Большая Советская Энциклопедия (МА)

М. б. вызываются потоками солнечной плазмы из активных областей Солнца, накладывающимися на спокойный солнечный ветер . Поэтому М. б. чаще наблюдаются вблизи максимумов 11-летнего цикла солнечной активности . Достигая Земли, потоки солнечной плазмы увеличивают сжатие магнитосферы, вызывая начальную фазу М. б., и частично проникают внутрь магнитосферы Земли. Попадание частиц высоких энергий в верхнюю атмосферу Земли и их воздействие на магнитосферу приводят к генерации и усилению в ней электрических токов, достигающих наибольшей интенсивности в полярных областях ионосферы, с чем связано наличие высокоширотной зоны магнитной активности. Изменения магнитосферно-ионосферных токовых систем проявляются на поверхности Земли в виде иррегулярных магнитных возмущений.

Попавшие во время М. б. в радиационный пояс Земли солнечные протоны с энергиями от 1,6·10^{– 16} до 1,6·10^{– 14}дж. (от 1 до 100 кэв ) создают на расстоянии 3—6 радиусов Земли от её центра экваториальное токовое кольцо, магнитное поле которого ослабляет геомагнитное поле в главной фазе М. б. Распад кольцевого тока в результате столкновений протонов с нейтральными атомами водорода атмосферы Земли и возникновения неустойчивостей в плазме приводят к экспоненциальному затуханию магнитного поля тока в фазе восстановления М. б.

М. б. — одно из основных проявлений более общего геофизического процесса — магнитосферной бури. Она сопровождается возникновением в верхней атмосфере Земли полярных сияний, ионосферных возмущений, рентгеновского и низкочастотного излучений. Во время М. б. существенно изменяются параметры слоев ионосферы, отражающих и поглощающих радиоволны (высота их расположения, концентрация электронов и другие). В результате возникают значительные помехи в коротковолновой радиосвязи. Во время магнитных возмущений происходит также разогрев верхней атмосферы и передача теплоты вниз, в тропосферу, что способствует развитию в ней циркуляционных движений и возникновению циклонов.

Лит.: Яновский Б. М., Земной магнетизм, [3 изд.], т. 1, Л., 1964; Акасофу С.-И., Полярные и магнитосферные суббури, перевод с английского, М., 1971.

Л. Д. Шевнин.

Магнитные весы

Магни'тные весы', приборы, действующие по принципу маятниковых, крутильных или рычажных весов и применяемые для измерения магнитной восприимчивости тел, анизотропии восприимчивости, реже вертикальной и горизонтальной составляющих напряжённости магнитного поля Земли. Восприимчивость магнитного материала определяется по силе, с которой исследуемый образец, имеющий форму длинного цилиндра, втягивается в поле электромагнита (метод Гуи), или по силе, действующей на образец малого размера, помещенный в неоднородное магнитное поле (метод Фарадея). Обычно пользуются нулевым методом измерений , компенсация силы или момента сил в этом методе осуществляется силой взаимодействия специальных электромагнитов. Градуировку М. в. проводят с помощью стандартных веществ с известной магнитной восприимчивостью, определённой по их кривым намагничивания . На рисунке изображена одна из конструкций рычажных М. в. для измерения магнитной восприимчивости в области низких температур.

Чувствительность таких весов достигает 10^{– 8}н на деление шкалы, погрешность относительных измерений ~ 1%.

Лит.: Чечерников В. И., Магнитные измерения, 2 изд., М., 1969; Чечурина Е. Н., Приборы для измерения магнитных величин, М., 1969; Селвуд П.; Магнетохимия, перевод с английского, 2 изд., М., 1958; Боровик-Романов А. С., Крейнас Н., Магнитные свойства трёхвалентных ионов европия и самария, «Журнал экспериментальной и теоретической физики», 1955, т. 29, в. 6/12, с. 790.

Схема магнитных весов для измерения восприимчивости в области низких температур: 1 — полюсы электромагнита; 2 — исследуемый образец; 3 — кварцевая нить; 4 — растяжки; 5 — коромысло; 6 и 7 — гайки; 8 — демпфер; 9 и 10 — стержень и катушка компенсационного устройства; 11 — колпак; 12 — сосуд Дьюара.

Магнитные звёзды

Магни'тные звёзды, звёзды, на поверхности которых имеются магнитные поля более нескольких сотен гаусс. Впервые магнитные поля звёзд измерены американским астрономом Х. Бабкоком в 1948 по зеемановскому расщеплению линий в спектре звезды (см. Зеемана эффект ). Самое сильное из измеренных магнитное поле обнаружено у звезды HD 215441 и равно 34000 гс. Все известные М. з. имеют аномальный химический состав атмосфер — большой избыток редкоземельных элементов (Eu, La и других), избыток элементов группы железа (Fe, Mn, Cr) и более лёгких элементов (Si, Cl, Р и других); по этому признаку они относятся к группе пекулярных А-звёзд. Напряжённость магнитного поля и определяемый по спектру химический состав атмосфер М. з. периодически меняются, что объясняется вращением звёзд, для которых характерно неоднородное распределение по поверхности магнитного поля и химического состава. На Герцшпрунга — Ресселла диаграмме М. з. лежат в пределах главной последовательности в области спектральных классов от F0 до B5, составляя около 10% всех звёзд этих классов. Сильное магнитное поле таких звёзд могло возникнуть либо при их образовании (сжатие частично ионизованного газа, имевшего первоначально слабое магнитное поле, приводит к усилению поля), либо путём механизма генерации динамо-процессом во вращающейся звезде (о динамо-процессе см. в статье Земной магнетизм ). Происхождение аномалий химического состава не выяснено.

Лит.: Эруптивные звёзды, М., 1970, гл. 7.

В. Л. Хохлова.

Магнитные измерения

Магни'тные измере'ния, измерения характеристик магнитного поля или магнитных свойств веществ (материалов). К измеряемым характеристикам магнитного поля относятся: вектор магнитной индукции В, напряжённость поля Н , поток вектора индукции (магнитный поток ), градиент магнитного поля и другие. Магнитное состояние вещества определяется: намагниченностью J — величиной результирующего магнитного момента, отнесённого к единице объёма (или массы) вещества; магнитной восприимчивостью c, магнитной проницаемостью m, магнитной структурой . К важнейшим характеристикам наиболее распространённых магнитных материалов — ферромагнетиков — относятся: кривые индукции В (Н ) и намагничивания J (Н ), то есть зависимости В и J от напряжённости поля Н ,коэрцитивная сила , потери энергии на перемагничивание (см. Гистерезис ), максимальная магнитная энергия единицы объёма (или массы), размагничивающий фактор (коэффициент размагничивания) ферромагнитного образца.

Для измерения магнитных характеристик применяют следующие методы: баллистический, магнитометрический, электродинамический, индукционный, пондеромоторный, мостовой, потенциометрический, ваттметровый, калориметрический, нейтронографический и резонансный.

Баллистический метод основан на измерении баллистическим гальванометром количества электричества, индуктируемого в измерительной катушке при быстром изменении сцепленного с ней магнитного потока (см. Баллистический метод электроизмерений ). Кроме баллистических гальванометров, для измерения магнитного потока применяют веберметры (флюксметры ) — магнитоэлектрические и фотоэлектрические. Веберметрами можно измерять медленно меняющиеся потоки. Баллистическим методом определяют основную кривую индукции В (Н ), кривую намагничивания J (H ), петлю гистерезиса, различные виды проницаемости и размагничивающий фактор ферромагнитных образцов.

Магнитометрический метод основан на воздействии исследуемого намагниченного образца на расположенную вблизи него магнитную стрелку. По углу отклонения магнитной стрелки от начального положения определяют магнитный момент образца. Далее можно вычислить J , В и Н . Таким образом, метод даёт возможность найти зависимости В (Н ) и J (H ), петлю гистерезиса и магнитную восприимчивость. Благодаря высокой чувствительности магнитометрического метода его широко применяют для измерений геомагнитного поля и для решения ряда метрологических задач.

Иногда для определения характеристик магнитного поля, в частности в промышленных условиях, применяют электродинамический метод, при котором измеряют угол поворота катушки с током под действием магнитного поля намагниченного образца. К преимуществам метода относится возможность градуирования шкалы прибора непосредственно в единицах измеряемой величины (В или Н ).

Для исследования ферромагнитных веществ в широком интервале значений Н используются индукционный и пондеромоторный методы. Индукционный метод позволяет определять кривые В (Н ), J (H ), петлю гистерезиса и различные виды проницаемости. Он основан на измерении эдс индукции, которая возбуждается во вторичной обмотке при пропускании намагничивающего переменного тока через первичную обмотку образца. Метод может быть также использован для измерения намагниченности в сильных импульсных магнитных полях и магнитной восприимчивости диа- и парамагнитных веществ в радиочастотном диапазоне.

Пондеромоторный метод состоит в измерении механической силы, действующей на исследуемый образец в неоднородном магнитном поле. Особенно широко метод применяется при исследовании магнитных свойств слабомагнитных веществ. На основе этого метода созданы разнообразные установки и приборы для М. и.: маятниковые, крутильные и рычажные магнитные весы , весы с использованием упругого кольца и другие. Метод применяется также при измерении магнитной восприимчивости жидкостей и газов, намагниченности ферромагнетиков и магнитной анизотропии (см. Анизометр магнитный ).