Террелла - Terrella
Терреллу (лат «мало земли») представляет собой небольшой намагничен модель мяч , представляющий Землю , которая , как полагают, был изобретен английским врачом Уильямом Гилбертом , исследуя магнетизм , и дальнейшее развитие 300 лет спустя норвежский ученый и исследователь Kristian Биркеланд , исследуя полярное сияние .
Терреллы использовались до конца 20 века для моделирования магнитосферы Земли , но теперь их заменили компьютерные симуляции.
Террелла Уильяма Гилберта
Уильям Гилберт , то придворный врач в королевы Елизаветы I , посвятил большую часть своего времени, энергии и ресурсов для изучения этого магнетизма Земли . На протяжении веков было известно, что свободно подвешенная стрелка компаса указывает на север. Более ранние исследователи (включая Христофора Колумба ) обнаружили, что направление несколько отклоняется от истинного севера, а Роберт Норман показал, что сила, действующая на иглу, была не горизонтальной, а наклонной к Земле.
Уильям Гилберт объяснил, что Земля сама по себе является гигантским магнитом, и он продемонстрировал это, создав масштабную модель магнитной Земли, «терреллу», сферу, образованную из магнитного камня . Проведя небольшой компас над терреллой, Гилберт продемонстрировал, что горизонтальный компас будет указывать на магнитный полюс, в то время как стрелка погружения , уравновешенная на горизонтальной оси, перпендикулярной магнитной оси, показывала правильный «магнитный наклон» между магнитной силой и магнитным полюсом. горизонтальное направление. Позже Гилберт сообщил о своих открытиях в De Magnete, Magneticisque Corporibus, et de Magno Magnete Tellure , опубликованном в 1600 году.
Террелла Кристиана Биркеланда
Кристиан Биркеланд был норвежским физиком, который примерно в 1895 году пытался объяснить, почему огни полярного сияния появляются только в областях с центром на магнитных полюсах.
Он смоделировал эффект, направив катодные лучи (позже идентифицированные как электроны ) на терреллу в вакуумном резервуаре, и обнаружил, что они действительно производят свечение в областях вокруг полюсов терреллы. Из-за остаточного газа в камере свечение также очерчивало путь частиц. Ни он, ни его соратник Карл Стёрмер (который рассчитывал такие пути) не могли понять, почему фактическое полярное сияние избегает области непосредственно над полюсами. Биркеланд полагал, что электроны пришли от Солнца , поскольку большие полярные сияния были связаны с активностью солнечных пятен .
Биркеланд построил несколько террас. Один большой эксперимент с терреллой был реконструирован в Тромсё , Норвегия .
Другие терреллы
Немецкий барон Карл Райхенбах (1788–1869) также экспериментировал с терреллой. Он использовал электромагнит, помещенный в большую полую железную сферу, и это было исследовано в темной комнате при различной степени электризации.
Брунберг и Даттнер в Швеции около 1950 года использовали терреллу для моделирования траекторий движения частиц в поле Земли. Подгорный в Советском Союзе около 1972 года построил терреллы, на которые был направлен поток плазмы , имитирующий солнечный ветер. Хафиз-Ур Рахман из Калифорнийского университета в Риверсайде провел более реалистичные эксперименты примерно в 1990 году. Все такие эксперименты трудно интерпретировать, и они никогда не могут масштабировать все параметры, необходимые для правильного моделирования магнитосферы Земли, поэтому такие эксперименты сейчас полностью заменено компьютерным моделированием .
Недавно эксперименты с терреллой были доработаны группой физиков из Института планетологии и астрофизики в Гренобле, Франция, для создания «планетерреллы», в которой используются две намагниченные сферы, которыми можно манипулировать для воссоздания нескольких различных явлений полярных сияний.
Ноты
Рекомендации
- ^ a b Биркеланд, Кристиан (1908–1913). Норвежская экспедиция "Аврора Полярная" 1902-1903 гг . Нью-Йорк и Христиания (ныне Осло): H. Aschehoug & Co. распечатанный, полный текст онлайн
- ^ Терье Брундтланд. "Биркеленд Террелла" . Sphæra (7) . Проверено 24 мая 2012 года .
- ^ http://planeterrella.osug.fr/?lang=en