Жердің магнит өрісі

Жоспар
Кіріспе

Кіріспе

Мақсаты: Жердің магнит өрісінің тірі организмдерге әсерін үйреніп, зерделеу.
Гипотеза: Магнит өрісінің адам өміріне әсерін үйреніп? Адамның денсаулығына қажет нұсқауларды алуға болады.
Міндеттері:
1. Жердің магнит өрісіні туралы ақпарат жинау;
2. Осы ақпаратты талдау;
3. Әр түрлі биіктікте өмір сүретін организмдерге магнит өрісінің әсерін үйрену.
Өзектілігі: Магнит құйыны кезінде кейбір адамдардың жағдайы нашарлайды, ал егер тиімді нұсқаулар жүйесі болса, өрістің әсерін азайтуға болады.
Жердің магнит өрісі біршама зор. Жерден алыстаған сайын магнит өрісінің индукциясы әлсірей береді.
Жер маңындағы кеңістікті космос аппараттары көмегімен зерттеу біздің планетамызды қуатты радиациялық белдеу қоршап тұрғандығын көрсетті, ал ол- үдей қозғалатын зарядталған элементтер бөлшектер- протондар мен электрондардан тұрады. Оны жоғары энергиялы бөлшектер белдеуі деп атайды.
Белдеудің ішкі жағы шамамен Жер бетінен 500-5000 км-ге дейін созылып барады. Радиациялық белдеудің сыртқы жағы Жердің 1-5 радиустарындай биіктіктер аралығында. Ол негізінен он мыңдаған электронвольт энергиясы бар электрондардан тұрады. Радиациялық белдеуді құратын бөлшектерді Жердің магнит өрісі сірә,Күннен ұдайы шығарылып тұратын бөлшектерден қармап алатын болуы керек. Бөлшектердің аса қуатты тасқыны, әсіресе Күндегі жарылыс құбылыстары кезінде, яғни Күндегі оталыстар кезінде пайда болады. Күн бөлшектерінің тасқыны 400-1000 км/с жылдамдықпен заулап ,өздерін туғызған Күн бетіндегі ыстық газдардың оталысынан 1-2 күн өткеннен кейін Жерге келіп жетеді. Осындай күшті корпускулалық тасқын Жердің магнит өрісін ұйытқытады. Магнит өрісінің өзгеріс-сипаты тез және оқыс құбылады, осыны магнит дауылы дейді.
Жердің магнит өрісі бар, оны ядроның магнит өрісі тудырады. Егер жер бос кеңістікте болса, магнит өрісі өз денесінің сыртында болғандай, стерженді магнит, диполь, жер центірінен азырақ алыстау және айналу өсіне иілгендей болар еді. Жердің центірінен бес радиусындай қашықтықтағы, магнит өрісін жоғарыдағы сурет бейнелейді. Жер үздіксіз күн желінің зарядталған бөлшектер әсеріне ұшырайды. Бұл ағым магнит өрісінің күш сызықтарын, жердің күнге қараған бағытындағысын қысады да, түн жағын ұзақ магнит құйрығындай созады. Суретте күш сызықтары қалың көгілдір жолақтармен белгіленген. Олар (формасы бар) тұйық жүйе құрайды, оның айналасында күн желінің ағымдары қозғалады, ол жарық жолақтармен көрсетілген. Күн желіндегі жердің магнит өрісін құрайтын жолақ , магнитосфера д.а. (Жердің диполінің иілгендігі суретте көрсетілмегендігін ескертеміз).p>
Жердің Күнге қараған бетіндегі, магнитосфера шекарасы 10-12 радиус қашықтықта, жердің жер центірінен, ал магнитосфера құйрығы, 100 жер радиусындай. Бұл конфигурация Күн желінің ағымымен анықталады. Жер денесі өзінің тәуліктік айналымын магнитосфераға қатысты жергілікті тал түс болғанда, біздің үстімізде күнге қарағанда магнитосфера шекарасы бар, сондықтан біз түн ортасында көлеңке бағытқа қарай аламыз. Жердің дипольды өсі, оның айналу өсіне енкейгендіктен, магнит өрісі күрделі түрде өзгереді, белгіленген географиялық жағдайда, күн желі тұрақты болса да, айнымалы күн желі қосымша өзгерістер әкеледі (болашақта), оны біз төменірек көреміз.

Пән: Геология, Геофизика, Геодезия
Жұмыс түрі: Материал
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 12 бет
Таңдаулыға:

Облыстық мамандырылған дарынды балаларға арналған Мұрагер
мектеп-интернатының

Курстық жұмыс

Жердің магнит өрісі

Орындаған: Бердіғұлова Ақнұр
Жетекші: Қуанышев А.Қ.

Қарағанды 2011
Кіріспе

Мақсаты: Жердің магнит өрісінің тірі организмдерге әсерін үйреніп,
зерделеу.
Гипотеза: Магнит өрісінің адам өміріне әсерін үйреніп? Адамның денсаулығына
қажет нұсқауларды алуға болады.
Міндеттері:
1. Жердің магнит өрісіні туралы ақпарат жинау;
2. Осы ақпаратты талдау;
3. Әр түрлі биіктікте өмір сүретін организмдерге магнит өрісінің әсерін
үйрену.
Өзектілігі: Магнит құйыны кезінде кейбір адамдардың жағдайы нашарлайды, ал
егер тиімді нұсқаулар жүйесі болса, өрістің әсерін азайтуға болады.

Жердің магнит өрісі біршама зор. Жерден алыстаған сайын магнит өрісінің
индукциясы әлсірей береді.
Жер маңындағы кеңістікті космос аппараттары көмегімен зерттеу біздің
планетамызды қуатты радиациялық белдеу қоршап тұрғандығын көрсетті, ал ол-
үдей қозғалатын зарядталған элементтер бөлшектер- протондар мен
электрондардан тұрады. Оны жоғары энергиялы бөлшектер белдеуі деп атайды.
Белдеудің ішкі жағы шамамен Жер бетінен 500-5000 км-ге дейін созылып
барады. Радиациялық белдеудің сыртқы жағы Жердің 1-5 радиустарындай
биіктіктер аралығында. Ол негізінен он мыңдаған электронвольт энергиясы бар
электрондардан тұрады. Радиациялық белдеуді құратын бөлшектерді Жердің
магнит өрісі сірә,Күннен ұдайы шығарылып тұратын бөлшектерден қармап алатын
болуы керек. Бөлшектердің аса қуатты тасқыны, әсіресе Күндегі жарылыс
құбылыстары кезінде, яғни Күндегі оталыстар кезінде пайда болады. Күн
бөлшектерінің тасқыны 400-1000 кмс жылдамдықпен заулап ,өздерін туғызған
Күн бетіндегі ыстық газдардың оталысынан 1-2 күн өткеннен кейін Жерге келіп
жетеді. Осындай күшті корпускулалық тасқын Жердің магнит өрісін ұйытқытады.
Магнит өрісінің өзгеріс-сипаты тез және оқыс құбылады, осыны магнит дауылы
дейді.
Жердің магнит өрісі бар, оны ядроның магнит өрісі тудырады. Егер жер бос
кеңістікте болса, магнит өрісі өз денесінің сыртында болғандай, стерженді
магнит, диполь, жер центірінен азырақ алыстау және айналу өсіне иілгендей
болар еді. Жердің центірінен бес радиусындай қашықтықтағы, магнит өрісін
жоғарыдағы сурет бейнелейді. Жер үздіксіз күн желінің зарядталған бөлшектер
әсеріне ұшырайды. Бұл ағым магнит өрісінің күш сызықтарын, жердің күнге
қараған бағытындағысын қысады да, түн жағын ұзақ магнит құйрығындай созады.
Суретте күш сызықтары қалың көгілдір жолақтармен белгіленген. Олар (формасы
бар) тұйық жүйе құрайды, оның айналасында күн желінің ағымдары қозғалады,
ол жарық жолақтармен көрсетілген. Күн желіндегі жердің магнит өрісін
құрайтын жолақ , магнитосфера д.а. (Жердің диполінің иілгендігі суретте
көрсетілмегендігін ескертеміз).p
Жердің Күнге қараған бетіндегі, магнитосфера шекарасы 10-12 радиус
қашықтықта, жердің жер центірінен, ал магнитосфера құйрығы, 100 жер
радиусындай. Бұл конфигурация Күн желінің ағымымен анықталады. Жер денесі
өзінің тәуліктік айналымын магнитосфераға қатысты жергілікті тал түс
болғанда, біздің үстімізде күнге қарағанда магнитосфера шекарасы бар,
сондықтан біз түн ортасында көлеңке бағытқа қарай аламыз. Жердің дипольды
өсі, оның айналу өсіне енкейгендіктен, магнит өрісі күрделі түрде өзгереді,
белгіленген географиялық жағдайда, күн желі тұрақты болса да, айнымалы күн
желі қосымша өзгерістер әкеледі (болашақта), оны біз төменірек көреміз.

1.1. Зарядталған бөлшектер мен магнит өрісі

Магнит күші магнит өрісінің сызықтары мен бөлшектер жылдамдығына
перпендикуляр. Сондықтан магнит өрісі мен зарядталған бөлшектің тура сызығы
бар болса, күш сызықтарының бойымен қозғалатын, онда ешқандайда күш бірге
жатпайды. Егер бөлшек жазықтықта, күш сызықтарына перпендикуляр бағытта
таралса, онда ол орбита шеңберінің бойымен қозғалуға мәжбүр болады. Жалпы,
протон магнит өрісінің сызықтарына параллель немесе перпендикуляр
қозғалатын болса, онда оның траекториясы магнит өрісі бойымен бірқалыпты
қозғалыс ретінде және айналмалы қозғалыс оған перпендикуляр өтеді. Бұл
бұрандалы траектория. .
Сұлбалық түрде протонның орбитада магнит өрісінің сызықтарының айналасында
қалай қозғалатындығын көруге болады. Орбитаның радиусы, магнит өрісі мен
бөлшектің энергиясына байланысты: магнит өрісі күшті болған сайын және
бөлшек энергиясы әлсіз болса, соғұрлым орбита радиусы аз. Егер магнит өрісі
әлсіз болып, бөлшек энергиясы өте жоғары болса (жоғарғы энергиялы бөлшек),
бөлшек магнит өрісін елемейді де, түзу сызық бойымен таралады.
Электрондарда магнит күштеріне әсерін тигізеді, бірақ теріс зарядтары,
оларды қарсы мағнада протонға айналдырады. Сондай-ақ массалары аз
болғандықтан, олардың орбита радиустары протонға қарағанда аз.

1.2. Зарядталған бөлшектер мен Жердің магнитосферасы

Ғарыштық сәуле бөлшектері, жердің магнитосферасына жақындағанда өздерін
қалай ұстайды. Оны солтүстік үйектегі бақылау нәтижелерінен, жоғарыдағы
Жердің сұлба кескінінен көруге болады. Біз жердің магнит өрісінің
ерекшеліктерінің негізі ретінде қарастырмаймыз, бізге керегі оның Ғарыштық
сәулелерге қалай әсер ететіндігі. Мына суретте магнит өрісі (көк
шеңберлер), сурет жазықтығында, көрерменге бағытталады. Біз қарапайым
тұжырымдарға жүгініп, ғарыштық сәулелер бөлшектері, бос кеңістіктен өтеді
деп ойлаймыз, магнит өрісі жоқ, әсіресе Жерден біршама қашықтықта
магнитосферамен соқтығысқанға дейін. Әрине планетааралық кеңістікте магнит
өрісі болса да, олар өте әлсіз, сондықтан біз оларды ескермейміз.
There are three types of orbits, depending on the energy of the incoming
particle:
Ғарыштық сәуле протонының энергиясы жоғары болса, ол түзу сызық бойымен
төмен атмосфераға өтеді.
Егер ол әлсіз болса, энергиясы(ЕЕ0 ), протонның траекториясы, магнит
өрісінің әсерінен, жарты шеңберге, кіші радиусқа, қыйсаяды, протон
атмосфераға өтпейді. Ол орбитаны өрістін күш сызықтарының бойымен , содан
кейін магнитосферадан тыс кетеді. Бұл дегеніміз қайта планетааралық
кеңістікте шағылу..
Осы аралық энергияда, бөлшектер атмосфераға бүгілген жолмен өтеді. Энергия
төмен болған сайын қисықтық күштірек, геомагниттік Е0 қырқылғанға дейін, E0
онда бөлшек үшін атмосфераға жол жоқ.

Шындығында қалай болады, ғарыштық сәулелер магнитосферамен кездесетін,
көлбеу еніне байланысты: үйек маңында кішкене аймақ бар, онда күш сызықтары
болар-болмас радиалды. Егер ұшып келген бөлшектер радиал болса, ол
кедергісіз атмосфераға өтеді. Егер ол экватор жазықтығында магнитосфераға
түссе, ол магнит өрісіне енеді, онда экрандалу әлде қайда эффективті және
қырқу энергиясы Е0 жоғары.Ондай бөлшектер атмосфераға өткенге дейін күрделі
орбита бойымен қозғалады. Суретте компьютер кескіндемесі әртүрлі энергия
үшін, траекториясын есептейді, оларды маркерленген қыйсықпен салыстырғанда
аз (1)-ден (5)-ке дейін. Соңғы қыйсық бөлшектін күрделі магнитосфералық
траекториясы, қырқу маңындағыны кескіндейді.
Жердегі аспаптар, нейторнды мониторлар (НМ), зарядталған бөлшектерді
тіркегенде, мынаны есте ұстау керек: бөлшектердің магнитосферадағы
траекториясының күрделі екндігін. Энергиясы Е0 жоғары барлық бөлшектердің
орналасуы мен геомагниттік өрісінің күйін анықтайды. Ең негізгісі ол
атмосфераның жоғары қабатына, вертикал бағытта келген бөлшектер. Ал белгілі
бір бұрыш жасап келген бөлшектер, екінші ретті бөлшектерді тудырады, оларды
жерде байқай аламыз, өйткені олар атмосфера арқылы жол жүріп, күштірек
жұтылады. Суретте магнитосферадан тыс, ұшып келген бөлшектердің бағыты,
атмосфераның жоғары шекарасында, олардың энергиясына байланысты: неғұрлым
энергиясы аз болса, соғұрлым оның келу бағыты алысқа созылады, жергілікті
және радиалды.Экваторлы жазықтықта, бөлшектер шығыс бағытта ұшып келеді,
сондықтан энергиясы азаяды.

Берн университетінде, дәл уақытта есептелген қырқу энергиясы, жоғарыдағы
суретте көрсетілген. Картаның шекарасындағы қызыл түсті тұтылу, ол
энергиясы 125 МэВ –тан төмен протондар аймағы, олар атмосфераға өте алады (
жер бетінен 20 км. биіктікте), энергиясы 15 ГэВ-тан жоғары (тұйық контур
ішіндегі жасыл түс)протондар, оңтүстік Азиядан жоғары экватор ауданында өту
үшін керек. Жердің магнит өрісінің өсі айналу өсіне енкейген, себебі қырқу
энергияы мен қыйсықтығының контурлары тең. Негізінде мынаны айта кетуге
болады, магнит экваторға жақындаған сайын, соғұрлым ғарыштық сәулелердің
минимал энергиясы жоғары болу қажет, сонда атмосфераға жетеді. Оңтүстік
Азия территориясының үстіндегі тұйық контур аясындағы, қырқу энергиясы
жоғары, себебі жердің диполі кішкене болсада центрден тыс, оңтүстік Азияға
жақын, жердің қарама-қарсы жағындағы, Атлант мұхитының батыс бөлігіне
қарағанда.
Жердің магнитосферасы, екі түрлі эффектіні көрсетеді, олар НМ үшіш өте
маңызды:
- қырқу энергиясының әлсіздігі,,
- келетін бөлшектердің ұшу бағытының асимтотикалығы.
Екеуіде НМ географиялық орналасыуна байланысты. Жердегі әртүрлі НМ
бақылауларды құрастыра отырып, келетін ғарыштық сәулелердің энергетикалық
спектрі туралы және Жер магнитосферасымен соқтығыспай тұрғандағы,
кеңістікте таралу бағытының ақпаратын аламыз.

1.3. Магнитосфераның варияциясы (түрленуі мен өзгеруі)
Осыған дейінгі, қаншама мәліметтерден біздің білетініміз, Күн желінің ағымы
стационар емес екендігін, бірақ оның шапшаң және баяу компоненталарының бар
екендігін, сондай-ақ тәжден лақтырылған масса әсерінен қосымша ұйтқулардың
болатындығын. Осы мүмкіндіктердің барлығы Жердің магнитосферасына әсерін
тигізетіндігін, себебі әртүрлі күн желінің жер магнит өрісіне қысым
тудыратындықтан. Бәсен уақытта магнитосфера шекарасы күн жақтағы, шамамен
жердің он радиусына тең болғанда, ол шамамен алты радиус қашықтықта
өзгереді, егер планетааралық оқиғаларға байланысты магнитосфера қозған
болса. Әлсіз планетааралық магнит өрісі, Жердікінен өзгеше, кейбір белгілі
шарттарда, Жердің магнит өрісіне әсер ете алады, сол кезде күн желінің
бөлшектері магнитосфераға өте алады. Күн желінің өзгеріп тұратын шарттары,
магнитосфераның конфигурациясын өзгертеді, сондай-ақ ғарыштық сәулелердің
атмосфераға ену (өту) шартында өзгертеді.
Атом ядросының жоғары энергетикалық нуклонының әрекеттесуі
Атом ядросымен әрекеттесу құбылыстардың байлығы мен жаңа бөлшектер
тудырады, олар ғарыштық сәулелерді зерттеу барысында байқалды, енді кесек
бөлшектерде үдеткішке айналуы мүмкін. Ядролық әрекеттесу ауқымы, ядро
өлшемімен салыстырғанда, аса үлкен емес, және ионизацияға қарағанда сирек
болады. Бірақ олардың келетін бөлшектер мен ядро-нысанаға әсері
байқалатындай. Фотографиялық эмульсияның арнайы түріндеде, зарядталған
бөлшек трегін бақылау, әсерлесудің көрінуінің жақсы бір тәсілі. Иондаушы
бөлшек өзінің жолында соқтығысатын, күміс бромының моллекулаларын
қоздырады.

Бұл суретті мысал ретінде қарастыруға болады (E. Fermi, Ядролық Физика,
сурет X.4a, Чикаго Университеті, 1950ж.). ... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.