為什麼地球上有磁力,地球的磁場是磁力吧,也就是地球相當於一塊磁鐵,那為什麼地球能夠吸引金屬以外的物質。

2021-05-02 00:56:16 字數 4038 閱讀 2829

1樓:匿名使用者

只有存在運動電荷或電流才能產生磁場,因此,地球磁場應該與地球內部的帶電結構有關。但是,地球磁場的南北磁極還存在著一種小範圍的低速運動,這種運動表明地球磁場不僅僅是地球內部的帶電部分作旋轉運動產生的,在地球內部還應該存在著一個相對穩定的內部電流。那麼,地球內部為什麼會長期穩定地帶電、並存在一個相對穩定的內部電流呢?

據分析,地球內部地幔的半徑約為2900公里,溫度大約在1500~3000℃之間,壓力為50萬~150萬個大氣壓,地核的半徑約為3500公里,溫度在5540℃左右,壓力大約為350萬個大氣壓。在通常情況下,構成巨集觀物體的每個原子所帶的正電量和負電量是等值的,這樣,經中和後的巨集觀物體就不帶電了。但由於地核及地幔下部物質受到的壓力作用較大,溫度也較高,筆者認為,一個在常溫低壓狀態下被公認的常識,巨集觀物體不能自發地穩定帶電的觀點將不再成立,即在天體內部的高壓狀態下,物質都是帶電量不等的離子體,高溫等離子體、低溫等離子體的「相等」是不可能的。

磁流體發電的實驗表明,在上千度以上的溫度狀態下,物質中少量原子中的電子可以克服原子核引力的束縛而變成自由電子,同時原子則因失去電子變成帶正電的離子,這種狀態稱之為低溫等離子狀態。地核的溫度在5540℃左右,如此高的溫度勢必會使地核中少量原子的電子克服原子核引力的束縛,變成自由電子,同時令構成地核的少量原子失去電子變成帶正電的離子,在壓力不是很高的狀態下,失去電子的原子及克服原子核引力束縛的自由電子通常以等離子狀態存在,原子核的引力作用及熱運動使自由電子不能長期與失去電子的原子脫離開來。但是,當物質是在超高壓作用下以密度極大的狀態存在時,克服原子核引力束縛的電子,將在地核壓力產生的巨大擠壓力作用下,趨於飄浮到地核與地幔的交界處,造成克服原子核引力束縛的自由電子與失去電子的原子長期脫離開來,筆者將這種現象稱之為熱壓電效應。

由於地核內部的原子總量非常巨大,可以產生大量的被分離電荷。 原子最外層電子雲的分佈機率,會受到鄰近原子中電子的靜電排斥作用,由於地核中物質所受壓力作用較高,物質密度較大,受到鄰近原子中電子的靜電排斥作用也相應較強,原子的最外層電子雲會部分地失去圍繞原子核運動的空間,使原子最外層電子的分佈向原子外擴張。與常壓狀態下金屬中可自由運動的自由電子不同,在超高壓壓力作用下失去圍繞原子核運動空間的電子,也不能在地核中其它鄰近原子之間自由運動。

由於整個地核的壓力都較高,因此,地核中少量原子最外層電子雲的分佈機率將一直延伸到壓力較低的地核與地幔交界處甚至地幔中上部。地核中部分以自由電子狀態存在的電子在壓力作用下,趨於朝壓力較低的地核與地幔交介面附近甚至地幔中上部分佈,使巨集觀的地核處於帶正電狀態,地核與地幔的交介面附近以及地幔中上部處於帶負電狀態,即發生熱壓電效應。 原子的基態通常處於較深的負能級狀態,較弱的壓力作用不能將其激發或電離,但較強的壓力作用會以一種令原子最外層電子雲運動空間減少的形式,改變原子最外層電子雲的分佈機率。

由於更低的能態已經被其它電子佔據,原子最外層電子雲只能朝外擴張,使原子最外層電子雲的分佈機率可以延伸到地核與地幔的交界處甚至地幔中上部,並在地核與地幔的交界處外部形成一個電子殼層。 天體內部的熱壓電效應主要是將與原子分離的電子擠壓出天體內部的高壓區,如果電子沒有與原子分離,則很難被大量地擠壓出天體內部的高壓區。 將地核視為一個巨大的帶正電荷的原子核,將地核與地幔的交界處外部覆蓋整個地核的帶負電荷的電子殼層視為一個巨大的帶負電荷的電子氣海洋,地核所帶的正電量和地核周圍電子殼層所帶的負電量是等值的,這樣,經中和後的巨集觀地球外表就不帶電了。

電子氣的比重極小,在超高壓與高溫共同作用產生的強大浮力作用下,地核中以離子狀態存在的電子克服原子核的庫侖作用,趨於飄浮到地核外部,並在浮力作用與地核中所有失去電子的原子的庫侖作用相平衡的位置,也即在地核與地幔的交介面附近,形成一個覆蓋地核的電子殼層。將地核與電子殼層視為一個巨大的「原子」,地球磁場的產生就與這個巨大 「原子」的存在有關。 必須強調,由於電子具有波動性,每個飄浮到地核外部的電子的分佈位置並不是固定不變的,而是有一定的範圍,其飄浮的範圍甚至有可能一直延伸到地球表面上來,也就是說地球的表面有可能帶有負電荷,在我們的周圍也應該存在一個可以測量到的電勢梯度,但不知為何沒有被測量到。

由於電子氣海洋的存在,產生了地核與地幔的交介面層。美國的科學家通過實驗觀察發現,地核的自轉與地殼和地幔並不同步。地核與地幔之間接觸面積非常巨大,按照「常識」,充滿液態岩漿的地核與地幔之間接觸面上產生的摩擦力應非常巨大,足以使質量巨大的地核與地幔之間的相對運動在幾小時或幾分鐘的「瞬間」趨於同步,並將其相對運動所具有的動能轉化為熱能和衝擊波,同時在地球內部產生巨大的震動,由於地殼的厚度只有微不足道的幾十公里,地核與地幔所具有的動能足以衝破地殼,產生直衝大氣層的岩漿巨浪,可地核的旋轉運動竟然能在上億年的時間裡與地幔不同步,這是為什麼呢?

眾所周知,當原子相互作用形成離子或分子時,有獲得特殊穩定構型的傾向,其中最重要的是惰性氣體結構。在通常情況下,非惰性氣體結構的元素只能以原子結合成分子來形成惰性氣體結構,但在大量電子以自由狀態存在的電子殼層中,原子會趨於直接與電子結合成具有惰性氣體結構的帶電粒子,以使系統處於相對較低能量狀態。原子直接與以自由狀態存在的電子結合成具有惰性氣體結構的帶電粒子,造成電子殼層中大量原子處於特殊穩定構型的負離子狀態。

電子殼層中大量電子的靜電遮蔽作用,還能令電子殼層中原子之間失去相互作用,不能相互結合生成分子。 根據量子力學理論,存在於具有惰性氣體結構原子軌道上的電子的排列不是任意的,電子將趨於由自旋平行且反向的自由電子雙雙組成電子對。具有惰性氣體結構的金屬陰離子物質在常溫常壓下是不存在的,但由於地核與地幔交介面上電子殼層的存在,令地核與地幔接觸面上充滿了具有惰性氣體結構的鐵、鎳等負離子物質。

帶有電子的鐵、鎳等元素的性質非常特殊,由於元素之間沒有相互作用,相對運動時產生的摩擦力作用極小,具有惰性氣體結構的鐵、鎳等負離子物質就如同是具有超流動性的液氦。在地核與地幔的接觸面上充滿了具有超流動性潤滑劑的狀態下,地核的旋轉運動即使與地幔不同步,地核與地幔在「接觸面」上產生的摩擦力也是微不足道的。由於具有惰性氣體結構的負離子物質具有超流動性,使電子殼層底部的物質不隨地幔或地核作同步旋轉運動。

有證據表明,地殼及地幔的旋轉速度在多種因素影響下會發生變化,但影響地殼及地幔旋轉速度的各種因素,有些對地核的旋轉運動並不產生同樣影響。此外,由於太陽和月亮的引力作用,以及地核內部的鐵核、鈷核中的穩定同質異能素在高溫高壓作用下發生同質異能素轉化核反應時釋放核能的不均勻性,造成覆蓋地核表面的電子殼層不同區域存在較大溫差,使電子殼層底部的負離子物質發生大規模定向運動,儘管巨大的負離子物質風暴的摩擦力對地核與地幔都微不足道,但由於電子氣海洋中的鐵、鎳等金屬負離子物質風暴,造成地核與地幔都不斷地有大量物質與電子殼層底部中物質進行交換,並給地核與地幔的旋轉運動帶來不同影響,經過幾十億年的漫長歲月,就會造成地幔與地核之間的旋轉運動不同步。因此,地幔與地核的旋轉運動不同步,自然也就不奇怪了。

不難想象,太陽和月亮的引力作用,以及地核內部的鐵核、鈷核中的穩定同質異能素在高溫高壓作用下發生同質異能素轉化核反應時釋放核能的不均勻性,會造成電子殼層中具有超流動性物質的密度及分佈發生巨大波動,由此產生的在地核與地幔之間的電子殼層底部中負離子物質大風暴會非常強烈,強烈的負離子物質大風暴又會產生強大的交變電磁場。 將電子殼層中的多餘電子視為超自由電子,由於有大量超自由電子和自由電子的存在,按金屬導電的經典電子說,電子殼層的電阻由於電子殼層中的原子與超自由電子之間不存在固有的庫侖作用聯結。當超自由電子和自由電子在外電場的作用下作定向運動時,超自由電子不會通過電磁相互作用將定向運動所具有的能量傳遞給電子殼層中的原子物質,構成電子殼層的原子物質的無規則熱運動也不會影響到超自由電子在外電場的作用下的定向運動,因此,地球內部地核與地幔之間的電子殼層是一個沒有電阻的高溫超導地層。

根據量子力學理論,電子具有波動性,具有波動性的超自由電子在電子殼層中傳播時,由於波長與電子殼層中物質自由電子相差極大,其波長要比電子殼層中物質自由電子大很多,傳播時不會受到電子殼層中原子物質散射(或偏析),使超自由電子在電子殼層中的傳播不會受到阻礙

2樓:匿名使用者

,有一種假說是:電生磁。地球帶有大量負電荷,地球自轉,引起電荷定向移動,眾所周知,電荷定向移動會產生電流,由安培定則,就可判定地球的磁場方向。就有了磁力。

地球的磁場是磁力吧,也就是地球相當於一塊磁鐵,那為什麼地球能夠吸引金屬以外的物質。

3樓:老驢總

磁場不是磁力來

,並且地球的磁場源是很弱的,你也沒見鐵緊緊吸在地面上,地球能吸引其他的物質是因為萬有引力,任何物質都能產生萬有引力,地球的質量很大,萬有引力就很大所以能吸引其他物質,宇宙是萬有引力的舞臺,而人的質量很小萬有引力體現不出來。具體可以在看看萬有引力公式。

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