Teorem- 7: Ьзьncь adyabatik değişmez , F

 

Bu adyabatik değişmez, parзacığın gьdьcь цzeğinin sьrьklenmesinin ьзьncь bir dцnemsel devinime neden olacağını gцsterir. Bu dцnemsel devinimle ilişkili adyabatik değişmez, sьrьklenme yьzeyinin iзinde kalan toplam manyetik akıdır. B yavaşзa değiştikзe parзacık belli bir kapalı yьzey ьzerindeki konumunu korur. Bu yьzeyin iзinden geзen toplam manyetik alan зizgi sayısı sabittir. Ьзьncь adyabatik değişmezin korunumu ilkesi bozulursa, parзacıklar manyetik kьreden цzekteki gцkcismine doğru dikine sızma (radial diffusion) gцsterirler.

 

 

Teorem- 8: Yapay Işınım Kuşakları

 

Зiftuзay (dipole) manyetik alana sahip gцk cisimlerinin manyetikkьreleri ışınım kuşakları iзerir. Yer ve Jьpiter’in ışınım kuşaklarına sahip olduğu uydularla yapılan yerinde цlзьmlerle saptanmıştır. Bu ışınım kuşakları, gezegenlerin manyetik alanlarıyla etkileşen kozmik kцkenli parзacıklardır.

 

Yer’in manyetik alanının kaynağını tam olarak anlayabilmiş değiliz, ancak, Yer’in kendi dцnme ekseni зevresinde dцnmesine bağlı olarak Yer’in цzeğindeki sıvı mağmada akımlar ortaya зıkar. Sıcak sıvı mağmada madde iyonlaşmış akışkan durumunda olduğundan plazma цzellikleri sergiler. Diğer bir deyişle, kapalı devrelerde dolanan plazma akımları manyetik alan ьretir (mJ =С ґ B). Yer’in manyetik alan geometrisi ayrıntılarına dek incelenmiştir. Bu manyetik alanı dev bir зiftuзaya (dipole) benzetebiliriz. Yer’in dцnme ekseniyle manyetik eksen arasında 11⁰.5 lik bir aзı vardır. İşte bu цnemli sonuзtan dolayı, Зiftuзayın цzeği Yer’in цzeğinden 400 km denli kaymış durumdadır. Bu nedenle, Yer’de yьksek coğrafi enlemlere doğru gidildikзe manyetik alan yeğinliğinde artışlar gцzlenir.

 

Aşağıdaki şekillerde gцsterildiği gibi, Зiftuзay manyetik alanın kuvvet зizgileri Yer’in yakın komşuluğunda bir manyetikkьrenin oluşmasını sağlar. Manyetikkьre, gьneş rьzgarının uyguladığı basınзla bozulmaya uğrar. Manyetikkьrenin gьndьz tarafı basık, gece tarafıysa gerilmiş biзimdedir. Gьndьz tarafının Yer’e olan uzaklığını, manyetikkьrenin manyetik basıncıyla gьneş rьzgarının plazma basıncı arasındaki hidrodinamik denge koşulu belirler. Bu bцlgeye manyetopoz denir. Yer manyetik alanının B ~ B₀ / L³ yasasına uygun olarak değiştiğini varsayarsak, manyetopozun yeryьzьne olan uzaklığı L=( 10 - 12 ) R_Yer denlidir. Burada, B₀ manyetik alanın yeryьzeyindeki yeğinliğidir; B, L uzaklığındaki manyetik alan değeri; L de R_Yer cinsinden uzaklıktır.

 

Yer’in ışınım kuşaklarında tuzaklanmış olan elektrik yьklь parзacıkların erkeleri 100 keV - 100 MeV aralığında değişmektedir. Bu parзacıkların bьyьk зoğunluğu 1-10 MeV erke aralıklarında bulunur.

 

Yer’in ışınım kuşakları 1958 yılında Van Allen ve Vernov tarafından bulunmuştur. Bu yıllarda fırlatılan ilk Sovyet ve Amerikan uyduları Yer’in ışınım kuşaklarını serendip olarak bulmuştur. Kozmik ışınların araştırılması amacıyla tasarlanmış olan bu uydularda Geiger sayıcıları bulunuyordu. O gьnlere dek yapılan balon ve meteoroloji roket gцzlemlerinde bulunan Geiger sayıcıları Yer’den 100 km yьksekliklere dek kozmik ışın yeğinlik değişimlerini en ince ayrıntısına değin saptamıştı. Balon ve roket gцzlemlerinde, Yer atmosferinin koruyucu etkisinin azalmasına bağlı olarak kozmik ışın yeğinliğinin yьkseklikle hızla arttığı sonra belli bir sabit değere ulaştığı gцzlendi. Uydular fırlatılmadan цnce balon sonuзlarına benzer bir yeğinlik dağılımı bekleniyordu. Зьnkь balonlardan daha yьkseklere зıkan uyduların sцzь edilen sabit kozmik ışın akısını цlзeceği sanılıyordu. Ancak uydulardaki Geiger sayıcıları kozmik ışın akısında ani artışlar gцsterdi. Uyduların цlзtьğь akı balonlarınkinin 10⁴ katına dek зıkıyordu. Цnce ne olduğu anlaşılamadı. Daha sonra, uydunun yцrьngesi bilindiğinden, kozmik ışın akısının zaman değişimi, kolaylıkla, ışınım akısının coğrafi konsayılarla değişimine зevrildi. Bцylece Yer зevresinde halka biзiminde oluşmuş olan ışınım kuşaklarının varlığı sergilenmiş oldu. Uydunun ışınım kuşaklarına girmesiyle akıda artış, зıkmasıyla da azalış algılanıyordu. Uydulara konuşlandırılmış olan Geiger sayıcılarının pencereleri цnьne yerleştirilen değişik kalınlıktaki sьzgeзlerle ışınım kuşaklarındaki parзacıkların erke dьzeyleri цlзьldь.

 

Aşağıdaki şekilde, Amerikan uydularının цlзьm sonuзları gцsterilmektedir. A grafiği Atlantik okyanusu ьzerinde, B grafiği de Pasifik Okyanusu ( Singapur) ьzerindeki цlзьm sonuзlarını gцstermektedir. A ve B grafiklerinin değişik yьkseklikler gцstermesinin nedeni, manyetik eksenin dцnme ekseniyle 11⁰.5 derecelik aзı yapması nedeniyle ortaya зıkan bakışıksızlıktır (asimetri).

 

m