આયન પ્રવાહો અને કુદરતી ચુંબકીય ઘટના

જો ચાર્જ થયેલ કણો બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રની હાજરીમાં ગેસમાં ફરે છે, તો તેઓ તેમના મેગ્નેટ્રોન માર્ગના નોંધપાત્ર ભાગનું વર્ણન કરવા માટે મુક્ત છે. જો કે, દરેક માર્ગ સંપૂર્ણપણે પૂર્ણ થાય તે જરૂરી નથી. તે ગતિશીલ કણ અને કોઈપણ ગેસ પરમાણુ વચ્ચે અથડામણ દ્વારા તૂટી શકે છે.

આવી અથડામણો કેટલીકવાર માત્ર કણોની ગતિની દિશાને વિક્ષેપિત કરે છે, તેમને નવા માર્ગમાં સ્થાનાંતરિત કરે છે; જો કે, પૂરતી મજબૂત અથડામણ સાથે, ગેસના અણુઓનું આયનીકરણ પણ શક્ય છે. આયનીકરણ તરફ દોરી જતા અથડામણ પછીના સમયગાળામાં, ત્રણ ચાર્જ કણોના અસ્તિત્વને ધ્યાનમાં લેવું જરૂરી છે - મૂળ ગતિશીલ કણો, ગેસ આયન અને મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન. અથડામણ પહેલા આયનાઇઝિંગ કણની ગતિ, ગેસ આયન, મુક્ત થયેલો ઇલેક્ટ્રોન અને અથડામણ પછી આયનાઇઝિંગ કણ પ્રભાવિત થાય છે લોરેન્ટ્ઝ દળો.

ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે આયોનાઇઝિંગ અને આયનોઇઝ્ડ કણોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા જ્યારે આ કણો ગેસમાં ફરે છે ત્યારે વિવિધ કુદરતી ચુંબકીય ઘટનાઓને જન્મ આપે છે - અરોરા, ગાયન જ્યોત, સૌર પવન અને ચુંબકીય તોફાનો.

ધ્રુવીય લાઇટ

ઉત્તરીય લાઇટ્સ એ આકાશમાં ચમકતી ચમક છે જે ક્યારેક જોવા મળે છે. પૃથ્વીના ઉત્તર ધ્રુવનો પ્રદેશ. સૌર કિરણોત્સર્ગ દ્વારા આયનીકરણ થયા પછી વાતાવરણીય અણુઓના ડીયોનાઇઝેશનના પરિણામે આ ઘટના થાય છે. પૃથ્વીના દક્ષિણ ગોળાર્ધમાં સમાન ઘટનાને દક્ષિણી લાઇટ્સ કહેવામાં આવે છે. સૂર્ય ઘણાં વિવિધ સ્વરૂપોમાં મોટી માત્રામાં ઊર્જા ઉત્સર્જન કરે છે. આમાંના એક સ્વરૂપમાં વિવિધ પ્રકારના ઝડપી કણો ચાર્જ કરવામાં આવે છે, જે બધી દિશામાં ફેલાય છે. પૃથ્વી તરફ આગળ વધતા કણો ભૌગોલિક ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં આવે છે.

બહિર્મુખ અવકાશમાંથી તમામ ચાર્જ થયેલા કણો જે ભૌગોલિક ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં આવે છે, ચળવળની પ્રારંભિક દિશાને ધ્યાનમાં લીધા વિના, ક્ષેત્ર રેખાઓને અનુરૂપ ટ્રેજેકટ્રીઝ પર જાય છે. પૃથ્વીના એક ધ્રુવમાંથી બળની આ બધી રેખાઓ બહાર નીકળીને વિરુદ્ધ ધ્રુવમાં પ્રવેશતી હોવાથી, ફરતા ચાર્જ થયેલા કણો પૃથ્વીના એક અથવા બીજા ધ્રુવ પર સમાપ્ત થાય છે.

ધ્રુવોની નજીક પૃથ્વીના વાતાવરણમાં પ્રવેશતા ઝડપથી ચાર્જ થયેલા કણો વાતાવરણીય અણુઓનો સામનો કરે છે. સૌર કિરણોત્સર્ગના કણો અને ગેસના પરમાણુઓ વચ્ચેની અથડામણ બાદમાંના આયનીકરણ તરફ દોરી શકે છે, અને કેટલાક અણુઓમાંથી ઇલેક્ટ્રોન બહાર ફેંકાઈ જાય છે. ડીયોનાઇઝ્ડ અણુઓ કરતાં આયનાઇઝ્ડ પરમાણુઓ વધુ ઊર્જા ધરાવે છે તે હકીકતને કારણે, ઇલેક્ટ્રોન અને ગેસ આયનો ફરીથી સંયોજિત થવાનું વલણ ધરાવે છે. એવા કિસ્સાઓમાં કે જ્યાં આયનો અગાઉ ખોવાયેલા ઇલેક્ટ્રોન સાથે ફરી જોડાય છે, ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક ઊર્જા ઉત્સર્જિત થાય છે. આ ઇલેક્ટ્રોમેગ્નેટિક રેડિયેશનના દૃશ્યમાન ભાગને વર્ણવવા માટે "ઓરોરા" શબ્દનો ઉપયોગ થાય છે.

ભૌગોલિક ચુંબકીય ક્ષેત્રની હાજરી એ તમામ પ્રકારના જીવન માટે અનુકૂળ પરિબળોમાંનું એક છે, કારણ કે આ ક્ષેત્ર "છત" તરીકે કામ કરે છે જે વિશ્વના મધ્ય ભાગને સૂર્ય મૂળના ઝડપી કણો દ્વારા સતત બોમ્બમારોથી રક્ષણ આપે છે.

ગાયન જ્યોત

વૈકલ્પિક ચુંબકીય ક્ષેત્રમાં મૂકવામાં આવેલી જ્યોત ચુંબકીય ક્ષેત્રની આવર્તન પર અવાજ ઉત્પન્ન કરી શકે છે. જ્યોતમાં ચોક્કસ રાસાયણિક પ્રતિક્રિયાઓ દરમિયાન રચાયેલા ઉચ્ચ-તાપમાન વાયુયુક્ત ઉત્પાદનોનો સમાવેશ થાય છે. જ્યારે, ઉચ્ચ તાપમાનના પ્રભાવ હેઠળ, ભ્રમણકક્ષાના ઇલેક્ટ્રોન કેટલાક ગેસના અણુઓથી અલગ પડે છે, ત્યારે મુક્ત ઇલેક્ટ્રોન અને હકારાત્મક આયનોનું સમૃદ્ધ મિશ્રણ બનાવવામાં આવે છે.

આ રીતે, જ્યોત ઇલેક્ટ્રોન અને સકારાત્મક આયન બંને ઉત્પન્ન કરે છે, જે ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહને જાળવવા માટે વાહક તરીકે સેવા આપી શકે છે. તે જ સમયે, જ્યોત તાપમાનના ઢાળ બનાવે છે જે વાયુઓના સંવાહક પ્રવાહનું કારણ બને છે જે જ્યોત બનાવે છે. ઇલેક્ટ્રિક ચાર્જ કેરિયર્સ વાયુઓનો અભિન્ન ભાગ હોવાથી, સંવહન પ્રવાહ પણ ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહો છે.

બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રની હાજરીમાં જ્યોતમાં અસ્તિત્વમાં રહેલા આ સંવહન ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહો લોરેન્ટ્ઝ દળોની ક્રિયાને આધીન છે. વર્તમાન અને ક્ષેત્ર વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની પ્રકૃતિના આધારે, બાહ્ય ચુંબકીય ક્ષેત્રનો ઉપયોગ જ્યોતની તેજને ઘટાડી અથવા વધારી શકે છે.

વૈકલ્પિક ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરતી જ્યોતમાંના વાયુઓના દબાણને સંવહન પ્રવાહ પર કામ કરતા લોરેન્ટ્ઝ દળો દ્વારા મોડ્યુલેટ કરવામાં આવે છે. ગેસ પ્રેશર મોડ્યુલેશનના પરિણામે ધ્વનિ સ્પંદનો ઉત્પન્ન થાય છે, જ્યોત એક ટ્રાન્સડ્યુસર તરીકે સેવા આપી શકે છે જે વિદ્યુત ઊર્જાને અવાજમાં રૂપાંતરિત કરે છે.જે જ્યોતમાં વર્ણવેલ ગુણધર્મો હોય છે તેને ગાયન જ્યોત કહેવામાં આવે છે.

મેગ્નેટોસ્ફિયર

મેગ્નેટોસ્ફિયર એ પૃથ્વીના પર્યાવરણનો વિસ્તાર છે જ્યાં ચુંબકીય ક્ષેત્ર પ્રબળ ભૂમિકા ભજવે છે. આ ક્ષેત્ર એ પૃથ્વીના પોતાના ચુંબકીય ક્ષેત્ર અથવા ભૌગોલિક ચુંબકીય ક્ષેત્ર અને સૌર કિરણોત્સર્ગ સાથે સંકળાયેલા ચુંબકીય ક્ષેત્રોનો વેક્ટર સરવાળો છે. મજબૂત થર્મલ અને કિરણોત્સર્ગી વિક્ષેપમાંથી પસાર થતા સુપરહિટેડ શરીર તરીકે, સૂર્ય લગભગ અડધા ઇલેક્ટ્રોન અને અડધા પ્રોટોન ધરાવતા પ્લાઝ્માનો વિશાળ જથ્થો બહાર કાઢે છે.

જોકે પ્લાઝમા સૂર્યની સપાટીથી બધી દિશામાં બહાર કાઢવામાં આવે છે, તેનો નોંધપાત્ર ભાગ, સૂર્યથી દૂર જતા, અવકાશમાં સૂર્યની ગતિના પ્રભાવ હેઠળ એક દિશામાં વધુ કે ઓછા નિર્દેશિત પગેરું બનાવે છે. પ્લાઝ્માના આ સ્થળાંતરને સૌર પવન કહેવામાં આવે છે.

જ્યાં સુધી સૌર પવન બનાવે છે તે ઇલેક્ટ્રોન અને પ્રોટોન એકસાથે આગળ વધે છે, સમાન સાંદ્રતા ધરાવે છે, તેઓ ચુંબકીય ક્ષેત્ર બનાવતા નથી. જો કે, તેમના ડ્રિફ્ટ વેગમાં કોઈપણ તફાવત ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરે છે, અને સાંદ્રતામાં તફાવત ઇલેક્ટ્રિક પ્રવાહ ઉત્પન્ન કરવામાં સક્ષમ વોલ્ટેજ ઉત્પન્ન કરે છે. દરેક કિસ્સામાં, પ્લાઝ્મા પ્રવાહો અનુરૂપ ચુંબકીય ક્ષેત્રો ઉત્પન્ન કરે છે.

પૃથ્વી સૌર પવનના માર્ગમાં છે. જ્યારે તેના કણો અને તેમના સંબંધિત ચુંબકીય ક્ષેત્ર પૃથ્વીની નજીક આવે છે, ત્યારે તેઓ ભૌગોલિક ચુંબકીય ક્ષેત્ર સાથે ક્રિયાપ્રતિક્રિયા કરે છે. ક્રિયાપ્રતિક્રિયાના પરિણામે, બંને ક્ષેત્રો બદલાય છે. આમ, ભૌગોલિક ચુંબકીય ક્ષેત્રનો આકાર અને લાક્ષણિકતાઓ તેમાંથી પસાર થતા સૌર પવન દ્વારા અમુક અંશે નક્કી કરવામાં આવે છે.

સૂર્યની કિરણોત્સર્ગી પ્રવૃત્તિ સમય અને અવકાશ બંનેમાં અત્યંત ચલ છે - સૂર્યની સમગ્ર સપાટી પર.જ્યારે સૂર્ય તેની ધરી પર ફરે છે, ત્યારે સૌર પવન પ્રવાહની સ્થિતિમાં હોય છે. પૃથ્વી પણ તેની ધરી પર ફરે છે તે હકીકતને કારણે, સૌર પવન અને ભૌગોલિક ચુંબકીય ક્ષેત્ર વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયાની પ્રકૃતિ પણ સતત બદલાતી રહે છે.

આ બદલાતી ક્રિયાપ્રતિક્રિયાઓના આવશ્યક અભિવ્યક્તિઓને સૌર પવનમાં ચુંબકીય વાવાઝોડા અને જીઓમેગ્નેટિક ક્ષેત્રમાં ચુંબકીય તોફાન કહેવામાં આવે છે. સૌર પવનના કણો અને મેગ્નેટોસ્ફિયર વચ્ચેની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા સંબંધિત અન્ય ઘટનાઓ ઉપર જણાવેલી ઓરોરા અને પૃથ્વીની આસપાસના વાતાવરણમાં પૂર્વથી પશ્ચિમ તરફ વહેતો વિદ્યુત પ્રવાહ છે.