地磁场产生机理.pdf

地磁场产生机理地磁场产生机理摘要： 本文主要依据磁现象的电本质， 通过论述大地环电流的摘要： 本文主要依据磁现象的电本质， 通过论述大地环电流的形形成机理， 解释了地磁场形成的原因和特点， 进而证明了磁北极指向成机理， 解释了地磁场形成的原因和特点， 进而证明了磁北极指向地地理南极的真正原因。理南极的真正原因。关键词：大地环电流关键词：大地环电流 地磁场地磁场一、前言一、前言人们早已知道， 地震前夕地磁场方向会发生突变， 偏转角可达人们早已知道， 地震前夕地磁场方向会发生突变， 偏转角可达数数度。对于巨大的地球而言，地震的深度不大，范围很小。它表明地度。对于巨大的地球而言，地震的深度不大，范围很小。它表明地磁磁场产生的原因在地壳中，不在地壳内的地幔和地核中。场产生的原因在地壳中，不在地壳内的地幔和地核中。磁现象的电本质告诉我们，一切磁现象产生于电荷运动（即电磁现象的电本质告诉我们，一切磁现象产生于电荷运动（即电流） 。这里所指的电荷运动是物质净电荷的运动。也就是单性电荷的流） 。这里所指的电荷运动是物质净电荷的运动。也就是单性电荷的定向移动， 或等离子体的异性电荷在电场中反向运动， 而不是等离定向移动， 或等离子体的异性电荷在电场中反向运动， 而不是等离子子体异性电荷同时同向运动。这一观点也可以用来解释地球的电磁现体异性电荷同时同向运动。这一观点也可以用来解释地球的电磁现象。象。二、大地环电流的形成二、大地环电流的形成太阳和月球对地球大洋海水中的正负离子和地幔离子态熔岩中太阳和月球对地球大洋海水中的正负离子和地幔离子态熔岩中的正负离子的电磁引力， 使正负离子同时同向运动不能形成电流。的正负离子的电磁引力， 使正负离子同时同向运动不能形成电流。 太太阳和月球对地壳中自由电子的电磁引力， 一方面使自由电子跟随太阳和月球对地壳中自由电子的电磁引力， 一方面使自由电子跟随太阳阳和月球逆地球自转方向移动， 使地球的向阳面带负电， 背阳面带正和月球逆地球自转方向移动， 使地球的向阳面带负电， 背阳面带正电 ，电 ，并且逆地球自转方向移动。负电荷的移动速度为并且逆地球自转方向移动。负电荷的移动速度为 V V公公-V-V自自，正电荷移，正电荷移动的速度为动的速度为 V V公公+V+V自 ，自 ，产生相当正电荷以产生相当正电荷以 2 2V V自自逆地球自转方向移动的逆地球自转方向移动的效效果，形成电流果，形成电流 i i1 1。另一方面，地球为球形导体，在同一经度线上，。另一方面，地球为球形导体，在同一经度线上，地球公转轨道平面处自由电子受到的电磁引力最大，向两极逐渐减地球公转轨道平面处自由电子受到的电磁引力最大，向两极逐渐减小。因此，地球公转轨道平面处聚集的自由电子最多，电势最低。小。因此，地球公转轨道平面处聚集的自由电子最多，电势最低。向向两极自由电子聚集量逐渐减少， 电势逐渐升高。 它使自由电子从公两极自由电子聚集量逐渐减少， 电势逐渐升高。 它使自由电子从公转转轨道平面处向两极移动， 产生相当于正电荷沿经向向地球公转轨道轨道平面处向两极移动， 产生相当于正电荷沿经向向地球公转轨道平平面移动的效果，形成电流面移动的效果，形成电流 i i2 2，i i1 1与与 i i2 2的合电流为的合电流为 i i。从局部观测，。从局部观测，大地电流大地电流 i i 的大小与方向是紊乱的。表现为在地面的不同地区观测，的大小与方向是紊乱的。表现为在地面的不同地区观测，大地电流大地电流 i i 的大小和方向是变化的； 在同一地区的不同方位观测，的大小和方向是变化的； 在同一地区的不同方位观测， 大大地电流地电流 i i 的大小和方向也是变化的。 这使人类难以把大地电流与地的大小和方向也是变化的。 这使人类难以把大地电流与地磁磁联系起来，统一起来。但是，从整体上进行分析，大地电流联系起来，统一起来。但是，从整体上进行分析，大地电流 i i 是有是有规规律的， 它们的合电流律的， 它们的合电流 I I 是平行地球公转轨道平面逆地球自转方向流是平行地球公转轨道平面逆地球自转方向流动动的环形电流，称为大地环电流，如图示：的环形电流，称为大地环电流，如图示：大地环电流示意图大地环电流示意图三、大地环电流产生地磁场三、大地环电流产生地磁场赤道面公转面黄道面I据资料称， 若地磁场是电流产生的， 则大地环电流强度必须达据资料称， 若地磁场是电流产生的， 则大地环电流强度必须达到到10109 9安培。经粗测，接在地面上的跨度为几米的导线中的电流密度可安培。经粗测，接在地面上的跨度为几米的导线中的电流密度可达每平方毫米达每平方毫米 1010 微安以上。在凤翔地区电流密度最大的方向在东北微安以上。在凤翔地区电流密度最大的方向在东北西南方向，可以验证对大地电流西南方向，可以验证对大地电流 i i 方向的理论推导结论。在地壳中，方向的理论推导结论。在地壳中，若电流的密度按测量值的百分之一估算， 每平方米就可形成若电流的密度按测量值的百分之一估算， 每平方米就可形成 0.10.1 安安培培的电流， 则在厚为的电流， 则在厚为 1010 千米， 宽为千米， 宽为 10001000 千米的地带中电流的强度就千米的地带中电流的强度就会会达到达到 10109 9安培。由此可以推知，地磁场是大地环电流产生的。安培。由此可以推知，地磁场是大地环电流产生的。四、地磁场的特点四、地磁场的特点大地环电流是太阳、 地球电场感应发电机产生的感应电流。 根大地环电流是太阳、 地球电场感应发电机产生的感应电流。 根据据右手螺旋定则， 大地环电流所产生的磁场的方向垂直大地环电流所右手螺旋定则， 大地环电流所产生的磁场的方向垂直大地环电流所在在的平面， 即垂直地球公转轨道平面。 这就使大地环电流所产生的磁的平面， 即垂直地球公转轨道平面。 这就使大地环电流所产生的磁场场的北极的方向指向地理南极方向， 地磁方向与地极方向夹角约等于的北极的方向指向地理南极方向， 地磁方向与地极方向夹角约等于黄黄赤夹角。 由于海陆分布的不规则性决定实际上形成的大地环电流是赤夹角。 由于海陆分布的不规则性决定实际上形成的大地环电流是不不规则的闭合电流， 加之地壳中的电路固定不变和地壳中铁磁性物质规则的闭合电流， 加之地壳中的电路固定不变和地壳中铁磁性物质的的存在，因此使地磁场的南极偏向北美，地磁场的南北极不对称，但存在，因此使地磁场的南极偏向北美，地磁场的南北极不对称，但却却保持相对的稳定。 它好像一个带铁芯的通电线圈所产生的磁场， 通保持相对的稳定。 它好像一个带铁芯的通电线圈所产生的磁场， 通电电线圈摆动，而铁芯不动，磁极保持相对线圈摆动，而铁芯不动，磁极保持相对稳定一样。稳定一样。五、结论五、结论从磁现象的电本质来看， 大地电流的合电流是逆地球自转方向从磁现象的电本质来看， 大地电流的合电流是逆地球自转方向的的环形电流，正是它产生了磁北极指向地理南极的地磁场。环形电流，正是它产生了磁北极指向地理南极的地磁场。地球物理新观点展示地球物理新观点展示通过研究和探索，可以认识到：通过研究和探索，可以认识到：1 1、万有引力是物体大量分子引力作用的宏观表现，万有引力本、万有引力是物体大量分子引力作用的宏观表现，万有引力本质是弱电磁力，万有引力场实质上是物体引力电场。质是弱电磁力，万有引力场实质上是物体引力电场。2 2、电离气体、电解质溶液和熔融的电解质构成离子态物质。离、电离气体、电解质溶液和熔融的电解质构成离子态物质。离子态物质在物体引力电场中， 既要受到万有引力的作用， 又要受到子态物质在物体引力电场中， 既要受到万有引力的作用， 又要受到电电磁力的作用，并且以电磁力为主导。磁力的作用，并且以电磁力为主导。3 3、从力学基本原理来看，外力是改变物体运动状态的原因和外、从力学基本原理来看，外力是改变物体运动状态的原因和外因是改变物质状态的原因的基本原理， 地球只是太阳系中质量不大因是改变物质状态的原因的基本原理， 地球只是太阳系中质量不大的的一颗行星，它还有大小一颗行星，它还有大小“七个兄弟七个兄弟” ”，又有巨大的卫星月球。地球具，又有巨大的卫星月球。地球具有电离层气体，电解质溶液大洋海水和地幔离子态岩浆。太阳、月有电离层气体，电解质溶液大洋海水和地幔离子态岩浆。太阳、月球球和其他七大行星对地球的引力，既有万有引力，又有电磁力。它们和其他七大行星对地球的引力，既有万有引力，又有电磁力。它们相相对于地球位置的变化会引起两种引力变化， 从而引起地球物理状态对于地球位置的变化会引起两种引力变化， 从而引起地球物理状态变变化和造成地球上产生各种各样的物理现象。化和造成地球上产生各种各样的物理现象。根据以上理论， 我们就可以比较完善的认识天相变化引起地球根据以上理论， 我们就可以比较完善的认识天相变化引起地球物物理状态变化的特点和规律。理状态变化的特点和规律。