«Загадки» природы

Долго на этот вопрос наука не могла дать убедительного ответа. Только теперь, с развитием атомной физики (науки об атоме и его строении), дано обоснованное объяснение того, откуда Солнце черпает свою энергию. В глубинах небесных тел царит температура, достигающая многих миллионов градусов. В этих условиях происходит постоянное превращение одних химических элементов в другие. В основном происходит превращение водорода в гелий; при этом выделяется огромное количество энергии, которую Солнце излучает в мировое пространство.

Вместе с тем, в недрах этого небесного тела возникают потоки электрически заряженных частиц. Особенно мощные потоки таких частиц выделяют области «солнечных пятен». С огромной скоростью выбрасываются они Солнцем в мировое пространство. Достигая атмосферы Земли, эти потоки и вызывают полярное сияние. Сталкиваясь с атомами газов, входящих в состав воздуха, электрические частицы приводят их в возбужденное состояние – атомы начинают испускать свет.

В некоторые годы полярные сияния бывают особенно часто. Ученые обратили внимание на очень интересное обстоятельство. Оказывается, полярные сияния особенно часты и сильны в те годы, когда на Солнце наблюдается наибольшее число пятен. Уменьшается число солнечных пятен, убывает и число полярных сияний.

Но почему же это явление мы наблюдаем только у полюсов Земли? Чтобы понять это, надо знать другое природное явление – магнетизм.

Вспомните, что магнитная стрелка компаса указывает своими концами на юг и на север. Какие силы здесь действуют?

Как известно, каждый магнит всегда имеет два (или более) полюса – северный и южный. Магнит притягивает к себе железные и стальные предметы. Объясняется это тем, что вокруг каждого магнита существует так называемое магнитное силовое поле. Говоря иначе, в пространстве вокруг магнита действуют особые магнитные силы. Направление этих сил можно увидеть с помощью очень простого опыта. Положите на стол магнит и поверх него – лист бумаги или кусок стекла. Затем посыпьте на бумагу мелкие железные опилки и встряхните слегка лист бумаги. Вы ясно увидите, что опилки расположатся вдоль силовых линий магнитного поля (рис. 42).

Рис. 42. Магнитные силовые линии.

Магниты не только притягивают к себе вещи, сделанные из железа или стали, по и притягиваются друг к другу. Притягиваются они при условии, если подносить их друг к другу разноименными полюсами, то есть северный к южному или южный к северному. Попробуйте соединить два магнита одноименными, например южными, полюсами – и вы увидите, что оба магнита будут отталкиваться друг от друга.

На рисунке 43 показано, как располагаются магнитные силовые линии в случае, когда приближают друг к другу разнородные полюсы магнитов и когда однородные.

Природа магнитных сил оставалась долгое время неизвестной. Ее узнали лишь в прошлом веке. Около 30 лет назад было установлено, что между магнетизмом и электричеством имеется прочная связь.

Родство этих двух природных явлений можно видеть на очень простых опытах. Над магнитной стрелкой компаса протягивают провод так, чтобы он располагался параллельно стрелке. По проводу пускают ток (рис. 44). Магнитная стрелка тут же отклонится от своего прежнего положения. Если выключить ток, – стрелка вернется в свое прежнее положение. Следовательно, электрический ток отклоняет магнитную стрелку. Поток электронов, двигаясь по проводу (а это и есть электрический ток), образует вокруг провода магнитное силовое ноле. Пользуясь теми же железными опилками, мы можем без большого труда обнаружить это поле. Если через лист картона с опилками пропустить толстый провод и пустить по проводу электрический ток, железные опилки расположатся на картоне кругами вокруг провода.

Рис. 43. На рисунке показано расположение магнитных силовых линий между разнородными и однородными полюсами магнита.

Изучение электрических и магнитных явлений привело к открытию электромагнита. Оказалось, что проволочная катушка, по которой идет электрический ток, подобна магниту: один ее конец притягивает к себе южный полюс, другой – северный.

Наша экскурсия в область магнетизма была не напрасной. Она помогла нам понять причину того, почему свечение разреженных слоев атмосферы наблюдается только у полюсов Земли – у Северного и Южного. Эта причина заставляет маленькую магнитную стрелку компаса всегда держаться в направлении север-юг.

Наукой установлено, что наша Земля является огромным магнитом. И как всякий другой магнит, земной шар окружен магнитным силовым полем и имеет магнитные полюсы. Эти полюсы – северный и южный – расположены близ географических полюсов Земли.

Вот почему магнитная стрелка компаса показывает направление на юг и на север: на нее действует магнитное поле Земли; концы маленькой магнитной стрелки отталкиваются от одного магнитного полюса Земли и притягиваются к другому. Стрелка располагается вдоль силовых линий магнитного поля Земли.