地球磁场的物理问题

地磁学的发展经历了两千多年的历史，文章回顾了这一漫长历史的四个主要阶段，对每一阶段研究的基本物理问题和主要进展做了简要概述．地磁场的空间分布、地磁场起源、地磁场长期变化和西向漂移、磁极移动和极性倒转、地磁场与人类生存环境等，是地磁学的基本物理问题．文章还从物理概念、研究现状和地磁学以及相关学科当前存在的问题等几个方面对地磁学未来的发展趋势做了简要的说明．     

板块构造是生命起源的前提吗？

<正>古老锆石中记录的磁信息显示,板块构造的启动晚于生命起源。James Dacey认为,这将颠覆“板块构造是生命起源的前提”这一传统观念。我们的地球看似坚固而稳定,但在地球的历史上,地球表层的板块在不停地运动(图1)。这种板块构造力量,可以移动大陆、形成山脉,也可以引发地震和火山。     

光泵磁共振实验中测量地磁场水平分量的方法

基于光泵磁共振实验过程中光抽运信号和磁共振信号出现的条件，阐述了3种测量地磁场水平分量的方法．通过实验，验证了用这3种方法所得到的测量结果是一致的．这项工作对于理解光抽运信号和磁共振吸收信号有一定帮助．     

用示波器演示地磁场对电子束的作用

用普通的示波器可以演示地磁场对电子束的作用，方法如下． 打开示波器的外壳（注意防止触电），这样可以去掉磁屏蔽．然后将X扫描打在外X档，示波管南北放置，接通电源将光点聚焦好，并调到坐标原点；再将示波管东西放置，可发现光点不在原点，而在Y轴方向上偏离一段距离．     

dμz／dt=0在电子自旋共振中的物理含义

具有净自旋磁矩物质中的电子在ｚ轴方向外磁 场的作用下，ｄμｚ／ｄｔ＝０从而导致μｚ＝Ｃ，Ｃ为正、负 常数和零，本文对此进行了理论分析和讨论．结果表明：Ｃ 取值的不同，标志着在ｚ轴所加的磁场不同，但只要满足 在垂直于ｚ轴方向上射频场（微波场）的旋转方向和频 率与自旋磁矩μ的拉莫尔进动的方向和频率相同的条 件，都可发生电子自旋共振．并给出了μｚ取不同常数 时μ绕磁场的拉莫尔进动轨迹．     

垂直磁场对光抽运信号的影响

保持扫场和垂直磁场合成的叠加磁场大小一定,定量研究了地磁场的垂直分量抵消不同时叠加磁场方向变化角度Δθ对光抽运信号幅度的影响.结果表明:光抽运信号幅度随叠加磁场方向变化角度Δθ的增大而增大,当Δθ=180°时,即地磁场的垂直分量完全抵消时,光抽运信号幅度最大,并用量子理论的观点解释了这一规律.     

利用磁聚焦法测量地磁场

利用电子比荷测试仪,借助罗盘、水平仪和铅垂等简单工具,分别测量进行磁聚焦后正、反向两次通过的励磁电流,计算出地磁场的水平分量和垂直分量,从而确定出地磁场的大小和方向.     

强恒磁场对动物血清中锌铜影响的研究

用ＡＡＳ研究了加磁前后的家兔和小鼠血清中锌，铜含量的变化。结果表明，家兔加磁１６天后血清中锌较加磁前无显著差异（Ｐ＞０．０５），而血清中铜则显著降低（Ｐ＜０．０５）；小鼠加磁１６天，血清中锌，铜较对照组均有显著的降低（Ｐ＜０．０１）。     

趋磁细菌中的磁接收器

趋磁细菌是一种水生的能够运动的微生物,通常存在于含氧—缺氧的具有垂直化学梯度的沉积物和水柱等过渡区域中.在这种分层环境中,地磁场磁力线作为垂直通道,趋磁细菌在通道中沿着磁力线方向排列,上下运动寻找最佳生存位置.这种现象背后的机制则是趋磁细菌体内磁小体磁接收器的存在.趋磁细菌体内具有磁性的链状排列的磁小体,磁小体链与外磁场相互作用,使趋磁细菌可以沿着磁力线游动,具有极性趋磁性,而这种趋磁性与趋磁细菌趋氧性密切相关,帮助它处于最佳氧化还原生存环境中.本文就主要对趋磁细菌体内的磁小体、磁小体链的物理特征以及磁小体磁接收器的工作模型做简要描述,希望能为相关研究提供借鉴.     

磁场对光轴运信号的影响

摘 要;在做光泵磁共振实验时,分别研究了竖直线圈和水平线圈产生的磁场对光抽运信号的影响．并做出了它们之间的关系曲线．由此曲线计算了北京地磁场的垂直分量为（0. 0881±0·0015）×10-4T ,估算出北京地磁场的水平分量约为 0．425 ×10-4T．同时,这项工作对于区分光抽运信号和磁共振吸收信号也有一定的帮助．     

法国研究磁场制导技术

法国正在发展一种采用地磁场制导系统的新型灵巧弹药。与目前广泛使用的红外、激光、惯性以及GPS制导系统相比，地磁场制导系统更可靠，价格也更低廉。比如，在某些特定地区，GPS的信号强度不足，而且GPS制导系统容易遭到干扰；而地磁场在弹药飞行的整个过程中都保持恒定，可以作为导弹制导飞行的基准，而且地磁场更难于被干扰。此外，当GPS／惯性传感器组件用于制导炮弹时，其效能会受到火炮发射时产生的巨大加速度的影响；而地磁场传感器要坚固得多，完全不受发射加速度的影响。同时，进行商业化生产后，地磁场传感器的价格仅10欧元左右，还不到GPS／惯性传感器价格的1／1000。该系统已经经过了详尽的论证和模拟演示，演示样机的研制已完成60％，样机将在2～5年内问世。     

鸟类铁矿物磁受体中磁赤铁矿片晶链的微磁学分析

实验表明, 自然界中许多动物能感受到磁场信息, 尤其是鸟类能够依靠地磁信息导航归巢或迁徙. 鸟类磁感受机理认为, 鸟类可以通过感受地磁场的强度与倾角建立磁地图从而进行飞行导航. 目前对鸟类用于感受磁场的磁受体的研究仍然处于探索鉴定阶段, 研究铁矿物结构是否具有在生命系统中作为磁受体的物理磁学性质有着十分重要的意义. 本文使用微磁学方法对鸟类基于铁矿物的磁感受机理中的磁赤铁矿片晶状磁受体结构进行三维模拟分析, 对其在地磁场中的畴态及对磁场信息的响应作用进行探究. 结果表明, 自然畴态为涡旋态的磁赤铁矿片晶链具有感受地磁场方向变化的能力. 关键词： 鸟类定向与导航 铁矿物磁感受机理 微磁学     

非均匀磁场中磁流体热磁对流的实验研究

建立了测量非均匀磁场条件下圆柱腔体内磁流体热磁对流特性的实验系统,实验结果显示,磁流体热磁对流特性受磁场强度、温差以及磁场梯度方向与温度梯度方向之间关系的控制,当磁场梯度方向与温度梯度方向一致时,外加磁场强化了磁流体的热磁对流过程,且随着磁场强度和温差的增大,热磁对流强度加强。当磁场梯度方向、温度梯度方向以及重力方向三者相同时,磁流体的热磁对流强度最剧烈。     

关于磁化水性质的实验研究

水在磁场中流动或静止处理，其理化性质都会发生变化，但两种处理方式生产的磁化水性质有显著差异．磁化水的表面张力系数随磁处理时间的延长先增大、再减小、再增大．煮沸后冷却不影响磁水的作用．     

铷原子频标磁致频移相关问题研究

长期稳定度是评价铷原子频标性能的一项关键指标．物理系统内部静磁场（C场）稳定性引起的磁致频移与铷频标长期稳定度有关．利用⁸⁷Rb原子基态磁敏跃迁频率与轴向外加磁场的线性关系,测量了铷频标物理系统内部磁场强度,并计算了铷频标物理系统磁屏蔽筒轴向磁屏蔽因子约为3 828．实验结果表明磁屏蔽筒有效地降低了地磁场日波动对铷频标物理系统内部C场的影响,使磁致频移控制在合理范围内．     

二维Bloch电子在电场和磁场作用下输运的突变现象及非线性理论分析

磁场作用下二维Bloch电子，在非极低温情况下，电子Bloch能带的磁致裂隙对电子运动的影响将不重要，这时在准经典近似下分析霍耳漂移速率．通过数值求解，得到不同磁感应强度下波矢空间的稳定唯一周期解或稳定焦点不动解，并通过大量数值计算找出了参数空间中周期解与不动解的参数划分；进一步给出了霍耳漂移速率随磁感应强度变化过程中的突变现象．数值解的性质与Poincaré-Bendixson定理相一致 关键词：     

高温超导体中涡旋线的绞合

在极弱的磁场下，当T〈Tc高温超导体处于完全抗磁的Meissner态；在较高的外场下，磁场将部分地穿透材料，这表现为一根根平行于外场方向的涡旋线，涡旋线的芯部是正常态，而线的周围是超导环流．当温度较低时，     

调制磁场清除柱形等离子体发生器中的尘埃颗粒

利用流体模型，计算了调制磁场作用下，圆柱形等离子体发生器中电子、离子及尘埃的运动情况．数值模拟结果表明，尘埃颗粒随着调制磁场频率的改变，产生两种不同的运动方式：pulse运动和除尘运动．解释了pulse运动产生的机理，并提出了柱形等离子体发生器中利用调制磁场清除尘埃颗粒的方法． 关键词： 尘埃颗粒 调制磁场     

产生感应电流的条件未被误解

产生感应电流的条件及感应电流方向的判断分为两种：闭合电路的部分导体在磁场中做切割磁感线运动，感应电流的方向用右手定则判断(初中教材)；穿过闭合电路的磁通量发生变化，感应电流方向由楞次定律判断(高中教材)．以上两种又概括为穿过闭合电路的磁通量发生变化．这样，感应电流的方向可统一来用楞次定律判断．     

带电粒子在非均匀磁场中运动的教学设计

从大学物理的教学目的出发,对带电粒子在轴对称非均匀磁场中的运动进行了教学设计．带电粒子在均匀磁场中的运动是基础,分析轴对称非均匀磁场的特点是重点、难点,磁约束概念的讲解是结果．所贯穿的教学方法是问题式的引导,设计的特点是：将物理学中经常用到的处理问题的方法“近似”巧妙地应用到“带电粒子在轴对称非均匀磁场中运动”的分析之中,使复杂问题简单化．