简述古埃法测定物质磁化率的原理
古埃法是一种常用的测定物质磁化率的实验方法,其原理基于物质在外磁场中的磁化行为。
当一个物质处于外磁场中时,磁场会对物质内部的磁性原子或磁性区域产生作用,使得物质内部产生磁化。物质的磁化可以通过测量其磁化强度来反映,而古埃法将磁化强度与外磁场的大小和物质样品的几何形状相联系。
在古埃法实验中,首先需要准备一个磁化线圈,通过通电产生外磁场。然后将要测量磁化率的物质样品放置在磁化线圈内,使其处于外磁场中。通过调节线圈的电流和测量样品的磁场强度,可以得到物质在不同外磁场强度下的磁化强度。根据古埃法的公式和样品的几何形状,可以通过磁化强度和外磁场强度的比值来计算物质的磁化率。
需要注意的是,古埃法在测量物质磁化率时,要求样品具有高度均匀性和无磁留滞现象。因此,在实际测量中,对样品的处理和制备都需要严格控制,以保证测量结果的准确性。
总结起来,古埃法通过在外磁场中测量物质的磁化强度,进而计算物质的磁化率。
一个截面积为A的样品管,装入高度为h、质量为m的样品后,放入非均匀磁场中。样品管底部位于磁场强度最大之处,即磁极中心线上,此处磁场强度为 H 。样品最高处磁场强度为零。前已述及,对于顺磁性物质,此时产生的附加磁场与原磁场同向,即物质内磁场强度增大,在磁场中受到吸引力。在磁天平法中利用精度为0.1 mg 的电子天平间接测量F 值。设Δ m0为空样品管在有磁场和无磁场时的称量值的变化,Δm为装样品后在有磁场和无磁场时的称量值的变化,则F=(Δm-Δ m0)g。
古地磁法和碳14测定年代的准确度和可信度如何?为何很多遗址和化石的年代有很大争议
很专业的问题。
首先我们需要知道的是,古地磁测年方法和碳十四测年是两种原理完全不同的测年方式,而且由于二者测年的尺度和适用性完全不一样,是没有任何可比性的。所以以下分开来讲吧。
先说古地磁测年技术,地球的磁场基本上是一个“地心轴向偶极子场”,具有地磁北极和南极,现在我们看,地球的地表各磁场都是指北的,但是在地球的历史上,磁场方向发生了很多次的倒转,就是现在的地磁北极在历史上是地磁南极。我们现在的地球磁场是指北的,这大概从78万年前就是这样了,我们把这段时间里面的磁场方向叫做“布容正磁性期”。而78万年到250万年之间的大部分时间里磁场方向相反,叫做“松山反极性期”。再往前是“高斯正极性期”,再往前是另一个反极性时期,名字好长,不想打出来了。但是在这些大的极性期里,也有一些短期的极性反转事件,比如“松山期”里著名的“贾拉米诺事件”和“奥杜威事件”。
地磁极性年表(网图侵删)
好了,大概知道了这些个极性反转事件之后,因为每个极性事件的年代都比较明确,所以就建立地磁极性年表,然后对遗址地层中的磁性矿物的磁性特征,进行对比,就可以大致推测其年代了。所以说,古地磁只能提供一个粗略的年代范围,做不到那么精确。不过胜在其测年的年代可以到百万年,所以有较好的适用性。
碳十四技术是放射性同位素技术,根据碳14的半衰期进行测年,这可以提供精确的测年数据。所以准确度很高,但是它也有适用范围,一般来说,对5万年到200年这段时间的标本,碳十四测年技术可以保证可靠性。其原理我就不多说了,因为我在其它回答下面说过很多次,可以去看我以前的回答。
网图侵删
总结一下,二者都有自己的优缺点和适用范围,相比较而言,百万年左右的年代,除了有很好的同位素测年数据之外,古地磁是个好的参照,5万年以内的样品,碳十四是非常可信的。
地球磁场正在改变,北极正在快速向西伯利亚移动,磁场移动对我国有什么影响
地磁改变不是单对哪个国家的影响,而是对整个地球或全人类的影响。
当然,不同国家拥有的设施设备不同(如人造卫星数量及分布、电网设备等),以及不同地区地磁改变的程度不一样,由此对造成的经济损失或不太相同。
全球现有两百多个地磁台,从近两百年的监测数据显示:地磁改变整体呈强度减弱、方向西移的趋势。当然,这并不是指每年都完全一样,个别地区或个别年份还有保持不变或小幅上升迹象。
最早,人们于1831年发现地磁S极位于加拿大布西亚半岛区域。到1947年,已经移到了加拿大威尔士亲王岛。2001年,地磁南极离开大陆,进入到了北冰洋。2018年,地磁北极跨越国际日期变更线,进入到了东半球。
根据《自然》杂志2019年2月的一篇最新报道:地磁S极正以年约55公里的速度向俄罗斯西伯利亚地区加速冲刺。而在20世纪90年代中期之前,这一移动速度还只有每年15公里。
除了反向的改变,现今地磁强度对于200年前已整体削减了近10%,近十来年地磁正以年平均0.05%速率衰减,衰弱速度有增无减。
科学界普遍认为,地球磁场减弱到全部磁性的10%左右,磁场方向就很有可能发生近180°调转,即地磁倒转。
科学家根据古地磁研究及“铍-10”探测,已证明地磁倒转是历史事实。在过去8,300万年中,地球磁极已反转过约180余次。
但是科学家并没有搞清楚地磁倒转的具体成因及规律,而已探测的地磁倒转时间间隔也完全不固定,长则达数百万年,短则只有几十万年,平均周期约50-100万年。
地磁的倒转并不是瞬间完成的事情,地磁倒转前后,地磁会减弱并消失时一段时间,等再次恢复稳定大约需要1万年,而此后的地磁极性已完全相反。
地球的地理极(地球自转轴的两端)与地球磁极(N极与S极)是不一致的。提问者所说的北极向西伯利亚方向移动应该是指地球北磁极(N极)吧。如果这种情况发生,由于磁极对其上空的电离层有影响(北极光的产生与此有关),而无线电波中的短波又主要是靠电离层反射传播的,这会对我国北方地区的无线电通讯、广播造成一定影响。
地球磁场消失10秒钟,地球会回到原始社会吗?为何
地球磁场是不可能会消失十秒钟又恢复的,但是当地球,磁场永久消失了会怎么样呢?
如果地球磁场消失了会怎么样?事实证明,这种看似简单的变化将对人类和地球上的所有生命将产生巨大影响。由此产生的某些影响将是显而易见的,虽然这种可能性极少发生,但是既然有网友问到了就简单聊聊吧。
生物罗盘“磁感受器失灵”
人类并不是唯一利用地球磁场进行导航的动物。许多鸟类,海龟,龙虾,蜜蜂,鲑鱼,甚至是果蝇,其体内都装有生物罗盘(称为“磁感受器”)。鸟类利用这种能力在冬季寻找温暖的气候,而海龟则在广阔的海洋中航行,并在海滩上产卵。科学家甚至认为,大多数雌性海龟每年都会返回同一海滩,这一壮举部分是由于其自然的罗盘得以实现的。
如果地球磁场消失,许多依靠指南针导航的动物将面临严重的麻烦。海龟实际上可能会在海上迷路。候鸟可能会以错误的方向飞行,从而威胁其生存。蜜蜂在寻找蜂巢时可能会迷路,这可能会影响花朵和其他植物的授粉。由于其航行能力严重受损,这些生物和许多其他生物可能面临灭绝的危险。
宇宙射线可以到达地球表面
我们的磁场不仅使我们拥有美丽的极光,还使我们保持生命。宇宙射线和太阳风对地球上的生命有害,如果没有我们磁层的保护,我们的星球将不断受到致命粒子流的轰炸。宇宙射线对人体的影响可能非常可怕。
例如,在执行登月任务时,宇航员经常报告他们闭上眼睛时看到闪光,这是宇宙射线穿过视网膜的直接结果。数年后甚至出现白内障。
虽然我们不会回到原始社会,但是地球的生命将会面临巨大的威胁,所以我们还是祈祷这样的情况不要发生吧。
地球磁场消失十秒,地球会回到原始社会吗?答案是不会!首先我们要知道地球失去磁场会带来的什么后果,首先是磁场作为主要影响因素建立的平衡被打破,以磁场方向作为依据的仪器仪表不能使用,如指南针,一些依靠磁场作为行动方向的动物会迷失方向;如果磁场消失,因磁力作用产生的比如大气平衡可能会被破坏,大气受到影响,地球的大气保护层受到破坏,地球生命会遭遇地外电磁波(如紫外、日盲紫外)宇宙射线的侵害;如果磁场消失依靠磁场作为动力发电装置将受到影响,会导致大范围的发电受到影响。如果仅仅是10秒钟的时间,会给地球人来带来巨大的灾难,但是不至于是毁灭性的,更不会回到原始社会。因为人类只要还存在就不会出现原始社会的局面。原始社会是一种物质条件、生产、意识都极其低级阶段。
如果地球磁场仅仅消失10秒钟而不是永久消失了,那么,对人类社会的影响微乎其微。
下图中像看不见的意大利面一样围绕地球延伸的是地球磁场,该磁场的产生是由地球核心的搅动造成的,对人类日常生活至关重要:它使地球免受外部太阳粒子的干扰,为飞机导航提供了帮助,并且可能在地球生命的演化中发挥了重要作用。
如果明天地球的磁场消失10秒,会发生什么?
这期间,大量带电的太阳粒子会轰击地球,对电网和卫星造成一定损坏,手机网络都会失灵,短信也发不出去了。
另外,也会使人类更容易暴露于高强度的致癌紫外线辐射中,不过,如果仅仅是10秒,缺少地球磁场是会产生问题,但并非是世界末日,更不至于倒退回原始社会。
【有磁场的情况,太阳粒子进不来】
【磁场消失的话,太阳粒子就长驱直入进攻地球了】
实际上,磁场翻转,交换南北,即使这样的惊天变化已经多次发生,最后一次发生在780,000年前,即直立人时代。通常在这些翻转之前先出现磁场减弱的问题,甚至会出现短暂的磁场消失,但根据目前但古生物研究发现,磁场但消失并不会对生命造成灾难性的影响。根据科学家的研究发现,一个多世纪以来,地球磁场一直在减弱。即使到了现在,地球磁场在一个特别区域仍然是比较微弱对,比如南半球的南大西洋异常,这对低轨道卫星造成了一系列技术问题。
ps:磁场消失的话,美丽的极光现象也不会再发生了。
在未来,南北极磁场对调或许真会发生,人类该如何应对
我是优美生态环境保卫者,很高兴能回答您提出的问题。
根据大量的地质勘测结果表明,地球在距今2000万年的漫长历史时期内,的确发生过南北极磁场对调的情况,而且发生次数达到近百次,也就是说平均不到30多万年就会发生一次磁极对调。而上一次地球磁极颠倒大约在距今70多万年前,通过对近100年的地球磁场强度的变化分析,其磁场强度数值正在呈较弱的趋势,100年来强度大约减弱了10%,预示着地球磁场在未来的某个时期势必发生磁极对调现象。
其实磁极周期性的对调,在宇宙天体中是比较常见的。对于地球磁极的对调,有专家分析称,是由于地球地核的流体外核发生周期性流动规律所致。
需要指出的是,地球磁极的对调,不是磁场的消失。根据对地球古磁场的检测分析,一般磁场减弱到原有1/2到1/3时就会发生磁极颠倒。而且这个对调的过程,也不是一下子就完成的,一般需要的时间为上千年甚至上万年,然后再花同样的时间恢复至颠倒之前磁场强度的最大值,体现出明显的周期性。
在这么长时间跨度的对调期内,人类和大部分生物的身体不会发生的感觉出异样,只是一些动物,比如候鸟、洄游鱼类等,它们需要依靠地磁辨别方向,估计会出现迷路情况。其实,这个过程中,对我们影响较大的就是,磁场减弱对太阳粒子的阻隔作用就会随之降低,引发臭氧层变薄和两极空洞加大、人造卫星受损、通讯和导航信号减退等问题,间接地对我们的身体健康和生产生活带来威胁。
从目前来看,我们的科学技术水平,还不能改变地球磁场变弱和对调情况的发生。主要的应对方法,我认为一是继续减少氯氟烷烃类物质排放,研发大气层臭氧高效补充修复技术,减缓臭氧层空洞扩大。二是大力发展航天器高精端材料,提高防御极端宇宙辐射特别是太阳高能粒子的冲击,从而研发出可以抵抗强大太阳风的高级卫星。三是提高卫星通讯技术水平,增强信号发射强度和抗衰减能力。四是大力发展地下空间,可根据实际情况,做好做足长期地下隐蔽和生产生活的相关准备。
地球磁场方向,是地球自转将铁的极性调整到与地轴同一方向的,又受地球摇摆运动影响,始终与地轴保持一定的夹角,夹角的大小,随地球摇摆幅度变化而改变。由于两极冰川加速融化,地球质心位置转移,导致地轴位置转移,地球自转方向偏转,引起地球磁极方向改变。两极冰川全部融化,地球质心位置会发生大的转移,地轴位置发生大的改变,地球自转发生翻转,引起地球磁极方向出现大的转移,但不是磁极南北大调换。