Магнитное поле, страница 147 - гдз по физике 8 класс учебник Кронгарт, Насохова

Земля окружена магнитным полем, которое защищает ее от космического излучения.

Каким образом магнитное поле защищает Землю?

Магнитное поле Земли, или магнитосфера, выполняет функцию гигантского невидимого щита, который защищает жизнь на планете от губительного космического излучения. Это излучение представляет собой в основном поток высокоэнергетических заряженных частиц (протонов, электронов), идущих от Солнца (так называемый солнечный ветер) и из дальнего космоса.

Механизм защиты основан на физическом явлении, описываемом силой Лоренца. Когда заряженная частица с зарядом $q$, движущаяся со скоростью $\vec{v}$, попадает в магнитное поле с индукцией $\vec{B}$, на нее действует сила Лоренца $\vec{F}_L$. Эта сила рассчитывается по формуле векторного произведения:

$\vec{F}_L = q(\vec{v} \times \vec{B})$

Ключевым свойством силы Лоренца является то, что она всегда направлена перпендикулярно как скорости движения частицы, так и линиям магнитного поля. Из-за этого сила не совершает работы и не изменяет энергию (и скорость) частицы, но она эффективно искривляет ее траекторию. В результате частицы не могут лететь прямолинейно и пробить магнитный щит, а начинают двигаться по спиральным траекториям, как бы "наматываясь" на силовые линии магнитного поля.

Силовые линии магнитного поля Земли выходят из одного магнитного полюса и входят в другой, формируя вокруг планеты замкнутую область — магнитосферу. Подавляющее большинство частиц солнечного ветра, достигая границ магнитосферы, отклоняются и обтекают Землю, не попадая в ее атмосферу.

Лишь небольшая часть частиц может проникнуть в магнитосферу и "захватиться" полем, формируя радиационные пояса Ван Аллена. Другие частицы могут быть направлены вдоль силовых линий в полярные области. Там, сталкиваясь с молекулами газов в верхних слоях атмосферы, они вызывают их ионизацию и свечение, которое мы наблюдаем как полярные сияния.

Ответ: Магнитное поле Земли защищает ее, отклоняя поток заряженных частиц космического излучения. На эти частицы действует сила Лоренца, которая заставляет их двигаться по спирали вдоль силовых линий поля и обтекать Землю, вместо того чтобы бомбардировать ее поверхность и атмосферу.