ปัจจุบันสนามแม่เหล็กโลกมีทิศตามข้อใด

แม่เหล็ก เป็นสารประกอบของเหล็กและออกซิเจน เป็นวัตถุที่ สามารถดูดสารแม่เหล็กบางชนิดได้
สนามแม่เหล็ก คือบริเวณหรือขอบเขตที่แม่เหล็กส่งเส้นแรงแม่ เหล็กที่มีอำนาจการดึงดูดออกไปได้ถึง

สนามแม่เหล็กโลก (Magnetosphere)

สนามแม่เหล็กโลกเกิดจากการกระบวนการไดนาโมของโลก กล่าวคือโลหะหนักที่มีสถานะเป็นของเหลวที่อยู่ในแกนโลกมีการหมุนวน ทำให้เกิดสนามแม่เล็กที่เอียงทำมุมประมาณ 10 องศาจากแกนหมุนของโลก ที่ผิวโลกมีความเข้มของสนามแม่เหล็กโลกประมาณ 30,000 - 60,000 นาโนเทสลา และความเข้มจะค่อยๆ ลดลงเมื่ออยู่ห่างจากผิวโลกมากขึ้น

(http://www.neutron.rmutphysics.com/news/index.php?option=com_content&task=view&id=1727)

ตำแหน่งของขั้วแม่เหล็กไม่ได้อยู่นิ่งกับที่ แต่จะเคลื่อนไปประมาณ 15 กิโลเมตรต่อปี เนื่องจากสนามแม่เหล็กโลกมีการเปลี่ยนแปลงขนาดและตำแหน่งอยู่ตลอด ขั้วแม่เหล็กทั้งสองมีการเคลื่อนตัวตลอดเวลา และไม่ขึ้นแก่กัน ปัจจุบันขั้วแม่เหล็กใต้อยู่ห่างจากขั้วโลกมากกว่าที่ขั้วแม่เหล็กเหนืออยู่ห่างจากขั้วโลก

บริเวณที่ล้อมรอบวัตถุท้องฟ้า (astronomical objects) ที่เกิดจากสนามแม่เหล็กของตัวมันเองเรียกว่า แมกนีโตสเฟียร์ (magnetosphere) โลกของเราก็มีแมกนีโตสเฟียร์ และดาวเคราะห์ที่มีสนามแม่เหล็ก (magnetized planets) อื่นๆ เช่น ดาวพฤหัส ดาวเสาร์ ดาวยูเรนัส และดาวเนปจูน นอกจากนี้เทหวัตถุท้องฟ้า (celestial objects) เช่นดาวแม่เหล็กก็มีแมกนีโตสเฟียร์เช่นกัน รูปร่างลักษณะของแมกนีโตสเฟียร์ของโลกนั้น จะเป็นผลมาจากสนามแม่เหล็กโลก ลมสุริยะ และ สนามแม่เหล็กระหว่างดาวเคราะห์ ภายในแมกนีโตสเฟียร์ จะมีไอออนและอิเล็กตรอนจากทั้งลมสุริยะ และชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์ของโลก ซึ่งถูกกักโดยสนามแม่เหล็กและสนามไฟฟ้า

(http://www.neutron.rmutphysics.com/news/index.php?option=com_content&task=view&id=1727)

ขั้วแม่เหล็กแบ่งออกได้เป็นสองแบบ คือ

1. ขั้วแม่เหล็ก (magnetic poles)

2. ขั้วแม่เหล็กโลก (geomagnetic poles)

ขั้วแม่เหล็กคือตำแหน่งบนโลกที่สนามแม่เหล็กโลกมีทิศทางในแนวดิ่ง กล่าวได้อีกอย่างหนึ่งว่า ความเอียงของสนามแม่เหล็กโลกที่ขั้วแม่เหล็กเหนือมีค่าเป็น 90 องศา ในขณะที่ความเอียงของสนามแม่เหล็กโลกที่ขั้วใต้มีค่าเป็น -90 องศา ดังนั้นเมื่อเอาเข็มทิศปกติ (ซึ่งปกติจะหมุนได้เฉาะในแนวขวาง) ไปไว้ที่ขั้วแม่เหล็กเหนือหรือขั้วแม่เหล็กใต้ มันจะหมุนแบบสุ่มแทนที่จะชี้ไปทิศเหนือ

สนามแม่เหล็กโลกอาจประมาณได้ว่าเป็นสนามแบบไดโพล ซึ่งไดโพลนั้นมีตำแหน่งอยู่ที่ใจกลางโลก และไดโพลนั้นก็เป็นแกนของสนามแม่เหล็กโลกด้วย เนื่องจากสนามแม่เหล็กโลกไม่ได้เป็นไดโพลแบบสมบูรณ์ จึงทำให้ขั้วแม่เหล็กกับขั้วแม่เหล็กโลกอยู่คนละตำแหน่งกัน

(http://www.neutron.rmutphysics.com/news/index.php?option=com_content&task=view&id=1727)

ขอบของแมกนีโตสเฟียร์ของโลกด้านที่อยู่ใกล้ดวงอาทิตย์นั้นจะอยู่ห่างจากโลกประมาณ 70,000 กิโลเมตร (ประมาณ 10 - 12 เท่าของรัศมีโลก) ส่วนด้านที่อยู่ไกลจากดวงอาทิตย์จะมีลักษณะยืดออกไปคล้ายทรงกระบอกและมีขอบอยู่ห่างจากโลกประมาณ 20 - 25 เท่าของรัศมีโลก ส่วนที่เป็นหาง (magnetic tails) นั้นอยู่ห่างจากโลกไปถึง 200 เท่าของรัศมีโลก ที่บริเวณห่างจากโลกประมาณ 4 - 5 เท่าของรัศมีโลก ยังมีพลาสมาบางๆ ที่ประกอบด้วยอะตอมของไฮโดรเจน และฮีเลียมหุ้มอยู่ เรียกว่า geocorona บางครั้งมันจะเปล่งแสงเมื่อถูกชนโดยอิเล็กตรอนที่มาจากแมกนีโตสเฟียร์

แนวการแผ่รังสีของแวน อัลเลน (Van Allen's Radiation belts) เป็นแนวที่มีอนุภาคถูกกักอยู่จำนวนมาก แบ่งออกเป็น 2 ส่วนใหญ่ๆ คือ แนวการแผ่รังสีชั้นใน (Inner radiation belts) และ แนวการแผ่รังสีชั้นนอก (Outer radiation belts) โดยที่ชั้นนอกนนั้นจะเป็นบริเวณที่อยู่ห่างจากโลกประมาณ 1.5 เท่าของรัศมีโลก และอนุภาคที่มีมากในบริเวณนี้คือโปรตอนที่มีพลังงานประมาณ 10 - 100 ล้านอิเล็กตรอนโวลต์ ส่วนที่ชั้นนอกนั้นเป็นบริเวณที่อยู่ห่างจากโลกประมาณ 2.5 - 8 เท่าของรัศมีโลก และอนุภาคที่พบมาเป็นอิเล็กตรอนและโปรตอนที่มีพลังงานต่ำกว่า โดยจะมีพลังงานตั้งแต่ 65 กิโลอิเล็กตรอนโวลต์ และไม่เกิน 1 ล้านอิเล็กตรอนโวลต์

สมบัติของเส้นแรงแม่เหล็ก

1. มีทิศพุ่งออกจากขั้วเหนือไปขั้วใต้ และมีความหนาแน่นมากบริเวณใกล้ขั้วแม่เหล็ก ส่วนทิศของเส้นแรงแม่เหล็กโลกจะมีทิศจาก
ขั้วโลกใต้สู่ขั้วโลกเหนือ เพราะแท่งแม่เหล็กโลกมีขั้วเหนืออยู่ทางทิศใต้ และขั้วใต้อยู่ทางทิศเหนือ

(http://www.il.mahidol.ac.th/e-media/electromagnetism/sub_lesson/8_2.htm)

2. เส้นแรงแม่เหล็กไม่ตัดกัน แต่จะรวมกันหรือต้านกันออกไป

(http://www.scimath.org/socialnetwork/groups/viewbulletin/263)

ฟลักซ์แม่เหล็ก (Magneticflux,) คือปริมาณเส้นแรงแม่เหล็กหรือจำนวนของเส้นแรงแม่เหล็กที่พุ่งจากขั้วหนึ่งไปยังขั้วหนึ่ง ของแท่งแม่เหล็ก มีหน่วยเป็น เวเบอร์ (Weber,Wb)

ความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็ก หรือ ความเข้มของสนามแม่เหล็ก (Magnetic flux densit) คือ จำนวน
เส้นแรงแม่เหล็กต่อหน่วย พื้นที่ที่เส้นแรงแม่เหล็กตกตั้งฉากเป็นปริมาณเวกเตอร์ มีหน่วยเป็น Wb/m2
หรือ เทสลา (Tesla,T) จากนิยามจะได้ว่า

B คือ ความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็ก หรือ มีหน่วยเป็นWb/m2 หรือ เทสลา (T)

คือ ฟลักซ์แม่เหล็ก มีหน่วยเป็น Wb

A คือ พื้นที่ที่ตกตั้งฉาก มีหน่วยเป็น ตารางเมตร (m2)

คุณสมบัติของเส้นแรงแม่เหล็ก
1. มีทิศออกจากขั้วเหนือเข้าสู่ขั้วใต้
2. ถ้ามีเส้นแรงแม่เหล็กปริมาณมาก เส้นแรงแม่ เหล็กจะรวมกัน หรือต้านกันออกไปทำให้เกิดจุดสะเทิน ซึ่งเป็นจุดที่มีค่าความเข้มสนาม แม่เหล็กเป็นศูนย์
ฟลักซ์แม่เหล็ก คือ ปริมาณเส้นแรงแม่เหล็กหรือจำนวนของเส้นแรงแม่เหล็ก ใช้สัญญลักษณ์

ความเข้มสนามแม่เหล็ก (B) หมายถึง จำนวนเส้น
แรงแม่เหล็กต่อ หน่วยพื้นที่ที่เส้นแรงแม่เหล็กตกตั้งฉาก

B = ความเข้มของสนามแม่เหล็ก มีหน่วยเป็น
Tesla(T)หรือ Wb/m2
= ฟลักซ์แม่เหล็ก มีหน่วยเป็น Weber (Wb)
A = พื้นที่ที่ตกตั้งฉาก มีหน่วยเป็น ตารางเมตร (m2)

แรงกระทำต่ออนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าซึ่งเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็ก
ขนาดของแรงกระทำ

F = ขนาดของแรงที่กระทำต่ออนุภาค มีหน่วยเป็น นิวตัน (N)
q = ประจุของอนุภาค มีหน่วยเป็นคูลอมบ์
v = ความเร็วของอนุภาค มีหน่วยเป็นเมตร/วินาที

แรงแม่เหล็กที่กระทำต่อเส้นลวดไฟฟ้า

F = ขนาดของแรง หน่วยเป็น N
I = กระแสไฟฟ้าในเส้นลวด หน่วยเป็น A
B = ความเข้มสนามแม่เหล็ก หน่วยเป็น Wb/m2 หรือ T
= ความยาวของเส้นลวด หน่วยเป็น เมตร
= มุมระหว่าง I กับ B
สนามแม่เหล็ก

-ถ้าแขวนแท่งแม่เหล็กในแนวดิ่ง แท่งแม่เหล็กจะแกว่งไปมาแล้ววางตัวอยู่ในแนวเหนือ-ใต้
-ขั้วแม่เหล็กไม่สามารถอยู่ได้อย่างโดดเดี่ยว ต้องมีขั้วคู่ หรือสองขั้วเสมอ
-เมื่อวางแม่เหล็กในสนามแม่เหล็กจะเกิดทอร์กของการหมุน จนกระทั่งแม่เหล็กวางตัวในทิศเหนือ-ใต้
-ปี ค.ศ. 1819 เออร์สเตด พบว่า กระแสไฟฟ้าเป็นแหล่งกำเนิดของสนามแม่เหล็ก
สนามแม่เหล็ก(Magnetic Field,B)
-ในบริเวณรอบๆแท่งแม่เหล็กจะเกิดสนามแม่เหล็ก B คล้ายกับสนามไฟฟ้า E ที่เกิดจากประจุไฟฟ้า
-เราอาจมองสนามแม่เหล็ก B เป็นเส้นๆซึ่งเรียกว่า ความหนาแน่นฟลักซ์แม่เหล็ก มีหน่วยเป็น เวเบอร์/ตารางเมตร
-เมื่อเคลื่อนประจุ q ด้วยความเร็ว v ผ่านสนามแม่เหล็ก B จะเกิดแรงทำต่อประจุดังสมการ
.สนามแม่เหล็กจากกระแสไฟฟ้าไหลผ่านลวดเส้นตรงยาวมาก
เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านลวดตรงยาวมากจะเกิดสนามแม่เหล็กวนรอบเส้นลวด ทิศของสนามแม่เหล็กจะเป็นไปตามกฎมือขวา