離子電流和自然磁現象

如果帶電粒子在存在外部磁場的情況下在氣體中移動，則它們可以自由描述其磁控管軌蹟的重要部分。然而，每個軌跡不一定完全完成。它可以被移動的粒子和任何氣體分子之間的碰撞打破。

這種碰撞有時只會改變粒子的運動方向，將它們轉移到新的軌跡上；然而，在足夠強的碰撞下，氣體分子的電離也是可能的。在導致電離的碰撞後階段，需要考慮三種帶電粒子的存在——原始運動粒子、氣體離子和釋放的電子。碰撞前電離粒子、氣體離子、釋放電子和碰撞後電離粒子的運動受 洛倫茲力.

當這些粒子在氣體中移動時，電離和電離粒子與磁場的相互作用會產生各種自然磁現象——極光、歌唱火焰、太陽風和磁暴。

極光

北極光是天空中有時會出現的輝光。地球北極的區域。這種現像是大氣分子被太陽輻射電離後去離子化的結果。地球南半球的一種類似現像被稱為南極光。太陽以許多不同的形式釋放出大量的能量。其中一種形式是各種帶電快粒子，向各個方向輻射。向地球移動的粒子落入地磁場。

來自地外空間的所有落入地磁場的帶電粒子，無論初始運動方向如何，都會移動到與磁力線相對應的軌跡。由於所有這些力線都從地球的一極發出並進入另一極，因此移動的帶電粒子最終會到達地球的一極或另一極。

進入兩極附近地球大氣層的快速帶電粒子會遇到大氣分子。太陽輻射粒子和氣體分子之間的碰撞會導致後者電離，並且電子會從一些分子中被擊落。由於電離分子比去離子分子具有更多的能量，電子和氣體離子往往會重新結合。在離子與先前丟失的電子重新結合的情況下，會發射電磁能。術語“極光”用於描述這種電磁輻射的可見部分。

地磁場的存在是所有生命形式的有利因素之一，因為該磁場充當“屋頂”，保護地球的中心部分免受來自太陽的快粒子的連續轟擊。

歌唱的火焰

置於交變磁場中的火焰可以產生磁場頻率的聲音。火焰由某些化學反應過程中形成的高溫氣態產物組成。當在高溫的影響下，軌道電子與一些氣體分子分離時，會產生自由電子和正離子的豐富混合物。

這樣，火焰會產生電子和正離子，它們可以作為載體來維持電流。同時，火焰產生溫度梯度，導致形成火焰的氣體對流。由於電荷載流子是氣體的組成部分，對流也是電流。

這些存在於火焰中的對流電流，在外磁場存在的情況下，受到洛倫茲力的作用。根據電流和磁場之間相互作用的性質，外部磁場的應用可以降低或增加火焰的亮度。

與交變磁場相互作用的火焰中的氣體壓力由作用於對流的洛倫茲力調製。由於氣體壓力調製會產生聲音振動，因此火焰可以用作將電能轉換為聲音的換能器。具有上述特性的火焰稱為歌唱火焰。

磁層

磁層是地球環境中磁場起主導作用的區域。該場是地球自身磁場或地磁場與與太陽輻射相關的磁場的矢量和。作為一個經歷強烈的熱和放射性擾動的過熱物體，太陽噴射出大量由大約一半電子和一半質子組成的等離子體。

雖然 等離子體 從太陽表面向各個方向噴射，其中很大一部分遠離太陽，在太陽在太空中運動的影響下，形成或多或少指向一個方向的軌跡。這種等離子體的遷移被稱為太陽風。

只要構成太陽風的電子和質子一起移動，具有相同的濃度，它們就不會產生磁場。然而，它們漂移速度的任何差異都會產生電流，而濃度差異會產生能夠產生電流的電壓。在每種情況下，等離子體電流都會產生相應的磁場。

地球正處於太陽風的路徑中。當它的粒子及其相關磁場接近地球時，它們與地磁場相互作用。作為交互的結果，兩個字段都發生了變化。因此，地磁場的形狀和特徵部分取決於穿過它的太陽風。

太陽的輻射活動在整個太陽表面的時間和空間上都極易變化。當太陽繞其軸旋轉時，太陽風處於不斷變化的狀態。由於地球也在自轉，太陽風與地磁場相互作用的性質也在不斷變化。

這些不斷變化的相互作用的本質表現被稱為太陽風中的磁層風暴和地磁場中的磁暴。其他與太陽風粒子和磁層相互作用有關的現像是上面提到的極光和地球周圍大氣中從東到西流動的電流。