環(huán)狀電流是被困在行星磁層內(nèi)的帶電粒子所運(yùn)載的電流。
內(nèi)容簡(jiǎn)介
環(huán)狀電流是在經(jīng)度（縱剖面）上漂移的高能（10–200 keV）粒子。
作用及原理
不同電流系統(tǒng)下圖解的地球磁層形狀如右圖所示。
地球的環(huán)狀電流是負(fù)責(zé)保護(hù)地球低緯度磁層的電場(chǎng)，因此它在磁暴的電動(dòng)力學(xué)下有巨大的效應(yīng)。環(huán)狀電流系統(tǒng)包含距離3至5 R的帶，躺在赤道平面附近并以順時(shí)針?lè)较蛄鲃?dòng)著（當(dāng)從北極方向觀看時(shí)）。在這個(gè)區(qū)域內(nèi)的微粒產(chǎn)生一個(gè)和地磁場(chǎng)相反的磁場(chǎng)，因此一位地球上的觀測(cè)者會(huì)觀測(cè)到這個(gè)區(qū)域磁場(chǎng)的衰減。
環(huán)狀電流的能量主要是由離子來(lái)運(yùn)載，絕大多數(shù)都是質(zhì)子。然而，環(huán)狀電流內(nèi)也曾經(jīng)觀測(cè)到α質(zhì)點(diǎn)，一種在太陽(yáng)風(fēng)中含量豐富的離子。另外，一些百分比是氧離子（O），與在地球電離層中相似，但是能量更高。這些離子的混合表示環(huán)狀電流中的離子可能有一種以上的來(lái)源。環(huán)狀電流內(nèi)微粒的能量范圍從0.05 MeV 至 1 MeV。
地磁的風(fēng)暴
當(dāng)磁暴發(fā)生時(shí)，在環(huán)狀電流中的微粒數(shù)量會(huì)增加，結(jié)果是地磁場(chǎng)作用的領(lǐng)域減少。
分子電流假說(shuō)
安培認(rèn)為構(gòu)成磁體的分子內(nèi)部存在一種環(huán)形電流——分子電流。由于分子電流的存在，每個(gè)磁分子成為小磁體，兩側(cè)相當(dāng)于兩個(gè)磁極。通常情況下磁體分子的分子電流取向是雜亂無(wú)章的，它們產(chǎn)生的磁場(chǎng)互相抵消，對(duì)外不顯磁性。當(dāng)外界磁場(chǎng)作用后，分子電流的取向大致相同，兩端顯示較強(qiáng)的磁體作用，形成磁極，就被磁化了。當(dāng)磁體受到高溫或猛烈撞擊時(shí)會(huì)失去磁性，是因?yàn)榧ち业臒徇\(yùn)動(dòng)或震動(dòng)使分子電流的取向又變的的雜亂無(wú)章了。
安培的分子電流假說(shuō)在當(dāng)時(shí)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的知識(shí)甚少的情況下無(wú)法證實(shí)，它帶有相當(dāng)大的臆測(cè)成分；在今天已經(jīng)了解到物質(zhì)由分子組成，而分子由原子組成，原子中有繞核運(yùn)動(dòng)的電子，從現(xiàn)代的觀點(diǎn)來(lái)看，“分子電流”是由原子內(nèi)各電子繞原子核的軌道運(yùn)動(dòng)、各電子的自旋運(yùn)動(dòng)以及原子核的自旋運(yùn)動(dòng)構(gòu)成的。由此安培的分子電流假說(shuō)有了實(shí)在的內(nèi)容，已成為認(rèn)識(shí)物質(zhì)磁性的重要依據(jù)。
范艾倫輻射帶
范艾倫輻射帶是在地球附近的近層宇宙空間中包圍著地球的大量帶電粒子聚集而成的輪胎狀輻射層，由美國(guó)物理學(xué)家詹姆斯·范艾倫發(fā)現(xiàn)并以他的名字命名。范艾倫帶粒子的主要來(lái)源是被地球磁場(chǎng)俘獲的太陽(yáng)風(fēng)粒子，這些帶電粒子在范艾倫帶兩轉(zhuǎn)折點(diǎn)間來(lái)回運(yùn)動(dòng)。當(dāng)太陽(yáng)發(fā)生磁暴時(shí)，地球磁層受擾動(dòng)變形，而局限在范艾倫帶的高能帶電粒子大量泄出，并隨磁力線于地球的極區(qū)進(jìn)入大氣層，激發(fā)空氣分子產(chǎn)生美麗的極光。范艾倫輻射帶一般情況下分為內(nèi)外兩層，海拔高度處在約500至58000公里之間，內(nèi)外層之間存在范艾倫帶縫，縫中輻射很少，偶爾會(huì)因?yàn)樘?yáng)風(fēng)暴等突發(fā)情況臨時(shí)被破壞分離導(dǎo)致多層產(chǎn)生。
拓展條目
??太空天氣
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