پایان نامه

 

  مقاله فیزیک الکتریسیته و مغناطیس در pdf دارای 29 صفحه می باشد و دارای تنظیمات و فهرست کامل در microsoft word می باشد و آماده پرینت یا چاپ است

فایل ورد مقاله فیزیک الکتریسیته و مغناطیس در pdf   کاملا فرمت بندی و تنظیم شده در استاندارد دانشگاه  و مراکز دولتی می باشد.

این پروژه توسط مرکز مرکز پروژه های دانشجویی آماده و تنظیم شده است

توجه : توضیحات زیر بخشی از متن اصلی می باشد که بدون قالب و فرمت بندی کپی شده است

 

بخشی از فهرست مطالب پروژه مقاله فیزیک الکتریسیته و مغناطیس در pdf

امواج الکترومغناطیس  
تعریف فیزیک امواج الکترو مغناطیسی  
یکاهای معروف  فیزیک امواج الکترو مغناطیسی  
طیف نمایی و فیزیک امواج الکترو مغناطیسی  
کاربرد‌های فیزیک امواج الکترومغناطیسی  
مغناطیس سلطان میدان ها  
بمبهای الکترومغناطیسی  
در جست و جوی القای الکترومغناطیسی  
الکتریسیته و مغناطیس  
سیر تحولی و رشد  
منشأ میدان مغناطیسی  
اثر مغناطیسی جریان الکترولیتی  
اثر مغناطیسی جریان و خواص الکتریکی رسانا  
فیزیک چیست ؟  
شصت سال فیزیک ایران  
ذرات بینهایت  
تاریخچه علم فیزیک  
نسبیت و کوانتوم  
نظریه کوانتومی  
الکترومغناطیس- سابقه تاریخی  
اپتیک  
تاریخ و شاخه های فیزیک  
تاریخ فیزیک  
شاخه های فیزیک  
فیزیک کلاسیک  
فیزیک جدید  
فیزیک و دیگر علوم  
منابع:  

بخشی از منابع و مراجع پروژه مقاله فیزیک الکتریسیته و مغناطیس در pdf

1 _ پرسش های ابوریحان و پاسخ های ابن سینا، تالیف اسفندیار معتمدی، انتشارات نغمه

2 _ علم در ایران، دکتر مهدی فرشاد، تهران، انتشارات امیرکبیر، جلد اول، صفحه

امواج الکترومغناطیس

    در مکانیک کلاسیک و ترمودینامیک تلاش ما بر این است که کوتاهترین وجمع و جورترین معادلات یا قوانین را که یک موضع را تا حد امکان به طور کامل تعریف می‌کنند معرفی کنیم. در مکانیک به قوانین حرکت نیوتن و قوانین وابسته به آنها ، مانند قانون گرانش نیوتن، و در ترمودینامیک به سه قانون اساسی ترمودینامیک رسیدیم. در مورد الکترومغناطیس ، معادلات ماکسول به عنوان مبنا تعریف می‌شود. به عبارت دیگر می‌توان گفت که معادلات ماکسول توصیف کاملی از الکترو‌مغناطیس به دست می‌دهد و علاوه برآن اپتیک را به صورت جزء مکمل الکترومغناطیس پایه گذاری می‌کند. به ویژه این معادلات به ما امکان خواهد داد تا ثابت کنیم که سرعت نور در فضای آزاد طبق رابطه (C=1/0 0) به کمیتهای صرفا الکتریکی و مغناطیسی مربوط می‌شود

    یکی از نتایج بسیار مهم معادلات ماکسول ، مفهوم طیف الکترومغناطیسی است که حاصل کشف تجربی موج رادیویی است. قسمت عمده فیزیک امواج الکترومغناطیسی را از چشمه‌های ماورای زمین دریافت می‌کنیم و در واقع همه آگاهیهای که درباره جهان داریم از این طریق به ما می‌رسد. بدیهی است که فیزیک امواج الکترو مغناطیسی خارج از زمین در گسترده نور مرئی از آغاز خلقت بشر مشاهده شده‌اند

تعریف فیزیک امواج الکترو مغناطیسی

فیزیک امواج الکترو مغناطیسی یک رده از فیزیک امواج است که دارای مشخصات زیر است

* امواج الکترو مغناطیسی دارای ماهیت و سرعت یکسان هستند و فقط از لحاظ فرکانس ، یا طول موج با هم تفاوت دارند

 * در طیف فیزیک امواج الکترو مغناطیس هیچ شکافی وجود ندارد. یعنی هر فرکانس دلخواه را می‌توانیم تولید کنیم

*  برای مقیاس‌های بسامد یا طول موج ، هیچ حد بالا یا پائین تعیین شده ای وجود ندارد

* از جمله منابع زمینی فیزیک امواج الکترومغناطیسی می‌توان به فیزیک امواج دستگاه رله تلفن ، چراغ‌های روشنایی و نظایر آن اشاره کرد

* این فیزیک امواج برای انتشار خود نیاز به محیط مادی ندارند

* قسمت عمده این فیزیک امواج دارای منبع فرازمینی هستند

* فیزیک امواج الکترومغناطیسی جزو امواج عرضی هستند

گسترده فیزیک امواج الکترو مغناطیسی

    فیزیک امواج الکترومغناطیسی از طولانی‌ترین موج رادیویی ، با طول موج‌های معادل چندین کیلومتر ، شروع شده پس از گذر از موج رادیویی متوسط و کوتاه تا نواحی کهموج ، فروسرخ و مرئی امتداد می‌یابد. بعد از ناحیه مرئی فرابنفش قرار دارد که خود منتهی به نواحی اشعه ایکس ، اشعه گاما و پرتوی کیهانی می‌شود. نموداری از این طیف که در آن نواحی قراردادی طیفی نشان داده می‌شوند در شکل آمده است که این تقسیم بندی‌ها جز برای ناحیه دقیقا تعریف شده مرئی لزوما اختیاری‌اند

 یکاهای معروف  فیزیک امواج الکترو مغناطیسی

* طول موج به تناسب مورد ، برحسب متر و همچنین میکرون یا میکرومتر m ، واحد آنگستروم A و واحد ایکس XU نشان داده می‌شود

* با به کار بردن متر به عنوان واحد طول ، طول موج‌های نوری بایستی بنا به تناسب برحسب ، nm سنجیده شوند، ولی هنوز آنگستروم یک واحد رسمی بوده و به عنوان متداول ترین واحد در طیف نمایی به کار برده می شود

 * واحد XU ابتدا به شکل مستقل طوری تعریف شده بود که رابطه آن با آنگستروم به صورت 1A=XU 1002.060 بود. این واحد اکنون دقیقا معادل ^10-10 یا m 10^-13 تعریف شده است

* علی رغم طبقه بندی عمومی تابش با طول موج ، کمیت مهم از نظر ساختار اتمی و مولکولی فرکانس <=c/_vacvac=c/v جایگزین شود. مولفین مختلف واحدهای مختلفی را برای عدد موجی مانند ، K و به کار می‌برند که همگی یکسان‌اند، در این بحث علامت انتخاب شده است، زیرا امکان اشتباه آن با خود و یا سایر ثابت ها کم است

* واحد عدد موجی یک بر سانتیمتر است که گاهی کایزر (K) نامیده می‌شود. واحد کوچکتر آن میلی کایزر        است که ( mk ) واحد مناسبی برای ساختار فوق ریز و کارهای مربوط به عرض خطی است. هر چند که       متخصصین طیف نمایی فرکانس رادیویی برای این قبیل کمیت‌ها واحد فرکانس یعنی MHz را به کار            می‌برند (MHz 29.979=mk 1 )

* انرژی موج را بر حسب واحد الکترون ولت ( ev ) بیان می‌کنند که انرژی‌های فوتونی خیلی بالا ( مربوط به طول موج‌های خیلی کوتاه ) یک الکترون ولت معادل 16×10^-19J است

طیف نمایی و فیزیک امواج الکترو مغناطیسی

* ناحیه مرئی یا نور مرئی ( 4000-7500 آنگستروم ) توسط نواحی فروسرخ از طرف طول موج‌های بلند ، فرابنفش از طرف طول موج‌های کوتاه ، محصور شده است. معمولا این نواحی به قسمت های فروسرخ و فرابنفش دور و    نزدیک ، با محدوده‌هایی به ترتیب در حدود 30 میکرومتر و 2000 آنگستروم تقسیم می‌شوند که نواحی مزبور دارای شفافیت نوری برای موادی شفاف از جمله منشورها و عدسی‌ها می‌باشند

*  تا این اواخر ناحیه مرئی متشکل از فروسرخ تا فرابنفش نور توسط گاف‌هایی از نواحی رادیویی و اشعه ایکس سوا می‌شدند که در آنها بر انگیزش و آشکارسازی تابش با طول موج‌های متناسب ممکن نبوده است. اختراع رادار در سال‌های جنگ ( 45- 1938 ) راه ورود به نواحی فیزیک امواج خیلی کوتاه رادیویی یا کهموج را باز کرد، در حالی که در همان زمان طیف شناسان فروسرخ دامنه فعالیت خود را تا به نواحی طول موج‌های بلندتر توسعه می‌دادند. این دو ناحیه هم اکنون ابعاد کوچکتر از میلیمتر روی هم می‌افتند

* گاف طول موج کوتاه ، به خاطر جالب بودنش برای متخصصین فیزیک پلاسما و اختر فیزیک به خوبی پر شده است. هم اکنون حدود طیف نمایی نوری به زیر 2 آنگستروم رسیده است در حالی که مرز پرتوهای ایکس نرم تا 50 آنگستروم می‌رسند. تشخیص بین پرتو نوری و پرتو ایکس ، در ناحیه پوشش فوق الذکر بر منشا خطوط طیفی مبتنی است

طیف نمایی نوری با گذار‌های الکترونهای خارجی یا ظرفیتی و طیف نمایی اشعه ایکس با گذارهای الکترون‌های داخلی مربوط می‌کند. طیف‌های نوری ، طول موج‌های خیلی کوتاه از الکترون‌های خارجی عناصری با درجه یونش بسیار بالا به وجود می‌آیند

کاربرد‌های فیزیک امواج الکترومغناطیسی

الف : کاربردهای فیزیک امواج الکترومغناطیسی در مخابرات

از این جمله می‌توان فیبر نوری ، دستگاه رله تلفن ، موجبرها ، ماهواره و; اشاره کرد

 ب : کاربرد‌های فیزیک امواج الکترو‌مغناطیسی در نظامی

مانند بمب الکترومغناطیسی ، انواع رادار ، ردیابهای موشک و;

ج : کاربردهای فیزیک امواج الکترو مغناطیسی در پزشکی

از قبیل عکسبرداری مغناطیسی ، رادیولوژی ، سونوگرافی با لیزر ، کاربرد اشعه ایکس و گاما در فیزیک پزشکی و;

 د: کاربردهای فیزیک امواج الکترومغناطیسی در صنعت

انواع برشکاری‌های لیزری ، قطار الکترو‌مغناطیسی و صندلی مغناطیسی و;

ه : کاربردهای فیزیک امواج الکترومغناطیسی در اخترشناسی

با مطاله طیف الکترومغناطیسی گسیل شده از جو می‌توان به ساختار اجرام آسمانی پی‌برد

مغناطیس سلطان میدان ها

     مغناطیس و الکتریسیته تاریخی طولانی و درازی دارند. الکتریسیته و مغناطیس ابتدا در قرن هشتم قبل از میلاد مورد توجه یونانیان باستان قرار گرفتند. مهمترین عاملی که موجب جذب و توجه مردم به الکتریسیته ومغناطیس شد، دو ماده طبیعی کهربا و کانی مگنتیت(سنگ مغناطیس) بود. کهربا، شیره برخی از درختانی است که چوب نرمی دارند؛ هنگامی که این شیره از درخت بیرون می آید، پس از مدتی سفت می شود. این جامد سفت که رنگی بین قهوه ای و زرد دارد، کهرباست. و اگر کهربا را به پارچه ای بمالیم، باردار شده و می تواند تکه های برگ یا کاغذ را جذب کند

سنگ مغناطیس، همان اکسید آهن است؛ که براده های آهن را جذب می کند. سنگ های مغناطیسی می توانند یکدیگر را جذب کنند. و علت این نامگذاری آنست که این سنگ در منطقه ای به نام “مگنزیا” یا “مغناطیس” برای نخستین بار کشف شد. که به ماهیت این سنگ، مغناطیس گفته می شود. اگر یک تکه از این سنگ ها را بر روی آب شناور کنیم، جهت آن در راستای شمال-جنوب قرار می گیرد. همین خاصیت سنگ مغناطیسی سبب شد که در قرون

گذشته دریانوردان از آن بعنوان جهت یاب استفاده کنند

دموکریتوس، که یکی از فلاسفه بزرگ باستان و بنیانگذار تئوری اتمی است، معتقد است که میان سنگ مغناطیسی جریانی از ذرات بسیار ریز به نام اتم وجود دارد. و در این جریان هنگامی که اتم به آهن یا سنگ مغناطیسی دیگر برخورد می کند، در برگشت به سوی سنگ مناطیس، سبب می شود که آهن را به دنبال خود بکشاند. ویلیام گیلبرت یکی از نخستین دانشمندانی است که در زمینه مغناطیس دست به آزمایش ها و بررسی های اساسی کرد. او مشاهده کرد که براده های آهن در اطراف سنگ مغناطیس در راستای منظمی قرار می گیرند. و همچنین سنگ مغناطیس در حالت آویزان یا حتی سوزن های آهنی در حالت شناور در راستای شمال-جنوب قرار می گیرند. او چنین پنداشت که علت این امر آنست که زمین یک سنگ مغناطیس بسیار بزرگیست که اینگونه عمل می کند. او برای اثبات نظریه خود، یک سنگ مغناطیس را به صورت یک کره بزرگ در آورد و سپس در اطراف و بر روی سطح این کره، سنگ های مغناطیسی کوچک و براده های آهنی قرار داد و مشاهده کرد که این براده ها در راستای شمال-جنوب قرار     می گیرند

    قبل از اینکه به بحث در مورد خطوط و میدان مغناطیسی آهنربا و زمین بپردازیم، لازم است که به قطب های مغناطیسی و خاصیت آن اشاره ای کنیم

    در آهنربا یا همان سنگ مغناطیسی، دو ناحیه وجود دارد که نسبت به سایر نقاط دیگر آهنربا، خاصیت جذب براده های آهن بیشتر و راستای این براده ها به سمت این نواحی است. که به این دو ناحیه، قطب های مغناطیسی می گویند. اگر آهنربا را شناور قرار دهیم، قطبی که به سمت شمال است را قطب شمال یا شمال یاب، و قطب مقابل آن را قطب جنوب یا جنوب یاب می گویند. پس هر ماده مغناطیسی از دو قطب شمال وجنوب تشکیل شده است. در مغناطیس مانند الکتریسیته، قطب های ناهمنام یکدیگر را جذب و قطب های همنام یکدیگر را دفع می کنند. پس در خاصیت مغناطیسی، نیروی دفع وجذب نیز وجود دارد. آزمایش ها نشان می دهد که اگر در اطراف یک آهنربا، قطب نما یا سنگ های مغناطیسی کوچک قرار دهیم، نیروی حاصله از مغناطیس بر قطب های آن ها اثر گذاشته، به طوری که قطب شمال قطب نما به سمت قطب جنوب آهنربا و بلعکس قرار می گیرد. و این نشان می دهد، که در نقاط اطراف آهنربا، نیرویی وجود دارد که بر قطب های قطب نما وارد می شود و آن را در راستای مشخصی قرار می دهد. که به مجموعه ای از این نیروها یا نقاط، میدان مغناطیسی می گویند. میدان مغناطیسی اطراف آهنربا را توسط خطوطی نشان می دهند که این خطوط قطب جنوب(s) را به قطب شمال(n) وصل می کند. و جهت این خطوط از شمال(n) به جنوب(s) است. خطوط میدان مغناطیسی ویژگی هایی دارند که عبارتند از

1 –  خطوط همانطور که قبلا گفته شد راستاو جهتشان از شمال به جنوب است

2 – خطوط یکدیگر را قطع نمی کنند

3 – تراکم خطوط در نزدیکی قطب ها بیشتر از نواحی دیگر است و این نشان دهنده آن است که نیروی مغناطیسی در این نواحی زیاد است

4-  برآیند نیروهای مماس بر خطوط میدان در یک نقطه برابر با نیروی مغناطیسی در آن نقطه است

اکنون به سراغ علت تاثیر نیروی مغناطیسی بر براده های آهن می رویم. می دانیم که الکترون در ساختار تمام اجسام وجود دارد که الکترون ها دارای دو قطب مغناطیسی می باشند. بنابراین می توان نتیجه گرفت که تمام اجسام از ذراتی

تشکیل شده اند که دارای دو قطب مغناطیسی هستند که به این ذرات، دو قطبی مغناطیسی می گویند و به موادی که دارای دوقطبی مغناطیسی هستند، مواد مغناطیسی می گویند. البته لزومی ندارد که بگوییم این دوقطبی ها همان الکترون ها هستند بلکه این دوقطبی ها ذرات بنیادی مغناطیس هستند همانطور که از الکترون بعنوان بار بنیادی در الکتریسیته یاد می کنیم. این دوقطبی های مغناطیسی مانند یک آهنربا عمل می کنند و در اطراف خود میدان مغناطیسی تولید می کنند. آهن نیز دارای این دوقطبی های مغناطیسی است اما در آهن دو قطبی های مغناطیسی به گونه ای رفتار می کنند، که خاصیت مغناطیسی یکدیگر را خنثی می کنند. و هنگامی که در یک میدان مغناطیسی قرار می گیرند، بر این دوقطبی ها نیروی مغناطیسی وارد می شود، به طوری که قطب شمال تمام این دوقطبی ها در جهت خطوط میدان قرار می گیرند. و آهن ساختار ساختمانی منظمی پیدا می کند و به یک آهنربا تبدیل می شود. که از آن می توان بعنوان یک قطب نما استفاده کرد. اگر این آهنربا را به دوقسمت تقسیم کنیم، این آهنربا باز هم خاصیت مغناطیسی خود را حفظ می کند، زیرا دوقطبی های مغناطیسی در یک جهت قرار دارند و این دو قطبی ها عامل ایجاد خاصیت مغناطیسی در آهنربا هستند

    سوالی که پیش می آید این است که آیا فقط آهن تحت تاثیر میدان مغناطیسی قرار می گیرد؟ برای پاسخ به این سوال برمی گردیم به مواد مغناطیسی که از دو قطبی های مغناطیسی تشکیل شده اند در مواد مغناطیسی، حرکت و رفتار دوقطبی ها به گونه ای است که اثر میدان مغناطیسی یکدیگر را خنثی می کنند. مواد مغناطیسی از نظر رفتار دوقطبی های مغناطیسی به سه دسته تقسیم می کنند

الف) مواد پارامغناطیس                                ب) مواد دیامغناطیس                             پ) مواد فرومغناطیس

الف) مواد پارامغناطیس: موادی هستند که حرکت و جنبش دوقطبی هایشان راحت و آسان تر است. هنگامی که این مواد را در میدان مغناطیسی قرار دهیم، بر دوقطبی های آن نیرو وارد شده و تعداد زیادی از آن ها در خطوط میدان به طوری که قطب های شمال در جهت خطوط قرار می گیرند. و این امر سبب می شود که این مواد به یک آهنربای قوی تبدیل شود. اما چون حرکت وجنبش این دو قطبی ها سریع است، با برداشتن این مواد از میدان مغناطیسی، این دوقطبی ها به سرعت از مسیر خطوط خارج و به حالت کاتوره ای قبلی برمی گردند و این مواد در خارج از خطوط میدان به سرعت خاصیت مغناطیسی خود را از دست می دهند. مانند آلومینیوم

ب) مواد دیامغناطیس : مواد دیامغناطیس موادی هستند که اگر در میدان مغناطیسی قرار بگیرند از آهنربا دفع می شوند. در این مواد برآیند گشتاور دو قطبی مغناطیسی صفر است و در واقع فاقد دوقطبی ذاتی هستند و هنگامی که در میدان مغناطیسی قرار می گیرند، گشتاور دو قطبی در آن ها القا می شود اما جهت این دوقطبی های القا شده بر خلاف جهت میدان مغناطیسی خارجی می باشد و این امر باعث می شود که ماده دیامغناطیس از میدان مغناطیسی دفع شود. البته این خاصیت در تمام مواد وجود دارد، و هنگامی این خاصیت در مواد ظاهر می شود که خاصیت پارامغناطیسی آن ها ضعیف باشد.مانند: بیسموت

پ) مواد فرومغناطیس : این مواد مانند مواد پارامغناطیس است اما با این تفاوت که در این مواد مجموعه ای از دوقطبی های مغناطیسی در یک جهت و راستا قرار دارند که این مجموعه ها در راستا و جهت های متفاوتی قرار دارند به طوری که اثر میدان یکدیگر را خنثی می کنند. که به این مجموعه از دوقطبی های مغناطیسی که در یک استا قرار

دارند، حوزه مغناطیسی می گویند. هنگامی که این مواد در میدان مغناطیسی قرار می گیرند، بر حوزه های مغناطیسی نیرو وارد می شود و آن ها را در جهت میدان قرار می دهند. خاصیت مغناطیسی این مواد به سرعت تغییر مسیر این حوزه ها و قرار گرفتن در جهت میدان بستگی دارد. که از این لحاظ مواد فرومغناطیس را به دو دسته تقسیم         می کنند

1- مواد فرومغناطیس نرم : در این مواد سرعت تغییر حوزه ها بسیار آسان و سریع است و به همین خاطر در میدان مغناطیسی این حوزه ها به سرعت در جهت خطوط میدان قرار می گیرند و خاصیت مغناطیسی بسیار قوی بدست می آورند. اما همینکه این مواد را از میدان دور کنیم، جهت این حوزه ها به سرعت تغییر و به حالت کاتوره ای قبلی بر می گردند. مانند آهن

2- مواد فرومغناطیسی سخت: در این مواد سرعت تغییر حوزه ها بسیار سخت و کُند است و همین که در میدان قرار می گیرند، این حوزه ها به کندی در جهت خطوط قرار می گیرند و خاصیت مغناطیسی آن ها نسبت به مواد فرومغناطیس نرم ضعیفتر است؛ اما همین که از میدان دور می شوند بر خلاف مواد فرومغناطیس نرم خاصیت مغناطیسی خود را حفظ می کنند.مانند آلیاژ های نیکل

    پس مواد پارامغناطیس و فرومغناطیس تحت تاثیر میدان مغناطیسی قرار می گیرند و به یک آهنربا تبدیل        می شوند

    در قرن هیجدهم هانس اورستد نشان داد که در اطراف سیم حامل جریان میدان مغناطیسی ایجاد می شود و بعد ها آمپر و مایکل فارادی در این زمینه دست به فعالیت های گسترده ای زدند. آن ها نشان دادند که در اطراف یک سیم حامل جریان، میدان مغناطیسی تولید می شود و حتی موفق شدند که روابط کمی آن را محاسبه کنند. بنابراین منبع تولید میدان مغناطیسی عبارتند از:سنگ مغناطیس یا همان آهنربای طبیعی و جریان الکتریکی. البته بعدها ماکسول نتیجه گرفت که بر اثر تغییر جریان الکتریکی، میدان مغناطیسی در فضا منتشر می شود و همچنین براثر تغییر میدان مغناطیسی، جریان الکتریکی در فضا تولید می شود که نتیجه این، امواج الکترومغناطیسی است

    و از طرفی تغییر میزان عبور میدان مغناطیسی از یک رسانا، باعث تولید جریان الکتریکی در همان رسانا می شود. پس منبع تولید میدان الکتریکی عبارتند از: اختلاف پتانسیل بین دو سر رسانا و تغییر شار(میزان عبور میدان) مغناطیسی است

    پس می توان اینگونه نتیجه گرفت که الکتریسیته و مغناطیس باهم در ارتباطند و به جر‌‌أت می توان گفت که یکی بدون دیگری معنی ندارد. چون وجود یکی باعث پیدایش دیگری می شود

    می دانیم که ذرات باردار تحت تاثیر میدان الکتریکی یا نیروی کولنی قرار می گیرند. اگر این ذرات وارد میدان مغناطیسی شوند تحت تاثیر نیروی دیگری که همان نیروی مغناطیسی است می شوند. آزمایش ها نشان می دهند که میزان انحراف ذره باردار به بزرگی میدان، اندازه بار، سرعت و زاویه حرکت ذره بستگی دارد. اگر این ذره در راستای خطوط میدان حرکت کند، هیچ نیرویی مغناطیسی بر آن وارد نمی شود. نیروی مغناطیسی بر راستای حرکت ذره عمود است و بر سرعت آن تاثیری نمی گذارد و فقط جهت بردار حرکت آن را تغییر می دهد. به همین دلیل اگر ذره باردار وارد میدان مغناطیسی شود حرکت مارپیچی یا دایره ای خواهد داشت. اگر ذره به طور عمود بر راستای خطوط

وارد میدان شود، چون اندازه سرعتش ثابت و نیروی وارده بر آن عمود بر جهت حرکت است، شتاب مرکز گرا خواهد گرفت و این امر موجب می شود که ذره در میدان یک مسیر دایره ای داشته باشد. البته ذره باردار بر اثر حرکتش مقداری از انرژی خود را به صورت امواج الکترومغناطیسی گسیل می کند و انرژی آن کاهش و سرعتش کم می شود و به همین خاطر شعاع حرکت دایره ای آن در طی مدت زمانی، کوچک و کوچکتر می شود. و اگر به صورت غیر عمود بر خطوط میدان وارد شود، حرکت مارپیچی خواهد داشت

    همین خاصیت ذرات باردار در میدان مغناطیسی سبب می شود که ما را از آسیب های ذرات باردار و پرانرژی کیهانی که به زمین برخورد می کنند، مصون نگاه دارد

    در اطراف کره زمین میدان مغناطیسی وجود دارد و طبق نظریه ای که گیلبرت پیشنهاد کرد، زمین یک آهنربای بزرگی است که قطب شمالش در قطب جنوب جغرافیایی و قطب جنوب مغناطیسی در قطب شمال جغرافیایی قرار دارد که میدان مغناطیسی در این دو قطب نسبت به سایر نواحی دیگر کره زمین قوی تر می باشند. ذرات باردار و پر انرژی کیهانی که به سوی زمین می آیند گرفتار میدان مغناطیسی زمین شده و حرکت مارپیچی به خود می گیرند که به این منطقه، کمربند “وان آلن” می گویند.این ذرات با حرکت مارپیچی خود به سمت دو قطب حرکت می کنند. این ذرات با نزدیک شدن به دو قطب بر اثر برخورد به لایه های بالایی جو قطب شمال و جنوب، مقدار زیادی از انرژی خود را ازدست می دهند که به صورت تابش آزاد و روشنایی را در دو قطب ایجاد می کنند که به این روشنایی، شفق های قطبی می گویند

کلمات کلیدی :