شفق قطبی


شفق قطبی



باد خورشیدی
دمای ذرات باد خورشیدی در نزدیکی‌های زمین چیزی حدود 100000 کلوین است. به این ترتیب ظاهراً زمین در لفافی از ذرات بسیار گداخته، و بسیار رقیق پوشیده شده است.

ویژگی‌های باد خورشیدی
باد خورشیدی به طور پیوسته و با سرعت بین 200 تا 900 کیلومتر در ثانیه در فضای میان سیارات می‌وزد (رقم بین 400 تا 500 کیلومتر در ثانیه را می‌توان سرعت متوسط بادهای خورشیدی محسوب داشت) و ذراتی که به وسیله باد خورشیدی حمل می‌شوند حدود 4 تا 5 روز وقت لازم دارند تا به زمین برسند. باد خورشیدی شامل تعدادی الکترون و پروتون همراه با مقدار کمی یون‌های سنگین می‌باشند. مهم‌ترین ذرات باد خورشیدی در فاصله خورشید تا زمین را ذرات آلفا (هسته هلیوم) تشکیل می‌دهند که حدود 4 تا 5 درصد مجموع ذرات را به خود اختصاص داده‌اند. تراکم متوسط این ذرات چیزی حدود در متر مکعب است که این رقم با فاکتوری معادل بیش از صد در تغییر است. (به طور مثال تراکم ذرات مزبور در سطح دریای زمین برابردر مترکعب می‌باشد.)
مای ذرات باد خورشیدی در نزدیکی‌های زمین چیزی حدود 100000 کلوین است. با این ترتیب ظاهراً زمین در لفافی از ذرات بسیار گداخته، و بسیار رقیق پوشیده شدهاست. این وضعیت نشان می‌دهد که خورشید از جرم خود حدود 1000 میلیون کیلوگرم در ثانیه می‌کاهد و آن را به پدیده‌ای به نام باد خورشیدی مبدل می‌سازد. با این روند مدتی معادلسال وقت لازم است تا تمام جرم خورشید بر باد رود! جالب این جاست که این مدت تقریباً 10000 بار طولانی‌تر از مدت زمان آغاز پیدایش و فعالیت خورشید تا زمان حاضر است.
ذراتی از تاج خورشیدی جدا گردیده و از هر سو در فضای بین سیارات به حرکت در می‌آیند و پدیده‌ای را به نام «باد خورشیدی» به وجود می‌آورند.

شفق‌های قطبی
شفق‌های قطبی یکی از طبیعی‌ترین و زیباترین پدیده‌های جو زمین است. پدیده مزبور عبارت از ذرات بارداری هستند که از خورشید به سوی لایه‌های زیرین جو زمین سرازیر می‌شوند و روشنی‌هایی را که کلاً شفق‌های قطبی نام دارند پدید می‌آورند.
شفق قطبی یا نورهای قطبی، به بهترین صورت از حدود عرض جغرافیایی دایره‌ی اقیانوس منجمد شمالی (یا منجمد جنوبی) دیده می‌شود. نورهای قطبی درست همانند تابش‌های رنگی در آسمان هستند. نورهای قطبی در اثر الکترون‌هایی که در طول خطوط نیروی میدان مغناطیسی زمین حلقه می‌زنند، به وجود می‌آیند. این حلقه‌های الکترونی وارد جو زمین می‌شوند و باعث می‌گردند که گازهای رقیقی که در ارتفاعات بالای جو برنامه دارند، همانند نور لامپ فلورسنت بدرخشند.
این الکترو‌ن‌ها عمدتاً از خورشید می‌رسند و تعداد آنها بستگی به فعالیت خود خورشید دارد. وقتی که سطح خورشید خیلی فعال باشد، ما نورهای قطبی بیشتری را مشاهده می‌کنیم تا زمانی که خورشید آرام‌تر است.
نور قطبی می‌تواند شکل‌های مختلفی داشته باشد. بعضی وقت‌ها شبیه به پرده‌ی آویزان، یا نورهای متحرک و یا پرتوهای نور است. رنگ آن نیز تغییر می‌کند ولی بیشتر مواقع دارای سایه‌ی سبز یا صورتی است.
شفق‌ها مانند پرده‌هایی عظیم به طول صدها کیلومتر از نورهای رنگی هستند
در موارد نادر شفق قطبی ممکن است سراسر آسمان مرئی، از افق تا سمت الراس را بپوشاند.
شکل شفق قطبی سخت متاثر از میدان مغناطیسی زمین است، امتداد حرکت ذرات خورشیدی را، در چندین هراز کیلومتر آخر، میدان مغناطیسی زمین هدایت می‌کند.




دوره تناوب ظهور شفق‌های قطبی
مشاهدات چندین ساله آشکار ساخته‌اند که دوره‌های مشاهده شفق‌های قطبی به طور مرتب در 5/11 سال تکرار می‌شوند. در طول این مدت، شماره شفق‌های قطبی نخست ، سال به سال کاهش می‌یابد و سپس شروع می‌کند به زیاد شدن تا مقدار آن در 5/11 سال از نو به ماکزیمم می‌رسد.

یک پرسش و یک پاسخ
چرا شفق‌های قطبی در عرض‌های بالا، یعنی در نواحی نزدیک به قطب‌ها مشاهده می‌شوند؟ در صورتی که می‌دانیم پرتوهای خورشید تمام سطح زمین را روشن می‌کنند. پاسخ این پرسش را استرمر (Stermer) ، دانشمند نروژی پیدا کرد. ذرات باردار گسیل شده از خورشید به جو زمین می‌رسند و به درون میدان مغناطیسی آن نفوذ می‌کنند. در آنجا نیروی میدان مغناطیسی زمین بر آنها اثر می‌کند و آنها را از مسیر اولیه خود منحرف می‌سازد.
استرمر محاسبات ریاضی پیچیده‌ای انجام داد و مسیر این الکترون‌ها را در میدان مغناطیسی زمین حساب کرد. او نشان داد که ذرات باردار منحرف شده توسط میدان مغناطیسی زمین، به یقین فقط به نواحی قطبی کره زمین وارد می‌شوند.

شفق‌های قطبی تصاویر آیینه‌ای نیستند
در کتاب‌های عمومی نجومی چنین آمده است که شفق‌های قطبی در اطراف هر دو قطب مغناطیسی زمین، تصاویر قرینه آیینه‌ای ایجاد می‌کننند. اما به نظر می‌رسد که چنین نیست. گروهی ، با استفاده از فضاپیمای Polar and Image متعلق به ناسا برای نخستین بار، بیضی‌های شفق قطبی را در آسمان نیمکره شمالی و جنوبی همزمان تحت نظر گرفتند. این دو حلقه نور، بسیار مشابه بودند اما دوام یکسانی نداشتند. این گروه، این تفاوت را از یک طرف ناشی از انحراف محور مغناطیسی زمین نسبت به جهت باد خورشیدی و از طرف دیگر ناشی از برآمدگی‌ها و فرورفتگی‌های میدان مغناطیسی زمین دانسته‌‌اند.

شفق‌های قطبی در دیگر سیارات
فضاپیماهای ویجر وجود شفق‌های مشابهی را در عرض‌های 78 تا 80 درجه‌ی شمالی و جنوبی جو مشتری و کیوان نشان می‌دهند.
اندازه تابناکی شفق‌های قطبی را بر حسب واحدی به نام ری لی (Rayleigh) اندازه می‌گیرند. هر «ری لی» برابر است با صد هزار فوتون بر سانتی‌متر مربع در ثانیه. معمولاً شفق‌هایی با تابناکی هزار «ری لی» مرئی بوده و پدیده‌ای همیشگی در شب‌های آسمان نواحی قطبی به شمار می‌آید.
بررسی‌ها نشان داده که شفق‌های جو مشتری نیرومندتر از شفق‌های زمینی هستند و درخشش آنها به 60 هزار ری لی می‌رسد. و هم چنین درخشندگی شفق‌های کیوان به 2000 تا 5000 بالغ می‌گردد.


طیف رنگ‌های موجود در شفق‌های قطبی
نیتروژن حجم عمده‌ای از گازهای موجود در جو زمین می‌باشد. اکسیژن، هیدروژن و هلیوم نیز با درصدهای متفاوتی در جو زمین وجود دارند. علت تغییر رنگ «شفق‌های قطبی» بستگی به گازی دارد که ذرات باردار «باد خورشیدی» به آنها برخورد می‌کنند و آن‌ها را وادار به تابش فوتون می‌کنند. طبق قوانین فیزیکی برای بر انگیخته شدن یک الکترون در هسته اتم، نیاز به صرف انرژی می‌باشد. الکترون با گرفتن انرژی برانگیخته می‌شود و از مداری به مدار بالاتر می‌رود. در بازگشت از مدار بالاتر به مدار اولیه الکترون انرژی‌ای را که گرفته بود به صورت انرژی تابش بر می‌گرداند. که طول موج این نور برای هر اتم مقداری منحصر به فرد است، و یکی از راه‌های تشخیص اتم‌ها به دست آوردن طول موج‌های الکترون‌های آنها ست وقتی که برانگیخته می‌شوند. در «شفق‌های قطبی» نیز قضیه به همین شکل می‌باشد. ذرات باردار «باد خورشیدی»، عناصر موجود در جو زمین را برانگیخته می‌کنند و هر کدام از عناصر بنا به ماهیت خود طول موجی از خود تابش می‌کنند، که دارای رنگ‌های مختلفی است.

منبع: مدرسه اینترنتی تبیان



پیل های خورشیدی

1:



Mathematics for the Physical Sciences

2:









Fundamentals of Modern Physics - Robert Martin Eisberg

3:

مرسی از مطلبت.
اینم یه عکس با کیفیت بالا البته با اجازه ی غزل خانم.

کد:
برای مشاهده محتوا ، لطفا وارد شوید یا ثبت نام کنید


Evolution of Silicon Sensor Technology in Particle Physics

4:

عکسای زیبایی بودن
ممنون دوستان



منابع جهت يادگيري سريع فيزيك

5:

مقدمه

الکترونهای بارشی نه تنها موجب یونش می‌شوند، بلکه را در عین حال در عرضهای بالا، که از اون جا خطوط میدان مغناطیسی بر برگه پلاسما ترسیم می‌شود، برخوردهای لبین الکترونهای پر انرژی بارشی و یونهای اتمسفر خنثی در گستره طول موج مرئی به تولید تابش نیز می‌پردازند.


لغت نامه تصویری نجوم
این نور شفق قطبی نام گرفته هست و می‌تواند با چشم غیر مسلح از زمین رؤیت شود.


The Physics of Granular Media - Haye Hinrichsen, Dietrich E. Wolf
شفق قطبی شدید از "آهنگ گسیل" چند میلیون رایله برخوردار هست.


Wave Physics : Oscillations - Solitons - Chaos
این شفق قطبی ، در عرضهای حدود ْ70 دور تا دور کره زمین در دوره کمربندی به نام "بیضی شفق" قابل رؤیت هست


با این همه باید فرمود که ، شفق مذکور نه نوعی بر افروزش تلولو پیوسته در داخل این کمربند ، بلکه عبارت از ساختارهای مشخصی یا شکلهای شفقی سامان یافته‌اند.

در اغلب موارد وضعیت شفق قطب ، از عکس گرفته شده تحت ْ180 از همه آسمان ، ظاهر می‌شود، یعنی به صورت جفت ساختارهای نوار گونه نازک نورانی، که در راستای از شرق به غرب و به نام کمانهای شفقی کشیده شده هست.







گسیهای شفقی

گسیلهای شفقی ، نتیجه فرآیندهایی هست که طی اونها ، اتمها یا مولکولهای خنثی ، در اثر برخوردهایشان با الکترونهای بارشی برانگیخته می‌شوند، و با گسیل فوتونها ، به حالت زمینه خود بر می‌گردند.

برانگیختگیها ، در اغلب موارد ، با یونش همراهند.

رنگ سبزی که معمولا مشاهده می‌شود، ناشی از "خط سبز شفقی" اکسیژن اتم درطول موج nm 7.577 هست، که نوعا در ارتفاعات بین 100 و 200 کیلومتری دیده می‌شود.

در ارتفاعات بالاتر ، می‌توان "خط سرخ شفقی" اکسیژن اتمی در طول موج nm 0.630 مشاهده کرد.

هر دوی این خطها ، نمایشگر خطوط به اصطلاح ممنوعه هستند.

حالتهای انرژی برانگیخته که طول عمرهای نسبتا درازی دارند (شبه پایدار) و تحت فشار جوی عادی (هنجار) اتم برانگیخته انرژی خود را به جای گسیل نور ، از طریق برخوردها با ذرات دیگر از دست می‌دهد.


ازت مولکولی ، در طول موجهای 4.391 ، 0.427 و 0.470 نانومتر تعدادی خط بنفش یا آبی ضعیفتری را تولید می‌کند.

در گستره فرابنفش می‌توان خطوط گسیلی ازت مولکولی (در حوالی nm 150) و یک خط اکسیژن اتمی در nm 4.130 را بدست آورد.

در شفقها ، همچنین خطوط گسیلی فرو سرخ ، مثلا خطوط اکسیژن مولکولی در 1270 و 1580 نانومتر نیز بوجود می‌آیند.







نتیجه گیری

به هستثنای مورد یونسفر قسمت یونیده که در اون ، برخوردها با ذرات خنثی نقش مهمی را بازی می‌کند، اغلب پلاسماهای ژئوفیزیکی ، از نوع کاملا یونیده و بدون برخوردند، به این معنی که در اونها فرکانس برخورد کولنی خیلی کمتر از فرکانس پلاسماست.

لیکن ، در این پلاسماها ، برهمکنشهای جمعی ، که در اونها میدانهای خود ساز ذرات ، نقش لازم و ملزومی در پراکندگی الکترونها به عهده می‌گیرند، می‌توانند به "برخوردهای ناهنجار" بیانجامند.

این پلاسما ممکن هست، با جایگزین کردن فرکانس برخوردی ، با یک "فرکانس برخورد ناهنجار" ، که مقدارش می‌باید بر پايه برهمکنش ذرات با افت و خیزهای میدان الکتریکی محاسبه شود، دوباره به صورت پلاسما برخوردی در آید.


مثال خوبی برای این برخوردهای ناهنجار ، عبارت از پراکندگی زاویه حمله الکترونی هست.

برخوردهای ناهنجار ، همچنین می‌توانند رسانایی نزدیک بی نهایت پلاسمای هنجار را کاهش داده و بدین ترتیب اونرا به "مقاومت ناهنجار" سوق دهند، که به نوبه خود می‌تواند یک اثر بحرانی بر روی و هم بستگی بین پلاسما و میدانها ، در نواحی مشخصی از اطراف زمین داشته باشد.

6:


7:

مطالب جالبی بود.

فقط یه سوال:

این تصاویر متحرک که تو تلویزیون از شفق می بینیم سریع شده هست یا همون تصاویر عادیه.

منظورم اینه که شما تو قطب خودتون می بینید که شفق ها حرکت می نمايند یا باید چند دقیقه تحمل کنید تا مثل ابر و ....

حرکت اونها رو متوجه بشی.


8:

فکر نکنم که سریع شده باشه ...

چون حرکت ذرات باردار در قطب های مغناطیسی سریع هست ...
موفق باشید

9:

با اجازه ی آقا محمد حسین
منم فکر نمی کنم که سریع شده باشن

10:

حرکت تند ذره های باردار رو منکرش منی شم ولی اینکه چرا حدود یکسانی دارند و در این حدود جابه جا می شن مسئله هست مگه اونا تو یه مسیر گرفتار نمی شن پس چه طوری به این شکل در می ان ؟
البته به نظر من هم این شفق ها به حالت طبیعی فیلم برداری می شن

11:


فقط یه سوال:

این تصاویر متحرک که تو تلویزیون از شفق می بینیم سریع شده هست یا همون تصاویر عادیه.

منظورم اینه که شما تو قطب خودتون می بینید که شفق ها حرکت می نمايند یا باید چند دقیقه تحمل کنید تا مثل ابر و ....

حرکت اونها رو متوجه بشی.


شاید جوابتونو اینجا پیدا کنین


با وجود اونکه تحقیقات بسیاری پیرامون الکترون های آزاد
و ویژگی های اونها در فضا انجام گرفته بود هنوز این پرسش وجود داشت
که چرا این ذرات به طور نامتعارفی خطرناکند


با وجود اونکه تحقیقات بسیاری پیرامون الکترون های آزاد و ویژگی های اونها در فضا انجام گرفته بود هنوز این پرسش وجود داشت که چرا این ذرات به طور نامتعارفی خطرناکند و در نزدیکی میدان مغناطیسی زمین رفتاری متفاوت از خود نشان می دهند، اما سرانجام تیم تحقیقاتی ساوقت فضایی اروپا موفق شد توجیهی برای این پدیده ارائه دهد.

این ذرات که با نام مخرب یا قاتل شناخته می شوند، در واقع الکترون های آزادی هستند که با سرعتی چندصدبرابر انواع زمینی خود حرکت می نمايند و فراوانی اونها در نزدیکی زمین قابل توجه هست.

از این رو این ذرات پايه ی ترین عامل خسارت به تجهیزات ماهواره یی ماورای جو و تغییر وقت راهپیمایی های فضایی به شمار می روند.

تاکنون نظریه های گوناگونی برای توجیه این پدیده مطرح می شد که یا با قسمتی از دانسته های ما متناقض بود یا با بررسی های دقیق تر با اشتباهاتی مواجه می شدند.

اخیراً یک گروه پژوهشی موفق شدند با شبیه سازی یکی از توفان های خورشیدی نظریه جدیدی در این باره ارائه دهند.

این گروه طی بررسی های خود با کمک «کارسیما» (سامانه رسیگی فوری به فعالیت های مغناطیسی کانادا) توانستند امواج فرابنفش لازم برای شکل گیری مجموعه یی از این الکترون های مخرب را بررسی نمايند.

«کارسیما» با بررسی این امواج در رده طیفی پی سی پنج و طی آغاز مدت دوره یی جدید از فعالیت بادهای خورشیدی در ۲۵ نوامبر۲۰۰۱ و تاثیر اون روی تجهیزات ماهواره یی موجود در مدار پرداخت.

طی این مدت مجموعه یی متشکل از چهار مدارگرد ساوقت فضایی اروپا در مرز میدان مغناطیسی زمین برنامه داشتند.


این مجموعه طی بررسی های خود موفق شدند حرکتی نوسانی شبیه اختلالات الکترومغناطیس را در رده طیفی یاد شده آشکار نمايند که منشأیی از درون میدان مغناطیسی زمین داشته اند.

در مدت وقت تحلیل این اطلاعات شدت بادهای خورشیدی هم به طور قابل ملاحظه یی افزایش یافت تا جایی که سرعت اونها به مرز ۷۵۰ کیلومتر در ساعت هم رسید. این افزایش هجوم یون های آزاد اختلالات مشاهده شده در لایه های درونی میدان مغناطیسی را به طور جدی تری تایید کرد.

بعدها با بررسی این اطلاعات معلوم شد که سرعت این ذرات رابطه مستقیمی با تراکم و جهت خطوط میدان دارند و بنابراین با افزایش سرعت بر شتاب این ذرات و در نتیجه اثر تخریبی اونها اضافه کرده می شود.
این نتایج همچنین سرعت بالای شفق های قطبی را که از حد انتظارات ما بالاتر هست، توجیه می کند.

12:

حقيقت شفق قطبي
شفق قطبي چيست و چگونه تشكيل مي شود؟

نيروهاي لورنتس كه موجب انحراف مسير الكترونها در ميدان هاي مغناطيسي مي شود در بسياري از پديده هاي طبيعي تجلي مي يابند و فقط با ياري گرفتن از اين نيروها توضيح اونها ممكن هست.

يكي از تماشايي ترين و با شكوهترين پديده ها از اين نوع شفق قطبي هست، كه مشخصه عرض هاي جغرافيايي بالا , نزديكي هاي شمال يا جنوب مدار قطبي هست.

پديده شفرمود آور و زيبايي كه در طول شب قطبي طولاني در آسمان ديده مي شود.



آسمان تابان مي شود و نقش هايي با رنگها و شكل هاي گوناگون ديده مي شود.

گاهي داراي شكل كمان يكنواخت ، ساكن يا تپنده هست و گاهي عبارت هست از شمار زيادي پرتو با طول موج هاي متفاوت ، كه مانند پرده ها و نوارها بازي مي كنند و پيچ و تاب مي خورند.

رنگ تاباني از سبز مايل به زرد به سرخ و بنفش مايل به خاكستري تغيير مي كند.

طبيعت و منشا شفق هاي قطبي وقت درازي به كلي پوشيده مانده بود.

تا اينكه به تازگي براي اين راز توضيح رضايت بخشي پيدا شد.



ارتفاع شفق هاي قطبي

قبل از همه , دانشمندان موفق شدند ارتفاعي را كه شفق هاي قطبي ظاهر مي شوند، تعيين كنند.

به اين منظور از يك تاباني از دو نقطه به فاصله چند ده كيلومتر از يكديگر عكس گرفتند.

به كمك چنين عكس هايي ثابت كردند كه شفق هاي قطبي در ارتفاع 80 تا 100 كيلومتري بالاي زمين (بيشتر اوقات در ارتفاع 100 كيلومتر) ظاهر مي شوند.

به اين ترتيب دريافتند كه شفق هاي قطبي تاباني گازهاي رقيق موجود در جو زمين هستند، كه تا اندازه اي به تاباني در لامپ هاي تخليه گاز شبيه مي باشند.



دوره تناوب ظهور شفق هاي قطبي

رابطه جالب بين شفق هاي قطبي و پديده هاي ديگر روشن هست.

شفق هاي قطبي با دوره هاي متفاوت مشاهده مي شوند.

اختلاف دوره هاي شفق قطبي بعضي اوقات به چندين سال مي رسد.

مشاهدات چندين ساله آشكار ساخته اند كه دوره هاي زيادي ماكزيمم شفق هاي قطبي به طور مرتب در 11.5 سال تكرار مي شوند .

در طول اين مدت ، شماره شفق هاي قطبي نخست سال به سال كاهش مي يابد و سپس شروع مي كند به زياد شدن تا مقدار اون در 11.5 سال از نو به ماكزيمم مي رسد.



ساير پديده هاي زيباي جايشان

مشاهده سطح خورشيد ، از خيلي پيش ، وجود لكه هاي تار و نامنظمي را رايشان قرص اون آشكار ساخته اند كه اغلب شكل و جايشان عوض مي شود، معلوم شده هست كه تعداد و مساحت كل اين لكه ها از سالي به سال ديگر ، نه به طور كاتوره اي بلكه با همان دوره 11.5 سال , تغيير مي كنند .

در اين فرايند , ماكزيمم لكه هاي خورشيدي ، يا فعاليت خورشيدي ماكزيمم ، هموقت با شفق قطبي ماكزيمم عارض مي شوند و نابودي اونها نيز با هم هماهنگ مي باشد.



تعداد توفان هاي مغناطيسي به ماكزيمم خود مي رسد.

در سالهاي اخير رابطه مشابهي بين فعاليت خورشيدي (تعداد لكه هاي خورشيدي) و واقعيات انتشار امواج راديايشاني در لايه هاي بالاي جو اثبات شده هست.

بنابراين مساله ، علاوه بر معناي نظري محض ، اهميت عملي نيز پيدا كرده هست.



فرضيه بيركلند در مورد لكه هاي خورشيدي

بيركلند (B.Birkeland ) دانشمند نروژي با مقايسه نتايج اخير اين فرضيه را مطرح كرد كه لكه هاي خورشيدي ناحيه هايي هستند كه اونها باريكه هاي ذرات باردار (الكترونها) به داخل فضاي اطراف گسيل مي شوند.

اين ذرات با رسيدن به لايه هاي بالاي جو زمين ، از طريق برخوردهاي الكترون در اين لايه ها ، مشابه تخليه گاز در لوله ، گازها را به تاباني وا مي دارند.

اين الكترون ها همينطور رايشان ميدان مغناطيسي زمين و واقعيات انفجار امواج راديايشاني مجاور زمين اثر مي گذارند.



يك پرسش و يك پاسخ

اگر نظريه بيركلند درست باشد، چرا شفق هاي قطبي در عرض هاي بالا ، يعني در نواحي نزديك به قطب ها مشاهده مي شوند؟ در صورتيكه مي دانيم پرتوهاي خورشيد تمام سطح زمين را روشن مي كنند.

جواب اين پرسش را هسترمر (Stermer) ، دانشمند نروژي ديگر پيدا كرد.

ذرات باردار گسيل شده از خورشيد به جو زمين مي رسند و به درون ميدان مغناطيسي اون نفوذ مي كنند.

در اونجا نيرايشان لورنتس بر اونها اثر مي كند.

و اونها را از مسير اوليه خود منحرف مي سازد.



هسترمر محاسبات رياضي پيچيده اي انجام داد و مسير اين الكترون ها را در ميدان مغناطيسي زمين حساب كرد.

او نشان داد كه ذرات باردار منحرف شده توسط ميدان مغناطيسي زمين ، به يقين فقط به نواحي قطبي كره زمين وارد مي شوند.



كاربرد ايشانژه نيرايشان لورنتس

اين نظريه كه در انحراف ذرات باردار در ميدان مغناطيسي زمين نيرايشان لورنتس را به حساب مي گيرد، با شمار زيادي از نتايج آزمايشگاهي به خوبي همخواني دارد و در حال حاضر پذيرش همگاني يافته هست.

هر چند به تازگي براي توضيح كمي تمامي اين ديدگاه دشواريهايي بروز كرده هست.




منبع : دانشنامه رشد

13:

فکر می کنم حرکات سریعتر از ابر باشه

14:

منظورت رو دقیقا متوجه نشدم ...

یعنی چی " چرا این شکلی می شن؟ " ؟؟
منظورت حرکت مارپیچی ذرات هست ؟ دقیق تر بگو .

فکر می کنم حرکات سریعتر از ابر باشه
خیلی سریعتر .


...

تا جایی که سرعت اونها به مرز ۷۵۰ کیلومتر در ساعت هم رسید....

همه موفق باشید .


15:

چه سرعتی.!!در مورد شکل شون که دوستمون فرمود هم فکر کنم منظورش این بوده که چرا همیشه یک شکل نیستند.ولی همونطور که شفق ها تحت تاثیر خطوط میدان مغناطیسی هستند و خطوط هم از خود میدان که به احتمالی از هسته گردان زمین ایجاد می شه تاثیر می گیرند باید خطوطی متحرک وجود داشته باشه.یا دلیلی دیگه.....؟؟؟

16:

مقدمه
در عرضهای بالای زمین ، آسمان شب ، بصورت درخشانی به شکل متحرک روشن می‌شود که شفق قطبی نامیده می‌شود.

اونها شفاف هستند و می‌توان ستاره‌ها را از داخل اونها مشاهده کرد.

اغلب نور اونها به قدری می‌درخشد که می‌توان نوشتجات را خواند و رنگ اونها همیشه سبز مایل به زرد نیست.

شفق قطبی شمالی و شفق قطبی جنوبی را می‌توان در هر شب روشن مشاهده کرد و شدت نور اونها متغیر بوده و تابع تعدادی پارامتر هست.

راه شیری توسط یک شفق قطبی روشن ، دیده نمی‌شود.



همچنین آشکار هست که شفق قطبی به هنگام روز بوجود می‌آید، بطوری که نور اون همواره در اتمسفر عرضهای بالا انتشار می‌یابد.

وجود شفق قطبی چندین قرن هست که مورد شناسایی برنامه گرفته هست.

در اوایل تصور می‌شد که شفق قطبی ناشی از بازتاب نور خورشید توسط یخهای فطبی هست.

نظریه دیگری عبارت از روشن شدن آسمان توسط خدایان بوده هست.

امروزه نظریه ذرات باردار شتاب‌دار مسئول این پدیده شناخته شده‌اند.



شفق قطبی چگونه تشکیل می‌شود؟
نیروهای لورنتس که موجب انحراف مسیر الکترونها در میدان های مغناطیسی می‌شود در بسیاری از پدیده‌های طبیعی تجلی می‌یابند و فقط با یاری گرفتن از این نیروها توضیح اونها ممکن هست.

یکی از تماشایی‌ترین و با شکوهترین پدیده‌ها از این نوع شفق قطبی هست، که مشخصه عرضهای جغرافیایی بالا , نزدیکیهای شمال یا جنوب مدار قطبی هست.

پدیده شفرمود آور و زیبایی که در طول شب قطبی طولانی در آسمان دیده می‌شود.

آسمان تابان می‌شود و نقشهایی با رنگها و شکلهای گوناگون دیده می‌شود.

گاهی دارای شکل کمان یکنواخت ، ساکن یا تپنده هست و گاهی عبارت هست از شمار زیادی پرتو با طول موجهای متفاوت ، که مانند پرده‌ها و نوارها بازی می‌نمايند و پیچ و تاب می‌خورند.

رنگ تابانی از سبز مایل به زرد به سرخ و بنفش مایل به خاکستری تغییر می‌کند.

طبیعت و منشأ شفقهای قطبی وقت درازی به کلی پوشیده مانده بود.

تا اینکه به تازگی برای این راز توضیح رضایت بخشی پیدا شد.



ارتفاع شفقهای قطبی
قبل از همه ، دانشمندان موفق شدند ارتفاعی را که شفقهای قطبی ظاهر می‌شوند، تعیین نمايند.

به این منظور از یک تابانی از دو نقطه به فاصله چند ده کیلومتر از یکدیگر عکس گرفتند.

به کمک چنین عکسهایی ثابت کردند که شفقهای قطبی در ارتفاع 80 تا 100 کیلومتری بالای زمین (بیشتر اوقات در ارتفاع 100 کیلومتر) ظاهر می‌شوند.

به این ترتیب دریافتند که شفقهای قطبی تابانی گازهای رقیق موجود در جو زمین هستند، که تا اندازه‌ای به تابانی در لامپ های تخلیه گاز شبیه می‌باشند.

دوره تناوب ظهور شفق های قطبی
رابطه جالب بین شفقهای قطبی و پدیده‌های دیگر روشن هست.

شفقهای قطبی با دوره‌های متفاوت مشاهده می‌شوند.

اختلاف دوره‌های شفق قطبی بعضی اوقات به چندین سال می‌رسد.

مشاهدات چندین ساله آشکار ساخته‌اند که دوره‌های زیادی ماکزیمم شفقهای قطبی بطور مرتب در 11.5 سال تکرار می‌شوند .

در طول این مدت ، شماره شفقهای قطبی نخست سال به سال کاهش می‌یابد و سپس شروع می‌کند به زیاد شدن تا مقدار اون در 11.5 سال از نو به ماکزیمم می‌رسد.

سایر پدیده‌های زیبای جوی
مشاهده سطح خورشید ، از خیلی پیش ، وجود لکه های تار و نامنظمی را روی قرص اون آشکار ساخته اند که اغلب شکل و جایشان عوض می شود، معلوم شده هست که تعداد و مساحت کل این لکه ها از سالی به سال دیگر ، نه به طور کاتوره ای بلکه با همان دوره 11.5 سال , تغییر می نمايند .

در این فرایند , ماکزیمم لکه های خورشیدی ، یا فعالیت خورشیدی ماکزیمم ، هموقت با شفق قطبی ماکزیمم عارض می شوند و نابودی اونها نیز با هم هماهنگ می باشد.

تعداد توفانهای مغناطیسی به ماکزیمم خود می‌رسد.

در سالهای اخیر رابطه مشابهی بین فعالیت خورشیدی (تعداد لکه‌های خورشیدی) و شرایط انتشار امواج رادیویی در لایه‌های بالای جو اثبات شده هست.

بنابراین مسأله ، علاوه بر معنای نظری محض ، اهمیت عملی نیز پیدا کرده هست.

فرضیه بیرکلند در مورد لکه‌های خورشیدی
بیرکلند (B.

Birkeland) دانشمند نروژی با مقایسه نتایج اخیر این فرضیه را مطرح کرد که لکه‌های خورشیدی ناحیه‌هایی هستند که اونها باریکه‌های ذرات باردار (الکترونها) به داخل فضای اطراف گسیل می‌شوند.

این ذرات با رسیدن به لایه‌های بالای جو زمین ، از طریق برخوردهای الکترون در این لایه‌ها ، مشابه تخلیه گاز در لوله ، گازها را به تابانی وا می‌دارند.

این الکترونها همچنین روی میدان مغناطیسی زمین و شرایط انفجار امواج رادیویی مجاور زمین اثر می‌گذارند.

اگر نظریه بیرکلند درست باشد، چرا شفقهای قطبی در عرضهای بالا ، یعنی در نواحی نزدیک به قطبها مشاهده می‌شوند؟ در صورتی که می‌دانیم پرتوهای خورشید تمام سطح زمین را روشن می‌نمايند.

جواب این پرسش را هسترمر (Stermer) ، دانشمند نروژی دیگر پیدا کرد.

ذرات باردار گسیل شده از خورشید به جو زمین می‌رسند و به درون میدان مغناطیسی اون نفوذ می‌نمايند.

در اونجا نیروی لورنتس بر اونها اثر می‌کند و اونها را از مسیر اولیه خود منحرف می‌سازد.

هسترمر محاسبات ریاضی پیچیده‌ای انجام داد و مسیر این الکترونها را در میدان مغناطیسی زمین حساب کرد.

او نشان داد که ذرات باردار منحرف شده توسط میدان مغناطیسی زمین ، به یقین فقط به نواحی قطبی کره زمین وارد می‌شوند.

این نظریه که در انحراف ذرات باردار در میدان مغناطیسی زمین نیروی لورنتس را به حساب می‌آورند، با شمار زیادی از نتایج آزمایشگاهی به خوبی همخوانی دارد و در حال حاضر پذیرش همگانی یافته هست.

هر چند به تازگی برای توضیح کمی تمامی این دیدگاه دشواریهایی بروز کرده هست.




کد:
برای مشاهده محتوا ، لطفا وارد شوید یا ثبت نام کنید

17:

فیلمی از این شفق قطبی ندارید؟

18:


19:

سلام :
اول بیاییم ببینیم خورشید چطوری ؟
از چه چیز هایی تشکیل شده هست ؟
و...............






بعد درباره نور خورشیدی صحبت کنیم:

---------دانشمندان قرن نوزدهم ،خورشید[/URL] را سرچشمه جویباری از ذرات ابر گونه‌ای که در فضای بین سیارات[/URL] روان هست، می‌پنداشتند و بر این اعتقاد بودند که پدیده‌هائی چون فروغهای قطبی و توفانهای مغناطیسی(که اختلالاتی را در میدانمغناطیس زمین موجب می‌گردد.) از برخورد ابر گونه مزبور با [86"]جو زمین پدید می‌آیند.
این نظریه در سال 1900 بوسیله الیور لوچ انگلیسی چاپ و منتشر گردید و حدود سی سال بعد یعنی در سال 1932 جی.

بارتلز
خاطر نشان ساخت که ارتباطی میان توفانهای مغناطیسی و فعالیت مشعلهای خورشیدی موجود نیست و احتمالاً این پدیده را بایستی با دوره چرخش 27 روزه خورشید مربوط دانست.

به گمان بارتلز اختلالات مغناطیسی زمین بر اثر فعالیت مناطقی از خورشید که اونها را مناطق می‌نامید، ایجاد می‌گردد.






ایج حاصله از بررسی دنباله یا گیسوی ستارگان دنباله‌دار بر نظریه گسیلش ذرات خورشیدی نیرو بخشید و در سال 1958 ای.ان پارکر ثابت نمود که ذراتی از تاج خورشیدی جدا گردیده و از هر سو در فضای بین سیارات به حرکت در می‌آیند و پدیده‌ای را به نام باد خورشیدی بوجود می‌آورند.

به گمان پارکر ، دمای فوق العاده زیاد تاجهای خورشیدی ، فشارهای زیادی را موجب گردیده و به جریان برونسوی مواد خورشیدی می‌انجامد.


از اونجائی که هیچ مانع خارجی در سر راه مواد مزبور وجود ندارد.

لذا از سرعت جریان اونها کاسته می‌گردد و به سان گلوله‌ای که در سراشیب غلطان هست، همچنان به راه خود ادامه می‌دهند.

منشأ این پدیده همانا تاج خورشیدی هست که بسا در سرشت خود همواره در انبساط و پراکنش بوده و برای جایگزینی مواد از دست رفته از لایه‌های زیرین خویش تغذیه می‌کند.

اما اینکه مکانیسم تغذیه دقیقاً چگونه عمل می‌کند؟ هنوز به درستی روشن نیست.




نتایج بدست آمده از کاوشهای فضائی کشورهایی چون اتحاد جماهیر شوروی و آمریکا (بویژه مارینر2) مداومت باد خورشیدی را ثابت می‌سازد و با آغاز عصر فضا ، تحقیق در زمینه آشنایی با این مکانیسم با جدیت هر چه تمامتر دنبال می‌گردد و هر روز بر آگاهی با در مورد شناخت پدیده باد خورشیدی اضافه کرده می‌شود.



ویژگیهای باد خورشیدی

باد خورشیدی بطور پیوسته و با سرعت بین 200 تا 900 کیلومتر در ثانیه در فضای میان سیارات می‌وزد (رقم بین 400 تا 500 کیلومتر در ثانیه را می‌توان سرعت متوسط بادهای خورشید محسوب داشت) و ذراتی که بوسیله باد خورشیدی حمل می‌شوند حدود 4 تا 5 روز وقت لازم دارند تا به زمین برسند.

باد خورشیدی شامل تعدادی
]الکترون و "]پروتون همراه با مقدار کمی یون های سنگین می‌باشد.

مهمترین ذرات باد خورشیدی در فاصله خورشید تا زمین را ذرات آلفا(هسته هلیوم) تشکیل می‌دهند که حدود 4 تا 5 % مجموع ذرات را به خود اختصاص داده‌اند.

تراکم متوسط این ذرات چیزی حدود در متر مکعب هست که این رقم با فاکتوری معادل بیش از صد در تغییر هست.

(به طور مثال تراکم ذرات مزبور در سطح دریای زمین برابر در متر مکعب می باشد).


دمای پلاسمای باد خورشیدی که بر حسب پراکنش سرعت ذرات بیان می‌گردد.

در نزدیکیهای زمین حدود
"]کلوین هست.

با این ترتیب ظاهراً زمین در لفافی از پلاسمای بسیار گداخته و بسیار رقیق پوشیده شده، این وضعیت نشان می‌دهد که خورشید از جرم خود حدود کیلوگرم در ثانیه می‌کاهد و اون را به پدیده‌ای بنام باد خورشیدی تبديل می‌سازد.

با این روند مدتی معادل حدود سال وقت لازم هست تا تمام جرم خورشید بر باد رود.

جالب اینجاست که این مدت تقریباً 10 بار طولانی‌تر از مدت وقت آغاز پیدایش و فعالیت خورشید تا وقت حاضر هست.

20:

شفق قطبی در زحل:

سلام

امروز که در حال گردش در سایت هابل بودم ، يك عكس زيبا پيدا كردم


[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ]


همانطور كه مي بينيد در نزديكي دو قطب زحل يك شفق تابان ديده مي شود.نماي بزرگتر اين تصايشانر را با كليك بر رايشان عكس مشاهده كنيد.



70 out of 100 based on 70 user ratings 1270 reviews