Il campo magnetico terrestre Storicamente ago magnetico si

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Il campo magnetico terrestre Storicamente: ü ago magnetico si orienta rispetto alla terra (punta

Il campo magnetico terrestre Storicamente: ü ago magnetico si orienta rispetto alla terra (punta verso il Polo Nord magnetico); ü proprietà utilizzata per la navigazione; ü 4 secoli di misure accurate del campo magnetico terrestre. Attualmente: Sole e pianeti sono sede di campi magnetici prodotti da correnti elettriche macroscopiche dovute al moto di liquidi conduttori in rotazione con il corpo. valgono le leggi dell’ induzione elettromagnetica non esiste una teoria (sistema complesso), ma solo modelli schematici

Osservazioni sperimentali Terra: ü magnete permanente; ü campo magnetico di dipolo (in prima approssimazione);

Osservazioni sperimentali Terra: ü magnete permanente; ü campo magnetico di dipolo (in prima approssimazione); ü momento magnetico m = 8. 0 1022 A m 2 ücampo magnetico (debole e non uniforme): Bmax = 0. 00005 T = 0. 5 G üBmax è diminuito del 7 % negli ultimi 200 anni; üpolo nord geografico è inclinato di 11° rispetto al polo nord magnetico; ül’angolo oscilla sensibilmente (in 400 anni ha subito una variazione totale di circa 40°); üla polarità della terra si inverte (9 volte in 4 milioni di anni). Il meccanismo responsabile del magnetismo terrestre è dinamico

campo magnetico terrestre: üsi estende fino circa 60. 000 km nello spazio üè molto

campo magnetico terrestre: üsi estende fino circa 60. 000 km nello spazio üè molto asimmetrico (a causa dell’interazione con campo magnetico solare e vento solare) üintrappola le particelle cariche del vento solare (natura dipolare del campo magnetico terrestre). le particelle cariche si muovono di moto elicoidale, lungo una circonferenza il cui centro oscilla avanti ed indietro fra due punti di riflessione. fasce di Van Allen: regioni dello spazio intorno alla Terra con densità di particelle cariche 100. 000 volte superiore alla densità normalmente presente attorno alla terra (sono responsabili delle aurore boreali)

Probabile origine del campo magnetico terrestre: ülento moto del nucleo esterno della terra (lega

Probabile origine del campo magnetico terrestre: ülento moto del nucleo esterno della terra (lega Nickel-Ferro) ümoto generato da moti convettivi, rotazione terrestre, forze mareali della luna e del sole lega Nickel-Ferro: ü troppo calda per essere intrinsecamente magnetica ü è un ‘perfetto’ conduttore la terra funzione come una dinamo autoeccitata: trasforma energia meccanica in energia elettrica campo magnetico

Dinamo: circuito in moto in un campo magnetico corrente nel circuito stesso campo magnetico

Dinamo: circuito in moto in un campo magnetico corrente nel circuito stesso campo magnetico … piccolo campo magnetico iniziale genera un campo magnetico molto intenso (se il circuito gira abbastanza velocemente) nel caso della terra: ücampo magnetico iniziale: campo solare üconduttore in moto: nucleo esterno üviscosità simile viscosità dell’acqua üconducibilità s 106 Ohm/m ( 1/100 s. Cu, ; molto alta) ümoto convettivo (indotto da gradiente di temperatura tra il nucleo interno e mantello) ümoto rotazionale indotto da forza di Coriolis fluidodinamica: liquido in rotazione tra due termostati a diversa temperatura sviluppa moti vorticosi. nel nucleo terrestre: la simmetria assiale induce moti vorticosi a colonna con asse parallelo all’asse di rotazione (conferma in laboratorio). meccanismo dinamo: moto del fluido nelle colonne

equazioni di Maxwell del sistema: 2 cause di variazione nel tempo di B üequazione

equazioni di Maxwell del sistema: 2 cause di variazione nel tempo di B üequazione di diffusione B diffonde con costante di tempo t=gmo. L 2 L dimensioni sistema t=gmo. L 2 = 106 * 4 p 10 -7 (106) 2 = 1012 s =104 anni corrente iniettata nel nucleo della terra e lasciata decadere spontaneamente per resistenza ohmica sopravvive 104 anni tempo breve rispetto età campo B terrestre !! ümeccanismo che rigenera la corrente per induzione

numero di Reynolds magnetico: perchè la dinamo terrestre funzioni: meccanismo di generazione domina la

numero di Reynolds magnetico: perchè la dinamo terrestre funzioni: meccanismo di generazione domina la perdita di B: ücondizione raramente soddisfatta in laboratorio; ücondizione realizzabile sulle enormi dimensioni della terra ( e dei corpi cosmici).