对地球磁场起源的探索，早在公元1600年前后就已经开始了，其主要假说有永磁体说、电流说、压电效应说、温差电效应说、发电机理论等，其中永磁体说被实验否定，电流说由于电阻问题而被人们放弃，压电效应说由于现实中的压电效应本身没有涉及温度的影响，其实验值都是在常温下获得的，据此推出的磁场强度微不足道而被人们抛弃，发电机理论由于不能说明南北磁极翻转而受到质疑。那么，地球的磁场是如何产生的呢？ 只有存在运动电荷或电流才能产生磁场，因此，地球磁场应该与地球内部的带电结构有关。但是，地球磁场的南北磁极还存在着一种小范围的低速运动，这种运动表明地球磁场不仅仅是地球内部的带电部分作旋转运动产生的，在地球内部还应该存在着一个相对稳定的内部电流。那么，地球内部为什么会长期稳定地带电、并存在一个相对稳定的内部电流呢？ 据分析，地球内部地幔的半径约为2900公里，温度大约在1500～3000℃之间，压力为50万～150万个大气压，地核的半径约为3500公里，温度在5540℃左右，压力大约为350万个大气压。在通常情况下，构成宏观物体的每个原子所带的正电量和负电量是等值的，这样，经中和后的宏观物体就不带电了。但由于地核及地幔下部物质受到的压力作用较大，温度也较高，笔者认为，一个在常温低压状态下被公认的常识，宏观物体不能自发地稳定带电的观点将不再成立，即在天体内部的高压状态下，物质都是带电量不等的离子体，高温等离子体、低温等离子体的“相等”是不可能的。 磁流体发电的实验表明，在上千度以上的温度状态下，物质中少量原子中的电子可以克服原子核引力的束缚而变成自由电子，同时原子则因失去电子变成带正电的离子，这种状态称之为低温等离子状态。地核的温度在5540℃左右，如此高的温度势必会使地核中少量原子的电子克服原子核引力的束缚，变成自由电子，同时令构成地核的少量原子失去电子变成带正电的离子，在压力不是很高的状态下，失去电子的原子及克服原子核引力束缚的自由电子通常以等离子状态存在，原子核的引力作用及热运动使自由电子不能长期与失去电子的原子脱离开来。但是，当物质是在超高压作用下以密度极大的状态存在时，克服原子核引力束缚的电子，将在地核压力产生的巨大挤压力作用下，趋于飘浮到地核与地幔的交界处，造成克服原子核引力束缚的自由电子与失去电子的原子长期脱离开来，笔者将这种现象称之为热压电效应。由于地核内部的原子总量非常巨大，可以产生大量的被分离电荷。 原子最外层电子云的分布几率，会受到邻近原子中电子的静电排斥作用，由于地核中物质所受压力作用较高，物质密度较大，受到邻近原子中电子的静电排斥作用也相应较强，原子的最外层电子云会部分地失去围绕原子核运动的空间，使原子最外层电子的分布向原子外扩张。与常压状态下金属中可自由运动的自由电子不同，在超高压压力作用下失去围绕原子核运动空间的电子，也不能在地核中其它邻近原子之间自由运动。由于整个地核的压力都较高，因此，地核中少量原子最外层电子云的分布几率将一直延伸到压力较低的地核与地幔交界处甚至地幔中上部。地核中部分以自由电子状态存在的电子在压力作用下，趋于朝压力较低的地核与地幔交界面附近甚至地幔中上部分布，使宏观的地核处于带正电状态，地核与地幔的交界面附近以及地幔中上部处于带负电状态，即发生热压电效应。 原子的基态通常处于较深的负能级状态，较弱的压力作用不能将其激发或电离，但较强的压力作用会以一种令原子最外层电子云运动空间减少的形式，改变原子最外层电子云的分布几率。由于更低的能态已经被其它电子占据，原子最外层电子云只能朝外扩张，使原子最外层电子云的分布几率可以延伸到地核与地幔的交界处甚至地幔中上部，并在地核与地幔的交界处外部形成一个电子壳层。 天体内部的热压电效应主要是将与原子分离的电子挤压出天体内部的高压区，如果电子没有与原子分离，则很难被大量地挤压出天体内部的高压区。 将地核视为一个巨大的带正电荷的原子核，将地核与地幔的交界处外部覆盖整个地核的带负电荷的电子壳层视为一个巨大的带负电荷的电子气海洋，地核所带的正电量和地核周围电子壳层所带的负电量是等值的，这样，经中和后的宏观地球外表就不带电了。电子气的比重极小，在超高压与高温共同作用产生的强大浮力作用下，地核中以离子状态存在的电子克服原子核的库仑作用，趋于飘浮到地核外部，并在浮力作用与地核中所有失去电子的原子的库仑作用相平衡的位置，也即在地核与地幔的交界面附近，形成一个覆盖地核的电子壳层。将地核与电子壳层视为一个巨大的“原子”，地球磁场的产生就与这个巨大 “原子”的存在有关。 必须强调，由于电子具有波动性，每个飘浮到地核外部的电子的分布位置并不是固定不变的，而是有一定的范围，其飘浮的范围甚至有可能一直延伸到地球表面上来，也就是说地球的表面有可能带有负电荷，在我们的周围也应该存在一个可以测量到的电势梯度，但不知为何没有被测量到。 由于电子气海洋的存在，产生了地核与地幔的交界面层。美国的科学家通过实验观察发现，地核的自转与地壳和地幔并不同步。地核与地幔之间接触面积非常巨大，按照“常识”，充满液态岩浆的地核与地幔之间接触面上产生的摩擦力应非常巨大，足以使质量巨大的地核与地幔之间的相对运动在几小时或几分钟的“瞬间”趋于同步，并将其相对运动所具有的动能转化为热能和冲击波，同时在地球内部产生巨大的震动，由于地壳的厚度只有微不足道的几十公里，地核与地幔所具有的动能足以冲破地壳，产生直冲大气层的岩浆巨浪，可地核的旋转运动竟然能在上亿年的时间里与地幔不同步，这是为什么呢？ 众所周知，当原子相互作用形成离子或分子时，有获得特殊稳定构型的倾向，其中最重要的是惰性气体结构。在通常情况下，非惰性气体结构的元素只能以原子结合成分子来形成惰性气体结构，但在大量电子以自由状态存在的电子壳层中，原子会趋于直接与电子结合成具有惰性气体结构的带电粒子，以使系统处于相对较低能量状态。原子直接与以自由状态存在的电子结合成具有惰性气体结构的带电粒子，造成电子壳层中大量原子处于特殊稳定构型的负离子状态。电子壳层中大量电子的静电屏蔽作用，还能令电子壳层中原子之间失去相互作用，不能相互结合生成分子。 根据量子力学理论，存在于具有惰性气体结构原子轨道上的电子的排列不是任意的，电子将趋于由自旋平行且反向的自由电子双双组成电子对。具有惰性气体结构的金属阴离子物质在常温常压下是不存在的，但由于地核与地幔交界面上电子壳层的存在，令地核与地幔接触面上充满了具有惰性气体结构的铁、镍等负离子物质。带有电子的铁、镍等元素的性质非常特殊，由于元素之间没有相互作用，相对运动时产生的摩擦力作用极小，具有惰性气体结构的铁、镍等负离子物质就如同是具有超流动性的液氦。在地核与地幔的接触面上充满了具有超流动性润滑剂的状态下，地核的旋转运动即使与地幔不同步，地核与地幔在“接触面”上产生的摩擦力也是微不足道的。由于具有惰性气体结构的负离子物质具有超流动性，使电子壳层底部的物质不随地幔或地核作同步旋转运动。 有证据表明，地壳及地幔的旋转速度在多种因素影响下会发生变化，但影响地壳及地幔旋转速度的各种因素，有些对地核的旋转运动并不产生同样影响。此外，由于太阳和月亮的引力作用，以及地核内部的铁核、钴核中的稳定同质异能素在高温高压作用下发生同质异能素转化核反应时释放核能的不均匀性，造成覆盖地核表面的电子壳层不同区域存在较大温差，使电子壳层底部的负离子物质发生大规模定向运动，尽管巨大的负离子物质风暴的摩擦力对地核与地幔都微不足道，但由于电子气海洋中的铁、镍等金属负离子物质风暴，造成地核与地幔都不断地有大量物质与电子壳层底部中物质进行交换，并给地核与地幔的旋转运动带来不同影响，经过几十亿年的漫长岁月，就会造成地幔与地核之间的旋转运动不同步。因此，地幔与地核的旋转运动不同步，自然也就不奇怪了。 不难想象，太阳和月亮的引力作用，以及地核内部的铁核、钴核中的稳定同质异能素在高温高压作用下发生同质异能素转化核反应时释放核能的不均匀性，会造成电子壳层中具有超流动性物质的密度及分布发生巨大波动，由此产生的在地核与地幔之间的电子壳层底部中负离子物质大风暴会非常强烈，强烈的负离子物质大风暴又会产生强大的交变电磁场。 将电子壳层中的多余电子视为超自由电子，由于有大量超自由电子和自由电子的存在，按金属导电的经典电子说，电子壳层的电阻由于电子壳层中的原子与超自由电子之间不存在固有的库仑作用联结。当超自由电子和自由电子在外电场的作用下作定向运动时，超自由电子不会通过电磁相互作用将定向运动所具有的能量传递给电子壳层中的原子物质，构成电子壳层的原子物质的无规则热运动也不会影响到超自由电子在外电场的作用下的定向运动，因此，地球内部地核与地幔之间的电子壳层是一个没有电阻的高温超导地层。 根据量子力学理论，电子具有波动性，具有波动性的超自由电子在电子壳层中传播时，由于波长与电子壳层中物质自由电子相差极大，其波长要比电子壳层中物质自由电子大很多，传播时不会受到电子壳层中原子物质散射（或偏析），使超自由电子在电子壳层中的传播不会受到阻碍，因此，电子壳层中的“固有”电阻对波长与其自身的自由电子相差极大的超自由电子的影响是微不足道的。 根据量子力学理论，存在于具有惰性气体结构原子轨道上的电子的排列不是任意的，超自由电子将趋于由自旋平行且反向的电子双双组成电子对。将地核与电子壳层视为一个巨大的“原子”，电子壳层中大量的超自由电子会双双组成大量的电子对，这种电子对组态可使系统的能量降低，形成稳定的结合。于是，在电子壳层中大量的超自由电子将趋于形成电子对组态。由于电子对的惯性质量极小，其热运动不会与电子壳层中的原子产生热能交换，换句话说，超自由电子形成的电子对的热运动不受电子壳层中原子热运动的影响，故利用电子壳层中大量的超自由电子和/或超自由电子组成的超自由电子对来传输电磁场能量，则电子壳层的电阻率将与电子壳层中超自由电子组成的电子对的密度成反比。由于地核的体积极大，温度和压力又相对较高，热压电效应造成电子气海洋中超自由电子组成的超自由电子对的密度极大，电子壳层的导电率极高，堪称是高温超导地层，使得存在于其中的电流就如同存在于超导线圈中的电流那用，可以永不消失地在其中流动，也使得在地球上形成了一个磁场强度较稳定的南北磁极。如上所述，太阳和月亮的引力作用，以及地核内部释放核能的不均匀性，会造成电子壳层中具有超流动性物质的密度及分布发生巨大波动，由此产生的在地核与地幔之间的负离子物质大风暴会非常强烈，强烈的负离子物质大风暴又会产生强大的交变电磁场，使得存在于电子壳层的电流分布发生变化，造成地球磁场的南北磁极发生一种低速运动，这种低速运动在历史上曾经多次造成地球的南北磁极翻转。 天文观测表明，太阳和木星具有很强的磁场，其中木星的磁场强度大约是地球磁场的20---40倍。太阳和木星上的元素主要是氢和少量的氦、氧等这类较轻的元素，其内部并没有大量的铁磁质元素，而地球上则含有大量的铁、钴、镍等铁磁质元素，那么，太阳和木星的磁场为何比地球还强呢？ 众所周知，地核的半径约为3500公里，温度在5540℃左右，压力大约为350万个大气压。而木星内部的温度约为30000℃左右，压力也比地球内部高的多，太阳内部的压力、温度还要更高。热压电效应可在太阳和木星内部产生更加广阔的电子壳层，太阳和木星内部电子壳层的带电量也比地球内部电子壳层的带电量大的多，再加上木星的自转速度较快，其自转一周的时间为9小时56分30秒，木星内部电子壳层的运动的线速度也远高于地球内部的电子壳层，其磁场强度自然也要比地球高的多。 事实上，如果天体的内部温度超过铁、钴、镍的居里点，则天体的磁场强度与其内部是否含有铁、钴、镍等铁磁质元素无关，因为在居里点温度以上，它们的铁磁质性质会发生突变，这时它们已经转化为顺磁质元素了。 正是由于太阳、木星内部的压力、温度远高于地球，因此，太阳、木星上的磁场要比地球磁场强的多。而火星、水星的磁场比地球磁场弱，则说明火星、水星内部的压力、温度远低于地球。 此外，由于中微子具有磁矩，天体的磁场还可能与其引力作用俘获的冷中微子数量的多少有关。众所周知，在宇宙中存在着大量的中微子，其中部分中微子的运动速度相对较低，有可能被天体的万有引力作用俘获，堆积在天体的内部。对于引力较强的天体，其内部被俘获的冷中微子数量会较多，如果冷中微子在弱相互作用下，在天体的内部组合成结构较稳定的暗物质，因其不受“明”物质热运动的影响，其可在天体的内部按照一定顺序方向排列，则也会产生一定强度的磁场。参考资料：
地球磁场产生的原因：
据安培定律和法拉第定律：导线在磁场中移动时能产生电流。一个不断变化的磁场会引发电场。运动电场产生一个磁场，然后磁场产生了一个电场，电场继续产生一个磁场，以此类推。创造出个由电场和磁场组成的循环，地球磁场也是由同样的原理产生的。
一种关于地球磁场成因的假说认为：地球磁场的形成原因和其它行星的磁场的形成原因是类似的，地球或其它行星由于某种原因而带上了电荷或者导致各个圈层间电荷分布不均匀。
电磁感应学说
认为由太阳的强烈磁活动通过带电粒子的太阳风到达地球后，会通过地球内部的电磁感应和整流作用产生地球内部的电流，由此产生地球磁场。在这些学说中，只有发电机学说在观 测、实验和理论研究上得到较多的证认，是研究和应用较多的地球磁场学说。
地磁的形成好象科学家还没解决吧,虽然猜想很多，但好象都没定论。如果哪位大虾知道，一定要告诉我啊，谢谢。.
晕这些怎么说的这么复杂！！！！！！因为地球带负电，加上地球是自西向东自转的。自己用右手定则比一下就知道了。
根据奥斯特实验—电流磁效应，地磁场的形成来自于地球自身带的电荷运动形成的，地球本身是一个导体，宏观呈现带电为中性的，那么地球带什么电？怎么带电呢？大家知道地球的结构分三层，由地表向内部分壳层，地幔层和地核层，先说地核层主要物质高温高压铁水等重金属岩浆组成，热核反应仍在进行，故其铁等物质处于等离子体态存在，因地球是一个大的导体，地核内铁等物质溢出来的大量的自由电子到达地表（原因是静电感应平衡），这样地表带有负电荷，这些负电荷常常比较稳定与地球公转和自转，与地核内正电荷构成一种电容器，地核层与地幔层结合部产生有机物矿物油，构成这个电容器的电介质。地核内部的正电荷随高温高压岩浆一起转动（相对于地壳地幔），经几十亿年到如今，地核内岩浆的自转方向大致与地幔层相同，但转速已经变慢了，所以其所带的正电荷随岩浆转动时的环形电流对应形成的地磁场较弱，通常主要作用于地球内部，且通常较稳定，而地表带有的大量负电荷随地球公转和自转时，产生了地磁场，其主要作用表现在地球表面附近及地球外部空间，对地球场进一步分析可得出以下推论，一是地表带有大量负电荷，在随地球自转和公转时形成一系列方向大致相同的环形电流，形成磁场，这些环形电流平面与地轴不垂直，故出现磁偏角，根据右手螺旋定则可知地磁北极在地理南极附近，假设地表带电均匀分布，可以估算地表带电量多少。二是地核内岩浆体带有大量正电荷，这些岩浆转动方向及转动（流动）快慢变化，必引起地磁场的方向和强度变化，可通过地震及火山喷发，即岩浆扰动，监测地磁场变化予以验证，极端时可出现引起地磁场磁极颠覆。三是带电宇宙射线及地球外部带电粒子到达地表，随时影响地表带电电荷分布及运动方向，故地磁场受到太阳风暴明显作用，可以引起磁极的位置变化，另外潮起潮落，引起地球表面形状变化，也会影响地磁场的强弱，还有地球内部的热核反应强弱，会影响地表带负电荷数量变化，进而影响地磁场强弱变化。
地球外核是高温等离子态（离子、电子）。外核的电子随地球自转，也就是自西向东运动的电流，此电流形成了地球磁场。此磁场方向符合电学右手定则。
参考文献；天地知识漫谈
一种关于地球磁场成因的假说认为：地球磁场的形成原因和其它行星的磁场的形成原因是类似的，地球或其它行星由于某种原因而带上了电荷或者导致各个圈层间电荷分布不均匀。
这些电荷由于随行星的自转而做圆周运动，由于运动的电荷就是电流，电流必然产生磁场。这个产生的磁场就是行星的磁场，地球的磁场也是类似的原因产生的。这个假说和各个行星磁场的有无和强弱现象符合。
扩展资料
地球磁场对于地球的生命起到非常重要的作用，它可以使我们免受紫外线、宇宙射线、太阳风暴的照射，而且它会保护地球的大气层。
而火星它的内部由于不存在着液态金属，使得它的磁场非常的弱小，在经过数千次撞击后，最终它的磁场消散，不到10亿年的时间，火星的大气层就被太阳剥离了。所以火星才不具备居住生物的条件。
参考资料来源：百度百科-地球磁场
地球自转又绕着太阳转，相当于螺旋转，地球内的游动粒子也即这样转动，与磁感电线圈相似，可认为这形式运动就产生磁场。地球动速相比电子太慢，所以磁场很弱，磁偏角就是地球绕太阳也不是正对着转，另外地球有水，磁场可感应水中离子导电，表现为两极，没有水离子不动也显示不出来。
实际上求解静电场、恒定电流场、恒定磁场问题方法是一致的，只是用不同的量而已。在静电场中引入两个场量，一个电场强度E，一个电通量密度D，其中有E的旋度等于0，D的散度等于那一点的电量密度，就是说静电场是一个有源无旋场。要确定一个场，知道它的散度旋度以及边界条件就可，因为E、D都是矢量计算不方便，所以引入一个标量电位，定义为E=电位的负梯度，这样就转化为电位的计算，用泊松方程或拉普拉斯方程求解电位的一般表达式，实际上就是一个多重积分问题，然后用边界条件代入求得待定系数，然后就可得电位，由E=电位的负梯度可以求得E，再由E、D的关系求得D。这只是一个简单的过程，还有一些具体的东西，像不同电解质的分界面的衔接条件、安培环路定理（E沿闭合曲线的积分等于0）、高斯定理（D沿闭合曲面的积分等于里面包含的电荷总量的代数和）、一些具体的方法（分离变量法，有限差分法，镜像法，电轴法）、以及用定义法求电位、E等这里就不详细叙述。 恒定电流场与上面完全类似，不过变量D变为J，并且的散度等于0，说明是一个无源无旋场。方程就只有拉普拉斯方程，然后代边界条件，方法和静电场一样，不再详细叙述。 然后是恒定磁场。两个矢量是B与H，B的散度为0，H的旋度为电流面密度，说明是一个有旋无源场，H沿闭合曲面的积分等于曲面里面穿过的电流的代数和。引入的变量是磁矢位A，定义是B=磁矢位的旋度，还有一个变量磁位，定义在电流为0的地方 H=磁位的负梯度，磁矢位、磁位都有对应的分界面衔接条件。磁位的解法同电位，方程为拉普拉斯方程，然后代入边界条件确定解，然后再求H、B，还有一些具体的方法像用定义求B（毕奥—沙伐定律）、镜像法这里也不再细述。 实际上我也正在学工程电磁场，正好学到第三章恒定磁场的求解。要是有什么问题可以一起讨论。
游上海科技馆 上海科技馆是政府落实“科教兴国”的重要文化项目，占地万平方米，共投资亿元。 它——气势磅礴。有“蜘蛛生活”、“生物万象”、“智慧之光”、“视听乐园”、“飞翔精灵”……七个展区。 视听乐园 在少儿的眼里，最好玩的要算“视听乐园”了，可不料却排起了“一字长蛇阵”。无奈呵，不得了！高的、矮的、胖的、瘦的……高的喜悦，矮的精神，胖的伸长脖子，瘦的踮起脚尖……热闹！ 这个游戏5分钟/3人，游戏名叫“飞机模拟驾驶”，半小时后，我坐上了飞机那才爽呢！机关枪、跟踪弹、手榴弹、飞弹……一齐“突突突突……突突突……”不料敌方蹿几枚导弹飞来，“砰！”飞机下坠，只玩了3分半，屏幕上就“Game Over！”了。 接着老妈一人玩了“守门员”，老爸玩了“滑雪”，因为太费时，所以离开了“视听乐园”。 IMAX影院 其实我也没真的看电影，手头“money”不多，午餐又吃了200多元的韩国烧烤，今日播出的是大片《海洋绿洲》，想必就有凶恶的鲨鱼等，我不敢往下想了…… 蜘蛛生活 离开了IMAX影院后，我慢步走进了“蜘蛛世界”。 有一种微型蜘蛛，叫“蚁蛛”，放在显微镜下才看得清它的腿。走着，走着来到了“蜘蛛游戏园”，这里有“仿真电动蜘蛛”、“蛛网振动”、“蜘蛛影视”……我碰碰这个，摸摸那个，好玩极了。 后来，我们来到“蜘蛛展厅”。里面的蜘蛛各种各样，应接不暇！其实，蜘蛛这东西很聪明，有种蜘蛛叫“狼蛛”，会在一条通道里先挖个直洞，再挖几个洞放食物，一个洞是卧室，又在卧室边修个紧急出口，怪机灵的呢！我向前走着，蜘蛛奥秘一个个被揭穿，终于来到了出口。 飞翔的精灵 鸟类是动物界最斑斓亮丽的一道风景线，高山树林，江河湖海，那天使般曼妙舞姿，婉转动听的歌喉，给人带来了多少想象…… 鸟类是人类的朋友，人类却要灭绝这可爱的鸟类！以前，有一种叫“渡渡鸟”的鸟儿，满山遍野都有它们的足迹，可无情的人类却撕杀它们，导致现在只有一只小渡渡鸟的标本了。 鸟中跑得最快的是驼鸟，两腿不停地抖动，平均每钞能跑二、三十米远呢！可是，人类——你们知道吗？鸟类以每年一种的速度灭绝，让我们认识鸟类，爱护鸟类吧！ 其它 后来，我又玩了智慧之光，里面演示了“数、理、化、生”等学科模型；还去了“生物万象”，里面介绍了“动物”、“‘植物”、“鱼类”、“菌类”等自然事物，使我们增长了见识；又去了“设计师摇篮”，是展示上海设计师最有创意的设计成果和青少年优秀作品的地方。 归程 此时已是傍晚时分，我拖着疲惫的身子，迈着沉重的脚步向上海地铁站走去……游上海科技馆 星期五，我一大早就起床了，准备一切就绪后，我兴高采烈地来到学校，八时就出发了，一路上风光可好了，还走过黄浦大桥呢！ 哇！只见一个大大的球体形建筑展现在我的眼前，真像一个地球。我想：里面的知识一定可以装满这球体。走进大厅，真是高科技，竟然能知道有多少人。上午我们走过生物万象、地壳探秘、儿童科技园、视听乐园、设计师摇篮，一个四维动感影院，地球家园、信息时代、机器人世界、蜘蛛展，蝙蝠洞，探索之光、人与健康、宇航天地，探索者长廊1和探索者长廊2。最令我印象深刻的是探索者长廊1和探索者长廊2。 探索者长廊1向我们介绍了古今中外的科学家，有张衡，有伽利略，有牛顿，有拉瓦锡，有达尔文，有普朗克。最令我印象深刻的是张衡，他是我国东汉时期伟大的科学家、文学家。张衡对中国古代的天文学、地震学和机械力学作出了杰出的贡献。他继承和发展了前人的浑天理论，大胆地对天象提出了许多新的见解。他发明的"水运浑象"、"候风地动仪"、"浑天仪"等，准确地报告了西方千里之外发生的地震、较好地说明有关天文现象。这标志着人类开始了用仪器记录研究地震和天体的新纪元；探索者长廊2介绍了，有哈维，有法拉第，有居里夫人，有爱因斯坦，有邓稼先，有弗莱明，有沃森与克里克。最令我印象深刻的是法拉第，他是对现代电学发现做出贡献的第一流科学家。他研究了奥斯特发现的电流的磁作用，做出了一项重大发现：磁作用的方向是与产生磁作用的电流的方向垂直的。法拉第还制成了一种电动机，证明了导线在恒定磁场内的转动。他甚至还证明了在地磁场内的这种转动。法拉第坚信，电与磁的关系必须被推广，如果电流能产生磁场，磁场也一定能产生电流。他取得了巨大的突破是他发明了一种电磁电流发生器，这就是最原始的发电机，不仅做出了跨时代的贡献而且奠定了未来电力工业的基础。 下午，我们玩了儿童科技园和智慧之光，智慧之光里面的知识可丰富了，里面有许多问题，我都解决了，只有一个问题可难了，是我思索了好久：二个直径相同的圆，重量也相同，在两个东西上滚，为什么一个滚得快一个滚得慢？徐雨伟，秦逸和我思考了好久也没想出来。我灵机一动，把两个圆环了一个位置，快的变慢了，慢的变快了。原来是推动力的原因。“是推动力的原因！”我高兴得一蹦三尺高。 时间过得真快啊！真是“时间不等人”，我们依依不舍地离开了上海科技馆。
我这里有 并且带gsm无线报警模块基于GSM平台的小区防盗报警系统设计摘 要现在单片机和PC机通过串行接口构成的多微机系统已经广泛应用于工业控制、，环境监测等场合，这些系统大多采用RS-232, RS-485或是有线Modem的通信方式，虽然很经济适用，但是有线数据传输方式很大程度上限制了其使用的场合，针对这种情况，可以利用GSM网络进行数据传输，在单片机系统中利用GSM引擎模块，结合已有的单片机系统通过RS-232接口实现数据的无线传输。本系统主要由单片机和GSM短信模块组成，借助最可靠、最成熟的GSM移动网络，以最直观的中文短消息或电话形式，直接把报警地点的情况反映到您的手机屏幕上。它采用主动式红外传感器进行检测，变有形的传统防盗网防盗窗为无形，给火灾时的逃生提供方便。。【关键词】单片机 GSM模块 传感器The guard against theft and alarm system Based on GSM ModemAbstractNowadays, the mufti-microcomputers system, which constituted with the single chip computer and PC through the serial interface, is already widely applied in many situations such as industry control, environment monitoring and so on. These systems are mostly based on RS-232, RS-485 or wired modem. Although very economical they are, their application is limited by the wired data transmission way in very great degree. To solve the problem, the data transmission would carry on through the GSM network, in other words, the GSM engine module would be combined with the traditional single chip system, and realize wireless data transmission through the RS-232 System is made up of MCU and GSM Modem. It will display the alarm content in Chinese directly at your mobile screen, and it recurs to the most reliable GSM mobile network. The system adopted initiative infrared sensor to detect, and it turned the traditional alarm net and alarm windows to immateriality..【keywords】 MCU GSM modem sensor绪论 22 89C51单片机简介 53 GSM系统简介 144系统硬件设计 195 家庭防盗报警系统的软件设计 29结 论 31致 谢 32参考文献 32
本系统主要由单片机和GSM短信模块组成，借助最可靠、最成熟的GSM移动网络，以最直观的中文短消息或电话形式，直接把报警地点的情况反映到您的手机屏幕上。它采用主动式红外传感器进行检测，变有形的传统防盗网防盗窗为无形，给火灾时的逃生提供方便。并配备烟雾传感器和燃气泄漏传感器，实现防火、防燃气泄漏的作用。【关键词】单片机 GSM模块 传感器237513901
电气工程自动化工程控制体系则是社会工业化发展的关键,是其应用和功能表达的按钮和键盘 。下文是我为大家搜集整理的关于电气工程自动化专科毕业论文的内容，欢迎大家阅读参考! 电气工程自动化专科毕业论文篇1 探讨电气自动化在电气工程中的发展趋势 [摘要] 随着我国社会主义市场经济的进步和发展，电气自动化技术的发展越来越成熟，在电气工程中的运用越来越广泛。电气自动化技术在电气工程中的应用，对促进电气工程的发展，推动我国的经济建设有着非常重要的作用。本文论述电气自动化控制系统的设计理念和发展趋势来将电气自动化应用到电气工程中，并作相应的分析。 [关键词] 电气自动化;电气工程;设计理念;发展趋势;应用 1 电气工程以及电气自动化的概念 电气工程(Electrical Engineering，简称EE)是当今高新技术领域中举足轻重的关键学科之一，更是现代科学研究领域中的热门学科。最成功的例子就是电子通信技术的巨大进步推动了以计算机网络为中心的信息时代的蓬勃发展，并且在根本上改变了人们的工作和生活模式。从某些层次上来讲，电气工程的发达程度甚至可以代表一个国家的科技进步水平。 电气自动化(Electrical Automation)的专业全称一般为电气工程及其自动化，其应用范围涉及各行各业，小到电气开关的设计，大到科技航天的研究，到处都有它的身影。电力的发展是促进生产和提高人民生活水平的重要物质基础，随着电力应用的不断发展和深化，新时代背景下的电气自动化进程了国民经济和人民生活现代化的重要标志。 2 电气自动化控制系统在电气工程中的设计理念 利用集中监控式设计理念在电气工程中的应用 运用集中式监控方式的特点在于在电气工程中的运行维护很是方便，爱控制站上要求不是很高，在系统设计上比较容易。而且它是将系统中的各项功能集中到一个处理器中来进行处理工作的，而处理器的任务是相当的繁重的，处理的速度严重受到影响。而我们了解到电气设备进入到监控时，监控对象的大量增加是随之来的将是主机的冗余的下降的趋势，电缆方面的数量也是在加大的，投资上也有明显的加大，长距离的电缆的引入将会影响到系统上的可靠性。同时隔离刀闸上的操作闭锁还有断路器上的联锁都是采用的硬接线，然而隔离刀闸上的辅助接点经常会出现接点不到位的现象，这样就会造成电气工程中的设备无法进行操作。这种接线的二次接线是相当的复杂的，会出现检查线时不方便，在维护量上也大大的增加，还存在着检查线或传动过程中由于接线上的复杂而造成操作上失误的可能性等等，所以说集中监控方式也是在电气工程中运用比较广泛的。 利用远程监控式设计理念在电气工程中的应用 远程监控方式在电气工程中具有在电缆上可节约大量的增加数;还可以节省安装上的费用问题;在材料上也可节约很多;同时还具有组态灵活和可靠性上高的特点。但是由于电气工程中各种现场的总线的通讯速度不是很高，而电气电厂中的通讯量又是很大，所以远程监控方式适合运用在电气工程中较小的系统监控，不太适合面对全长的电气自动化系统控制的构建。 利用现场总线监控式设计理念在电气工程中的应用 在当今社会，已普遍应用于电气工程自动化系统的有现场总线、以太网等计算机网络技术，同时也累计了很多的运行丰富经验，这样就使电气自动化设备也有了较快的发展，这都是为了电气自动化系统可以再电气工程中的应用奠定了基础。而现场总线监控可以使系统设计有针对性，对于不同的间隔采用不同的功能，这样就可以根据间隔的情况来设计。采用这种监控方式除了这些优点外还具有远程监控方式的优点，同时还可以在隔离设备、模拟量、端子柜等等方面上也有少量的减少，而且电气智能设备是就地安装的，与监控系统是通过通讯设备连接的，可以节省了电缆的大量运用，还节约了过多的投资和安装维护上的工作量，进而减少了成本。还有就是各个装置的功能都是相对独立的，是通过网络来进行连接的，网络的组态是非常的灵活，使整个网络系统的可靠性有所提高，而任何的一个装置的故障仅仅的影响相应的元件，这样就不会导致系统上的瘫痪问题。因此，现场总线监控方式在电气工程中应用最多也是最好的一项，同时也是发展电气自动化的前景方向。 3 电气自动化技术在电气工程中的应用分析 电气工程中电网调度的自动化 由电网调度中心的服务器、大屏幕显示器、工作站以及相应的计算机网络等共同组成的称之为电网调度的自动化系统。而实现自动化的表现方式是通过电力系统上专用的局域网将其处于在调度范围内的夏季电网调度中心、发电厂以及测量的控制设备等变电站终端实现有效连接。由此我们可以知道，将电气自动化技术应用在电气工程中有着很重要的作用，主要就是能过实现实时评估电力系统的运行状态，并根据所积累的数据来对电力负荷进行预测，故而在此基础上将发电控制和经济调度实现自动化，但是这样的一个要求只有在省级以上的电网才给予要求。电力系统在运行的过程中要实现实时的进行数据上的采集和处理，并根据数据进行监控，且在数据支持的情况下对电网的运行状态和安全进行掌握，使其能够很好的适应现代电力市场的运营需求。 电气工程中发电厂分散测控系统 电气工程中发电厂分散测控系统在实际的应用过程中一般采用的是分层分布的结构，其组成是由以太网、远行人员工作站、过程控制单元以及高速数据通讯网等等方面。而这里说的远程控制单元就是由只能做输入和输出的模件与可冗余配置上的主控模件一起共同组合而成，且主控模件又是通过冗余智能上的输入与输出和总线上的输入与输出来进行通讯的。其中过程控制单元是可以直接用于生产运行过程中的，并且直接接受热电偶、热电阻、开关量和现场变送器等等设备上的信号，还可以再运算完成以后在对设备的运行状态和参数来进行实时的打印、显示和信号的输出，以此来直接驱动其执行机构，最终实现电气自动化在电气工程中的生产运行过程的联锁保护、控制和检测等方面的功能。 电气工程中变电站的自动化 电气工程中的变电站应用的是自动化技术，其主要的目的在于取代人工操作、人工监视和电话通讯，并根据相应的情况来加强对变电站的监控能力，并且还可以实现在变电站上运行的水平和效率都有所提高。这也就是说，变电站中应用自动化技术就是为了全方位的，多层次的来监视变电站各种电气设备的运行状况，完成有效地控制。该自动化的特点有：以全微机化的设备来代替以前使用的电磁装置，并实现计算机屏幕化操作上的监视，在数据传输过程中实现自动化运行的管理和统计记录，是利用计算机电缆来代替电力信号的电缆来实现的。这也就是说电气工程中变电站自动化是电力现代生产中一项不可获取的部分，也是因为可以很好的满足变电站中的各项操作任务而成为了电网调度自动化中的一个不可分割的重要部分。 4 电气自动化在电气工程中的发展趋势 我们都知道电气自动化的发展趋势应该是分布式、信息化和开放化这三种趋势进行的，分布式的结构在于以后总能够确保计算机网络中的每个职能的模块全部都能够独立的工作的一种网络，以达到系统危险分散的概念;信息化则是根据系统信息能够进行综合的信息处理能力，且与网络技术相互结合来实现网络自动化和管控一体化。而开放化是根据系统结构与外界具有借口的方面，来实现系统与外界网络上的连接。在电气工程中我们也应结合这三种方式来进行电气自动化系统的控制，以确保电气工程中的生产过程运行安全、可靠。 5 结语 通过以上的分析，电气工程是一项在技术性、专业性上都是要求很高的设施工程，而电网的建设、改造等方面都在快速的发展着，且也对电气自动化系统上要求很高，故而我们要在这些方面大大提高电气自动化系统的水平，使其在电气工程中发挥其本身的优势，同时电气自动化系统在电气工程的经济效益和安全运行方面都有着非常重要的地位，所以我们将电气自动化在电气工程中实现现代化、国际化和全球化。 电气工程自动化专科毕业论文篇2 浅析电气工程自动化中人工智能的运用 前言 近年来，随着人工智能技术快速的发展，自动化在很多领域得到了广泛的运用，尤其是电气工程自动化控制中取得了飞速的发展，其操作过程中简单、精准、针对性强。但依然存在一些问题和不足需要改进，在科学技术突飞猛进的新时期，加强人工智能自动化在电气工程中的运用，对我国电气工程有着重要意义。 1.人工智能的概述 人工智能的概念在1956年初次提出以后，在研究范畴得到了飞速的发展，逐步形成为了一套以计算机为主，包含了自动化、控制论、信息论、生物学、仿生学、心理学、语言学、数理逻辑、哲学和医学的一门综合性的科学。在人工智能范畴，使机械具有与人类智能进程相类似的体系， 能够胜任人类智能所能完成的工作。人工智能理论是开辟、研究若何延长、模拟人的智能的理论。 作为新兴的计算机科学的一个分支， 人工智能技术诠释了智能的实质， 并在此基础上生产出一种与人类智能有相近似反映的智能机械。在此范畴的研究首要包括：图像方法、语言方法、机器人、专家体系和自然语言处置等体系。电气工程主如果研究和电气工程有关的自动控制、体系运行、信息处理、电子电气技术、研制开发、信息处理和计算机与电子运用等。随着科学技术的不断发展， 计算机技术已开始运用在我们生活的每一个方面。飞速发展的计算机编程技术加快了传布、自动化运输和传布的发展。人类大脑作为最精密的仪器，计算机编程也只能仿照其对信息进行阐发、处置、互换、搜集和回馈，所以对人类大脑技术的仿照会增进电气工程自动化的发展。电气自动化控制在加强互换、生产、分派和畅通方面有主要的作用，实现电气工程的自动化，会下降人力资本的投入，使运作的效力不断提高。 2.电气自动化控制中人工智能技术的现状 (1)完善电气设备的设计是一项复杂的工作，其既需要运用电路及电磁场知识，还要运用一些设计里的经验性知识。以前的产品设计是运用简单的方法、依据经验采取手工方式进行，因此不容易选出最优的方案。然而，随着计算机技术的进步，电气产品的设计方式也发生了改变，逐渐由手工设计朝借助计算机设计转变，这极大地缩短了电气产品的研发周期。将人工智能技术运用于电气自动化控制中，使得以前的CAD技术得到了极大发展，不仅大大提升了产品设计的效率，也提高了产品的质量。 (2)智能控制功能变成现实。1)数据采集与处理：能够对所有的开关量和模拟量进行实时采集，还能根据需要进行处理或储存。2)运行监视和事件报警：可对各主要设备的模拟量数值、开关量状态进行实时智能监视，有事故报警越限和状态变化事件报警，事件顺序记录，事故处理提示和自动处理，声光、语音、电话、图像报警等功能。3)操作控制：通过键盘或鼠标就能实现对断路器及电动隔离开关的控制、励磁电流的调整。运行人员可按顺控程序进行同期并网带负荷或停机操作另外，系统还对运行人员的操作权限加以限制，以适应各级运行值班管理需要。4)故障录波：主要包括模拟量故障录波、波形捕捉、开关量的变位以及顺序记录等。 3.人工智能在电气工程自动化中的运用 电力系统中散布着大量的自动控制和手动控制装置，如继电器、断路器、断绝开关等，由这些相对于简略的局部控制的协同作用组成全部电力系统庞大的实时控制。电力系统的保护实时控制有分离和持续两种控制范例，因为人工智能技术具备清楚的逻辑思维和快速的处置本领，已成为在线状况评估的主要东西。励磁控制是控制无功功率发电机端电压的首要组成部分，是一种首要的实时持续控制体系，对保持电力体系不变性起首要作用，切负荷是别的一种分离型的控制体系，当发电机因为故障造成体系容量产生急剧变化时，人工智能体系能处置暂缓负荷容量，有杰出的适应性和实用性。 电气产品的优化设计 电气产品的优化设计是一项庞大的使命，在设计过程当中需要将科学设计和经验常识有机融会，才能使产品的设计科学而适用。近年来，随着计算机技术的飞速发展，经由过程采纳人工智能技术来进行电气产品的设计，使得这一设计进程正垂垂从手工逐步转向人工智能辅助设计，从而有用缩短了产品的设计周期，而且还使得产品的设计愈来愈优良、适用、科学。 电气设备的故障诊断 电气设备出现问题时，所表现出来的症状及其相干的现实问题是非常复杂的，有时间是很难判定和查找的，而人工智能技术的操纵恰好可以办理这一问题，同时操纵人工智能故障诊断技术在机电和发机电也是很常见的。由于电气设备故障的非线性，不确定性和复杂性的特点导致传统的诊断方法准确率低，效果不明显，而人工智能通过将专家系统和模糊理论有机结合起来使用，能够确保故障诊断的高精度。 运行过程的智能控制 随着对自动化的请求越来越高，人工智能控制技术将是将来发展的一个趋向，这在电气工程自动化中已得到了普遍的运用。电气设备的控制是一项庞大而综合的工作，请求具备很高的技术含量，还应该会将各类专业知识综合运用，再按照大量的数据进行计算和阐发，经由过程人工智能技术的运用，联系专家系统控制、模糊控制、神经网络控制三者彼此联系的方式，因为人工智能自己的特征可以确保计算速度快，计算精度高，从而节省了大量人力物力，对人力资源而言可以说是一种解放。 同时，电气行业与我们平常的生活和进修有密切联系，于是，将之前繁琐的操纵进行简化，晋升电气系统的操纵效力是颇有需要的。在平常的电气系统操纵过程当中操纵人工智能技术，便能够使庞大的操纵程序变得简略，在家中操纵电脑就能够完成有关操纵，从而实现远程遥控不仅如此，我们还可以简化界面，将有些主要的信息实时进行保留与处置，便于今后的盘问和操纵。除此以外，操纵人工智能技术还能够主动生成报表，这节省了良多时间，提高了工作效率。 4.计算机控制技术的发展趋势以及发展前景 计算机控制技术是操纵计算机常识在相关的行业范畴进行自动化生产，近年来，随着国民经济的发展，计算机信息技术被运用到各行各业中，计算机技术也在科技信息技术迅速发展的布景下有了很大水平的晋升。在现阶段，计算机技术的进步和改良影响自动化控制技术发展与前进。在社会不断发展和前进的前提下，计算机自动化技术的发展小断地趋向于深度和广度。一方面，计算机自动化技术小断的趋向于智能化，计算机控制技术可以仿照人类的一些感受，如触觉、听觉等，还可以仿照人类的知觉本领，便是按照一件物体的某个详细的特点推测出该物体的其他特点，或从团体感知该物体。另一方面，计算机控制技术和自动化办理技术开始向着分歧的范畴发展，并逐步被运用到幻化系统工程中，向着办理工作和技术工作的一体化的标的目的发展。 5.结语 人工智能在电气工程自动化中的运用至关重要，因此，在电气领域的后续发展中，要不断提高自动化的技能，加强对人工智能自动化的在电气工程中的运用，促进电气工程技术领域的发展。本文通过对人工智能在电气系统中的问题分析，人工智能控制器可以根据实际情况适当调整自身性能，进一步明确了其在电气工程运用中的方向，为电气工程自动化奠定了坚实基础。在科技占主导地位的21世纪，将人工智能技术运用于电气自动化控制系统中，实现了智能化设计，提高了电气自动化生产的效率，使人工智能化更好的为人类社会服务。 猜你喜欢： 1. 电气工程自动化大专毕业论文 2. 电气工程及其自动化专科毕业论文 3. 电气工程自动化毕业论文范文 4. 电气工程自动化研究毕业论文 5. 电气工程及自动化专业毕业论文
三 电磁波在医疗上的应用在科学上，称超过人体承受或仪器设备容许的电磁辐射为电磁污染。电磁辐射分二大类，一类是天然电磁辐射，如雷电、火山喷发、地震和太阳黑子活动引起的磁暴等，除对电气设备、飞机、建筑物等可能造成直接破坏外，还会在广大地区产生严重电磁干扰。另一类是人工电磁辐射，主要是微波设备产生的辐射，微波辐射能使人体组织温度升高，严重时造成植物神经功能紊乱。但是对电磁辐射，要正确认识，而且要科学防护。事实上，电磁波也如同大气和水资源一样，只有当人们规划、使用不当时才会造成危害。一定量的辐射对人体是有益的，医疗上的烤电、理疗等方法都是利用适量电磁波来治病健身生物电磁场保健将人体置于姜氏场导舱内接受载有青春信息的植物幼苗发射的生物电磁波。结果发现：人体红细胞膜的渗透脆性降低，韧性增强；甲状腺素、 性激素分泌增加；免疫功能提高；肾上腺皮质激素分泌无明显变化。提示：植物幼苗电磁波有助于红细胞功能的发挥，促进机体新陈代谢，增加青春活力，提高性功能，增强免疫力从而对人体发挥返老还青和医疗保健作用。激光治疗激光是60年代初出现的一种新光源。已广泛应用于国防、农业、卫生医疗和科学研究，也是治疗肿瘤的一种新方法。用它既能切割组织，又能同时止血，能使肿瘤组织迅速气化和雾化，从而使肿瘤在瞬间消失。激光对组织具有热、压、光和电磁场效应的作用。1、热效应：激光能使肿瘤组织在几秒种的短时间内，局部温度高达200-1000摄氏度，使其变性、凝固坏死，继而气化消失。2、压力效应：激光本身的光压和由高热导致的组织膨胀引起的二次冲击波，加深了肿瘤组织破坏。3、光效应：激光被肿瘤组织吸收后，可增强热效应，使肿瘤组织被破坏。4、电磁场效应：激光是一种电磁波。能产生电磁场，可使肿瘤组织离化、核分解而被破坏死亡，如有残癌也可自行消退，这可能与免疫有关。激光制造成激光器、激光手术刀用于治疗体表肿瘤，眼耳鼻咽喉肿瘤、神经肿瘤等。EMF系统EMF系统是由（株）日本MDM公司开发研究生产的新一代脑外科手术器械。根据其作用原理，我们俗称之为“电磁刀”。EMF系统利用高频电磁能对机体组织进行汽化，切割和凝固。因该系统外周围优良组织的热损伤小且不需要对极板，因此尤其使用于脑外等精密外科。对硬性及深部微小脑瘤的去除极为有效。EMF系统与常规的电刀相比，在原理和设计上都有很大区别。EMF系统用于汽化，切割和凝固的输出功率很小（49W以下），为一般电刀所不及。不需要对极板这一特点使单极手术刀用于脑外手术成为可能。没有烧伤感电和破坏神经系统的危险，安全性高，使用方便。与激光刀相比，不需要眼球保护镜和其它保护附件，操作时对患者和医生均无危害。手术时与患部直接接触，医生可以灵活掌握调节。与超声波刀相比，EMF系统对于硬化深部微小肿瘤的汽化治疗效果尤为显著。HandPiece非常轻便且呈弯曲状，使视野不受影响，并有利于长时间手术。刀头部分可以任意弯曲，适用于各种手术需要。微波治疗微波是指波长在1毫米至1米范围内的非电离辐射高频电磁波。70年代后期微波技术在医疗上得到应用。科学家研究发现，微波治疗有3种：一是大剂量高热治疗肿瘤，能抑制肿瘤细胞的蛋白质合成，降低肿瘤细胞分裂速度，增强化疗、放疗效果；二是用于局部生物体组织的凝固治疗，具有不炭化、不产生烟雾的特点；三是小剂量的温热治疗，可以解痉、止痛、消炎并促进伤恢复等。电磁波消毒利用电磁波的场效应和热效应，在5－l0分钟内能迅速达到国家卫生部规定的消毒要求，对成捆、成扎的纸币、成叠的毛巾、医疗器械具有穿透力强，无残留药毒性的消毒特点，是当今消毒领域的新突破。
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电磁学是物理学的一个分支。电学与磁学领域有著紧密关系，广义的电磁学可以说是包含电学和磁学，但狭义来说是一门探讨电性与磁性交互关系的学科。 主要研究电磁波，电磁场以及有关电荷，带电物体的动力学等等。电磁学或称电动力学或经典电动力学。之所以称为经典，是因为它不包括现代的量子电动力学的内容。电动力学这样一个术语使用并不是非常严格，有时它也用来指电磁学中去除了静电学、静磁学后剩下的部分，是指电磁学与力学结合的部分。这个部分处理电磁场对带电粒子的力学影响。电磁学的基本理论由19世纪的许多物理学家发展起来，麦克斯韦方程组通过一组方程统一了所有的这些工作，并且揭示出了光作为电磁波的本质。电磁学的基本方程式为麦克斯韦方程组，此方程组在经典力学的相对运动转换（伽利略变换）下形式会变，在伽里略变换下，光速在不同惯性座标下会不同。保持麦克斯韦方程组形式不变的变换为洛伦兹变换，在此变换下，不同惯性座标下光速恒定。二十世纪初迈克耳孙-莫雷实验支持光速不变，光速不变亦成为爱因斯坦的狭义相对论的基石。取而代之，洛伦兹变换亦成为较伽利略变换更精密的惯性座标转换方式。静磁现象和静电现象很早就受到人类注意。中国远古黄帝时候就已经发现了磁石吸铁、磁石指南以及摩擦生电等现象。系统地对这些现象进行研究则始於16世纪。1600年英国医生威廉·吉尔伯特(William Gilbert，1544～1603)发表了<论磁、磁饱和地球作为一个巨大的磁体>(Demagnete，magneticisque corporibus et de magnomagnete tellure)。他总结了前人对磁的研究，周密地讨论了地磁的性质，记载了大量实验，使磁学从经验转变为科学。书中他也记载了电学方面的研究。
对地球磁场起源的探索，早在公元1600年前后就已经开始了，其主要假说有永磁体说、电流说、压电效应说、温差电效应说、发电机理论等，其中永磁体说被实验否定，电流说由于电阻问题而被人们放弃，压电效应说由于现实中的压电效应本身没有涉及温度的影响，其实验值都是在常温下获得的，据此推出的磁场强度微不足道而被人们抛弃，发电机理论由于不能说明南北磁极翻转而受到质疑。那么，地球的磁场是如何产生的呢？ 只有存在运动电荷或电流才能产生磁场，因此，地球磁场应该与地球内部的带电结构有关。但是，地球磁场的南北磁极还存在着一种小范围的低速运动，这种运动表明地球磁场不仅仅是地球内部的带电部分作旋转运动产生的，在地球内部还应该存在着一个相对稳定的内部电流。那么，地球内部为什么会长期稳定地带电、并存在一个相对稳定的内部电流呢？ 据分析，地球内部地幔的半径约为2900公里，温度大约在1500～3000℃之间，压力为50万～150万个大气压，地核的半径约为3500公里，温度在5540℃左右，压力大约为350万个大气压。在通常情况下，构成宏观物体的每个原子所带的正电量和负电量是等值的，这样，经中和后的宏观物体就不带电了。但由于地核及地幔下部物质受到的压力作用较大，温度也较高，笔者认为，一个在常温低压状态下被公认的常识，宏观物体不能自发地稳定带电的观点将不再成立，即在天体内部的高压状态下，物质都是带电量不等的离子体，高温等离子体、低温等离子体的“相等”是不可能的。 磁流体发电的实验表明，在上千度以上的温度状态下，物质中少量原子中的电子可以克服原子核引力的束缚而变成自由电子，同时原子则因失去电子变成带正电的离子，这种状态称之为低温等离子状态。地核的温度在5540℃左右，如此高的温度势必会使地核中少量原子的电子克服原子核引力的束缚，变成自由电子，同时令构成地核的少量原子失去电子变成带正电的离子，在压力不是很高的状态下，失去电子的原子及克服原子核引力束缚的自由电子通常以等离子状态存在，原子核的引力作用及热运动使自由电子不能长期与失去电子的原子脱离开来。但是，当物质是在超高压作用下以密度极大的状态存在时，克服原子核引力束缚的电子，将在地核压力产生的巨大挤压力作用下，趋于飘浮到地核与地幔的交界处，造成克服原子核引力束缚的自由电子与失去电子的原子长期脱离开来，笔者将这种现象称之为热压电效应。由于地核内部的原子总量非常巨大，可以产生大量的被分离电荷。 原子最外层电子云的分布几率，会受到邻近原子中电子的静电排斥作用，由于地核中物质所受压力作用较高，物质密度较大，受到邻近原子中电子的静电排斥作用也相应较强，原子的最外层电子云会部分地失去围绕原子核运动的空间，使原子最外层电子的分布向原子外扩张。与常压状态下金属中可自由运动的自由电子不同，在超高压压力作用下失去围绕原子核运动空间的电子，也不能在地核中其它邻近原子之间自由运动。由于整个地核的压力都较高，因此，地核中少量原子最外层电子云的分布几率将一直延伸到压力较低的地核与地幔交界处甚至地幔中上部。地核中部分以自由电子状态存在的电子在压力作用下，趋于朝压力较低的地核与地幔交界面附近甚至地幔中上部分布，使宏观的地核处于带正电状态，地核与地幔的交界面附近以及地幔中上部处于带负电状态，即发生热压电效应。 原子的基态通常处于较深的负能级状态，较弱的压力作用不能将其激发或电离，但较强的压力作用会以一种令原子最外层电子云运动空间减少的形式，改变原子最外层电子云的分布几率。由于更低的能态已经被其它电子占据，原子最外层电子云只能朝外扩张，使原子最外层电子云的分布几率可以延伸到地核与地幔的交界处甚至地幔中上部，并在地核与地幔的交界处外部形成一个电子壳层。 天体内部的热压电效应主要是将与原子分离的电子挤压出天体内部的高压区，如果电子没有与原子分离，则很难被大量地挤压出天体内部的高压区。 将地核视为一个巨大的带正电荷的原子核，将地核与地幔的交界处外部覆盖整个地核的带负电荷的电子壳层视为一个巨大的带负电荷的电子气海洋，地核所带的正电量和地核周围电子壳层所带的负电量是等值的，这样，经中和后的宏观地球外表就不带电了。电子气的比重极小，在超高压与高温共同作用产生的强大浮力作用下，地核中以离子状态存在的电子克服原子核的库仑作用，趋于飘浮到地核外部，并在浮力作用与地核中所有失去电子的原子的库仑作用相平衡的位置，也即在地核与地幔的交界面附近，形成一个覆盖地核的电子壳层。将地核与电子壳层视为一个巨大的“原子”，地球磁场的产生就与这个巨大 “原子”的存在有关。 必须强调，由于电子具有波动性，每个飘浮到地核外部的电子的分布位置并不是固定不变的，而是有一定的范围，其飘浮的范围甚至有可能一直延伸到地球表面上来，也就是说地球的表面有可能带有负电荷，在我们的周围也应该存在一个可以测量到的电势梯度，但不知为何没有被测量到。 由于电子气海洋的存在，产生了地核与地幔的交界面层。美国的科学家通过实验观察发现，地核的自转与地壳和地幔并不同步。地核与地幔之间接触面积非常巨大，按照“常识”，充满液态岩浆的地核与地幔之间接触面上产生的摩擦力应非常巨大，足以使质量巨大的地核与地幔之间的相对运动在几小时或几分钟的“瞬间”趋于同步，并将其相对运动所具有的动能转化为热能和冲击波，同时在地球内部产生巨大的震动，由于地壳的厚度只有微不足道的几十公里，地核与地幔所具有的动能足以冲破地壳，产生直冲大气层的岩浆巨浪，可地核的旋转运动竟然能在上亿年的时间里与地幔不同步，这是为什么呢？ 众所周知，当原子相互作用形成离子或分子时，有获得特殊稳定构型的倾向，其中最重要的是惰性气体结构。在通常情况下，非惰性气体结构的元素只能以原子结合成分子来形成惰性气体结构，但在大量电子以自由状态存在的电子壳层中，原子会趋于直接与电子结合成具有惰性气体结构的带电粒子，以使系统处于相对较低能量状态。原子直接与以自由状态存在的电子结合成具有惰性气体结构的带电粒子，造成电子壳层中大量原子处于特殊稳定构型的负离子状态。电子壳层中大量电子的静电屏蔽作用，还能令电子壳层中原子之间失去相互作用，不能相互结合生成分子。 根据量子力学理论，存在于具有惰性气体结构原子轨道上的电子的排列不是任意的，电子将趋于由自旋平行且反向的自由电子双双组成电子对。具有惰性气体结构的金属阴离子物质在常温常压下是不存在的，但由于地核与地幔交界面上电子壳层的存在，令地核与地幔接触面上充满了具有惰性气体结构的铁、镍等负离子物质。带有电子的铁、镍等元素的性质非常特殊，由于元素之间没有相互作用，相对运动时产生的摩擦力作用极小，具有惰性气体结构的铁、镍等负离子物质就如同是具有超流动性的液氦。在地核与地幔的接触面上充满了具有超流动性润滑剂的状态下，地核的旋转运动即使与地幔不同步，地核与地幔在“接触面”上产生的摩擦力也是微不足道的。由于具有惰性气体结构的负离子物质具有超流动性，使电子壳层底部的物质不随地幔或地核作同步旋转运动。 有证据表明，地壳及地幔的旋转速度在多种因素影响下会发生变化，但影响地壳及地幔旋转速度的各种因素，有些对地核的旋转运动并不产生同样影响。此外，由于太阳和月亮的引力作用，以及地核内部的铁核、钴核中的稳定同质异能素在高温高压作用下发生同质异能素转化核反应时释放核能的不均匀性，造成覆盖地核表面的电子壳层不同区域存在较大温差，使电子壳层底部的负离子物质发生大规模定向运动，尽管巨大的负离子物质风暴的摩擦力对地核与地幔都微不足道，但由于电子气海洋中的铁、镍等金属负离子物质风暴，造成地核与地幔都不断地有大量物质与电子壳层底部中物质进行交换，并给地核与地幔的旋转运动带来不同影响，经过几十亿年的漫长岁月，就会造成地幔与地核之间的旋转运动不同步。因此，地幔与地核的旋转运动不同步，自然也就不奇怪了。 不难想象，太阳和月亮的引力作用，以及地核内部的铁核、钴核中的稳定同质异能素在高温高压作用下发生同质异能素转化核反应时释放核能的不均匀性，会造成电子壳层中具有超流动性物质的密度及分布发生巨大波动，由此产生的在地核与地幔之间的电子壳层底部中负离子物质大风暴会非常强烈，强烈的负离子物质大风暴又会产生强大的交变电磁场。 将电子壳层中的多余电子视为超自由电子，由于有大量超自由电子和自由电子的存在，按金属导电的经典电子说，电子壳层的电阻由于电子壳层中的原子与超自由电子之间不存在固有的库仑作用联结。当超自由电子和自由电子在外电场的作用下作定向运动时，超自由电子不会通过电磁相互作用将定向运动所具有的能量传递给电子壳层中的原子物质，构成电子壳层的原子物质的无规则热运动也不会影响到超自由电子在外电场的作用下的定向运动，因此，地球内部地核与地幔之间的电子壳层是一个没有电阻的高温超导地层。 根据量子力学理论，电子具有波动性，具有波动性的超自由电子在电子壳层中传播时，由于波长与电子壳层中物质自由电子相差极大，其波长要比电子壳层中物质自由电子大很多，传播时不会受到电子壳层中原子物质散射（或偏析），使超自由电子在电子壳层中的传播不会受到阻碍，因此，电子壳层中的“固有”电阻对波长与其自身的自由电子相差极大的超自由电子的影响是微不足道的。 根据量子力学理论，存在于具有惰性气体结构原子轨道上的电子的排列不是任意的，超自由电子将趋于由自旋平行且反向的电子双双组成电子对。将地核与电子壳层视为一个巨大的“原子”，电子壳层中大量的超自由电子会双双组成大量的电子对，这种电子对组态可使系统的能量降低，形成稳定的结合。于是，在电子壳层中大量的超自由电子将趋于形成电子对组态。由于电子对的惯性质量极小，其热运动不会与电子壳层中的原子产生热能交换，换句话说，超自由电子形成的电子对的热运动不受电子壳层中原子热运动的影响，故利用电子壳层中大量的超自由电子和/或超自由电子组成的超自由电子对来传输电磁场能量，则电子壳层的电阻率将与电子壳层中超自由电子组成的电子对的密度成反比。由于地核的体积极大，温度和压力又相对较高，热压电效应造成电子气海洋中超自由电子组成的超自由电子对的密度极大，电子壳层的导电率极高，堪称是高温超导地层，使得存在于其中的电流就如同存在于超导线圈中的电流那用，可以永不消失地在其中流动，也使得在地球上形成了一个磁场强度较稳定的南北磁极。如上所述，太阳和月亮的引力作用，以及地核内部释放核能的不均匀性，会造成电子壳层中具有超流动性物质的密度及分布发生巨大波动，由此产生的在地核与地幔之间的负离子物质大风暴会非常强烈，强烈的负离子物质大风暴又会产生强大的交变电磁场，使得存在于电子壳层的电流分布发生变化，造成地球磁场的南北磁极发生一种低速运动，这种低速运动在历史上曾经多次造成地球的南北磁极翻转。 天文观测表明，太阳和木星具有很强的磁场，其中木星的磁场强度大约是地球磁场的20---40倍。太阳和木星上的元素主要是氢和少量的氦、氧等这类较轻的元素，其内部并没有大量的铁磁质元素，而地球上则含有大量的铁、钴、镍等铁磁质元素，那么，太阳和木星的磁场为何比地球还强呢？ 众所周知，地核的半径约为3500公里，温度在5540℃左右，压力大约为350万个大气压。而木星内部的温度约为30000℃左右，压力也比地球内部高的多，太阳内部的压力、温度还要更高。热压电效应可在太阳和木星内部产生更加广阔的电子壳层，太阳和木星内部电子壳层的带电量也比地球内部电子壳层的带电量大的多，再加上木星的自转速度较快，其自转一周的时间为9小时56分30秒，木星内部电子壳层的运动的线速度也远高于地球内部的电子壳层，其磁场强度自然也要比地球高的多。 事实上，如果天体的内部温度超过铁、钴、镍的居里点，则天体的磁场强度与其内部是否含有铁、钴、镍等铁磁质元素无关，因为在居里点温度以上，它们的铁磁质性质会发生突变，这时它们已经转化为顺磁质元素了。 正是由于太阳、木星内部的压力、温度远高于地球，因此，太阳、木星上的磁场要比地球磁场强的多。而火星、水星的磁场比地球磁场弱，则说明火星、水星内部的压力、温度远低于地球。 此外，由于中微子具有磁矩，天体的磁场还可能与其引力作用俘获的冷中微子数量的多少有关。众所周知，在宇宙中存在着大量的中微子，其中部分中微子的运动速度相对较低，有可能被天体的万有引力作用俘获，堆积在天体的内部。对于引力较强的天体，其内部被俘获的冷中微子数量会较多，如果冷中微子在弱相互作用下，在天体的内部组合成结构较稳定的暗物质，因其不受“明”物质热运动的影响，其可在天体的内部按照一定顺序方向排列，则也会产生一定强度的磁场。
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