備忘録(ダイナモ理論) - oyogulo-manuscript

塾で物理を習っていて, 磁場の範囲に入った。

以下授業の内容を思い出しながら書いてみる。(間違っている部分があっても多少は許してください)

先生が言うには, 地球が大きな磁石である。という考えは間違いである。

磁石を考えると, 絶対零度においてはすべての分子が静止するため両端のS・Nの部分の性質だけが残って, 内部のS・Nは打ち消し合って無くなる。

温度を上げていくと, 分子は振動をし始め, 振動によってブレが生じることで内部のS・Nの性質がほんの少しだけ残るようになる。

さらに温度を上げていくと分子の振動が大きくなり, 磁石としての性質が全くなくなり, 磁石が壊れる。

あらゆる磁石において加熱をしてある温度Tc(Curry Temperature)に達すると磁石ではなくなる。

(※Tcは物体によって決まっている。普通の磁石ならばだいたい500℃。キュリー(夫)の名前から来ている。)

これを地球で考えると, 地球内部は非常に高温である(中心は6000℃)。 Tcを超えているため地球内部では磁石としての性質がない。

よって地球が大きな磁石であるという考えは間違いである。

ではなぜ地球が磁場を持つのか→ダイナモ理論という考え

地球は自転している。

地球は地表, マントル, 核(鉄, 液体), 中心核(鉄やニッケル, 固体)で構成されている。

太陽や月の潮汐力によって波ができたり, 地表の砂が動いたりする。これは地球の自転を遅めようとしているもので, これにより地球の内側と外側の回転がずれる。

すると地球内部でこすれ合いが起こる。これによって地球が電気を持つようになる(下敷きをこすると静電気が発生するイメージ)。この+-が動くことで電流が発生する。このことから地球は大きな電磁石であると考えることができる。

電磁石では地球内部が高温でも性質が無くなることはない。

言い換えると, 小さい星は熱を放射して冷え切っている(たとえば月, 水星など)。

冷え切っているので熱の振動が起こらず, 回転しない。こすれ合いが起こらないので磁気を持たない。

また, 大きい星(たとえば太陽)は磁気が強い。

太陽では高温により, 気体分子が回転して電気をたくさん持つ。このことから電磁石の性質がものすごく強くなる。

太陽が作る磁場は, 太陽系の外側から来るような危ない放射線などを反射しており, 地球人が地球で暮らせるのは太陽の磁場のおかげである。

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以上, 授業内容を思い出しながら書いてみた。

すごい(小並感)。何を言ってるのかさっぱり分からなかったけど, 聞く分には楽しい。こういうのを聞いてると, 高専の物理の授業なんてのは退屈でつまらなく思えてしまうな...。

物理の担当教官はたしか宇宙物理学をやってたし, いろいろと聞いてみると面白そう。今度研究室凸ってみるか。