Магнітне поле Землі

Магнітне поле (МП) Землі існує тому, що внутрішні структури земної кулі мають магнітні властивості. Можна сказати, що Земля являє собою величезний магніт, у якого є північні й південний магнітні полюси. Зовнішніми причинами, які обумовлюють існування МП Землі, є природні системи електричних токовищ в іоносфері.

Магнітне поле Землі складається із двох різних по походженню компонентів: постійного поля, існування якого обумовлено магнетизмом самої земної кулі, і змінного поля, породжуваного електричними токовищами, що протікають у верхніх провідних шарах атмосфери (іоносфери) і за її межами.

Змінне магнітне поле Землі характеризується спокійними й обуреними варіаціями (змінами) магнітного поля. Основні складові спокійних варіацій: сонячно-добові й місячно-добові варіації.

Сонячно-добові варіації синхронізовані з місцевим часом і залежать від магнітної активності сонця в даний день. Амплітуда й фаза цих варіацій змінюються протягом доби й протягом року. Протягом доби відбуваються невеликі зміни МП, які повязані з токовищами в іоносфері, величина ж цих токовищ у свою чергу залежить від добових коливань ультрафіолетового випромінювання сонця. Протягом року максимальні значення амплітуди цих варіацій відзначаються в період літнього сонцестояння (22 червня), а мінімальні — у період зимового сонцестояння (22 грудня). Ці зміни магнітного поля залежать також від географічної широти. Оскільки сонячно-добові варіації магнітного поля Землі протягом року носять циклічний характер, то можна припустити, що пусковим механізмом, що викликає початок яйцекладки матки наприкінці зими й припинення яйцекладки на початку осіни, є досягнення певного значення величини амплітуди змінного складового магнітного поля Землі в річному циклі її зміни. Якщо погодитися із цим припущенням, то можна помітити ще один цікавий факт збігу максимуму й мінімуму амплітуди змінної складової МП Землі з максимумом активності бджолиної родини і яйценосності матки (кінець червня) і з річним мінімумом активності бджолиної родини (кінець грудня). У такому випадку початок і закінчення яйцекладки матки в річному циклі добре корелюються згодом весняного (березень) і осіннього (вересень) рівнодення. На користь висловленого припущення говорить також і те, що зміни змінної складової МП Землі впливають на бджоли, незалежно від того, де вони перебувають: у вулику, дуплі, печері, зимовнике, оскільки магнітне поле Землі, як і гравітаційне поле, є всепроникаючим природним фактором. Що ж стосується реакції бджіл на це випромінювання, то дослідники виявили значний вплив природних магнітних полів на всі біологічні обєкти. Крім того, у багатьох досвідах (Дубров А.П., 1974) установлена чітка погодженість (синфазность) коливань біологічних процесів протягом року (сезонні ритми). Висловлене вище припущення, на мій погляд, є ще одним підтвердженням цих висновків учених.

Раніше, коли ми вели розмову про вплив освітленості на життєдіяльність бджіл і говорили про біологічні ритми розвитку родини в річному циклі, були висловлені в загальній постановці дві версії щодо пускових механізмів, керуючих цими ритмами. Версія, висловлена зараз більш докладно, мені представляється найбільш достовірної. Одним з підтверджень цього є спеціально проведені дослідження, які встановили залежність початку зимової яйцекладки маток від географічної широти місцевості: на одній широті початок яйцекладки маток у різних місцевостях відбувається приблизно в те саме час (Єськов Е.К., 1999). У літературі минулих років, та й у наш час, можна зустріти версію про те, що при будівництві стільників у дуплах, печерах бджоли орієнтують їх з урахуванням магнітного поля Землі. Найчастіше при цьому повідомляється, що стільники орієнтуються в напрямку північ-південь. Є твердження також і про те, що бджоли риючи як би переносять у нове гніздо ту орієнтацію стільників, що була в материнському гнізді (напрямок стільників у цих гніздах збігається), і для цього використовують магнітну орієнтацію. Однак подальші дослідження показали, що напрямок і величина магнітного поля не впливають ні на будівельну діяльність бджіл, ні на розвиток робочих особин родини, ні на поводження бджіл у гнізді.

Інша справа, коли бджола пересувається в просторі — вона не може не випробовувати на собі дії магнітного поля Землі. Це повязане з тим, що тіло бджоли має властивості чітко вираженого магнітного диполя, вісь якого збігається з поздовжньою віссю її тіла (Барбарович Ю.К., 1993). При пересуванні бджоли (своєрідного магнітика) у магнітному полі Землі, відповідно до закону електромагнітної індукції, бджола буде випробовувати на своєму тілі сили взаємодії із цим полем (своєрідний «магнітний вітер»). Причому величина й напрямок цих сил взаємодії 6yp,yt залежати від кута, під яким бджола перетинає МП Землі. Якщо бджола летить уздовж магнітних ліній (строго на південь або на північ), то величина цих сил взаємодії близька до нуля. При перетинанні магнітних ліній під кутом 90° (бджола летить строго на схід або на захід) величина сил взаємодії максимальна. При інших кутах перетинання магнітних ліній сили взаємодії будуть мати проміжні значення. А.П. Дубров (1974) висловив припущення, що вплив магнітного поля Землі на орієнтацію бджіл у гравітаційному полі можна оцінювати як досить можливе.

Варто мати на увазі також і те, що покриви тіла бджоли несуть на собі невеликий.

електростатичний заряд. Величина цього заряду змінюється протягом дня в значних межах залежно.

від складних умов: вертається бджола з медозбору або вилітає з вулика, яка відносна вологість.

повітря, є чи опади й проч. Проте, при пересуванні такого зарядженого тіла в просторі й при.

перетинанні їм ліній магнітного поля на це тіло будуть діяти так звані сили Лоренца. Через те, що.

величина електростатичного заряду бджоли надзвичайно мала й змінюється протягом дня.

12.

випадковим образом у дуже широких межах — від 1,8 до 80-10

Кл (Єськов Е.К., 1992), навряд чи бджола може використовувати сили Лоренца для орієнтації в просторі.

У мене не викликає ніяких сумнівів той факт, що Сонце є основним «маяком», по якому бджоли орієнтуються в просторі. Однак цілком можливо допустити, що, поряд зі здатністю бджіл орієнтуватися й по навколишніх предметах, вони для додаткової орієнтації цілком можуть використовувати ще й магнітне поле Землі.

Цікавий факт. Багато хто з нас думають, що час початку вильоту бджіл ранком і закінчення літа бджіл увечері привязані тільки до сходу й заходу сонця. Однак це не зовсім так. Виявляється, що таке поводження бджіл звязане також і з добовими змінами магнітного поля Землі, і бджоли дуже добре почувають цей 24-часовый ритм.(Билаш Г.Д. і ін., 2000).

Було також установлене, що при вказівці напрямку на джерело медозбору бджолитанцівниці допускають «помилку», що залежить від орієнтації стільників у просторі щодо магнітного поля Землі й часу дня. Детальні дослідження встановили звязок між денною динамікою зміни магнітного поля й значеннями цієї «помилки» (Єськов Е.К., 1971). Простіше говорячи, бджоли-танцівниці вказували не щирий напрямок на джерело корму, а напрямок з урахуванням необхідної корекції курсу для компенсації взаємодії із МП Землі під час польоту (своєрідна магнітна девиация).

Короткий зміст питання (висновки).

1.

Магнітне поле Землі ставиться до природних факторів, які безупинно впливають на всі живі організми.

2.

Для МП Землі характерні циклічні його зміни, як протягом доби, так і протягом року.

3.

Можна припустити, що пусковим механізмом, що викликає початок яйцекладки матки наприкінці зими й закінчення яйцекладки на початку осіни, є досягнення певної величини амплітуди змінного складового магнітного поля Землі в річному циклі її зміни.

4.

Якщо погодитися із цим припущенням, то можна констатувати факт збігу максимуму амплітуди змінної складової МП Землі з максимумом активності бджолиної родини при найвищій яйценосності матки (кінець червня), а мінімуму амплітуди — з річним мінімумом активності бджолиної родини (кінець грудня). У такому випадку початок і закінчення яйцекладки матки в річному циклі добре корелюються згодом весняного й осіннього рівнодення.

5.

Вірогідно встановлено, що при будівництві з тов орієнтація їх не привязывается до магнітного поля Землі. Твердження про те, що в природному гнізді (дупло, печера тощо) стільники завжди орієнтовані по напрямку північ-південь, є необгрунтованим.

6.

Магнітне поле Землі не впливає на розвиток бджолиних особин і на поводження бджіл.

7.

Тіло бджоли має властивості магнітного диполя — своєрідного дуже слабкого лінійного «магнітика».

8.

Можна припустити, що, крім орієнтації по сонцю й місцевим предметам, бджоли для додаткової орієнтації можуть використовувати магнітне поле Землі.

9.

Час початку вильоту ранком і закінчення літа ввечері бджоли визначають не тільки по Сонцю, але й по добових циклах зміни магнітного поля Землі.

10.

При вказівці напрямку на джерело корму бджоли-танцівниці вказують напрямок з обліком не обходженої корекції курсу для компенсації взаємодії бджіл з магнітним полем Землі.

:

Магнітне поле і його властивості

Магнітне поле це матерія, яка виникає навколо джерел електричного струму, а також навколо постійних магнітів. У просторі магнітне поле відображається як злягання сил, які здатні вплинути на намагнічені тіла. Ця дія пояснюється наявністю рушійних розрядів на молекулярному рівні.

Магнітне поле формується тільки навколо електричних зарядів, які знаходяться в русі. Саме тому магнітне і електричне поле є, невід’ємними і разом формують електромагнітне поле. Компоненти магнітного поля взаємопов’язані і впливають один на одного, змінюючи свої властивості.

Властивості магнітного поля:
1. Магнітне поле виникає під вплив рушійних зарядів електричного струму.
2. У будь-якій своїй точці магнітне поле характеризується вектором фізичної величини під назвою магнітна індукція, яка є силовою характеристикою магнітного поля.

3. Магнітне поле може впливати тільки на магніти, на струмопровідні провідники і рухомі заряди.
4. Магнітне поле може бути постійного і змінного типу
5. Магнітне поле вимірюється тільки спеціальними приладами і не може бути сприйнятим органами почуттів людини.
6. Магнітне поле є електродинамічним, так як породжується тільки при русі заряджених частинок і впливає тільки на заряди, які знаходяться в русі.
7. Заряджені частинки рухаються по перпендикулярній траєкторії.

Розмір магнітного поля залежить від швидкості зміни магнітного поля. Відповідно до цього ознакою існують два види магнітного поля:

динамічний магнітне поле і гравітаційне магнітне поле. Гравітаційне магнітне поле виникає тільки поблизу елементарних частинок і формується в залежності від особливостей будови цих частинок.

Магнітний момент виникає в тому випадку, коли магнітне поле впливає на струмопровідну раму. Іншими словами, магнітний момент це вектор, який розташований на ту лінію, яка йде перпендикулярно рамі.

Магнітне поле можна зобразити графічно за допомогою магнітних силових ліній. Ці лінії проводяться в такому напрямку, так щоб напрямок сил поля співпало з напрямком самої силової лінії. Магнітні силові лінії є безперервними і замкнутими одночасно.

Напрямок магнітного поля визначається за допомогою магнітної стрілки. Силові лінії визначають також полярність магніту, кінець з виходом силових ліній це північний полюс, а кінець, з входом цих ліній, це південний полюс.

Дуже зручно наочно оцінити магнітне поле за допомогою звичайних залізних тирси і листка паперу.
Якщо ми на постійний магніт покладемо аркуш паперу, а зверху насипу тирси, то частинки заліза вишикуються відповідно силовим лініям магнітного поля.

Напрямок силових ліній для провідника зручно визначати по знаменитому правилом свердлика або правилом правої руки. Якщо ми обхват провідник рукою так, щоб великий палець дивився у напрямку струму (від мінуса до плюса), то 4 решта пальці покажуть нам напрямок силових ліній магнітного поля.

А напрямок сили Лоренца — сили, з якою діє магнітне поле на заряджену частинку або провідник зі струмом, за правилом лівої руки.
Якщо ми розташуємо ліву руку в магнітному полі так, що 4 пальця дивилися у напрямку струму в провіднику, а силові лінії входили в долоню, то великий палець вкаже напрям сили Лоренца, сили діючої на провідник поміщений в магнітне поле.

На цьому власне все. З’явилися питання обов’язково задавайте в коментарях.

Замітка: вчіть інгліш? — рейтинг шкіл англійської мови ( http://www.schoolrate.ru/ ) Буде вам корисний при виборі.

Замітка: вчіть інгліш?

Преобладание магнитного поля в пяти центральных парсеках Галактики

NASA/ADS

Доминирование магнитного поля в центральных пяти парсеках Галактики

• Шмельц, Й.
;
• Доуэлл, К.
;
• Чусс, Д.
;
• Моррис, М.
;
• Герра, Дж.
;
• Научная группа HAWC+

Аннотация

Используя поляриметрические и фотометрические данные прибора HAWC+ Стратосферной обсерватории для инфракрасной астрономии (SOFIA), мы оценили величину плазменного β, отношение теплового давления к магнитному. Это значение традиционно используется как показатель того, преобладают ли в окружающей среде магнитные или термодинамические процессы. Если тепловое давление больше, чем магнитное давление, β >

1, что называется плазмой с высоким β, то газодинамика будет управлять структурой окружающей среды, например солнечной фотосферы. Если тепловое давление меньше магнитного, β < 1, что называется плазмой с низким β, то магнитное поле будет контролировать структуру окружающей среды, например, солнечную корону. Используя значения температуры и плотности из литературы и значение магнитного поля B = 5 мГс, полученное методом Дэвиса-Чандрасекара-Ферми, находим, что β ~ 0,001. Поскольку ширина всех линий молекулярного, атомарного и ионизированного газа в этой области и вокруг нее довольно велика, мы могли бы захотеть включить все формы кинетической энергии, включая турбулентность, чтобы определить, действительно ли преобладает магнитное давление. Определяя β' как отношение турбулентного давления к магнитному давлению и используя эквивалентную температуру из литературы, находим, что β' ~ 0,03. Эти значения явно относятся к режиму с низким β, где преобладает магнитное давление. Они указывают на то, что, как и солнечная корона, магнитное поле направляет плазму и оказывает значительное воздействие на материю в этой области.

Публикация:

Тезисы собрания Американского астрономического общества № 236

Дата публикации:

июнь 2020 г.

Биб-код:

2020ААС…23630606С

Магнитное поле является доминирующим фактором, вызывающим реакцию Streptomyces avermitilis в условиях измененной гравитации, моделируемой диамагнитной левитацией

. 2011;6(10):e24697.

doi: 10.1371/journal.pone.0024697. Epub 2011 19 октября.

Мэй Лю ¹ , Хун Гао, Пэн Шан, Сяньлун Чжоу, Элизабет Эшфорт, Ин Чжо, Дифэй Чен, Бяо Рен, Чжихэн Лю, Лисинь Чжан

Филиалы

принадлежность

• ¹ Ключевая лаборатория патогенной микробиологии и иммунологии Академии наук Китая, Институт микробиологии, Пекин, Китайская Народная Республика.

• PMID: 22039402
• PMCID: PMC3198441
• DOI: 10. 1371/journal.pone.0024697

Бесплатная статья ЧВК

Мэй Лю и др. ПЛОС Один. 2011.

Бесплатная статья ЧВК

. 2011;6(10):e24697.

doi: 10.1371/journal.pone.0024697. Epub 2011 19 октября.

Авторы

Мэй Лю ¹ , Хун Гао, Пэн Шан, Сяньлун Чжоу, Элизабет Эшфорт, Ин Чжо, Дифей Чен, Бяо Рен, Чжихэн Лю, Лисинь Чжан

принадлежность

• ¹ Ключевая лаборатория патогенной микробиологии и иммунологии Академии наук Китая, Институт микробиологии, Пекин, Китайская Народная Республика.

• PMID: 22039402
• PMCID: PMC3198441
• DOI: 10.1371/journal.pone.0024697

Абстрактный

Фон: Диамагнитная левитация — это метод, в котором используется сильное пространственно изменяющееся магнитное поле для имитации измененной гравитационной среды, как в космосе. В этом исследовании, используя Streptomyces avermitilis в качестве тестового организма, мы выясняем, вызывают ли изменения магнитного поля и измененной гравитации изменения в морфологии и вторичном метаболизме. Мы обнаружили, что сильное магнитное поле (12 Т) подавляет морфологическое развитие S. avermitilis в твердой культуре и увеличивает продукцию вторичных метаболитов.

Методология/основные выводы: S. avermitilis на твердой среде левитировали при 0 г*, 1 г* и 2 г* в среде с измененной гравитацией, моделируемой диамагнитной левитацией, и в сильном магнитном поле, обозначенном звездочкой. Морфологию получали с помощью электромикроскопии. Продукция вторичного метаболита, авермектина, определялась по OD (245 нм). Результаты показали, что диамагнитная левитация может вызывать физиологический ответ у S. avermitilis. Разница между 1 г* и контрольной группой, выращенной без сильного магнитного поля (1 г), показала, что магнитное поле было более доминирующим фактором, влияющим на изменения в морфологии и продукцию вторичных метаболитов, чем измененная гравитация.

Вывод/значение: Мы обнаружили, что магнитное поле, а не измененная гравитация, является доминирующим фактором в измененной гравитации, моделируемой диамагнитной левитацией, поэтому следует соблюдать осторожность при интерпретации результатов при использовании диамагнитной левитации в качестве метода моделирования измененной гравитации. Следовательно, эти результаты важны и своевременны для исследователей, рассматривающих возможность использования диамагнитной левитации для изучения эффектов невесомости на живые организмы и физические явления.

Заявление о конфликте интересов

Конкурирующие интересы: Авторы заявили об отсутствии конкурирующих интересов.

Цифры

Рисунок 1. Фотография диамагнитной левитации…

Рис. 1. Фотография аппарата диамагнитной левитации.

Аппарат находится в Ключе…

Рис. 1. Фотография аппарата диамагнитной левитации.

Аппарат находится в Ключевой лаборатории космических биологических наук и биотехнологий Северо-Западного политехнического университета, Китай.

Рисунок 2. Влияние магнитного поля…

Рисунок 2. Влияние магнитного поля на морфологию мицелия S. avermitilis .

Электрон…

Рисунок 2. Влияние магнитного поля на морфологию мицелия S. avermitilis .

Электронно-микроскопические фотографии показали замедление морфологического перехода от нитевидных к кокцидным после магнитной левитации.

Рисунок 3. Влияние магнитного поля (А)…

Рисунок 3. Влияние магнитного поля (А) и гравитации (В) на коэффициенты мутаций.

*** П…

Рисунок 3. Влияние магнитного поля (А) и гравитации (В) на коэффициенты мутаций.

*** Р <0,001, ** Р <0,01, * Р <0,05.

См. это изображение и информацию об авторских правах в PMC

.

Похожие статьи

• Экспериментально созданная магнитная сила в микробиологических космических и наземных исследованиях: перспективы и ограничения.

  Ермолаева С.А., Парфенов В.А., Каралкин П.А., Хесуани Ю.Д., Домнин П.А. Ермолаева С.А. и соавт. Клетки. 2023 16 января; 12 (2): 338. doi: 10.3390/cells12020338. Клетки. 2023. PMID: 36672273 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

• Диамагнитная левитация усиливает рост жидких бактериальных культур за счет увеличения доступности кислорода.

  Дейкстра К.Э., Ларкин О.Дж., Энтони П., Дэйви М.Р., Ивз Л., Рис К.Е., Хилл Р.Дж. Dijkstra CE, et al. Интерфейс JR Soc. 2011 6 марта; 8 (56): 334-44. doi: 10.1098/rsif.2010.0294. Epub 2010 28 июля. Интерфейс JR Soc. 2011. PMID: 20667843 Бесплатная статья ЧВК.

• Моделирование микрогравитации с помощью диамагнитной левитации: влияние сильного градиентного магнитного поля на профиль транскрипции Drosophila melanogaster.

  Херранц Р., Ларкин О.Дж., Дейкстра К.Э., Хилл Р.Дж., Энтони П., Дэйви М.Р., Ивз Л., ван Лун Дж.Дж., Медина Ф.Дж., Марко Р. Херранц Р. и соавт. Геномика BMC. 2012 1 февраля; 13:52. дои: 10.1186/1471-2164-13-52. Геномика BMC. 2012. PMID: 22296880 Бесплатная статья ЧВК.

• Диамагнитная левитация вызывает изменения морфологии, цитоскелета и экспрессии белков фокальной адгезии в остеоцитах.

  Цянь А.Р., Ван Л., Гао С., Чжан В., Ху Л.Ф., Хань Дж., Ли Дж.Б., Ди С.М., Шан П. Цянь А.Р. и соавт. IEEE Trans Biomed Eng. 2012 Январь; 59 (1): 68-77. doi: 10.1109/TBME.2010.2103377. Epub 2011 6 января. IEEE Trans Biomed Eng. 2012. PMID: 21216704

• Авермектин: биохимические и молекулярные основы его биосинтеза и регуляции.

  Yoon YJ, Kim ES, Hwang YS, Choi CY. Юн Ю.Дж. и др. Приложение Microbiol Biotechnol. 2004 г., февраль; 63(6):626-34. doi: 10.1007/s00253-003-1491-4. Epub 2003, 20 декабря. Приложение Microbiol Biotechnol. 2004. PMID: 14689246 Обзор.

Посмотреть все похожие статьи

Цитируется

• Экспериментально созданная магнитная сила в микробиологических космических и наземных исследованиях: перспективы и ограничения.

  Ермолаева С.А., Парфенов В.А., Каралкин П.А., Хесуани Ю.Д., Домнин П.А. Ермолаева С.А. и соавт. Клетки. 2023 16 января; 12 (2): 338. doi: 10.3390/cells12020338. Клетки. 2023. PMID: 36672273 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

• Успехи космической микробиологии.

  Биджлани С., Стивенс Э., Сингх Н.К., Венкатешваран К., Ван ССС. Биджлани С. и др. iНаука. 2021 3 апреля; 24 (5): 102395. doi: 10.1016/j.isci.2021.102395. Электронная коллекция 2021 21 мая. iНаука. 2021. PMID: 33997680 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

• Биохимические и биомолекулярные эффекты, вызванные статическим магнитным полем у Saccharomyces cerevisiae: свидетельство окислительного стресса.

  Ктири А., Хидоури С. , Вим Т., Джериди Р., Шихан Д., Ландулс А. Ктири А. и др. ПЛОС Один. 4 января 2019 г .; 14 (1): e0209843. doi: 10.1371/journal.pone.0209843. Электронная коллекция 2019. ПЛОС Один. 2019. PMID: 30608963 Бесплатная статья ЧВК.

• Влияние космического полета и моделируемой микрогравитации на микробный рост и вторичный метаболизм.

  Хуанг Б., Ли Д.Г., Хуан Ю., Лю К.Т. Хуанг Б. и др. Мил Медицинская Рез. 2018 14 мая; 5(1):18. doi: 10.1186/s40779-018-0162-9. Мил Медицинская Рез. 2018. PMID: 29807538 Бесплатная статья ЧВК. Обзор.

• Применение вращающихся магнитных полей увеличивает активность противомикробных препаратов против патогенов раневой биопленки.

  Юнка А.Ф., Ракоци Р., Шимчик П., Бартошевич М. , Сегизаде П.П., Фиялковски К. Юнка А.Ф. и др. Научный представитель 9 января 2018 г .; 8 (1): 167. doi: 10.1038/s41598-017-18557-7. Научный представитель 2018. PMID: 29317719 Бесплатная статья ЧВК.

Просмотреть все статьи «Цитируется по»

Рекомендации

1. 1. Qi F, Dai D, Liu Y, Kaleem I, Li C. Влияние смоделированной микрогравитации с низким сдвигом на характеристику рекомбинантной бета-D-глюкуронидазы, экспрессируемой в Pichia pastoris. Заявл. Биохим Биотехнолог. 2011; 163:162–172. — пабмед
2. 1. Wilson JW, Ott CM, Honer zu Bentrup K, Ramamurthy R, Quick L, et al. Космический полет изменяет экспрессию и вирулентность бактериальных генов и раскрывает роль глобального регулятора Hfq. Proc Natl Acad Sci U S A. 2007;104:16299–16304. — ЧВК — пабмед
3. 1. Hejnowicz Z, Sondag C, Alt W, Sievers A. Временное течение гравиперцепции у периодически стимулируемых корней кресс-салата. Окружающая среда растительной клетки. 1998;21:1293–1300. — пабмед
4. 1. Дейкстра К.