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拉莫爾進(jìn)動(dòng)，原子核的旋磁比是什么

來(lái)源：整理 時(shí)間：2023-08-20 03:52:18 編輯：智能門戶 手機(jī)版

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1，原子核的旋磁比是什么

在磁共振術(shù)語(yǔ)中，旋磁比定義為原子在磁場(chǎng)中進(jìn)行拉莫爾進(jìn)動(dòng)時(shí)的角頻率與磁感應(yīng)強(qiáng)度 (magnetic flux density)之比,符號(hào)用γ表示，單位為rad·s-1·T-1。 計(jì)算公式：γ=ω/B （ω：原子在磁場(chǎng)中進(jìn)行拉莫爾進(jìn)動(dòng)時(shí)的角頻率；B：磁感應(yīng)強(qiáng)度）

原子核的旋磁比是什么

2，拉莫爾進(jìn)動(dòng)往哪個(gè)方向

拉莫爾是圍繞外磁場(chǎng)方向進(jìn)動(dòng)。拉莫爾進(jìn)動(dòng)是指電子、原子核和原子的磁矩在外部磁場(chǎng)作用下的進(jìn)動(dòng)。在磁場(chǎng)作用下，原子核將受到一個(gè)垂直于μ與B形成平面的力矩T，在力矩T的作用下自旋角動(dòng)量P的方向會(huì)連續(xù)發(fā)生變化，原子核既自旋，又圍繞外磁場(chǎng)方向發(fā)生的進(jìn)動(dòng)。拉莫爾進(jìn)動(dòng)簡(jiǎn)介：這是1897年由約瑟夫·拉莫爾爵士(1857—1942年)首先推論的。應(yīng)用于磁通密度為B的磁場(chǎng)中，一電子繞原子核作軌道運(yùn)行，該進(jìn)動(dòng)頻率為eB/4πmvμ。拉莫爾進(jìn)動(dòng)也可以解釋抗磁性的成因，外加磁場(chǎng)情況下，電子的角動(dòng)量L將以外磁場(chǎng)B的方向?yàn)檩S回旋，而進(jìn)動(dòng)的回轉(zhuǎn)方向由角動(dòng)量的增量dL或磁力矩MB的方向決定。以上內(nèi)容參考 百度百科-拉莫爾進(jìn)動(dòng)

拉莫爾進(jìn)動(dòng)往哪個(gè)方向

3，計(jì)算氫核在2T磁場(chǎng)中拉莫爾旋進(jìn)的頻率

具有自旋與磁矩特性的磁性核處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場(chǎng)中時(shí)，若此原子核的磁矩μ與B的方向不同時(shí)，在磁場(chǎng)作用下，原子核將受到一個(gè)垂直于μ與B形成平面的力矩T，在力矩T的作用下自旋角動(dòng)量P的方向會(huì)連續(xù)發(fā)生變化，但大小保持不變，自旋核將發(fā)生像陀螺受重力作用是一樣的進(jìn)動(dòng)。原子核既自旋，又圍繞外磁場(chǎng)方向發(fā)生的進(jìn)動(dòng)也成為拉莫爾進(jìn)動(dòng)。
很簡(jiǎn)單 進(jìn)行生化反應(yīng)

計(jì)算氫核在2T磁場(chǎng)中拉莫爾旋進(jìn)的頻率

4，拉莫爾進(jìn)動(dòng)

證明拉莫爾進(jìn)動(dòng)頻率為 磁場(chǎng)產(chǎn)生的力矩為由牛頓第二定律的力矩形式 可得角動(dòng)量的變化垂直于角動(dòng)量，證明只是方向改變，大小不變。 拉莫爾進(jìn)動(dòng)頻率為 由圖像分析可知最終得到任何兩態(tài)系統(tǒng)都可以表示為 其中， 這種替換沒(méi)有丟掉任何信息。 可以看出，系統(tǒng)的狀態(tài)可以由Bloch球中的單位向量 表示。由該單位向量在z軸的投影容易反推出處于哪種狀態(tài)的概率。 ps：若推廣到混合系綜，總的密度算符為純態(tài)密度算符的系綜平均。系統(tǒng)哈密頓量為 由薛定諤方程 當(dāng)哈密頓量不含時(shí)，可得態(tài)的時(shí)間演化為 其中，時(shí)間演化算符為 因此，密度算符為 其中， ，在Bloch球中繞z軸旋轉(zhuǎn)的矩陣為 因此，從兩態(tài)系統(tǒng)來(lái)看，磁場(chǎng)對(duì)自旋的作用同樣是以拉莫爾頻率 繞著磁場(chǎng)方向進(jìn)動(dòng)。

5，相鄰原子磁等價(jià)的核的數(shù)目是什么

一般都是指相鄰的碳上H的數(shù)目。 例如，對(duì)乙醚而言， 甲基相鄰的原子磁等價(jià)的核數(shù)目是2， 而乙基CH2的相鄰原子磁等價(jià)的核數(shù)目是3。
在磁共振術(shù)語(yǔ)中，旋磁比定義為原子在磁場(chǎng)中進(jìn)行拉莫爾進(jìn)動(dòng)時(shí)的角頻率與磁感應(yīng)強(qiáng)度(magnetic flux density)之比,符號(hào)用γ表示，單位為rad·s-1·t-1。 計(jì)算公式：γ=ω/b（ω：原子在磁場(chǎng)中進(jìn)行拉莫爾進(jìn)動(dòng)時(shí)的角頻率；b：磁感應(yīng)強(qiáng)度）

6，質(zhì)子會(huì)產(chǎn)生拉莫爾進(jìn)動(dòng)嗎

在物理學(xué)中，拉莫爾進(jìn)動(dòng)（英語(yǔ)：Larmor precession，以約瑟夫·拉莫爾的名字命名）是指電子、原子核和原子的磁矩在外部磁場(chǎng)作用下的進(jìn)動(dòng)。外部磁場(chǎng)對(duì)磁矩施加了一個(gè)力矩：?其中?為力矩，?為角動(dòng)量，?為外部磁場(chǎng)，?為矢量積，?為旋磁比，它是磁矩與角動(dòng)量矢量的比值，角動(dòng)量?繞外磁場(chǎng)方向進(jìn)動(dòng)，其角頻率稱為拉莫爾頻率：?其中?為角頻率，B為磁感應(yīng)強(qiáng)度。Lev Landau and Evgeny Lifshitz在一篇1935年出版的著名論文中預(yù)言了由于拉莫爾進(jìn)動(dòng)導(dǎo)致的鐵磁共振的存在，這在1946年被J. H. E. Griffiths（英國(guó)）和E. K. Zavoiskij （蘇聯(lián)）各自獨(dú)立通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)。拉莫爾進(jìn)動(dòng)對(duì)于核磁共振至關(guān)重要。[1]約瑟夫·拉莫爾約瑟夫·拉莫爾（英語(yǔ)：Joseph Larmor，1857年7月11日－1942年5月19日），出生于愛(ài)爾蘭安特里姆郡利斯本，愛(ài)爾蘭物理學(xué)家和數(shù)學(xué)家，在電學(xué)、動(dòng)力學(xué)、熱力學(xué)以及電子理論方面都有貢獻(xiàn)。他最有影響力的著作是發(fā)表于1900年的理論物理書籍《以太和物質(zhì)》（Aether and Matter）。

7，應(yīng)用質(zhì)子磁力儀測(cè)定標(biāo)本磁性參數(shù)的梯度方式與總場(chǎng)方式有何異同 搜

質(zhì)子磁力儀(proton precession magnetomete)r,它利用靜態(tài)激發(fā)質(zhì)子在地磁場(chǎng)內(nèi)的拉莫爾進(jìn)動(dòng)效應(yīng)測(cè)量磁場(chǎng)。其工作原理是根據(jù)礦石中有用礦物質(zhì)具有磁性或有磁性礦物與之共生的特點(diǎn),進(jìn)行直接找礦,或根據(jù)礦體在成因或空間上與某些磁性地質(zhì)體構(gòu)造有關(guān)的特點(diǎn),進(jìn)行間接找礦。這些礦包括鐵礦、鉛鋅礦、銅礦等。在找礦工作中,用重慶奔騰質(zhì)子磁力儀進(jìn)行高精度磁測(cè)磁參數(shù)測(cè)定過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)利用質(zhì)子磁力儀測(cè)定巖(礦)石標(biāo)本磁參數(shù)時(shí),按過(guò)去介紹的方法測(cè)定、計(jì)算的磁化率、剩余磁化強(qiáng)度普遍比實(shí)際值偏大一到十幾倍。針對(duì)這一問(wèn)題,本文對(duì)該測(cè)定方法的計(jì)算公式、儀器測(cè)量原理等方面進(jìn)行了分析研究,初步分析產(chǎn)生偏差的原因可能是:該方法用磁感強(qiáng)度的垂直梯度代替磁感強(qiáng)度,兩者的物理實(shí)質(zhì)不同,可能導(dǎo)致誤差;質(zhì)子磁力儀探頭中極化磁場(chǎng)對(duì)待測(cè)標(biāo)本有磁化作用。進(jìn)而用質(zhì)子磁力儀與刃口式垂直磁秤對(duì)不同的幾種巖(礦)石標(biāo)本進(jìn)行了磁性測(cè)定,對(duì)測(cè)定的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比研究后,確定了產(chǎn)生...
任務(wù)占坑

8，圓電流的磁矩大小與什么有關(guān)

圓電流的磁矩大小與什么有關(guān)拉莫爾進(jìn)動(dòng)約瑟夫·拉莫爾爵士提出的物理學(xué)拉莫爾進(jìn)動(dòng)是指電子、原子核和原子的磁矩在外部磁場(chǎng)作用下的進(jìn)動(dòng)。這是1897年由約瑟夫·拉莫爾爵士(1857—1942年)首先推論的?；拘畔⒅形拿?拉莫爾進(jìn)動(dòng)外文名 Larmor precession提出者 約瑟夫·拉莫爾爵士學(xué)科 物理學(xué)應(yīng)用 抗磁性時(shí)間 1897提出時(shí)間 1897年收起基本介紹拉莫爾進(jìn)動(dòng)Larmor precession是指電子、原子核和原子的磁矩在外部磁場(chǎng)作用下的進(jìn)動(dòng)。這是1897年由約瑟夫·拉莫爾爵士(1857—1942年)首先推論的。應(yīng)用于磁通密度為B的磁場(chǎng)中，一電子繞原子核作軌道運(yùn)行，該進(jìn)動(dòng)頻率為，式中e和m分別為電子的電荷和質(zhì)量，μ為導(dǎo)磁率，v為電子的速度。該頻率被稱為拉莫爾頻率。具有自旋與磁矩特性的磁性核處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的均勻磁場(chǎng)中時(shí)，若此原子核的磁矩μ與B的方向不同時(shí)，在磁場(chǎng)作用下，原子核將受到一個(gè)垂直于μ與B形成平面的力矩T，在力矩T的作用下自旋角動(dòng)量P的方向會(huì)連續(xù)發(fā)生變化，但大小保持不變，自旋核將發(fā)生像陀螺受重力作用是一樣的進(jìn)動(dòng)。原子核即自旋，又圍繞外磁場(chǎng)方向發(fā)生的進(jìn)動(dòng)也成為拉莫爾進(jìn)動(dòng)。

9，磁共振是什么意思

原來(lái)叫核磁共振，就是在你身體上施加一個(gè)磁場(chǎng)，使你身體里的氫原子核都朝向磁場(chǎng)方向，然后撤掉這個(gè)磁場(chǎng)，捕捉這些原子核返回原來(lái)狀態(tài)所釋放出的能量，由此就知道你身體里的水份分布了，因?yàn)椴煌K器的水含量都不同，所以就能清晰的區(qū)分出不同臟器了，說(shuō)白了就是個(gè)水成像。
磁共振的序列比如 t1、t2、pdw等都是由tr、te時(shí)間來(lái)決定的，一般短tr、短te為t1wi；長(zhǎng)tr、長(zhǎng)te為t2wi。可查閱 教科書 《醫(yī)學(xué)影像技術(shù)學(xué)》
磁共振指的是自旋磁共振（spin magnetic resonance）現(xiàn)象。其意義上較廣，包含有核磁共振(nuclear magnetic resonance, NMR)、電子順磁共振（electron paramagnetic resonance, EPR）或稱電子自旋共振（electron spin resonance, ESR）。用于醫(yī)學(xué)檢查的主要是磁共振共像（Magnetic Resonance Imaging，MRI）?；驹怼　〈殴舱?（回旋共振除外）其經(jīng)典唯象描述是：原子、電子及核都具有角動(dòng) 磁共振量，其磁矩與相應(yīng)的角動(dòng)量之比稱為磁旋比γ。磁矩M 在磁場(chǎng)B中受到轉(zhuǎn)矩MBsinθ（θ為M與B間夾角）的作用。此轉(zhuǎn)矩使磁矩繞磁場(chǎng)作進(jìn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)動(dòng)的角頻率ω=γB,ωo稱為拉莫爾頻率。由于阻尼作用，這一進(jìn)動(dòng)運(yùn)動(dòng)會(huì)很快衰減掉，即M達(dá)到與B平行，進(jìn)動(dòng)就停止。但是，若在磁場(chǎng)B的垂直方向再加一高頻磁場(chǎng)b（ω）（角頻率為ω），則b（ω）作用產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩使M離開B,與阻尼的作用相反。如果高頻磁場(chǎng)的角頻率與磁矩進(jìn)動(dòng)的拉莫爾（角）頻率相等ω =ωo,則b（ω）的作用最強(qiáng)，磁矩M的進(jìn)動(dòng)角（M與B角的夾角）也最大。這一現(xiàn)象即為磁共振。話說(shuō)，我其實(shí)一直以為百度很全能來(lái)著……
共振就是激勵(lì)和物體固有頻率一致的時(shí)候能量交換最大， 磁共振就是物質(zhì)在磁場(chǎng)中 射頻激勵(lì)與物質(zhì)中的核發(fā)生能量交換 ，核偏離原來(lái)的位置，當(dāng)撤去激勵(lì)的時(shí)候核會(huì)恢復(fù)到原來(lái)的位置并釋放能量，通過(guò)接受能量來(lái)定位原子的位置進(jìn)而成像。

10，地磁場(chǎng)的發(fā)現(xiàn)

中國(guó)宋代科學(xué)家沈括（1034——1094）在公元1086年寫的《夢(mèng)溪筆談》中，最早記載了地磁偏角“方家（術(shù)士）以磁石磨針鋒，則能指南，然常微偏東，不全南也”。沈括是歷史上第一個(gè)從理論高度來(lái)研究磁偏現(xiàn)象的人。提出較系統(tǒng)的原始理論的是英國(guó)人吉爾伯特。他在1600年著的《磁體》一書中，把當(dāng)時(shí)許多有關(guān)磁體性質(zhì)的事實(shí)都記了下來(lái)，同時(shí)創(chuàng)造性地作了劃時(shí)代的實(shí)驗(yàn)：把一塊天然磁石磨制成一個(gè)大磁球，用小鐵絲制的小磁針裝在樞軸上，放到該磁球附近，在這磁球面上發(fā)現(xiàn)小磁針的各種行為與我們?cè)诘厍蛏峡吹街改厢樀男袨橥耆粯?。吉爾伯特用石筆把小磁針排列的指向標(biāo)出一條條線，畫成許多子午圈，與地球經(jīng)線相像，也有一條赤道，小磁針在赤道上則平行于球面。因此吉爾伯特提出了一個(gè)理論：認(rèn)為地球本身就是一塊巨大的磁石，磁子午線匯交于地球兩個(gè)相反的端點(diǎn)即磁極上。 地球存在磁場(chǎng)的原因還不為人所知，普遍認(rèn)為是由地核內(nèi)液態(tài)鐵的流動(dòng)引起的。最具代表性的假說(shuō)是“發(fā)電機(jī)理論”。1945年，美國(guó)物理學(xué)家埃爾薩塞根據(jù)磁流體發(fā)電機(jī)的原理，認(rèn)為當(dāng)液態(tài)的外地核在最初的微弱磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，像磁流體發(fā)電機(jī)一樣產(chǎn)生電流，電流的磁場(chǎng)又使原來(lái)的弱磁場(chǎng)增強(qiáng)，這樣外地核物質(zhì)與磁場(chǎng)相互作用，使原來(lái)的弱磁場(chǎng)不斷加強(qiáng)。由于摩擦生熱的消耗，磁場(chǎng)增加到一定程度就穩(wěn)定下來(lái)，形成了現(xiàn)在的地磁場(chǎng)。還有一種假說(shuō)認(rèn)為鐵磁質(zhì)在770℃（居里溫度）的高溫中磁性會(huì)完全消失。在地層深處的高溫狀態(tài)下，鐵會(huì)達(dá)到并超過(guò)自身的熔點(diǎn)呈現(xiàn)液態(tài)，決不會(huì)形成地球磁場(chǎng)。而應(yīng)用“磁現(xiàn)象的電本質(zhì)”來(lái)做解釋，認(rèn)為按照物理學(xué)研究的結(jié)果，高溫、高壓中的物質(zhì)，其原子的核外電子會(huì)被加速而向外逃逸。所以，地核在6000K的高溫和360萬(wàn)個(gè)大氣壓的環(huán)境中會(huì)有大量的電子逃逸出來(lái)，地幔間會(huì)形成負(fù)電層。按照麥克斯韋的電磁理論：電動(dòng)生磁，磁動(dòng)生電。所以，要形成地球南北極式的磁場(chǎng)，必然需要形成旋轉(zhuǎn)的電場(chǎng)，而地球自轉(zhuǎn)必然會(huì)造成地幔負(fù)電層旋轉(zhuǎn)，即旋轉(zhuǎn)的負(fù)電場(chǎng)，磁場(chǎng)由此而生。地磁場(chǎng)起源 origin of the main geomagnetic field。地球物理學(xué)的基本問(wèn)題之一。自1600年英國(guó)的吉伯（W.Gilbert）提出“地球是一個(gè)巨大的磁石”開始，有關(guān)地磁場(chǎng)起源的推測(cè)已有近400年的歷史，但至今仍未獲得圓滿解決。簡(jiǎn)史 地磁場(chǎng)的主要部分猶如一個(gè)近似沿自轉(zhuǎn)軸方向均勻磁化的球體的磁場(chǎng)。因此“永久磁石說(shuō)”就成為地磁場(chǎng)成因最早和最自然的猜測(cè)。當(dāng)?shù)厍蛭锢韺W(xué)家提出地核可能是由鐵、鎳等強(qiáng)磁性物質(zhì)組成的時(shí)候，這種猜測(cè)似乎得到了支持。然而地球內(nèi)部的溫度遠(yuǎn)超過(guò)鐵的居里點(diǎn)（見(jiàn)巖石磁性），所以這個(gè)假說(shuō)不能成立。繼而有人曾企圖借助于帶電地球的旋轉(zhuǎn)、回轉(zhuǎn)磁效應(yīng)、溫差電流以及感應(yīng)電流等物理效應(yīng)來(lái)解釋地磁場(chǎng)，但其量值都遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠大。例如根據(jù)回轉(zhuǎn)磁效應(yīng)，地球由于自轉(zhuǎn)獲得的磁化強(qiáng)度約為10-10電磁單位，比與地磁場(chǎng)相當(dāng)?shù)木鶆虼呕蝮w的磁化強(qiáng)度7.2×10-2約小 9個(gè)數(shù)量級(jí)。鑒于從已有的物理規(guī)律找不到答案，有人開始探索新的規(guī)律。1947年英國(guó)物理學(xué)家布萊克特（P.M.S.Blackett）發(fā)現(xiàn)，當(dāng)時(shí)測(cè)定的太陽(yáng)、室女星座78號(hào)星和地球 3個(gè)天體的磁矩M和角動(dòng)量P滿足關(guān)系，其中G為萬(wàn)有引力常數(shù),c為光速，β為比例常數(shù)，約為0.25。布萊克特把這個(gè)關(guān)系設(shè)想為物理學(xué)的一個(gè)新定律，作為地磁場(chǎng)起源的解釋，稱為“巨大轉(zhuǎn)體說(shuō)”。由于有 3個(gè)天體的支持，這個(gè)假說(shuō)曾一度引起廣泛的關(guān)注。為證實(shí)這一結(jié)果，布萊克特專門設(shè)計(jì)了一種測(cè)弱磁場(chǎng)的高靈敏度儀器，但實(shí)驗(yàn)結(jié)果是否定的，所以布萊克特本人聲明放棄他的假說(shuō)。 與上述各種推測(cè)同時(shí)出現(xiàn)的是“自激發(fā)電機(jī)說(shuō)”。1919年拉莫爾（J.Larmor）首先提出了旋轉(zhuǎn)的導(dǎo)電流體維持自激發(fā)電機(jī)的可能性，這是關(guān)于地磁場(chǎng)起源的自激發(fā)電機(jī)說(shuō)的最早概念。而較為系統(tǒng)的論述，則是40年代末和50年代初由埃爾薩塞 (W.M.Elsasser）、帕克(E.N.Parker）和布拉德(E.C.Bullard）等人完成的，稱為埃爾薩塞－帕克模型和布拉德過(guò)程。隨著大型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用，使更復(fù)雜的磁流體動(dòng)力學(xué)的計(jì)算成為現(xiàn)實(shí)。60年代后期發(fā)現(xiàn)，布拉德過(guò)程是不穩(wěn)定的。這使得曾被認(rèn)為極有希望的“自激發(fā)電機(jī)說(shuō)”陷入了危機(jī)。直到1970年，利利（F.E.M.Lilley）修正了布拉德過(guò)程的運(yùn)動(dòng)模式，才使得穩(wěn)定的“自激發(fā)電機(jī)說(shuō)”再度有了可能。60年代古地磁學(xué)的數(shù)據(jù)肯定了地磁場(chǎng)在漫長(zhǎng)的地質(zhì)時(shí)期經(jīng)歷了多次倒轉(zhuǎn)的事實(shí)，地磁場(chǎng)極性的正向與反向的歷史并沒(méi)有顯示出哪種極性更具有特殊性。這是除“自激發(fā)電機(jī)說(shuō)”以外，其他關(guān)于地磁成因的假說(shuō)所難以解釋的。地球具有磁場(chǎng)在天體中并不特殊，太陽(yáng)系九大行星中至少有木星、水星具有與地球磁場(chǎng)相類似的內(nèi)源磁場(chǎng)。太陽(yáng)和許多恒星也具有磁場(chǎng)。60～70年代帕克的研究說(shuō)明，地磁場(chǎng)起源的模式可能對(duì)其他天體也適用。據(jù)此，人們現(xiàn)在認(rèn)為“自激發(fā)電機(jī)說(shuō)”是解釋地磁成因的最有希望的理論。原理 地核內(nèi)磁流體動(dòng)力學(xué)的研究思路是導(dǎo)電流體和磁場(chǎng)的相互作用如何改變?cè)嫉拇艌?chǎng)和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，這是“自激發(fā)電機(jī)說(shuō)”的基礎(chǔ)。 在數(shù)學(xué)上也就是電磁場(chǎng)方程與流體運(yùn)動(dòng)方程的耦合。在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)電流體，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，將在隨流體運(yùn)動(dòng)的回路里產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。若導(dǎo)體是電導(dǎo)率為無(wú)窮大的理想導(dǎo)體，感應(yīng)電流將為無(wú)窮大，這顯然是不可能的。如果任意運(yùn)動(dòng)回路中的磁通量不變，磁力線必然隨流體一起運(yùn)動(dòng)，猶如磁力線與流體牢固地粘在一起。這個(gè)現(xiàn)象稱為磁場(chǎng)的“凍結(jié)”效應(yīng)，即磁場(chǎng)與流體完全凍結(jié)起來(lái)。這時(shí)磁場(chǎng)所滿足的方程稱為“凍結(jié)方程”。當(dāng)流體的電導(dǎo)率為有限時(shí)，除不斷有焦耳熱損耗外，磁場(chǎng)還將不斷由強(qiáng)的區(qū)域向弱的區(qū)域擴(kuò)散。因此在一般情況下，導(dǎo)電流體中的磁場(chǎng)既受凍結(jié)效應(yīng)的控制，又將不斷擴(kuò)散。這時(shí)滿足的方程稱為“擴(kuò)散凍結(jié)方程”。凍結(jié)和擴(kuò)散兩種效應(yīng)，除與電導(dǎo)率（λ）有關(guān)外，還與流體的速度（v）和尺度 (L）有關(guān)。在電磁流體力學(xué)中，定義無(wú)量綱常數(shù)為磁粘滯系數(shù)。RM>>1時(shí)，流體中凍結(jié)效應(yīng)將是主要的；RM<<1時(shí)，擴(kuò)散現(xiàn)象將占優(yōu)勢(shì)。由于磁場(chǎng)的存在，流體運(yùn)動(dòng)方程中除原有的作用力外，還將增加電磁力。運(yùn)動(dòng)和磁場(chǎng)方程相互耦合的媒介就是電磁力。導(dǎo)電流體在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，將產(chǎn)生感應(yīng)電流，從而改變?cè)写艌?chǎng)。如果運(yùn)動(dòng)適當(dāng)，有可能維持某種穩(wěn)定的磁場(chǎng)。這個(gè)過(guò)程如同通常的發(fā)電機(jī)，導(dǎo)電流體相當(dāng)于發(fā)電機(jī)的線圈，因此把維持磁場(chǎng)的這種假說(shuō)稱為“發(fā)電機(jī)說(shuō)”。當(dāng)然除這種簡(jiǎn)單的相似外，兩者的過(guò)程是完全不同的。在磁流體過(guò)程中，由于運(yùn)動(dòng)和磁場(chǎng)的耦合,電磁方程和流體運(yùn)動(dòng)方程都將成為非線性方程。至今求解這樣復(fù)雜的非線性方程組仍然是困難的。為此通常把運(yùn)動(dòng)和磁場(chǎng)的耦合作為微擾處理，分別求解運(yùn)動(dòng)方程和電磁方程。這時(shí)兩個(gè)方程仍為線性方程，相應(yīng)于方程的“發(fā)電機(jī)”則稱為“線性發(fā)電機(jī)”。 若地核中產(chǎn)生的地磁場(chǎng)被激發(fā)后自由衰減，其衰減壽命約為104年。但古地磁學(xué)中已經(jīng)測(cè)到的最老的磁性巖石年齡接近109年，這說(shuō)明地磁場(chǎng)的壽命遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出它的自由衰減壽命。為維持這樣長(zhǎng)壽命的地磁場(chǎng)，必須不斷提供能量以補(bǔ)償焦耳熱損耗。地核中的能量來(lái)源，以及提供的能量維持怎樣的運(yùn)動(dòng)才能獲得長(zhǎng)時(shí)間穩(wěn)定的地磁場(chǎng)，是發(fā)電機(jī)說(shuō)要回答的兩個(gè)基本問(wèn)題。地核的電導(dǎo)率是地球內(nèi)部電導(dǎo)率最高的，約為 3×10-6電磁單位。地磁非偶極場(chǎng)成分的西向漂移表明，非偶極場(chǎng)源有相對(duì)于地幔的運(yùn)動(dòng)，其速度量級(jí)為20公里每年。這要比被地質(zhì)現(xiàn)象所證實(shí)的固體地殼的運(yùn)動(dòng)高 5個(gè)量級(jí)，因此從焦耳熱損耗和運(yùn)動(dòng)量級(jí)考慮，液體地核是地磁發(fā)電機(jī)最有利的場(chǎng)所。發(fā)電機(jī)的能量圖像 根據(jù)液核中磁流體動(dòng)力學(xué)原理可知，發(fā)電機(jī)的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程是運(yùn)動(dòng)能與磁能的轉(zhuǎn)換，其轉(zhuǎn)換媒介是電磁力。運(yùn)動(dòng)反抗這種電磁力做功將對(duì)系統(tǒng)提供能量，其中一部分用來(lái)補(bǔ)償焦耳熱損耗，剩余的用來(lái)增加系統(tǒng)的磁場(chǎng)能量和向核外輸送電磁能從而改變核內(nèi)與核外的磁場(chǎng)。這一過(guò)程可以用方程 ：表示。方程式右端為電磁力，其中j 為電流密度； （對(duì)整個(gè)液核積分）代表運(yùn)動(dòng)（V）反抗電磁力做功；WH為液核中的總磁能；Jσ為液核中的焦耳熱損耗率；FE為單位時(shí)間內(nèi)通過(guò)液核表面向外輸送的電磁能。對(duì)于穩(wěn)定發(fā)電機(jī)，核內(nèi)和核外磁場(chǎng)不隨時(shí)間變化，方程變?yōu)椋篔σ=AH,即運(yùn)動(dòng)反抗電磁力做功所提供的能量全部用來(lái)補(bǔ)償焦耳熱損耗。運(yùn)動(dòng)能量提供的方式與作用力有關(guān)。產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)的力除電磁力外，主要是重力與流體靜壓力，液核內(nèi)力學(xué)能量的轉(zhuǎn)換方程為：，其中為液核總動(dòng)能的減少率；FP為流體靜壓力通過(guò)液核表面向核內(nèi)的能量輸送率，重力做功在核內(nèi)和表面上都將產(chǎn)生位能的釋放；FG是在液核表面上由于質(zhì)量交換所產(chǎn)生的位能釋放率，例如地幔物質(zhì)由于重力分異落入地核產(chǎn)生的能量交換即屬此類；Gτ是由于沿著介質(zhì)運(yùn)動(dòng)方向密度不均勻性產(chǎn)生的位能釋放，熱對(duì)流即屬此類。發(fā)電機(jī)過(guò)程中流體運(yùn)動(dòng)反抗電磁力做功，或者以系統(tǒng)的動(dòng)能減少為代價(jià)，或者由重力位能的釋放和表面流體靜壓力做功來(lái)提供，當(dāng)然也可以是幾種因素的綜合效果。當(dāng)系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)， FP+FG+Gτ=AH=Jσ，這時(shí)重力位能的釋放與流體靜力做功全部用來(lái)補(bǔ)償焦耳熱損耗。非穩(wěn)定狀態(tài)下的能量轉(zhuǎn)換方程則是：，由地核內(nèi)磁場(chǎng)的總能量（WH）和磁場(chǎng)的自由衰減時(shí)間，可以估計(jì)液核中焦耳熱損耗 (Jσ）約為1017爾格/秒。很顯然，這個(gè)量級(jí)應(yīng)是維持發(fā)電機(jī)所必需的最低限度的能量提供率。 早期埃爾薩塞和布拉德都假定，長(zhǎng)壽命放射性元素所維持的熱對(duì)流是發(fā)電機(jī)能量的提供者。由Gτ可以估計(jì)，要提供1017爾格/秒的能量，則地核中單位質(zhì)量的生熱率需高達(dá) 100爾格/（克·秒）。而由地面總熱流計(jì)算地殼中放射性元素的生熱率僅有10-3～10-1爾格/（克·秒），兩者相差幾個(gè)量級(jí)，顯然是不合理的。有人主張內(nèi)核是由液態(tài)核凝固而成，這個(gè)過(guò)程至今還在繼續(xù)，它所放出的潛熱將維持熱核的熱對(duì)流，這同樣會(huì)遇到量級(jí)上的困難。1968年馬爾庫(kù)斯（W.V.R.Malkus）由實(shí)驗(yàn)證實(shí)，在地球的進(jìn)動(dòng)過(guò)程中由于地幔與地核動(dòng)力扁度的差異（見(jiàn)地球自轉(zhuǎn)），兩者將有不同的進(jìn)動(dòng)角速度，前者快于后者。由于地球是一個(gè)扁球體，地幔將迫使地核有相同運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，這時(shí)地幔通過(guò)FP對(duì)地核提供能量，可以維持地磁發(fā)電機(jī)。近年也有人對(duì)此提出異議，認(rèn)為其量級(jí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。還有人主張若地球深部的化學(xué)分異和重力分異仍在進(jìn)行，則重力位能的釋放（Gτ，F(xiàn)G）將提供能量?？梢?jiàn)，地核中的各種可能的能量來(lái)源，無(wú)不涉及地球演化與地球內(nèi)部的物理狀態(tài)等地球物理基本問(wèn)題，在目前要得到滿意的解答是困難的。維持地磁場(chǎng)的物理模式不管地核內(nèi)的動(dòng)力來(lái)源如何，只要液核內(nèi)存在徑向運(yùn)動(dòng)，由于處于深層的物質(zhì)具有較小的角動(dòng)量，內(nèi)外層物質(zhì)交換的結(jié)果，角動(dòng)量守恒將使得外層轉(zhuǎn)動(dòng)角速度變慢而內(nèi)層變快。從與地球一起轉(zhuǎn)動(dòng)的坐標(biāo)系看，徑向運(yùn)動(dòng)受到科里奧利力的作用。這個(gè)力矩在自轉(zhuǎn)軸方向的分量是使內(nèi)層和外層轉(zhuǎn)動(dòng)速度發(fā)生變化的動(dòng)力。為考察沿徑向的角速度差異的磁流體力學(xué)效應(yīng)，將連續(xù)分布的角速度差異簡(jiǎn)化為具有不同角速度的A和B兩層，外層A角速度為ωA，內(nèi)層B角速度為ωB。設(shè)ωB>；ωA，這稱為剛體液核模型。設(shè)液核中有原始的微弱磁場(chǎng)?？紤]到星際磁場(chǎng)彌漫于整個(gè)星際空間，這種原始磁場(chǎng)的存在是有可能的。由于磁場(chǎng)的凍結(jié)效應(yīng)，磁力線將隨地核一起運(yùn)動(dòng)。如圖1所示，原始磁場(chǎng)的磁力線將由于A、B兩層的差速轉(zhuǎn)動(dòng)而被拉伸，形成沿繞緯圈方向的磁場(chǎng)。圖1a為相對(duì)運(yùn)動(dòng)從開始經(jīng)過(guò)半周[[Image:]]到一周[[Image: ]]時(shí)磁力線被拉伸的過(guò)程。自然，隨著磁力線的伸長(zhǎng)，磁力線反抗這種拉伸的張力也不斷增加。這種過(guò)程一再反復(fù)，直到磁力線張力所產(chǎn)生的恢復(fù)力矩與由于對(duì)流所產(chǎn)生的機(jī)械力矩（科里奧利力）相對(duì)平衡時(shí)，磁場(chǎng)成為如圖1b所示的形態(tài)，相對(duì)角速度也將維持一個(gè)穩(wěn)定的常數(shù)。液核內(nèi)形成如圖1b所示的磁場(chǎng)沒(méi)有徑向分量，磁力線完全位于同一個(gè)球面上，這種場(chǎng)稱為環(huán)型場(chǎng)。圖1b所示的環(huán)型場(chǎng)在南北半球方向相反。由上述兩個(gè)力矩的平衡可估計(jì)這種環(huán)型場(chǎng)的量級(jí)?？紤]到磁場(chǎng)的凍結(jié)效應(yīng)，傳統(tǒng)看法都認(rèn)為核內(nèi)將有很強(qiáng)的環(huán)型場(chǎng)，布拉德計(jì)算得到的環(huán)型場(chǎng)可高達(dá)500高斯。最近也有人對(duì)這種高強(qiáng)度的環(huán)型場(chǎng)的存在提出異議。由于環(huán)型場(chǎng)沒(méi)有徑向分量，不管它強(qiáng)度多大，對(duì)于我們感興趣的徑向分量很強(qiáng)的核外偶極場(chǎng)都不會(huì)有所貢獻(xiàn)。上述過(guò)程對(duì)外沒(méi)有電磁能的輸送。以上僅考慮了與徑向運(yùn)動(dòng)相應(yīng)的差速轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的磁效應(yīng)，而沒(méi)有考慮徑向運(yùn)動(dòng)本身的磁效應(yīng)。與差速轉(zhuǎn)動(dòng)相似，由于凍結(jié)效應(yīng)，徑向運(yùn)動(dòng)與環(huán)型場(chǎng)相互作用又將環(huán)型場(chǎng)拖起或拉彎，形成如圖2所示的磁力線環(huán)。上述科里奧利力V=2r×（V×w），除有沿地球轉(zhuǎn)軸方向的力矩外（使得液核角速度改變），還將有同轉(zhuǎn)軸方向垂直的分量，這個(gè)力矩將把磁力線環(huán)從緯度方向（圖1）扭轉(zhuǎn)到子午面內(nèi)。對(duì)向上、向下的運(yùn)動(dòng)，所受力矩方向相反；同樣在南半球與北半球，這個(gè)力矩方向也相反。因此盡管對(duì)應(yīng)于上、下運(yùn)動(dòng)的磁力線環(huán)方向相反，南北半球的線環(huán)方向也不同，但在這一力矩的作用下，子午面內(nèi)的磁環(huán)將是同序的逆時(shí)針?lè)较颍▓D3）。與環(huán)型場(chǎng)不同，被扭曲的磁場(chǎng)已經(jīng)有了與初始微弱磁場(chǎng)同向的分量，這樣的元過(guò)程遍布液核各處，統(tǒng)計(jì)結(jié)果，有可能加強(qiáng)原始微弱磁場(chǎng)。上述過(guò)程稱為埃爾薩塞－帕克模型。除這個(gè)模型外，還有著名的布拉德-格爾曼-利利過(guò)程，它與埃爾薩塞模型有相似的物理圖像。無(wú)論是埃爾薩塞或布拉德模型都可通過(guò)求解線性磁流體力學(xué)方程，從數(shù)學(xué)理論上證明穩(wěn)定發(fā)電機(jī)的存在。由此可知，即使是大大地簡(jiǎn)化了的物理圖像，也涉及到地核中很復(fù)雜的過(guò)程。一般發(fā)電機(jī)過(guò)程將涉及地核中更為復(fù)雜的湍流運(yùn)動(dòng)，因此有人稱它為“湍流發(fā)電機(jī)”。 屬于非穩(wěn)態(tài)發(fā)電機(jī)的內(nèi)容，至今還沒(méi)有如上述穩(wěn)態(tài)發(fā)電機(jī)那樣全過(guò)程的描述。若液核中的對(duì)流渦旋運(yùn)動(dòng)受到擾動(dòng)將有可能使磁場(chǎng)極性反轉(zhuǎn)。例如帕克曾證明，若液核中南北緯度25°之間的渦旋運(yùn)動(dòng)普遍消失，則地磁場(chǎng)將倒轉(zhuǎn)。也有人主張地磁場(chǎng)倒轉(zhuǎn)是非線性發(fā)電機(jī)過(guò)程的固有性質(zhì)，即磁場(chǎng)和運(yùn)動(dòng)相互耦合，到一定程度線性發(fā)電機(jī)不再維持，非線性作用將有可能使地磁場(chǎng)倒轉(zhuǎn)。無(wú)論穩(wěn)態(tài)和非穩(wěn)態(tài)發(fā)電機(jī)過(guò)程學(xué)說(shuō)，目前都很不完善。關(guān)于地磁場(chǎng)起源問(wèn)題仍處于研究階段
克爾．法拉第 (Michael Faraday) 在1791年生于離英國(guó)．倫敦不遠(yuǎn)的紐因格頓一個(gè)鐵匠的家中。 他有九個(gè)兄弟姊妹。由于家境貧窮，法拉弟幼年并沒(méi)有受到完整的初等教育。 十四歲那一年，法拉弟在一間書店學(xué)習(xí)書本訂裝技術(shù)。這份工作中給予了他很多閱讀的機(jī)會(huì)，他尤其喜歡讀物理學(xué)和化學(xué)方面的書。此外，他經(jīng)常去聽(tīng)各種科普題目的報(bào)告和演講。1812年，學(xué)徒期滿，年輕的法拉弟決定獻(xiàn)身于科學(xué)事業(yè)。他終于在皇家學(xué)院的化學(xué)家戴維身邊得到一份工作。他一面工作，一面學(xué)習(xí)。他的科學(xué)視野也漸漸地開闊了。 1815年，法拉弟陪同戴維教授自歐洲大陸旅行講學(xué)歸來(lái)后，除了協(xié)助戴維進(jìn)行化學(xué)試驗(yàn)之外， 自己開始獨(dú)立從事一些小實(shí)驗(yàn)。他在往后的十年中進(jìn)行了各方面的實(shí)驗(yàn)。1842年，法拉弟被選為倫敦皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。一年后，他發(fā)現(xiàn)了一種重要的碳?xì)浠衔铩健?同年，任皇家實(shí)驗(yàn)室主任，不久，又任化學(xué)教授，并接替了戴維死后留下的職位。 1831年是法拉弟作出重大發(fā)現(xiàn)的一年。他發(fā)現(xiàn)了電磁感應(yīng)現(xiàn)象， 這個(gè)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)奠定了日后電工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)。與此同時(shí)，他還研究了電流的化學(xué)作用。1833年，法拉弟發(fā)現(xiàn)了電流化學(xué)的兩個(gè)定律，后來(lái)這兩個(gè)定律就以他的名字來(lái)命。1845年， 他經(jīng)過(guò)病愈后又重新置身于研究工作之中，并發(fā)現(xiàn)了抗磁性。
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    寫一個(gè)人的文章，一定要寫人物的特點(diǎn)。機(jī)器人有什么特點(diǎn)？根據(jù)應(yīng)用環(huán)境，機(jī)器人我國(guó)專家將機(jī)器人分為工業(yè)機(jī)器人和特種機(jī)器人兩大類，機(jī)器人能寫稿其實(shí)就是大數(shù)據(jù)分析機(jī)器人能寫稿其實(shí)就是大數(shù).....

    【經(jīng)驗(yàn)】 日期：2023-08-20

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