匿名使用者 2005-12-05

電場是光子流在宇宙不同空間的分佈，由於光子密度分佈不均勻，總會存在光子流的流向趨勢，在光子流的方向上，存在光子能量密度，這個能量密度的本質就是電場，而光子流的流向趨勢方向就是電場強度的方向。同時磁場與電場是相對應的，如果存在光子資訊的變化，也就存在光子流的時間梯度，也可以說只要電場強度在某一時刻不斷變化，存在電場強度的變化率，就會存在磁場，方向是光子流的縱向梯度方向。

由於所有物質在存在的時候，都要不斷地吸收物質以外，環境中的光子資訊，同時發出具有自己特徵的光子資訊，總會存在吸收與發出的不平衡，存在光子流的流動趨勢方向，也就是說任何物質在它存在的時候，在它周圍總會，或多或少存在電場這種物質，在星體的周圍，更是這樣；不過，在我們周圍的宏觀物質中，由於物質質量不算大，吸收與發出光子資訊的差不大，對電場的性質表現不強，只有物質性質發生了根本的變化，帶上正電，或是帶上負電，在這種物質周圍存在電場的情況更明顯一些，具有電場性質的物質才更強一些，可以讓人們測量觀察。

一般的物體在不帶電的情況下，不顯示電場的屬性，但是對於星體這樣巨大的物體來講，無論是帶電，或是不帶電，由於存在吸收與發出的光子資訊不平衡問題，這種差異性，對人類這類質量的物質來講，到了不可忽略的程度，也就是說對外表現出的電場的性質較為明顯，不得不進行討論；但是這裡只討論電場存在之後，由於星體要公轉與自轉，星體周圍的電場是要變化的，也就是說在某一個位置上，光子流是隨時間變化的，這種變化是在一定時間記憶體在方向與大小的變化，也就是說在星體中，只要存在光子資訊的吸收與發出的不平衡性，星體周圍就會存在電場，由於星體的運動，在星體周圍就會存在磁場。對地球來講也是同樣的道理，由於吸收與發出光子資訊的平衡，在一定時間內是以吸收光子資訊為主，表現為負電荷；在一定的時間內以發出光子資訊為主，表現為正電荷。在人類現在所處的年代裡，地球是以吸收光子資訊為主，表現為負電荷，由於地球自轉和公轉，產生了地磁場。下面就兩種物理模型計算地磁場的大小。

在光子資訊理論中，物質間的相互作用力，並沒有多麼複雜，所有物質間的相互作用力，都是一個物體發出的光子資訊，被另一個吸收後，與從環境中其它物質中吸收光子資訊的能量進行比較而來的。電場力與物質間的萬有引力，並沒有多少差別，都是由於吸收發出光子資訊作用後的結果，牛頓萬有引力定律是這樣一種形式，庫侖引力定律，是這樣一種形式，如果它們間存在必然聯絡，就是說物質在存在的時候，同樣存在吸收光子資訊與發出光子資訊的差異，這種差異不是由於純電荷引起了，是由於吸收光子資訊不平衡引起的，但是從光子資訊的角度來看，道理是一樣的，為了找到萬有引力與庫侖引力間的關係，我們假定物質存在時，吸收與發出光子資訊的不平衡性，與電荷電性是一致的，則物質質量為m的物體，存在時吸收光子資訊與發出光子資訊的差值，表現出的電荷量為q，其比例係數為，

也就是一千克物質，在空間存在的時候，由於吸收與發出某一個物體的光子資訊，與吸收和發出環境的光子資訊，有一種不平衡，這種不平衡，相當於的電量，相當於與帶個電子的電量。按照這種計算，地球的質量為的電量，如果將地球看作一個導體，事實上地球就是一個導體，如果這些電量象我們以前認識的自由移動的電荷，這些電荷的電量都是分佈在地球的表面上的，由於地球自轉，在地球的外表面會產生地磁場，這種物理模型對地磁場的計算如下：

地球由於自轉，地球表面上的面電荷密度

當地球以自轉時，在地球上會產生磁感強度，將這個磁感應強度分為地球內部和地球外部，透過計算

，

其中，，是地球上電荷的電荷由於旋轉而具有的磁矩，特別是在地球表面上，用兩種方法計算出的地磁場強度是應該是相等的，特別是在地球的兩極 。在今天的地磁場研究中知道這顯然是錯誤的，因為地球兩極的地磁場不到，原因有兩個，第一，，這麼多電荷並不是自由電荷，而是地球吸收光子資訊表現出來的物理量，並不會分佈地球表面上，如果要建立物理模型的話，應該是將這些電荷均勻分佈於地球這個球體，再進行地磁場的計算，才能更加接近於實際所測定的地磁場的數值；第二，計算數值的時候，是以太陽系為參照物，看著地球自轉的，而在實際測定的地磁場的數值時，是相對於地球靜止的。

為了進一步計算地磁場的數值，與實際測定的地磁場的數值地接近，我換一種物理模型，就是讓地球顯示的電荷量均勻分佈於地球本身，用地球外面的地磁場強度計算公式，進行積分運算，看看兩極的地磁場強度有多大。將地球看成是由一個個球殼組成，則這部分物質所帶電荷量是，，

由於在兩極處，所以，這個球殼在兩極產生的磁場為，其中是地球半徑。

積分可得：

將地球質量，，，，代入，計算得到，對待地球赤道上的地磁場強度的計算如下：

在赤道上就是說，如果地球所帶的電荷量為正電荷，磁感應強度B的方向與磁矩的方向相反，如果地球所帶的電荷量為負時，地磁場強度B的方向與磁矩的方向相同，或者說地球以吸收光子資訊為主時，是相反的，以發出光子資訊為主時，在赤道處B的方向與磁矩的方向相同。

這樣在赤道處的地磁場磁感應強度

在地球的其它緯度上，地磁場的磁感應強度介於，之間，

但是在實際測量中，地磁場磁感應強度B沒有這麼大，通常在，這裡有這麼幾個原因：

1 計算是以太陽系為參照物，就是隨地球公轉，同時不與地球自轉，是以這種物理模型計算的結果。

2 而實際測量中是隨地球一起自轉進行的一種測量，這是兩種資料。

3 計算中沒有考慮空氣存在對地球地磁場的影響，事實上這是一個不小的比例，空氣的存在，如果隨地球一起自轉，正好減弱地磁場的磁感應強度B。

4 計算中沒有考慮電離層的存在對地球地磁場的影響，事實上這又是一個不小的比例，我們知道電離層是帶正電荷，它的存在，如果是正電荷隨地球一起自轉，同樣會減弱地磁場的磁感應強度B，等多種因素，使得計算資料與實際資料間存在差別。

5 地球質量的分佈並不均勻，在內部質量密度更大一些，巧合地是地球中心物質對錶面貢獻比較小，特別是地球內部，溫度比較高，是以發出光子資訊為主，表現為正電荷，由於地球自轉會減弱地球表面上的磁場數值。

綜合多種因素，出現誤差是必然的。

三校生數學老師 2005-12-05

具體的某點資料是試驗測的，但是一般有表可查

地磁場

geomagnetic field

從地心至磁層頂的空間範圍內的磁場。地磁學的主要研究物件。人類對於地磁場存在的早期認識，來源於天然磁石和磁針的指極性。磁針的指極性是由於地球的北磁極（磁性為S極）吸引著磁針的N極，地球的南磁極（磁性為N極）吸引著磁針的S極。這個解釋最初是英國W。吉伯於1600年提出的。吉伯所作出的地磁場來源於地球本體的假定是正確的。這已為1839年德國數學家C。F。高斯首次運用球諧函式分析法所證實。

地磁場是一個向量場。描述空間某一點地磁場的強度和方向，需要3個獨立的地磁要素。常用的地磁要素有7個，即地磁場總強度F，水平強度H，垂直強度Z，X和Y分別為H的北向和東向分量，D和I分別為磁偏角和磁傾角。其中以磁偏角的觀測歷史為最早。在現代的地磁場觀測中，地磁臺一般只記錄H，D，Z或X，Y，Z。

近地空間的地磁場，像一個均勻磁化球體的磁場，其強度在地面兩極附近還不到1高斯，所以地磁場是非常弱的磁場。地磁場強度的單位過去通常採用伽馬（γ），即10高斯。1960年決定採用特斯拉作為國際測磁單位，1高斯＝10特斯拉（T），1伽馬＝10特斯拉＝1納特斯拉（nT），簡稱納特。地磁場雖然很弱，但卻延伸到很遠的空間，保護著地球上的生物和人類，使之免受宇宙輻射的侵害。

地磁場包括基本磁場和變化磁場兩個部分，它們在成因上完全不同。基本磁場是地磁場的主要部分，起源於地球內部，比較穩定，變化非常緩慢。變化磁場包括地磁場的各種短期變化，主要起源於地球外部，並且很微弱。

地球的基本磁場可分為偶極子磁場、非偶極子磁場和地磁異常幾個組成部分。偶極子磁場是地磁場的基本成分，其強度約佔地磁場總強度的90％，產生於地球液態外核內的電磁流體力學過程，即自激發電機效應。非偶極子磁場主要分佈在亞洲東部、非洲西部、南大西洋和南印度洋等幾個地域，平均強度約佔地磁場的10％。地磁異常又分為區域異常和區域性異常，與岩石和礦體的分佈有關。

地球變化磁場可分為平靜變化和干擾變化兩大型別。平靜變化主要是以一個太陽日為週期的太陽靜日變化，其場源分佈在電離層中。干擾變化包括磁暴、地磁亞暴、太陽擾日變化和地磁脈動等，場源是太陽粒子輻射同地磁場相互作用在磁層和電離層中產生的各種短暫的電流體系。磁暴是全球同時發生的強烈磁擾，持續時間約為1～3天，幅度可達10納特。其他幾種干擾變化主要分佈在地球的極光區內。除外源場外，變化磁場還有內源場。內源場是由外源場在地球內部感應出來的電流所產生的。將高斯球諧分析用於變化磁場，可將這種內、外場區分開。根據變化磁場的內、外場相互關係，可以得出地球內部電導率的分佈。這已成為地磁學的一個重要領域，叫做地球電磁感應。

地球變化磁場既和磁層、電離層的電磁過程相聯絡，又和地殼上地幔的電性結構有關，所以在空間物理學和固體地球物理學的研究中都具有重要意義。

YLouis 2005-12-05

到網上找找看地磁場測試實驗的說明，普物實驗中也有。