Номер 6, страница 98 - гдз по физике 9 класс учебник Хижнякова, Синявина

Глава 3. Магнитное поле. Параграф 16. Магнитное поле Земли. Вопросы - номер 6, страница 98.

Условие.

6. Как зависит состояние магнитосферы от процессов, протекающих на Солнце?

Решение.

Состояние магнитосферы Земли находится в прямой и сильной зависимости от процессов, происходящих на Солнце. Эта зависимость обусловлена непрерывным взаимодействием магнитного поля нашей планеты с потоком заряженных частиц, испускаемых Солнцем, — так называемым солнечным ветром.

1. Солнечный ветер и формирование магнитосферы.

Солнце постоянно испускает в окружающее пространство поток плазмы (протонов, электронов и других ионов), который называется солнечным ветром. Магнитное поле Земли препятствует проникновению этого потока к поверхности планеты, образуя вокруг нее защитную полость — магнитосферу. Со стороны, обращенной к Солнцу (дневной), магнитосфера сжимается под давлением солнечного ветра на расстояние около 10 радиусов Земли. С ночной стороны она вытягивается в длинный хвост, простирающийся на сотни земных радиусов.

2. Влияние солнечной активности.

Активность Солнца не является постоянной и характеризуется 11-летним циклом. В периоды высокой активности на Солнце происходят мощные взрывные процессы:

• Солнечные вспышки — гигантские выбросы энергии в виде электромагнитного излучения.

• Корональные выбросы массы (КВМ) — огромные облака плазмы и магнитного поля, выбрасываемые из короны Солнца в межпланетное пространство.

Когда усиленный поток солнечного ветра или облако плазмы от КВМ достигает Земли, он оказывает значительно более сильное давление на магнитосферу.

3. Геомагнитные бури.

Резкое усиление взаимодействия солнечного ветра с магнитосферой вызывает ее сильное возмущение, называемое геомагнитной бурей. Ключевую роль в этом процессе играет межпланетное магнитное поле (ММП), которое несет с собой солнечный ветер. Если южная компонента ММП ($B_z$) направлена противоположно магнитному полю Земли у дневной границы магнитосферы, происходит процесс магнитного пересоединения. В результате этого процесса силовые линии магнитного поля Земли "разрываются" и соединяются с линиями ММП, что открывает "ворота" для эффективного проникновения энергии и частиц солнечного ветра внутрь магнитосферы.

4. Последствия для Земли.

Возмущения магнитосферы имеют ряд видимых и технологических последствий:

• Полярные сияния (Авроры). Проникшие в магнитосферу частицы направляются вдоль силовых линий магнитного поля к полюсам, где сталкиваются с атомами и молекулами верхних слоев атмосферы, вызывая их свечение. Во время сильных бурь полярные сияния можно наблюдать на гораздо более низких широтах, чем обычно.

• Влияние на технологии. Геомагнитные бури могут вызывать сбои в работе энергосистем (индуцируя токи в линиях электропередач), нарушать работу спутников (из-за увеличения радиации и изменения плотности атмосферы), ухудшать радиосвязь и точность систем навигации (например, GPS).

Таким образом, магнитосфера Земли является динамичным щитом, состояние которого (размер, форма, уровень наполненности частицами) постоянно меняется в ответ на изменения солнечной активности. Спокойное Солнце означает спокойную магнитосферу, тогда как активные процессы на Солнце приводят к геомагнитным бурям и связанным с ними эффектам.

Ответ: Состояние магнитосферы Земли напрямую определяется процессами на Солнце. Солнечный ветер (поток заряженных частиц) формирует магнитосферу. Во время солнечных вспышек и корональных выбросов массы поток солнечного ветра усиливается, что вызывает возмущения магнитосферы — геомагнитные бури. Эти бури являются причиной полярных сияний и могут приводить к сбоям в работе энергосистем, спутников и систем связи на Земле.