POHYB ELEKTRONU VE ZKŘÍŽENÝCH POLÍCH – DALŠÍ ČTENÍ
Pokud Vás tato úloha zaujala, můžete se seznámit s dalšími zajímavostmi týkajícími se pohybu nabitých částí v elektrických a magnetických polích. Tato část je nepovinná a je určena jen hloubavějším studentům. Zvolte si téma, které Vás zajímá.
Elektronový mikroskop
Sluneční vítr
Sluneční aktivita viditelná při zatmění slunce
Sluneční vítr je proud nabitých částic ze Slunce, které zaplavují celou sluneční soustavu. Jde zejména o elektrony a protony, v menší míře alfa částice (jádra hélia). Část částic opouští Slunce s rychlostí kolem 800 km/s, ty nazýváme rychlý sluneční vítr. Většinou jsou detekovány v polárních oblastech Slunce nad koronálními děrami. Druhou složkou slunečního větru jsou částice opouštějící Slunce s rychlostí kolem 400 km/s. Těm říkáme pomalý sluneční vítr. Vyskytuje se většinou v rovníkové oblasti a je to sluneční vítr, který zasahuje planety sluneční soustavy, Zemi nevýjimaje. Sluneční vítr objevil anglický astronom Richard Carrington v roce 1859, kdy bylo za půl dne po výrazném slunečním vzplanutí narušeno magnetické pole Země. Na počátku 20. století dal do souvislosti nabité částice unikající ze Slunce s výskytem polárních září na Zemi Kristian Birkeland. Jako neustálý tok nabitých částic proudících ze Slunce pochopil sluneční vítr až Eugen Parker v roce 1958. Ani dnes nejsou ještě zcela jasné mechanizmy generování rychlé a pomalé složky slunečního větru.
Rázová vlna zemské magnetosféry
Sluneční vítr se na svou pouť vydává na slunečním povrchu. Mechanizmy jeho emise se intenzivně zkoumají. Obsahuje nejenom jednolitý proud částic, ale i různé shluky a chuchvalce plazmatu vyvrhované Sluncem. Ty obsahují zamrzlá magnetická pole nesená slunečním větrem napříč sluneční soustavou. Pohyb částic slunečního větru je ovlivňován meziplanetárním magnetickým polem, zejména otevřenými slunečními silokřivkami. V blízkosti Země dosahuje typická koncentrace několika částic v metru krychlovém. Jejich teplota je kolem 3 eV (přibližně 30 00 K) a rychlost 400 až 500 km/s. Jde o nadzvukovou rychlost. Ve slunečním větru se, byť je relativně řídký, mohou šířit i vlny zvukových frekvencí. Nabité částice spolu totiž interagují „na dálku“ prostřednictvím elektrických a magnetických polí. U Země mohou chuchvalce plazmatu slunečního větru způsobit magnetické bouře, narušit elektronické přístroje, telekomunikační sítě i dálková vedení vysokého napětí. Elektrony slunečního větru pronikají do horních vrstev atmosféry v polárních oblastech, kde vybudí její atomy a molekuly, které následně září. Dochází k oněm typickým polárním zářím, které znají zejména severské národy. Někdy se stane, že jeden plazmoid (shluk plazmatu) zasáhne několik planet, pokud jsou ve stejném směru. V roce 2000 rozzářil takový plazmoid polární záře na Zemi, Jupiteru i Saturnu. Ve vzdálenosti 80 až 90 AU se skokem mění rychlost slunečního větru z nadzvukové na podzvukovou. Vznik takových rázových vln je v přírodě běžný. Této rázové vlně říkáme rázová vlna slunečního větru neboli terminační vlna. Snížení rychlosti proudění je nutně spojeno se zvýšením koncentrace nabitých částic. Plyne to z rovnice kontinuity, ale každý zná tento jev i z běžného života. Pokud se na dálnici stane nehoda a projíždějící automobily sníží rychlost, okamžitě se zvýší jejich hustota. Terminační vlnou prolétla v roce 2004 sonda Voyager a v roce 2007 Voyager 2. Obě naměřily přibližně 2,5 násobné zvýšení koncentrace částic. Cesta slunečního větru končí za heliopauzou, na tzv. plášti heliosféry, kde se sluneční vítr zpomalí a splyne s částicemi mezihvězdného prostředí.
Nákres heliosféry s rázovou vlnou