环状电流

环状电流是被困在行星磁层内的带电粒子所运载的电流。

简介环状电流是被困在行星磁层内的带电粒子所运载的电流，它是在经度（纵剖面） 上漂移的高能（10–200 keV）粒子。

地球的环状电流不同电流系统下图解的地球磁层形状如右图所示。

地球的环状电流是负责保护地球低纬度磁层的电场，因此它在磁暴的电动力学下有巨大的效应。环状电流系统包含距离3至5RE的带1，躺在赤道平面附近并以顺时针方向流动着（当从北极方向观看时）。在这个区域内的微粒产生一个和地磁场相反的磁场，因此一位地球上的观测者会观测到这个区域磁场的衰减。

环状电流的能量主要是由离子来运载，绝大多数都是质子。然而，环状电流内也曾经观测到α质点，一种在太阳风中含量丰富的离子。另外，一些百分比是氧离子（O），与在地球电离层中相似，但是能量更高。这些离子的混合表示环状电流中的离子可能有一种以上的来源。环状电流内微粒的能量范围从0.05 MeV 至 1 MeV。

环状电流和地磁的风暴（磁暴）当磁暴发生时，在环状电流中的微粒数量会增加，结果是地磁场作用的领域减少。

分子电流假说安培认为构成磁体的分子内部存在一种环形电流——分子电流。由于分子电流的存在，每个磁分子成为小磁体，两侧相当于两个磁极。通常情况下磁体分子的分子电流取向是杂乱无章的，它们产生的磁场互相抵消，对外不显磁性。当外界磁场作用后，分子电流的取向大致相同，两端显示较强的磁体作用，形成磁极，就被磁化了。当磁体受到高温或猛烈撞击时会失去磁性，是因为激烈的热运动或震动使分子电流的取向又变的的杂乱无章了。

安培的分子电流假说在当时物质结构的知识甚少的情况下无法证实，它带有相当大的臆测成分；在今天已经了解到物质由分子组成，而分子由原子组成，原子中有绕核运动的电子，从现代的观点来看，“分子电流”是由原子内各电子绕原子核的轨道运动、各电子的自旋运动以及原子核的自旋运动构成的。由此安培的分子电流假说有了实在的内容，已成为认识物质磁性的重要依据。

范艾伦辐射带范艾伦辐射带是在地球附近的近层宇宙空间中包围着地球的大量带电粒子聚集而成的轮胎状辐射层，由美国物理学家詹姆斯·范·艾伦发现并以他的名字命名。范艾伦带粒子的主要来源是被地球磁场俘获的太阳风粒子，这些带电粒子在范艾伦带两转折点间来回运动。当太阳发生磁暴时，地球磁层受扰动变形，而局限在范艾伦带的高能带电粒子大量泄出，并随磁力线于地球的极区进入大气层，激发空气分子产生美丽的极光。范艾伦辐射带一般情况下分为内外两层，海拔高度处在约500至58000公里之间，内外层之间存在范艾伦带缝，缝中辐射很少，偶尔会因为太阳风暴等突发情况临时被破坏分离导致多层产生。

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曹慧慧 - 副教授 - 中国矿业大学