基本介紹
- 中文名：環狀電流
- 定義：帶電粒子所運載的電流
- 學科：天文學
- 領域：工程技術
簡介,地球的環狀電流,環狀電流和地磁的風暴（磁暴）,分子電流假說,范艾倫輻射帶,相關條目,
簡介
地球的環狀電流
如圖《不同電流系統下圖解的地球磁層形狀》所示。
地球的環狀電流是負責保護地球低緯度磁層的電場，因此它在磁暴的電動力學下有巨大的效應。環狀電流系統包含距離3至5RE的帶，躺在赤道平面附近並以順時針方向流動著（當從北極方向觀看時）。在這個區域內的微粒產生一個和地磁場相反的磁場，因此一位地球上的觀測者會觀測到這個區域磁場的衰減。
不同電流系統下圖解的地球磁層形狀
環狀電流的能量主要是由離子來運載，絕大多數都是質子。然而，環狀電流內也曾經觀測到α質點，一種在太陽風中含量豐富的離子。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狀電流中的離子可能有一種以上的來源。環狀電流內微粒的能量範圍從0.05 MeV 至 1 MeV。
環狀電流和地磁的風暴（磁暴）
分子電流假說
安培認為構成磁體的分子內部存在一種環形電流——分子電流。由於分子電流的存在，每個磁分子成為小磁體，兩側相當於兩個磁極。通常情況下磁體分子的分子電流取向是雜亂無章的，它們產生的磁場互相抵消，對外不顯磁性。當外界磁場作用後，分子電流的取向大致相同，兩端顯示較強的磁體作用，形成磁極，就被磁化了。當磁體受到高溫或猛烈撞擊時會失去磁性，是因為激烈的熱運動或震動使分子電流的取向又變的的雜亂無章了。
安培的分子電流假說在當時物質結構的知識甚少的情況下無法證實，它帶有相當大的臆測成分；在今天已經了解到物質由分子組成，而分子由原子組成，原子中有繞核運動的電子，從現代的觀點來看，“分子電流”是由原子內各電子繞原子核的軌道運動、各電子的自旋運動以及原子核的自旋運動構成的。由此安培的分子電流假說有了實在的內容，已成為認識物質磁性的重要依據。
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，由美國物理學家詹姆斯·范·艾倫發現並以他的名字命名。范艾倫帶粒子的主要來源是被地球磁場俘獲的太陽風粒子，這些帶電粒子在范艾倫帶兩轉折點間來回運動。當太陽發生磁暴時，地球磁層受擾動變形，而局限在范艾倫帶的高能帶電粒子大量泄出，並隨磁力線於地球的極區進入大氣層，激發空氣分子產生美麗的極光。范艾倫輻射帶一般情況下分為內外兩層，海拔高度處在約500至58000公里之間，內外層之間存在范艾倫帶縫，縫中輻射很少，偶爾會因為太陽風暴等突發情況臨時被破壞分離導致多層產生。
