课程总览

成绩组成

平时作业+期中考试+期末报告 不要求签到 不考公式

学习计划

1. 空间物理计划
2. 数据库系统及其应用

第一讲地球空间磁场

地球外部空间-太阳系状况

八大行星

类地行星是以硅酸盐石作为主要成分的行星；类木行星又称气态巨行星，是在木星之外的行星或巨行星，是不以岩石或其他固体为主要成分构成的大行星。

日地空间中的物质

1. 太阳辐射、宇宙射线
2. 等离子体（正负离子组成的离子化气体状物质，物质存在的第四态）
3. 太阳风 （太阳风是一种连续存在，来自太阳并以200-800km/s的速度运动的高速带电粒子流。）
4. 暗物质

日地空间环境

类地行星磁场

判断火星曾经有磁场，是因为存在磁石。

宇宙中磁场

太阳的磁场

月球的磁场

地球空间磁场现象

日常接触

指南针、堪舆风水、信鸽、海龟、狗、极光

极光（Aurora），是一种绚丽多彩的等离子体现象，其发生是由于太阳带电粒子流（太阳风）进入地球磁场，并与高层大气（热层）中的原子碰撞造成的发光现象。

人类探究地球磁场的历史

中国

沈括（北宋）
方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。
——《梦溪笔谈》

欧洲

磁偏角

1492年哥伦布航行大西洋的时候，第一次揭示了磁偏角随空间而变化的事实。
全球地磁偏角等值线图

地球磁场向西漂移假说、地磁偏角的快速变化

技术手段

1. 建立永久地磁观测台站
2. 发展地磁场测量技术
3. 发展地磁场数据分析和建模技术

近代地球磁场研究的基本结论

1. 地球磁场主要产生于地球内部
2. 地球磁场随空间、时间变化而变化，变化的特征和规律尚未能系统获取
3. 地球磁场的快速变化与地球外部空间现象存在关联

磁场的起源

电流产生磁场——电流产生的磁感应强度（毕奥萨伐定律）
磁铁矿产生的磁场——提出磁铁的本源是电流，组成磁铁的最小单元就是环形电流（安培分子环流假说）。

地磁起源理论

旋转磁效应、旋转电荷效应、霍尔效应、磁暴感应、亚磁效应、发电机效应……
1926年，英国地震学家杰弗瑞斯宣称：“根据地震横波不能在液体中传播的特性，可以推断，地表2900公里以下的地球外核呈流体状态”

地球发电机假说

地球磁场的研究现状

古地磁学

物质的磁性：

抗磁：电子成对，电子自旋磁矩和轨道磁矩抵消、原子磁矩为零。有外磁场时，进动磁矩与外场相反
顺磁：电子不成对，原子磁矩不为零，有外磁场时，磁矩与外场相同
铁磁：磁畴

物质的磁化

无磁场时，电子磁矩无规排列 加磁场后，外加磁场使电子磁矩转向，与外加磁场保持一致。

居里温度又称磁性转变点

地球磁场的年代

1. 岩石记录磁场过程（岩石定年还原不同时期磁场）
2. 地球磁场磁极的反转

地球磁场与地质的关系

磁异常与地质板块构造的关系：

1. 地幔对流
2. 海底扩张
3. 板块构造

现代地磁学

地球磁场变化

1. 地磁极移动
2. 地磁场的西向漂移
3. 地磁场强度的变化

地球磁场的起源

地球发电机

比较行星学

行星磁场研究

1. 火星剩余磁场
2. 水星磁场
3. 木星磁场

注：以上内容图片大部分来自澳科大区家明老师上课资料，以上内容，仅作为复习笔记使用，其中包含个人理解，欢迎指正。