ひだまる@えいのブログ

勉強や趣味に関する記録と備忘録

プロトン磁力計


前回は太陽黒点についてその性質を記事にした。

太陽の勉強をしている理由は地球の磁気(地磁気)を乱す原因だからだ。

私の今の仕事では地磁気現象を読み取ることが必要なので、今回はそれを測定する機器について紹介したいと思う。

 

地磁気の強さ(磁束密度)の単位はT(テスラー)を用いる。

その強さを測る方法は複数あるが、地磁気を測定するにあたって「核磁気共鳴法」が一般的らしい。

参考:地磁気の強さ=約47,000nT

 

そして、核磁気共鳴法で地磁気を測る測器としてよく知られているのは「プロトン磁力計」である。

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プロトン磁力計
  1.  外部磁場Fと直行するように水(またはケロシン)を入れた励磁コイルを置き、水の中のプロトンを磁化させる。
  2. 磁化が平行に達した後、励磁電流を切ると、プロトンの磁気モーメントは外部磁場の周りをラーモア歳差運動する。
  3. ラーモア角周波数fは次のような関係であることが分かっている。    2πf=γpF                           γp=2.67513e4 gauss^-1・sec^-1(プロトンの磁気回転比)
  4. 回転するプロトンの信号を増幅して、周波数fを求めれば外部磁場の強さFが決まる。

ただし、この方法で測れるFは強さしか求められないため、向きを求めるためには別の機器を使う必要がある。それについては、別の機会に触れようと思う。

 

どうやらプロトン磁力計は地下鉱脈探査や地雷探査といった用途に使われているらしい。必ずしも地球科学分野だけではないみたいだ。

 

  • 参考資料

地磁気観測所技術報告第26巻特別号

http://www2.kanazawa-it.ac.jp/higuael/nmr_basic.html

https://ja.wikipedia.org/wiki/プロトン磁力計

 

太陽黒点の性質

 内容のある記事を書くにあたって記事の作り方がよくわからない。とりあえず勉強している本で知ったことを箇条書きにまとめてみようと思う。今回はその第一号だ。

 

 太陽の黒点と磁気は関係しているらしい。太陽黒点にはどのような性質があるのかまとめた。

 

黒点の性質

1.太陽の黒点は周りと比べて温度が低い

黒点の温度は4000~4500K程度(その周りは6000K程度)

2.黒点の磁場は大きい。(それでも冷蔵庫にメモを留める磁石の10倍くらいの強さ)

黒点1908年米国のヘールによってゼーマン効果を用いてはじめて観測された。

黒点の磁場の強さは地球の磁場のおよそ1万倍。

黒点の磁場の強さは0.2~0.4T。地磁気の強さは約46µT)

3.黒点のサイズは大きいもので数千km以上、その寿命も太陽の数回転(地球の時間スケールで数か月)ある。

 

ゼーマン効果とは

 原子が磁場中にあると、電子のエネルギー準位が分裂、1つの準位が2,3以上の準位をもつようになる。磁場が強いとあるスペクトルが数本の輝線に分裂しやすくなる。分裂の幅は磁場の強さによるため、この性質を利用すれば太陽の光球面等の磁場の強さを測定することができる。

 

 黒点も実際は赤みかかった光を放出しているが、その周辺の光球が発する光の方が強いので黒い点のように見えてしまうらしい。

 

 今年の4月20日に磁気嵐があったことも記憶に新しい(コロナウィルスのネタばかりであまりニュースにはならなかったみたいだけど…)ので、太陽についてネタにしました。

情報の発信源→ http://swc.nict.go.jp/report/specialbulletin/index.html

 

 今日、本を読んで知ったのはこの程度。ざっと見てまとめただけなので、物理の考察がなくつまらないと思われるかもしれないがご了承ください。もう少し時間をかけて勉強する必要がありそうだ。

 

参考書籍・サイト

『太陽地球系科学』,加藤重樹,京都大学学術出版会

https://www.kahaku.go.jp/exhibitions/vm/resource/tenmon/space/sun/sun03.html

https://hinode.nao.ac.jp/SOLAR-C/ZeemanHanle.html

https://ja.wikipedia.org/wiki/ゼーマン効果

このブログの目的

ひだまるといいます。

地球科学に関する仕事(物理現象の観測や調査研究など)をしています。

物理学が好きなので物理の本をよく読みます。

 

このブログは個人で勉強したことを備忘録として残す目的で作りました。

専門が地球物理学なのでその分野の記事がメインになると思います。

このブログを見てくれた人に役に立つ情報があれば幸いです。

 

趣味のゲームやバイクについても記事にする予定です。