Номер 4, страница 194 - гдз по физике 8 класс учебник Громов, Родина

Глава 4. Магнитные явления. Параграф 46. Постоянные магниты. Темы докладов - номер 4, страница 194.

Условие.

4. Магнитное поле на других планетах.

Решение.

Магнитное поле планеты (магнитосфера) создается, как правило, благодаря эффекту динамо в ее ядре. Для этого необходимо наличие трех условий: электропроводящая жидкая среда внутри планеты, конвекция в этой среде и вращение планеты. Наличие или отсутствие магнитного поля у планет Солнечной системы, а также его характеристики, многое говорят об их внутреннем строении и эволюции.

Меркурий

Меркурий обладает собственным глобальным дипольным магнитным полем, что стало неожиданностью для ученых, так как предполагалось, что его небольшое ядро давно остыло и затвердело. Его поле примерно в 100-150 раз слабее земного. Ось магнитного поля наклонена к оси вращения примерно на 2-3 градуса, а его центр значительно смещен от центра планеты на север (примерно на 0.2 радиуса Меркурия). Считается, что поле генерируется в жидком внешнем ядре планеты по механизму динамо, как и у Земли.

Ответ: У Меркурия есть слабое, но глобальное магнитное поле, генерируемое в жидком ядре.

Венера

Венера, несмотря на схожесть размеров и состава с Землей, не имеет собственного глобального магнитного поля. Предполагается, что это связано с ее чрезвычайно медленным вращением (венерианские сутки длиннее года) или отсутствием конвекции в ядре. Однако Венера обладает индуцированной магнитосферой, которая возникает из-за прямого взаимодействия солнечного ветра с ионосферой планеты. Солнечный ветер "наводит" электрические токи в верхних слоях атмосферы, которые, в свою очередь, создают магнитное поле, отклоняющее поток плазмы.

Ответ: У Венеры отсутствует собственное глобальное магнитное поле, но есть индуцированная магнитосфера.

Марс

В настоящее время у Марса нет глобального дипольного магнитного поля. Однако на поверхности планеты, особенно в южном полушарии, обнаружены области с сильной остаточной намагниченностью коры. Это свидетельствует о том, что в прошлом, около 4 миллиардов лет назад, у Марса было активное динамо и мощное магнитное поле, которое со временем исчезло из-за остывания и затвердевания его ядра. Отсутствие глобального магнитного поля привело к тому, что солнечный ветер постепенно "сдул" большую часть марсианской атмосферы.

Ответ: В настоящее время у Марса нет глобального магнитного поля, но сохранились участки с сильной остаточной намагниченностью коры, указывающие на его существование в прошлом.

Юпитер

Юпитер обладает самым мощным магнитным полем среди всех планет Солнечной системы. Его напряженность на экваторе примерно в 20 раз выше, чем у Земли, а его магнитный момент превосходит земной в 20 000 раз. Магнитосфера Юпитера простирается на миллионы километров. Поле генерируется не в железном ядре, а в толстом слое металлического водорода, который под огромным давлением приобретает свойства электропроводности. Ось магнитного диполя наклонена к оси вращения примерно на 10 градусов.

Ответ: Юпитер обладает самым мощным магнитным полем в Солнечной системе, которое генерируется в слое металлического водорода.

Сатурн

Магнитное поле Сатурна значительно слабее юпитерианского, но все же намного сильнее земного (магнитный момент примерно в 580 раз больше земного). Оно также генерируется в слое металлического водорода. Уникальной особенностью поля Сатурна является его высокая осевая симметрия: его магнитная ось почти идеально совпадает с осью вращения планеты (наклон менее 1 градуса). Это представляет собой загадку для теории планетарного динамо.

Ответ: Сатурн имеет сильное магнитное поле с уникальной особенностью — его магнитная ось практически совпадает с осью вращения.

Уран и Нептун

Магнитные поля ледяных гигантов, Урана и Нептуна, очень необычны. Они не являются дипольными в строгом смысле и имеют сложную мультипольную структуру. Их источники смещены от центров планет на значительное расстояние (на 0.3 радиуса у Урана и 0.55 у Нептуна), а их оси сильно наклонены к осям вращения (59° у Урана и 47° у Нептуна). Предполагается, что генерация их полей происходит не в ядре, а в тонкой конвектирующей мантии, состоящей из воды, аммиака и метана, которые под высоким давлением и температурой находятся в состоянии ионной жидкости, обладающей электропроводностью.

Ответ: Уран и Нептун обладают сложными, нецентральными и сильно наклоненными магнитными полями, которые генерируются в их ледяных мантиях.