关于地球自转实质的理论分析

武因波

摘 要：对于宇宙间的万物，小到电子围绕原子核运转，大到天体运转，其实都有相类似的运动模型。那么地球作为万物生长之源，它的自转是如何产生的呢？本文针对这一自然现象逐一展开论述。并且将地球的自转模拟为电动机的旋转过程，由此论述地球磁场的由来，解释地球自转的原因。

关键词：地球自转；地磁场；电动机模型；现代科技；宇宙奥秘

中图分类号：P183.31 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2017）08-0204-01

1 地球的起源及位置分布。

地球作为一个行星，远在46亿年前起源于原始太阳星云。同时，它也是太阳系八大行星之一，按离太阳由近及远的顺序排为第三颗。更为重要的是，它是万物生长的家园，包括人类，地球也是目前宇宙中已知存在生命的唯一天体。

地球的奇妙之处不仅限于它的外表构造，而是地球的运动特征。作为万物生长之源的地球，时刻都处在运动当中。不仅能够围绕太阳公转，更为奇特的是它能自转。如果说地球公转是地球与太阳相互作用力（万有引力）的结果，那么地球的自转是又如何产生的呢？

2 地球自转与磁场的联系。

针对地球自转现象的原因。我们可以从宏观角度出发，面对整个太阳系，在众多的星球当中，有些星球可以自转，有些却不可以自转。对于这种现象，我们不妨把所有星球分为两类，可自转星球和不可自转星球，探求两类星球的不同之处。通过对比分析，不难发现，可自转星球与不可自转星球的最大区别在于是否存在磁场。磁场是一种特殊的物质，磁体间的相互作用就是以磁场作为媒介的。例如两类星球中的典型代表地球和金星，金星是一颗类地行星，与地球同属于八大行星，因为其质量与地球类似，有时被人们叫做地球的“姐妹星”，在八大行星中金星的轨道最接近圆形，同时也是太阳系中唯一一颗没有磁场的行星，并且金星不存在自转现象，而我们所熟知的地球不仅存在地磁场而且还能自转，于是我们便可以推测地球的自转可能与磁场有关。

以上分析只是表面推测，但地球自转与磁场有关也有其理论依据。自转其实质就是运动，运动必然会与力相联系，但对于星球这种孤立于太空的物体，必然不存在物体间由于相互接触而产生的相互作用力，于是我们便联想到磁力这种无形的力，并且我们知道能够产生磁力的空间必然存在着磁场。

3 既然自转与磁场有关，那么磁场又是如何产生的呢？

（1）由分子电流产生（即传统的永磁体假说）此观点认为：行星内部存在着一个巨大的铁镍质的永磁体核心，是它产生了行星磁场。对于这个观点有人提出了否定的理由：他们认为永磁体是有居里点的，即永磁体在一定的温度下将失去磁性。铁镍永磁体的居里点约770摄氏度，而许多行星内部的温度普遍超过1000摄氏度，在这个温度下铁镍永磁体早已失去了磁性。所以，行星磁场来源于行星内部永磁体的观点已逐渐不被人接。（2）“发电机理论”假说。1945年，物理学家埃尔萨塞根据磁流体发电机的原理，认为当液态的外地核在最初的微弱磁场中运动，像磁流体发电机一样产生电流，电流的磁场又使原来的弱磁场增强，这样外地核物质与磁场相互作用，使原来的弱磁场不断加强。由于摩擦生热的消耗，磁场增加到一定程度就稳定下来，形成了现在的地磁场。（3）霍尔效应学说。认为在地球内部由于温度不均匀产生的温差电流和原始微弱磁场的同时使用下，会由霍尔效应产生霍尔电动势和霍尔电流，由此产生地球磁。（4）电磁感应学说。认为由太阳的强烈磁活动通过带电粒子的太阳风到达地球后，会通过地球内部的电磁感应和整流作用产生地球内部的电流，由此产生地球磁场。

4 地球自转物理模型的构建

通过以上学说我们不难发现，其最本质的理论都是关于粒子的运动（电流），进而产生感应磁场。有了电流，有了磁场，我们不难联想到电动机的工作原理：电动机是把电能转换成机械能的设备。电动机工作原理是建立在电磁感应定律、全电路欧姆定律、和电磁力定律等基础上的。当磁极沿顺时针方向旋转时，磁极的磁力线会切割转子导条，导条中就会感应出电动势，进而形成感应电流，该电流与旋转磁极的磁场相互作用，而使转子导条受到电磁力（安培力），电磁力的方向可用左手定则确定.由电磁力进而产生电磁转矩，转子就转动起来。

根据电动机的转动原理，我们便可以模拟地球的自转过程。首先，地球周围的宇宙环境是存在磁场的，从银河系---原子核---到太阳系；从宏观到微观，从宇宙到人体再到植物都有磁场。包括每一座山、每一块石头。只是他们的强弱，频率不一样而已。但它们的总体结构都是一样的。有磁场就有N、S极有N、S极就有相应的吸引力和排斥力。

模拟自转：地球周围的宇宙环境存在着无定形态，时刻发生变化的磁场（电动机的旋转磁场）。由于地球内部的矿物金属或液态金属流体构成了一條条“导线”（电动机转子导条）。由于变化磁场的磁力线不断切割“导线”，于是“导线”产生了感应电动势，进而产生感应电流。（同时感应电流又会产生一个与原磁场相反的磁场，也就是人们所说的地磁场。）感应电流在磁场中受到电磁力的作用，于是在电磁力的作用下，地球就转动起来了。

5 方法及总结

总之，将地球自转类比为电动机的旋转，不仅论述了地球磁场的来源（“电流”产生的感应磁场），还能直观地解释地球自转原因，切实将整个过程有机的结合了起来。将自然与科技相联系，通过科技探究自然奥秘，更好地阐释了科技来源于自然又反应映自然的真理所在。

参考文献

[1]柳成志，冀国盛，许延浪.地球科学概论[M].石油工业出版社，2008.1.68-70.