黑子的磁场是怎么产生的？

7.黑子不黑——太阳磁场

黑子是太阳的表面常常会出现的黑色斑点。它是太阳磁场发生异常的主要表现形式：太阳表面上的磁化风暴，一个巨大的旋涡状气流。

太阳黑子

黑子其实并不黑，它的温度在4500℃左右，只是由于它比周围的高温低了1500℃左右，因此，在我们看来它是呈现为黑色斑点的。黑子其实也不小，小黑子的直径也有1000千米左右；大黑子或者是黑子群，直径还可达10万千米以上。

太阳黑子是在太阳的光球层上发生的一种太阳活动，是太阳活动中最基本、最明显的活动现象。一般说来，一个黑子群中有两个主要黑子，它们的磁极性相反。如果前导黑子是N极的,则后随黑子就是S极的。在同一半球(例如北半球)，各黑子群的磁极性分布状况是相同的；而在另一半球（南半球）情况则相反。在一个太阳活动周期（约11年）结束、另一个周期开始时，上述磁极性分布便全部颠倒过来。因此，每隔22年，黑子磁场的极性分布就会经历一个循环，称为一个磁周。

太阳黑子特写

太阳磁场

太阳耀斑和日珥

强磁场是太阳黑子最基本的特征。黑子的低温、物质运动和结构模型都与磁场息息相关。

太阳磁场是分布于太阳和行星际空间的磁场，分为大尺度结构和小尺度结构。其中，大尺度结构磁场主要指太阳的普遍磁场和整体磁场，它们是单极性的；小尺度结构磁场则主要集中在太阳活动区附近，且绝大多数是双极磁场。

太阳磁现象示意图

在太阳风作用下，太阳磁场还弥漫在整个行星际空间，于是形成了行星际磁场。它的极性与太阳整体磁场一致，并随着离开太阳距离的增加而减弱。可以说，各种太阳活动现象都与磁场密切相关。如耀斑产生前后，附近活动区磁场会有剧烈变化，而黑子的磁场最强，能量也极大。

太阳耀斑

在太阳的剧烈活动中，就会有磁爆产生，而且充斥和弥漫整个太阳磁场。太阳磁场中最主要的磁现象有黑子、耀斑和日珥。

太阳磁场——正负极

耀斑是最强烈的太阳活动现象。一次大耀斑爆发可以释放出的能量非常巨大，这个能量可能就来自磁场。在活动区内，一个强度为几百高斯（能量单位）的磁场一旦湮没，它所蕴藏的磁能便会全部释放出来，足够供给一次大耀斑爆发。在耀斑爆发前后，附近活动区的磁场往往会有剧烈的变化。

太阳风影响下的地磁场

日珥的温度约为10000℃，它却能长期存在于温度高达一两百万℃的日冕中。它既不会迅速瓦解，也不会下坠到太阳表面，这主要依靠什么力量来维持呢？原来，磁力线的隔热和支撑作用就足以维持它的这种状态。宁静日珥的磁场强度约为10高斯，磁力线基本上与太阳表面平行；活动日珥的磁场强一些,可达200高斯，磁场结构较为复杂。

太阳耀斑

除太阳活动区外，日面宁静区也有微弱的磁场。整个说来，太阳和地球相似，也有一个普遍磁场。不过由于局部活动区磁场的干扰，太阳普遍磁场只是在两极区域比较显著，而不像地球磁场那样完整。太阳极区的磁场强度只有1~2高斯。太阳普遍磁场的强度经常变化，甚至极性也会突然转换。总之，太阳上既有普遍磁场，又有整体磁场。只不过普遍磁场是南北相反的，而整体磁场是东西对峙的。

太阳磁化

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如何选择磁铁

选择磁铁应明确需要磁铁发挥何种作用。

1．磁铁的主要作用：移动物体，固定物体或抬升物体。

2．所需磁铁的形状：圆片形、圆环形、方块形、瓦片形或特殊形状。

3．所需磁铁的尺寸：长、宽、高、直径及公差等。

4．所需磁铁的吸力、期望价格及数量等。

指南针就是根据磁铁的性质发明的。

磁光效应

磁光效应是指处于磁化状态的物质与光之间发生相互作用而引起的各种光学现象，包括法拉第效应、克尔磁光效应、塞曼效应和科顿—穆顿效应等。这些效应都起源于物质的磁化，反映了光与物质磁性之间的联系，应用比较广泛。

紫外线

紫外线是电磁波谱中波长从0.01微米～0.40微米辐射的总称，不能引起人们的视觉。电磁波谱中波长0.01微米～0.04微米辐射，既可见光紫端到X射线间的辐射。

自然界的主要紫外线光源是太阳。太阳光透过大气层时波长短于米的紫外线为大气层中的臭氧吸收掉。人工的紫外线光源有多种气体的电弧(如低压汞弧、高压汞弧)，紫外线有化学作用能使照相底片感光，荧光作用强，日光灯、各种荧光灯和农业上用来诱杀害虫的黑光灯都是用紫外线激发荧光物质发光的。紫外线还有生理作用，能杀菌、消毒，治疗皮肤病和软骨病等。紫外线的粒子性较强，能使各种金属产生光电效应。

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医学界的磁应用

在医学上，利用核磁共振可以诊断人体异常组织，判断疾病，这就是我们比较熟悉的核磁共振成像技术。其基本原理是：原子核带有正电，并进行自旋运动。通常情况下，原子核自旋轴的排列是无规律的，但将其置于外加磁场中时，核自旋空间取向从无序向有序过渡。自旋系统的磁化矢量由零逐渐增长，当系统达到平衡时，磁化强度达到稳定值。如果此时核自旋系统受到外界作用，如一定频率的射频激发原子核即可引起共振效应。在射频脉冲停止后，自旋系统已激化的原子核，不能维持这种状态，将回复到磁场中原来的排列状态，同时释放出微弱的能量，成为射电信号。把这许多信号检出，并使之进行空间分辨，就得到运动中原子核分布图像。核磁共振的特点是流动液体不产生信号称为流动效应或流动空白效应。因此血管是灰白色管状结构，而血液为无信号的黑色。这样使血管很容易与软组织分开。正常脊髓周围有脑脊液包围，脑脊液为黑色的，并有白色的硬膜为脂肪所衬托，使脊髓显示为白色的强信号结构。核磁共振已应用于全身各系统的成像诊断，效果最佳的是颅脑，及其脊髓、心脏大血管、关节骨骼、软组织及盆腔等。对心血管疾病不但可以观察各腔室、大血管及瓣膜的解剖变化。而且可作心室分析，进行定性及半定量的诊断。可作多个切面图，空间分辨率高，显示心脏及病变全貌，及其与周围结构的关系，优于其他X线成像、二维超声、核素及CT检查。