|
& [; f3 ~1 |! H) g* p7 u 前言 - Z6 d3 [- V# H% j2 Y; m
物理教学数十年，
; K7 ~9 S8 B! Q+ I* O8 B' k 地磁未解系心弦。 9 d! U6 q$ [, {
磁偏发现是沈括， 8 x+ {. i8 I9 b% a8 _9 \
破解地磁有薄篇。 0 o1 R+ i4 x: I( D# ~% Y
为立真言君放眼，
]) |3 L4 a5 I$ z" z 说书论道共闯关。
{ a% \$ _2 A6 ~8 m) N 只盼柳岸花明处， ' Z a# ^0 _* ` \2 H. I& K
群英同庆杯杯干！  1 R' q$ W9 Z, F0 e& @2 D) X
一 地磁场产生的原因 3 Z8 m3 ^# q( ]' Y
——热电偶与地球自转
1 i( b5 T" @, R) I 地球是由固态的地壳和内部的岩浆，而中心是高温高压的气体三部分组成的。内部的高温地心会不断的向外面的低温地壳传导热能，会不断的带出原子核外的电子到外层地壳。这样使地球的中心就带上了正电，而外壳就带上了相等的负电。称之为热电偶现象。 * M" x6 O/ |- D7 g
地球是太阳系的一颗行星。地球不停的自转，24小时转一周。地球自转时其角速度不变而线速度不同。赤道上某点的线速度最大，由赤道至两级，其线速度逐渐变小。 % y) M" G! e+ J$ |9 X; k. T+ E
地壳带着负电向东转，地壳即形成了由西向东的环形负电流。正是这环形的负电流产生了地磁场。 : G, v. t0 i) |4 u3 r; [8 w3 t4 g
负电荷向东转，相当于正电荷向西转。用安倍定则可以判定，地球的南端是地磁场的N 极，而北端是S 极。 + P+ E8 ~/ n- t
但实际上地磁场的南北极和地理上的北南极并不重合，所以产生了磁偏角，这是什么原因呢？
; i( L8 J: k" @/ V' i, I. } 二 地磁场磁偏角产生的原因
/ V3 h; |3 B5 D( ~7 }& Q ——地球表面的海洋、陆地的分布不均，海拔高度不同，及同种电荷相互排斥。 7 l/ R0 Z! ?. T% P
1 海洋中的负电荷随地磁场向东转，会消耗地磁场一部分能量。
; V) D0 R5 j* y, h$ b 海水是导体，电荷会在水中自由移动。水中的负电荷是在地磁场的作用下才会同地面一块儿移动的。海中的波浪会上下左右移动。海面上地磁场的方向是由南向北的。负电荷上升时，会受到地磁场向东的作用力；负电荷下降时，会受到地磁场向西的作用力；负电荷向西移动时，会受到地磁场向上的作用力；负电荷向东移动时，会受到地磁场向下的作用力。所以水中的负电荷随地磁场向东移动时，会消耗地磁场的一部分能量。所以海洋中的负电荷随着地球自转所产生的地磁场要比陆地上产生的地磁场弱得多。 7 C& c/ X, V3 N$ m, l. ~' V( |* H
由于潮湿的陆地会导电，水中的负电荷由于同种电荷相互排斥会沿高出水面的陆地上升，去补充陆地上由于有导体尖端放电所损失的负电荷，即给地面不断充电。
# y5 D8 T5 a, s5 J% ] 2 影响陆地产生的磁场最弱因素： * S. x6 v2 ~+ Q+ Q3 h, U7 A& b
(1) 纬度：纬度越低，地面绕地轴旋转的半径就越大，旋转的速度就越快，产生的地磁场就越强，
: ]# G) [% {- X6 _: n3 I (2) 同一纬度，地势越高，地壳中所带的负电荷就越多，自转时所产生的地磁场就越强。
' ~$ F+ J" D( h, s6 K! L+ T P% k; [ (3) 同一纬度，陆地的面积越大，自转时所产生的地磁场就越强。 $ o; l- G7 {# a& j& P- b7 L8 V/ i
3 根据上述因素分析磁偏角是如何产生的。
8 i& R1 r: }0 M) q (1) 根据地球表面的海陆分布，确定两个强磁区域。
2 W9 P# |' m: e9 O1 S. f A 非洲大陆强磁区 # z2 v* D/ Z- v/ [- p3 H" A2 o3 K
非洲大陆的位置正处在赤道南北两侧的低纬度区域。南北纬各40°之间。面积很大，在西经30°和东经45°之间，共计75°。 6 T! [( o: ^0 I* h4 W
B 北、南美洲大陆强磁区 ) `# l" U4 c6 E& K$ E# ?9 ?
北美、南美两大陆地相连，且南美南端和南极大陆距离很近。几乎阻断了大洋中自由负电荷向西漂移的道路。南美洲西面有海拔很高的安第斯山脉。
) O' i2 q8 M% [7 J1 w5 ` 南美洲在北纬15°～南纬55°之间，经度在西经80°和西经30°之间共50°。
9 ?8 W) }8 ~* D ?& P. x' @ 这两个强磁区中间包括了宽度较窄的大西洋，总共占经度75°+50°共125°。 , M( Z5 y* l0 r- p
(2) 一个大的弱磁区域 6 ] ~: @% X8 u% x: \$ d6 g
在南半球，从非洲东岸到南美洲西岸是广阔的印度洋和太平洋。中间最大的陆地是澳大利亚。但比北半球的亚洲大陆小得多。所以两大洋的南部也是弱磁区的中部。从世界地图可以看到从白令海峡到澳大利亚东至南极大陆全是海洋。这一线可称为弱磁连线。地磁场的N 、S 极，正好在这一连线的两端。 : l! }" H; S# E! d; v
地壳内地磁场的方向是由北向南的。两个强磁区的强磁场沿南极大陆下的岩浆中前行到大陆边缘的薄地壳处于大洋下地壳内的弱磁场相抗衡并共同作用穿透地壳与外磁场相连接。此处即是南磁极。(地磁场的N 极)
. K4 ?9 q7 P; T: G' y" B (3) 北半球的东半球是欧亚大陆，西半球是北美大陆。欧亚大陆大于北美大陆，它们的纬度基本相同。亚洲有青藏高原这个世界屋脊，而北美的北端多水面。所以北半球欧亚大陆所产生的地磁场强于北美大陆产生的地磁场。由于同名磁极相互排斥，所以磁S 极落在西半球北冰洋中的弱磁区域。
X* S! s8 [* |% Y3 {; l 5 x1 I8 R: v4 Y/ r! W
# q5 t3 g4 V3 x( J" H0 ~6 d' ]' u% b; ~
6 P; |) }2 A. T: v0 j. n6 S. C
0 x/ ?3 J1 i2 |0 [ | 
