地磁场怎样防"太阳风"

地磁场怎样防"太阳风"

地球磁场，简言之是偶极型的，近似于把一个磁铁棒放到地球中心，使它的N极大体上对着南极而产生的磁场形状。当然，地球中心并没有磁铁棒，而是通过电流在导电液体核中流动的发电机效应产生磁场的。
地球磁场不是孤立的，它受到外界扰动的影响，宇宙飞船就已经探测到太阳风的存在。太阳风是从太阳日冕层向行星际空间抛射出的高温高速低密度的粒子流，主要成分是电离氢和电离氦。
因为太阳风是一种等离子体，所以它也有磁场，太阳风磁场对地球磁场施加作用，好像要把地球磁场从地球上吹走似的。尽管这样，地球磁场仍有效地阻止了太阳风长驱直入。在地球磁场的反抗下，太阳风绕过地球磁场，继续向前运动，于是形成了一个被太阳风包围的、彗星状的地球磁场区域，这就是磁层。
地球磁层位于地面600～1000公里高处，磁层的外边界叫磁层顶，离地面5～7万公里。在太阳风的压缩下，地球磁力线向背着太阳一面的空间延伸得很远，形成一条长长的尾巴，称为磁尾。在磁赤道附近，有一个特殊的界面，在界面两边，磁力线突然改变方向，此界面称为中性片。中性片上的磁场强度微乎其微，厚度大约有1000公里。中性片将磁尾部分成两部分：北面的磁力线向着地球，南面的磁力线离开地球。
1967年发现，在中性片两侧约10个地球半径的范围里，充满了密度较大的等离子体，这一区域称作等离子体片。当太阳活动剧烈时，等离子片中的高能粒子增多，并且快速地沿磁力线向地球极区沉降，于是便出现了千资百态、绚丽多彩的极光。由于太阳风以高速接近地球磁场的边缘，便形成了一个无碰撞的地球弓形激波的波阵面。波阵面与磁层顶之间的过渡区叫做磁鞘，厚度为3～4个地球半径。
地球磁层是一个颇为复杂的问题，其中的物理机制有待于深入研究。磁层这一概念近来已从地球扩展到其他行星。甚至有人认为中子星和活动星系核也具有磁层特征。

带电粒子在磁场中会受到洛仑兹力的作用，只有当带电粒子方向与磁感线方向平行时才不受洛仑兹力，太阳风实际就是很多带电粒子，地磁场就相当于是一个条形磁铁所形成的磁场，地理南极为地磁北极，磁感线由磁北极出，路径与经线差不多，太阳风射到地球的方向和地轴不平行，故要受洛仑兹力作用，有一个简单的方法判定洛仑兹力方向，称之为左手定则，左手摊开，拇指与其余四指垂直，磁感线穿过掌心，四指所指为正电荷运动方向（负电荷则相反），此时拇指所指方向为洛仑兹力方向，太阳风可看作指向地心的带电粒子，受力方向与经线和太阳风方向所成平面垂直，即指向地球外，因此，太阳风因受洛仑兹力而偏转，如还有疑问，可参见现行高中物理教材高二下，磁场一章。