شفق قطبی

[Mr.Shaibow]

فکر نکنم که سریع شده باشه ... چون حرکت ذرات باردار در قطب های مغناطیسی سریع هست ...
موفق باشید

حرکت تند ذره های باردار رو منکرش منی شم ولی اینکه چرا حدود یکسانی دارند و در این حدود جابه جا می شن مسئله است مگه اونا تو یه مسیر گرفتار نمی شن پس چه طوری به این شکل در می ان ؟
البته به نظر من هم این شفق ها به حالت طبیعی فیلم برداری می شن

[ghazal_ak]

مطالب جالبی بود.

فقط یه سوال:

این تصاویر متحرک که تو تلویزیون از شفق می بینیم سریع شده هست یا همون تصاویر عادیه.

منظورم اینه که شما تو قطب خودتون می بینید که شفق ها حرکت می کنند یا باید چند دقیقه تحمل کنید تا مثل ابر و .... حرکت اونها رو متوجه بشی.

شاید جوابتونو اینجا پیدا کنین

با وجود آنکه تحقیقات بسیاری پیرامون الکترون های آزاد
و ویژگی های آنها در فضا انجام گرفته بود هنوز این پرسش وجود داشت
که چرا این ذرات به طور نامتعارفی خطرناکند

با وجود آنکه تحقیقات بسیاری پیرامون الکترون های آزاد و ویژگی های آنها در فضا انجام گرفته بود هنوز این پرسش وجود داشت که چرا این ذرات به طور نامتعارفی خطرناکند و در نزدیکی میدان مغناطیسی زمین رفتاری متفاوت از خود نشان می دهند، اما سرانجام تیم تحقیقاتی سازمان فضایی اروپا موفق شد توجیهی برای این پدیده ارائه دهد. این ذرات که با نام مخرب یا قاتل شناخته می شوند، در واقع الکترون های آزادی هستند که با سرعتی چندصدبرابر انواع زمینی خود حرکت می کنند و فراوانی آنها در نزدیکی زمین قابل توجه است. از این رو این ذرات اساسی ترین عامل خسارت به تجهیزات ماهواره یی ماورای جو و تغییر زمان راهپیمایی های فضایی به شمار می روند. تاکنون نظریه های گوناگونی برای توجیه این پدیده مطرح می شد که یا با قسمتی از دانسته های ما متناقض بود یا با بررسی های دقیق تر با اشتباهاتی مواجه می شدند. اخیراً یک گروه پژوهشی موفق شدند با شبیه سازی یکی از توفان های خورشیدی نظریه جدیدی در این باره ارائه دهند.
این گروه طی بررسی های خود با کمک «کارسیما» (سامانه رسیگی فوری به فعالیت های مغناطیسی کانادا) توانستند امواج فرابنفش لازم برای شکل گیری مجموعه یی از این الکترون های مخرب را بررسی کنند. «کارسیما» با بررسی این امواج در رده طیفی پی سی پنج و طی آغاز مدت دوره یی جدید از فعالیت بادهای خورشیدی در ۲۵ نوامبر۲۰۰۱ و تاثیر آن روی تجهیزات ماهواره یی موجود در مدار پرداخت. طی این مدت مجموعه یی متشکل از چهار مدارگرد سازمان فضایی اروپا در مرز میدان مغناطیسی زمین قرار داشتند.
این مجموعه طی بررسی های خود موفق شدند حرکتی نوسانی شبیه اختلالات الکترومغناطیس را در رده طیفی یاد شده آشکار کنند که منشأیی از درون میدان مغناطیسی زمین داشته اند. در مدت زمان تحلیل این اطلاعات شدت بادهای خورشیدی هم به طور قابل ملاحظه یی افزایش یافت تا جایی که سرعت آنها به مرز ۷۵۰ کیلومتر در ساعت هم رسید. این افزایش هجوم یون های آزاد اختلالات مشاهده شده در لایه های درونی میدان مغناطیسی را به طور جدی تری تایید کرد. بعدها با بررسی این اطلاعات معلوم شد که سرعت این ذرات رابطه مستقیمی با تراکم و جهت خطوط میدان دارند و بنابراین با افزایش سرعت بر شتاب این ذرات و در نتیجه اثر تخریبی آنها افزوده می شود. این نتایج همچنین سرعت بالای شفق های قطبی را که از حد انتظارات ما بالاتر است، توجیه می کند.

[dariushiraz]

حقيقت شفق قطبي

شفق قطبي چيست و چگونه تشكيل مي شود؟

نيروهاي لورنتس كه موجب انحراف مسير الكترونها در ميدان هاي مغناطيسي مي شود در بسياري از پديده هاي طبيعي تجلي مي يابند و فقط با ياري گرفتن از اين نيروها توضيح آنها ممكن است. يكي از تماشايي ترين و با شكوهترين پديده ها از اين نوع شفق قطبي است، كه مشخصه عرض هاي جغرافيايي بالا , نزديكي هاي شمال يا جنوب مدار قطبي است. پديده شگفت آور و زيبايي كه در طول شب قطبي طولاني در آسمان ديده مي شود.

آسمان تابان مي شود و نقش هايي با رنگها و شكل هاي گوناگون ديده مي شود. گاهي داراي شكل كمان يكنواخت ، ساكن يا تپنده است و گاهي عبارت است از شمار زيادي پرتو با طول موج هاي متفاوت ، كه مانند پرده ها و نوارها بازي مي كنند و پيچ و تاب مي خورند. رنگ تاباني از سبز مايل به زرد به سرخ و بنفش مايل به خاكستري تغيير مي كند. طبيعت و منشا شفق هاي قطبي زمان درازي به كلي پوشيده مانده بود. تا اينكه به تازگي براي اين راز توضيح رضايت بخشي پيدا شد.

ارتفاع شفق هاي قطبي

قبل از همه , دانشمندان موفق شدند ارتفاعي را كه شفق هاي قطبي ظاهر مي شوند، تعيين كنند. به اين منظور از يك تاباني از دو نقطه به فاصله چند ده كيلومتر از يكديگر عكس گرفتند. به كمك چنين عكس هايي ثابت كردند كه شفق هاي قطبي در ارتفاع 80 تا 100 كيلومتري بالاي زمين (بيشتر اوقات در ارتفاع 100 كيلومتر) ظاهر مي شوند. به اين ترتيب دريافتند كه شفق هاي قطبي تاباني گازهاي رقيق موجود در جو زمين هستند، كه تا اندازه اي به تاباني در لامپ هاي تخليه گاز شبيه مي باشند.

دوره تناوب ظهور شفق هاي قطبي

رابطه جالب بين شفق هاي قطبي و پديده هاي ديگر روشن است. شفق هاي قطبي با دوره هاي متفاوت مشاهده مي شوند. اختلاف دوره هاي شفق قطبي بعضي اوقات به چندين سال مي رسد. مشاهدات چندين ساله آشكار ساخته اند كه دوره هاي زيادي ماكزيمم شفق هاي قطبي به طور مرتب در 11.5 سال تكرار مي شوند . در طول اين مدت ، شماره شفق هاي قطبي نخست سال به سال كاهش مي يابد و سپس شروع مي كند به زياد شدن تا مقدار آن در 11.5 سال از نو به ماكزيمم مي رسد.

ساير پديده هاي زيباي جوي

مشاهده سطح خورشيد ، از خيلي پيش ، وجود لكه هاي تار و نامنظمي را روي قرص آن آشكار ساخته اند كه اغلب شكل و جايشان عوض مي شود، معلوم شده است كه تعداد و مساحت كل اين لكه ها از سالي به سال ديگر ، نه به طور كاتوره اي بلكه با همان دوره 11.5 سال , تغيير مي كنند . در اين فرايند , ماكزيمم لكه هاي خورشيدي ، يا فعاليت خورشيدي ماكزيمم ، همزمان با شفق قطبي ماكزيمم عارض مي شوند و نابودي آنها نيز با هم هماهنگ مي باشد.

تعداد توفان هاي مغناطيسي به ماكزيمم خود مي رسد. در سالهاي اخير رابطه مشابهي بين فعاليت خورشيدي (تعداد لكه هاي خورشيدي) و شرايط انتشار امواج راديويي در لايه هاي بالاي جو اثبات شده است. بنابراين مساله ، علاوه بر معناي نظري محض ، اهميت عملي نيز پيدا كرده است.

فرضيه بيركلند در مورد لكه هاي خورشيدي

بيركلند (B.Birkeland ) دانشمند نروژي با مقايسه نتايج اخير اين فرضيه را مطرح كرد كه لكه هاي خورشيدي ناحيه هايي هستند كه آنها باريكه هاي ذرات باردار (الكترونها) به داخل فضاي اطراف گسيل مي شوند. اين ذرات با رسيدن به لايه هاي بالاي جو زمين ، از طريق برخوردهاي الكترون در اين لايه ها ، مشابه تخليه گاز در لوله ، گازها را به تاباني وا مي دارند. اين الكترون ها همچنين روي ميدان مغناطيسي زمين و شرايط انفجار امواج راديويي مجاور زمين اثر مي گذارند.

يك پرسش و يك پاسخ

اگر نظريه بيركلند درست باشد، چرا شفق هاي قطبي در عرض هاي بالا ، يعني در نواحي نزديك به قطب ها مشاهده مي شوند؟ در صورتيكه مي دانيم پرتوهاي خورشيد تمام سطح زمين را روشن مي كنند. پاسخ اين پرسش را استرمر (Stermer) ، دانشمند نروژي ديگر پيدا كرد. ذرات باردار گسيل شده از خورشيد به جو زمين مي رسند و به درون ميدان مغناطيسي آن نفوذ مي كنند. در آنجا نيروي لورنتس بر آنها اثر مي كند. و آنها را از مسير اوليه خود منحرف مي سازد.

استرمر محاسبات رياضي پيچيده اي انجام داد و مسير اين الكترون ها را در ميدان مغناطيسي زمين حساب كرد. او نشان داد كه ذرات باردار منحرف شده توسط ميدان مغناطيسي زمين ، به يقين فقط به نواحي قطبي كره زمين وارد مي شوند.

كاربرد ويژه نيروي لورنتس

اين نظريه كه در انحراف ذرات باردار در ميدان مغناطيسي زمين نيروي لورنتس را به حساب مي گيرد، با شمار زيادي از نتايج آزمايشگاهي به خوبي همخواني دارد و در حال حاضر پذيرش همگاني يافته است. هر چند به تازگي براي توضيح كمي تمامي اين ديدگاه دشواريهايي بروز كرده است.

منبع : دانشنامه رشد

[bb]

فکر می کنم حرکات سریعتر از ابر باشه

[Mohammad Hosseyn]

حرکت تند ذره های باردار رو منکرش منی شم ولی اینکه چرا حدود یکسانی دارند و در این حدود جابه جا می شن مسئله است مگه اونا تو یه مسیر گرفتار نمی شن پس چه طوری به این شکل در می ان ؟
البته به نظر من هم این شفق ها به حالت طبیعی فیلم برداری می شن

منظورت رو دقیقا متوجه نشدم ... یعنی چی " چرا این شکلی می شن؟ " ؟؟
منظورت حرکت مارپیچی ذرات هست ؟ دقیق تر بگو .

فکر می کنم حرکات سریعتر از ابر باشه

خیلی سریعتر .

... تا جایی که سرعت آنها به مرز ۷۵۰ کیلومتر در ساعت هم رسید....

همه موفق باشید .

[مرتضی nvcd]

چه سرعتی.!!در مورد شکل شون که دوستمون گفت هم فکر کنم منظورش این بوده که چرا همیشه یک شکل نیستند.ولی همونطور که شفق ها تحت تاثیر خطوط میدان مغناطیسی هستند و خطوط هم از خود میدان که به احتمالی از هسته گردان زمین ایجاد می شه تاثیر می گیرند باید خطوطی متحرک وجود داشته باشه.یا دلیلی دیگه.....؟؟؟

[bidastar]

مقدمه
در عرضهای بالای زمین ، آسمان شب ، بصورت درخشانی به شکل متحرک روشن می‌شود که شفق قطبی نامیده می‌شود. آنها شفاف هستند و می‌توان ستاره‌ها را از داخل آنها مشاهده کرد. اغلب نور آنها به قدری می‌درخشد که می‌توان نوشتجات را خواند و رنگ آنها همیشه سبز مایل به زرد نیست. شفق قطبی شمالی و شفق قطبی جنوبی را می‌توان در هر شب روشن مشاهده کرد و شدت نور آنها متغیر بوده و تابع تعدادی پارامتر است. راه شیری توسط یک شفق قطبی روشن ، دیده نمی‌شود.



همچنین آشکار است که شفق قطبی به هنگام روز بوجود می‌آید، بطوری که نور آن همواره در اتمسفر عرضهای بالا انتشار می‌یابد. وجود شفق قطبی چندین قرن است که مورد شناسایی قرار گرفته است. در اوایل تصور می‌شد که شفق قطبی ناشی از بازتاب نور خورشید توسط یخهای فطبی است. نظریه دیگری عبارت از روشن شدن آسمان توسط خدایان بوده است. امروزه نظریه ذرات باردار شتاب‌دار مسئول این پدیده شناخته شده‌اند.

شفق قطبی چگونه تشکیل می‌شود؟
نیروهای لورنتس که موجب انحراف مسیر الکترونها در میدان های مغناطیسی می‌شود در بسیاری از پدیده‌های طبیعی تجلی می‌یابند و فقط با یاری گرفتن از این نیروها توضیح آنها ممکن است. یکی از تماشایی‌ترین و با شکوهترین پدیده‌ها از این نوع شفق قطبی است، که مشخصه عرضهای جغرافیایی بالا , نزدیکیهای شمال یا جنوب مدار قطبی است. پدیده شگفت آور و زیبایی که در طول شب قطبی طولانی در آسمان دیده می‌شود.

آسمان تابان می‌شود و نقشهایی با رنگها و شکلهای گوناگون دیده می‌شود. گاهی دارای شکل کمان یکنواخت ، ساکن یا تپنده است و گاهی عبارت است از شمار زیادی پرتو با طول موجهای متفاوت ، که مانند پرده‌ها و نوارها بازی می‌کنند و پیچ و تاب می‌خورند. رنگ تابانی از سبز مایل به زرد به سرخ و بنفش مایل به خاکستری تغییر می‌کند. طبیعت و منشأ شفقهای قطبی زمان درازی به کلی پوشیده مانده بود. تا اینکه به تازگی برای این راز توضیح رضایت بخشی پیدا شد.

ارتفاع شفقهای قطبی
قبل از همه ، دانشمندان موفق شدند ارتفاعی را که شفقهای قطبی ظاهر می‌شوند، تعیین کنند. به این منظور از یک تابانی از دو نقطه به فاصله چند ده کیلومتر از یکدیگر عکس گرفتند. به کمک چنین عکسهایی ثابت کردند که شفقهای قطبی در ارتفاع 80 تا 100 کیلومتری بالای زمین (بیشتر اوقات در ارتفاع 100 کیلومتر) ظاهر می‌شوند. به این ترتیب دریافتند که شفقهای قطبی تابانی گازهای رقیق موجود در جو زمین هستند، که تا اندازه‌ای به تابانی در لامپ های تخلیه گاز شبیه می‌باشند.

دوره تناوب ظهور شفق های قطبی
رابطه جالب بین شفقهای قطبی و پدیده‌های دیگر روشن است. شفقهای قطبی با دوره‌های متفاوت مشاهده می‌شوند. اختلاف دوره‌های شفق قطبی بعضی اوقات به چندین سال می‌رسد. مشاهدات چندین ساله آشکار ساخته‌اند که دوره‌های زیادی ماکزیمم شفقهای قطبی بطور مرتب در 11.5 سال تکرار می‌شوند . در طول این مدت ، شماره شفقهای قطبی نخست سال به سال کاهش می‌یابد و سپس شروع می‌کند به زیاد شدن تا مقدار آن در 11.5 سال از نو به ماکزیمم می‌رسد.

سایر پدیده‌های زیبای جوی
مشاهده سطح خورشید ، از خیلی پیش ، وجود لکه های تار و نامنظمی را روی قرص آن آشکار ساخته اند که اغلب شکل و جایشان عوض می شود، معلوم شده است که تعداد و مساحت کل این لکه ها از سالی به سال دیگر ، نه به طور کاتوره ای بلکه با همان دوره 11.5 سال , تغییر می کنند . در این فرایند , ماکزیمم لکه های خورشیدی ، یا فعالیت خورشیدی ماکزیمم ، همزمان با شفق قطبی ماکزیمم عارض می شوند و نابودی آنها نیز با هم هماهنگ می باشد.

تعداد توفانهای مغناطیسی به ماکزیمم خود می‌رسد. در سالهای اخیر رابطه مشابهی بین فعالیت خورشیدی (تعداد لکه‌های خورشیدی) و شرایط انتشار امواج رادیویی در لایه‌های بالای جو اثبات شده است. بنابراین مسأله ، علاوه بر معنای نظری محض ، اهمیت عملی نیز پیدا کرده است.

فرضیه بیرکلند در مورد لکه‌های خورشیدی
بیرکلند (B. Birkeland) دانشمند نروژی با مقایسه نتایج اخیر این فرضیه را مطرح کرد که لکه‌های خورشیدی ناحیه‌هایی هستند که آنها باریکه‌های ذرات باردار (الکترونها) به داخل فضای اطراف گسیل می‌شوند. این ذرات با رسیدن به لایه‌های بالای جو زمین ، از طریق برخوردهای الکترون در این لایه‌ها ، مشابه تخلیه گاز در لوله ، گازها را به تابانی وا می‌دارند. این الکترونها همچنین روی میدان مغناطیسی زمین و شرایط انفجار امواج رادیویی مجاور زمین اثر می‌گذارند.

اگر نظریه بیرکلند درست باشد، چرا شفقهای قطبی در عرضهای بالا ، یعنی در نواحی نزدیک به قطبها مشاهده می‌شوند؟ در صورتی که می‌دانیم پرتوهای خورشید تمام سطح زمین را روشن می‌کنند. پاسخ این پرسش را استرمر (Stermer) ، دانشمند نروژی دیگر پیدا کرد. ذرات باردار گسیل شده از خورشید به جو زمین می‌رسند و به درون میدان مغناطیسی آن نفوذ می‌کنند. در آنجا نیروی لورنتس بر آنها اثر می‌کند و آنها را از مسیر اولیه خود منحرف می‌سازد. استرمر محاسبات ریاضی پیچیده‌ای انجام داد و مسیر این الکترونها را در میدان مغناطیسی زمین حساب کرد. او نشان داد که ذرات باردار منحرف شده توسط میدان مغناطیسی زمین ، به یقین فقط به نواحی قطبی کره زمین وارد می‌شوند.

این نظریه که در انحراف ذرات باردار در میدان مغناطیسی زمین نیروی لورنتس را به حساب می‌آورند، با شمار زیادی از نتایج آزمایشگاهی به خوبی همخوانی دارد و در حال حاضر پذیرش همگانی یافته است. هر چند به تازگی برای توضیح کمی تمامی این دیدگاه دشواریهایی بروز کرده است.

برای مشاهده محتوا ، لطفا وارد شوید یا ثبت نام کنید

[cyrus_ln]

فیلمی از این شفق قطبی ندارید؟

[مرتضی nvcd]

فیلمی از این شفق قطبی ندارید؟

[ برای مشاهده لینک ، با نام کاربری خود وارد شوید یا ثبت نام کنید ] رو يه نگاهي بنداز

[مهدی زین الدین]

سلام :
اول بیاییم ببینیم خورشید چطوری ؟
از چه چیز هایی تشکیل شده است ؟
و...............






بعد درباره نور خورشیدی صحبت کنیم:

---------دانشمندان قرن نوزدهم ،خورشید[/URL] را سرچشمه جویباری از ذرات ابر گونه‌ای که در فضای بین سیارات[/URL] روان است، می‌پنداشتند و بر این اعتقاد بودند که پدیده‌هائی چون فروغهای قطبی و توفانهای مغناطیسی(که اختلالاتی را در میدانمغناطیس زمین موجب می‌گردد.) از برخورد ابر گونه مزبور با [86"]جو زمین پدید می‌آیند.
این نظریه در سال 1900 بوسیله الیور لوچ انگلیسی چاپ و منتشر گردید و حدود سی سال بعد یعنی در سال 1932 جی. بارتلز خاطر نشان ساخت که ارتباطی میان توفانهای مغناطیسی و فعالیت مشعلهای خورشیدی موجود نیست و احتمالاً این پدیده را بایستی با دوره چرخش 27 روزه خورشید مربوط دانست. به گمان بارتلز اختلالات مغناطیسی زمین بر اثر فعالیت مناطقی از خورشید که آنها را مناطق می‌نامید، ایجاد می‌گردد.





ایج حاصله از بررسی دنباله یا گیسوی ستارگان دنباله‌دار بر نظریه گسیلش ذرات خورشیدی نیرو بخشید و در سال 1958 ای.ان پارکر ثابت نمود که ذراتی از تاج خورشیدی جدا گردیده و از هر سو در فضای بین سیارات به حرکت در می‌آیند و پدیده‌ای را به نام باد خورشیدی بوجود می‌آورند. به گمان پارکر ، دمای فوق العاده زیاد تاجهای خورشیدی ، فشارهای زیادی را موجب گردیده و به جریان برونسوی مواد خورشیدی می‌انجامد.

از آنجائی که هیچ مانع خارجی در سر راه مواد مزبور وجود ندارد. لذا از سرعت جریان آنها کاسته می‌گردد و به سان گلوله‌ای که در سراشیب غلطان است، همچنان به راه خود ادامه می‌دهند. منشأ این پدیده همانا تاج خورشیدی است که بسا در سرشت خود همواره در انبساط و پراکنش بوده و برای جایگزینی مواد از دست رفته از لایه‌های زیرین خویش تغذیه می‌کند. اما اینکه مکانیسم تغذیه دقیقاً چگونه عمل می‌کند؟ هنوز به درستی روشن نیست.



نتایج بدست آمده از کاوشهای فضائی کشورهایی چون اتحاد جماهیر شوروی و آمریکا (بویژه مارینر2) مداومت باد خورشیدی را ثابت می‌سازد و با آغاز عصر فضا ، تحقیق در زمینه آشنایی با این مکانیسم با جدیت هر چه تمامتر دنبال می‌گردد و هر روز بر آگاهی با در مورد شناخت پدیده باد خورشیدی افزوده می‌شود.



ویژگیهای باد خورشیدی

باد خورشیدی بطور پیوسته و با سرعت بین 200 تا 900 کیلومتر در ثانیه در فضای میان سیارات می‌وزد (رقم بین 400 تا 500 کیلومتر در ثانیه را می‌توان سرعت متوسط بادهای خورشید محسوب داشت) و ذراتی که بوسیله باد خورشیدی حمل می‌شوند حدود 4 تا 5 روز وقت لازم دارند تا به زمین برسند. باد خورشیدی شامل تعدادی]الکترون و "]پروتون همراه با مقدار کمی یون های سنگین می‌باشد.

مهمترین ذرات باد خورشیدی در فاصله خورشید تا زمین را ذرات آلفا(هسته هلیوم) تشکیل می‌دهند که حدود 4 تا 5 درصد مجموع ذرات را به خود اختصاص داده‌اند. تراکم متوسط این ذرات چیزی حدود در متر مکعب است که این رقم با فاکتوری معادل بیش از صد در تغییر است. (به طور مثال تراکم ذرات مزبور در سطح دریای زمین برابر در متر مکعب می باشد).

دمای پلاسمای باد خورشیدی که بر حسب پراکنش سرعت ذرات بیان می‌گردد. در نزدیکیهای زمین حدود "]کلوین است. با این ترتیب ظاهراً زمین در لفافی از پلاسمای بسیار گداخته و بسیار رقیق پوشیده شده، این وضعیت نشان می‌دهد که خورشید از جرم خود حدود کیلوگرم در ثانیه می‌کاهد و آن را به پدیده‌ای بنام باد خورشیدی مبدل می‌سازد. با این روند مدتی معادل حدود سال وقت لازم است تا تمام جرم خورشید بر باد رود. جالب اینجاست که این مدت تقریباً 10 بار طولانی‌تر از مدت زمان آغاز پیدایش و فعالیت خورشید تا زمان حاضر است.