Bozorov Shohruh

Zaryadlangan zarrachaning bir xil bo'lmagan magnit maydonda harakatlanishi.

Rasm bir hil (a) va bir xil bo'lmagan (b) magnit maydonlar uchun kuchlar chizig'ini taqqoslaydi.

10.5.6-rasmda ko'rsatilgan bir xil bo'lmagan magnit induktsiya z o'qi yo'nalishi bo'yicha z kattalashgani sayin kuch chiziqlari bir-biriga tobora yaqinlashmoqda (“qalinlashadi”).

Faraz qilaylik, musbat zaryadlangan zarra, S tekisligidagi z o'qiga perpendikulyar yo'naltirilgan , bir xil bo'lmagan magnit maydonga tushadi (A rasm). Rasmdagi A nuqtadagi magnit indüksiyon vektori S (komponent) tekisligiga perpendikulyar va S (komponent ) tekisligida yotgan ikkita qismga bo'linadi. Oxirgi komponent z o'qiga perpendikulyar; uning mavjudligi dala nomutanosibligi bilan bog'liq (a rasmda ko'rsatilgan bir hil sohada, bunday tarkibiy qism mavjud emas ).

Kuch

Agar siz vektordan vektorga o'girsangiz va gimlet qoidasini ishlatsangiz, buni tekshirish qiyin emas. Kuch zarrachani kuch maydonlari atrofida aylanishiga majbur qiladi. Ammo zarra S tekisligida qolishi mumkin emas. Axir, magnit indüksiyon vektorining yana bir tarkibiy qismi bor - bu kuchni belgilaydigan component

.

Gimlet qoidasini qo'llash orqali burilishni ruhiy burilish qilib, kuch S tekisligiga perpendikulyar ekanligiga va uning yo'nalishi z o'qining yo'nalishiga qarama-qarshi ekanligiga ishonch hosil qilamiz. 10.b-rasmda ko'rsatilgan kesilgan aylananing barcha nuqtalarida S tekisligida yotgan magnit indüksiyon komponent aylananing markaziga yo'naltiriladi (masalan, B nuqtada rasmda ko'rsatilgan magnit indüksiyon vektorining kengayishini ko'ring). Shunday qilib, aylananing barcha nuqtalarida z o'qiga qarama-qarshi bo'lgan zarra ustida bir kuch harakat qiladi. Bu kuch S tekisligidan zarrachani magnit maydon induktsiyasining pasayishi tomon, ya'ni maydon zaiflashadigan tomonga suradi.

Ijobiy emas, balki manfiy zaryadlangan zarrachani hisobga olib, biz ham xuddi shunday natijaga erishamiz. Bizga ma'lumki, bunday zarracha maydonning dala chiziqlari atrofida teskari yo'nalishda aylanadi. Bundan tashqari, u musbat zaryadlangan zarra singari, maydon zaiflashadigan tomonga dala tomonidan tushiriladi. Biz o'quvchini b, a a raqamiga o'xshash tarzda qurilgan b rasmni mustaqil o'rganishga taklif qilamiz. A rasmdan farqli o'laroq, bu erda zarra aylanada qarama-qarshi yo'nalishda harakat qiladi. Bundan tashqari, shuni ta'kidlash kerakki, manfiy zaryadlangan zarra uchun vektor vektorga qarama-qarshi yo'naltiriladi (ikkinchisining yo'nalishi gimlet qoidasi bilan belgilanadi).

Umuman olganda, zaryadlangan zarra bir xil bo'lmagan magnit maydonda qanday harakat qilishini tasavvur qilish oson. Bir tekis maydonda bo'lgani kabi, u kuch chiziqlari atrofida spiral yo'lni tasvirlaydi. Biroq, yagona maydondan farqli o'laroq, bu spiral ikkita xususiyatga ega. Birinchidan, zarracha maydon chizig'i bo'ylab harakatlanar ekan, endi spiralning radiusi o'zgarishsiz qoladi. Agar harakatlanuvchi zarra kuchliroq dala mintaqasiga tushib qolsa, uning giryoradi kamayadi; zarracha maydon zaiflashadigan yo'nalishda harakat qilganda uning girirodi kuchayadi. Bu to'g'ridan-to'g'ri bog'liq bo'lgan zarralar giroradius magnit maydon induktsiyasining o'zaro nisbati ( ~1/B) bilan bog'liq. Ikkinchidan, nafaqat giroradius o'zgaradi, balki spiral ham o'zgaradi.

Faraz qilaylik, zarrachaning boshlang'ich tezligi spiralni tavsiflovchi zarra kuchliroq maydon mintaqasiga siljiydi. Biz allaqachon bilib olganimizdek, bu holda u maydonda qarshiliklarga duch keladi; zarra ustida bir kuch harakat qiladi va uni qaytarishga harakat qiladi, natijada spiralning ohangi asta-sekin pasayadi. Bosqich yo'qolguncha sodir bo'ladi, shundan so'ng spiralda harakatlanuvchi zarra orqaga - zaifroq maydonga qarab harakatlana boshlaydi. Endi ko'rsatilgan kuch zarrachani harakatga keltiradi, buning natijasida spiral pitch o'sishni boshlaydi.

Rasmda a, o'q bo'ylab harakatlanadigan zarrachaning spiral shaklidagi traektori, ya'ni magnit maydonning kuchayishi yo'nalishi bo'yicha ko'rsatilgan. Spiralning radiusi va uning tekisligi asta-sekin pasayib borayotganini ko'rish mumkin. 6-rasmda maydon orqaga qarab harakat qilishni boshlaganidan keyin zarrachaning traektori ko'rsatilgan; Endi spiralning ohangi va radiusi asta-sekin o'sib bormoqda.

Agar dastlab zarra katlanadigan spiral bo'ylab harakat qilsa, u holda harakat yo'nalishini o'zgartirgandan so'ng u rivojlanayotgan spiral bo'ylab harakatlanadi. E'tibor bering, zarra harakati yo'nalishini o'zgartirish (teskari) haqida gapirganda, biz uning maydon chizig'i bo'ylab harakatlanishini (z o'qi bo'ylab) nazarda tutamiz. Maydondagi chiziq atrofidagi zarrachaning harakat yo'nalishiga kelsak, u o'zgarishsiz qoladi: agar musbat zaryadlangan zarrachani z o'qi kuzatuvchiga yo'naltirilishini ko'rsangiz, zarracha kuzatuvchiga yaqinlashganda va soat yo'nalishi bo'yicha aylanadi. kuzatuvchi. Salbiy zaryadlangan zarracha soat yo'nalishiga teskari aylanadi.

Bizga ma'lumki, bir xil bo'lmagan magnit maydon zaryadlangan zarrachani zaiflashadigan tomon yo'naltiradi. Demak, dala chizig'i bo'ylab harakatlanib, Er yuzasiga yaqinlashganda, elektron tobora kuchayib borayotgan dala mintaqasiga kiradi va u hanuzgacha Er yuzasiga etib borolmaydi. Bu shuni anglatadiki, elektronga geomagnit maydondan tushgan kuch Yer atmosferasida tushayotgan elektronni harakatga keltiradi va uni yana atmosferaning yuqori qatlamlariga qaytarishga harakat qiladi. Natijada, elektronlar 100 km balandlikka tushib, geomagnit maydon orqasida "aks etdilar"; xuddi shu kuch chiziqlari bo'ylab ular atmosferaning yuqori qatlamlariga qaytadilar, shu tariqa ular endi boshqa yarim sharda er yuzasiga tusha boshlaydilar. Orqaga yangi "ko'zgu".

Yuqorida aytilganlar a rasmda ko'rsatilgan, unda elektronlardan birining traektori sxematik ravishda, o'lchovni kuzatmasdan ko'rsatilgan. Elektronning traektori qizil rangda, Shimoliy qutb mintaqasida Yer yuzasiga yaqinlashganda va Shimoliy qutbdan janubga orqaga surilganda yashil rang bilan ko'rsatilgan.

Shimol yog’dusining yorqin diapazoniga qoyil qolgan holda, biz odatda har bir nurli nur Yerning magnit maydonining kuch chiziqlari bo'ylab taxminan 100 km balandlikka tushgan elektronlar ko'chkisi tomonidan qoldirilgan nurli iz ekanligi haqida o'ylamaymiz (B-rasm). Boshqacha qilib aytganda, vertikal nurlar va lentalarning vertikal nurlantiruvchi iplari geomagnit maydon kuchlarining o'ziga xos "fotosurati" dir.

Xulosa

Elektron Shimol yog’dusilarni o'rganish mavzusini tanlab, oldimizga maqsad va vazifalarni belgilab, kutilgan natijalarga erishdik.

Shimol yog’dusilar haqida nimani bilib oldik?

Shunday qilib, Shimol yog’dusilarni idrok etish va tushunish tarixini o'rganib, zamonaviy Shimol yog’dusilar g'oyasini shakllantirishga muvaffaq bo'ldik. Shimol yog’dusi umuman "ilohiy belgi" emas, balki Quyoshdan uchib ketadigan zaryadlangan zarralarning (elektron va proton) Yer atmosferasining atomlari va molekulalari bilan o'zaro ta'siri natijasida yuzaga keladigan lyuminestsent nur. Bu zaryadlangan zarrachalarning atmosferaning ma'lum joylarida va ma'lum balandliklarda paydo bo'lishi quyosh shamolining Yer magnit maydoni bilan o'zaro ta'siri natijasidir.

Shimol yog’dusilar ko'pincha, deyarli har kuni, aylana zonalarida, Erning magnit qutblari atrofida 23 ° radiusda kuzatiladi. Eng kuchli va eng yuqori Shimol yog’dusilar nafaqat yuqori va o'rta kengliklarda, balki butun Yer yuzida bir vaqtning o'zida kuzatiladigan magnit bo'ronlarining boshlanishiga hamroh bo'lgan tropikada ham kuzatilgan.

Ularning asosiy turlari va shakllarini o'rganib chiqib, Shimol yog’dusilar juda xilma-xildir degan xulosaga kelishimiz mumkin.

Bir nechta o'ziga xos shakllarni ajratib ko'rsatish mumkin: bir hil yoy (bir hil chiziq), nurlar, tarqoq dog'lar, chiziqlar. Shimol yog’dusining turli shakllari bir vaqtning o'zida paydo bo'lishi mumkin, ular bir-birining ustiga chiqadi. Nurlar, chiziqlar, dog'lar umuman statsionar emas: ular siljiydi va shu bilan birga vaqt o'tishi bilan ularning nurlanish intensivligi o'zgaradi. Nurlar va lentalarning tezligi sekundiga o'nlab kilogrammga etishi mumkin

Bundan tashqari, Shimol yog’dusilarning ikki turi ajralib turadi - kosmik elektronlar oqimi (elektron Shimol yog’dusilari) va protonlar oqimlari (proton Shimol yog’dusilari) natijasida paydo bo'lganlar. Asosiy rolni elektron Shimol yog’dusilar o'ynaydi, chunki aniq aniqlangan tuzilishga ega bo'lgan Shimol yog’dusilar shakllari (kamonlar, nurli tasmalar, lentalar) aynan elektronlar tufayli yuzaga keladi.

Shuningdek, biz o'z ishimizda Shimol yog’dusining shakllanishining sabablari va jarayonini tushuntirdik.

Olimlarning ta'kidlashicha, Shimol yog’dusilar o'ziga xos tovushlar chiqaradi, buni tushuntirgan bir necha nazariyalar mavjud. Shimol yog’dusilarni nafaqat Yerda, balki Mars, Saturn, Yupiter, Venerada ham ko'rish mumkin edi.