₓ на оси примерно равна 0,66 Э, или, в единицах СИ, 52,5 А/м. Так что плотность заряда, который создаст точно такую же по величине напряжённость магнитного поля, равна 2Hₓ/πω. Подставляя сюда Hₓ=52,5 и ω = 1,16*10^-5, получаем σ=2,89 МКл/м².

Это до фига. Это настолько до фига... Заряды в 1 Кл, разнесённые на километр, притягиваются с силой почти в тонну. Страшно себе даже представить, что такое заряд в почти 3 миллиона кулон на каждом квадратном метре!

Так что при любой разумной насыщенности атмосферы нескомпенсированными электронами магнитное поле Земли не исчезнет.

Спите спокойно, дорогие товарищи.

Знаете ответ?
Есть интересный вопрос? Задайте его нашему сообществу, у нас наверняка найдется ответ!
Делитесь опытом и знаниями, зарабатывайте награды и репутацию, заводите новых интересных друзей!
Задавайте интересные вопросы, давайте качественные ответы и зарабатывайте деньги. Подробнее..
регистрация
OpenID