Physel.ru

Физика, механика и т.п.

  • Full Screen
  • Wide Screen
  • Narrow Screen
  • Increase font size
  • Default font size
  • Decrease font size

§ 29. Электрическое поле Земли.

E-mail Печать PDF
Опыт показывает, что электрометр, соединенный с зондом, дает заметное отклонение даже и в том случае, когда поблизости нет специально заряженных тел. При этом отклонение электрометра тем больше, чем выше точка над поверхностью Земли. Это значит, что между различными точками атмосферы, находящимися на разной высоте, имеется разность потенциалов, т. е. околоземной поверхности существует электрическое поле. Изменение потенциала с высотой различно в разное время года и для разных местностей и имеет в среднем вблизи земной поверхности значение около 130 В/м. По мере подъема над Землей поле это быстро ослабевает, и уже на высоте 1 км напряженность его равна только 40 В/м, а на высоте 10 км оно становится ничтожно слабым. Знак этого изменения соответствует отрицательному заряду Земли. Таким образом, мы все время живем и работаем в заметном электрическом поле (см. упражнение 29.1).

Экспериментальное исследование этого поля и соответствующие расчеты показывают, что Земля в целом обладает отрицательным зарядом, среднее значение которого оценивается в полмиллиона кулонов. Этот заряд поддерживается приблизительно неизменным благодаря ряду процессов в атмосфере Земли и вне ее (в мировом пространстве), которые еще далеко не полностью выяснены.

Естественно возникает вопрос: если на поверхности Земли постоянно находится отрицательный заряд, то где расположены соответствующие положительные заряды? Где начинаются те линии электрического поля, которые оканчиваются на земной поверхности? Нетрудно видеть, что эти положительные заряды не могут находиться где-нибудь очень Далеко от Земли, например на Луне, звездах или планетах. Если бы это было так, то поле вблизи Земли имело бы такой же вид, как поле изо-

Рис. 50. Эквипотенциальные поверхности (сплошные линии) и линии поля (штриховые линии) заряженного шара, удаленного от других предметов. Внутри шара, как и внутри любого проводника, поля нет
лированного шара на рис. 50. Напряженность этого поля убывала бы обратно пропорционально квадрату расстояния от центра Земли (а не от земной поверхности). Но радиус Земли равен примерно 6400 км, и поэтому изменение расстояния от центра Земли на несколько километров или несколько десятков километров могло бы лишь ничтожно мало изменить напряженность поля. Опыт же показывает, как мы отмечали выше, что напряженность электрического поля Земли очень быстро падает по мере удаления от нее. Это указывает на то, что положительный заряд, соответствующий отрицательному заряду Земли, находится где-то на не очень большой высоте над поверхностью Земли. Действительно, был обнаружен на высоте нескольких десятков километров над Землей слой положительно заряженных (ионизованных) молекул. Объемный положительный заряд этого «облака» зарядов компенсирует отрицательней заряд Земли, Линии земного электрического поля идут от этого слоя к поверхности Земли.

29.1. Так как поле вблизи Земли имеет напряженность около 130 В/м, то между точками, в которых находятся голова и ноги каждого из нас, должно было бы быть напряжение свыше 200 В. Почему же мы не ощущаем этого поля, тогда как прикосновение к полюсам батареи или сети с напряжением 220 В весьма болезненно и даже может быть опасно?
29.2. Измерения с электрическим зондом показывают, что приращение потенциала с высотой у поверхности Земли равно в среднем 100 В/м. Считая, что это поле вызвано зарядом Земли, вычислите заряд, находящийся на земном шаре, считая радиус Земли равным 6400 км.

Комментарии  

 
0 #8 Faustus Ort 07.05.2015 12:35
это поле не Земли это энергия, приносимая от Солнца. Солнечная константа равна 1375 Вт на квадратный метр. если вычислить произведение 130 В/м и напряженности магнитного поля вблизи поверхности Земли около 11 А/м то получим почти в точности энергию, приносимую Солнцем.
поэтому "заряд" и не "рассеивается"
Цитировать
 
 
0 #7 17.01.2012 01:14
Виктор!
Идея хорошая!
Только вот копоть Вам пока придется одному, у меня лопата сломалась.
И независимо от того, что Вы там накопаете, электрическое поле на (над) поверхности Земли будет существовать, а значит есь что изучать и без лопаты.
Цитировать
 
 
0 #6 12.01.2012 06:48
У меня идея!!!
Мы все смотрим вверх, а если капнуть ВНИЗ!?
Так вот идея в том, что положительный заряд находится в центре Земли, а тот отрицетельный заряд , что на поверхности есть наведенный заряд. Во как!
Цитировать
 
 
0 #5 07.01.2012 05:18
Все высокоатмосферн ые разряды начинаются с высоты 10-15 км, такие как спрайты, эльфы, джеты и втом числе и полярное сияние и бьют вверх. Следовательно от высоты 10-15 км вверх напряженность поля снова нарастает.
Цитировать
 
 
-2 #4 13.12.2011 03:53
Данные, приведенные в этой статье, о том что, на высоте 10 км разность потенциалов ничтожна мала свидетельствуют о высокой проводимости данного пояса.

И эти данные также говорят о том, что электрическое поле Земли на высоте в 10 км имеет еще один отрицательный пояс в дополнение к отрицательному поясу на поверхность самой Земли, а иначе отсутствие градиента поля на этой высоте не объяснить.
Другие материалы на тему "Электрическое поле Земли"
изложены в одноименной работе Владимира Ерашова на литературной страничке Проза. Ру.
Цитировать
 
 
-1 #3 14.07.2011 07:42
" Опыт же показывает, ..., что напряженность электрического поля Земли очень быстро падает по мере удаления от нее. Это указывает на то, что положительный заряд, соответствующий отрицательному заряду Земли, находится где-то на не очень большой высоте над поверхностью Земли."

Во-первых, падение напряжённости поля может вызвать только отрицательный заряд, а не положительный.
А во-вторых, разряды молний, которые постоянно происходят в разных точках Земли всегда возвращают на Землю заряд, который постоянно стекает с его поверхности.
Цитировать
 
 
+2 #2 07.05.2011 15:03
Уважаемый, нужно пояснить почему нет разности потенциалов (хотя можно признать, что ответ правильный, если внести некоторые пояснения), иначе непонятно, так как из задачи следует, что на высоте человеческого роста от Земли разность потенциалов действительно около 200 В. На самом деле человеческое тело является проводником, и стоящий на Земле человек вместе с поверхностью Земли приобретает один и тот же потенциал, то есть эквипотенциальн ые поверхности смещаются, и разность потенциалов между пятками и головой оказывается равным нулю.
Цитировать
 
 
+3 #1 27.01.2011 10:40
29.1 потому что нет разности потенциалов
Цитировать
 

Добавить комментарий

Защитный код
Обновить

You are here: