离子电流和自然磁现象

如果带电粒子在存在外部磁场的情况下在气体中移动，则它们可以自由描述其磁控管轨迹的重要部分。然而，每个轨迹不一定完全完成。它可以被移动的粒子和任何气体分子之间的碰撞打破。

这种碰撞有时只会改变粒子的运动方向，将它们转移到新的轨迹上；然而，在足够强的碰撞下，气体分子的电离也是可能的。在导致电离的碰撞后阶段，需要考虑三种带电粒子的存在——原始运动粒子、气体离子和释放的电子。碰撞前电离粒子、气体离子、释放电子和碰撞后电离粒子的运动受 洛伦兹力.

当这些粒子在气体中移动时，电离和电离粒子与磁场的相互作用会产生各种自然磁现象——极光、歌唱火焰、太阳风和磁暴。

极光

北极光是天空中有时会出现的辉光。地球北极的区域。这种现象是大气分子被太阳辐射电离后去离子化的结果。地球南半球的一种类似现象被称为南极光。太阳以许多不同的形式释放出大量的能量。其中一种形式是各种带电快粒子，向各个方向辐射。向地球移动的粒子落入地磁场。

来自地外空间的所有落入地磁场的带电粒子，无论初始运动方向如何，都会移动到与磁力线相对应的轨迹。由于所有这些力线都从地球的一极发出并进入另一极，因此移动的带电粒子最终会到达地球的一极或另一极。

进入两极附近地球大气层的快速带电粒子会遇到大气分子。太阳辐射粒子和气体分子之间的碰撞会导致后者电离，并且电子会从一些分子中被击落。由于电离分子比去离子分子具有更多的能量，电子和气体离子往往会重新结合。在离子与先前丢失的电子重新结合的情况下，会发射电磁能。术语“极光”用于描述这种电磁辐射的可见部分。

地磁场的存在是所有生命形式的有利因素之一，因为该磁场充当“屋顶”，保护地球的中心部分免受来自太阳的快粒子的连续轰击。

歌唱的火焰

置于交变磁场中的火焰可以产生磁场频率的声音。火焰由某些化学反应过程中形成的高温气态产物组成。当在高温的影响下，轨道电子与一些气体分子分离时，会产生自由电子和正离子的丰富混合物。

这样，火焰会产生电子和正离子，它们可以作为载体来维持电流。同时，火焰产生温度梯度，导致形成火焰的气体对流。由于电荷载流子是气体的组成部分，对流也是电流。

这些存在于火焰中的对流电流，在外磁场存在的情况下，受到洛伦兹力的作用。根据电流和磁场之间相互作用的性质，施加外部磁场可以降低或增加火焰的亮度。

与交变磁场相互作用的火焰中的气体压力由作用于对流的洛伦兹力调制。由于气体压力调制会产生声音振动，因此火焰可以用作将电能转换为声音的换能器。具有上述特性的火焰称为歌唱火焰。

磁层

磁层是地球环境中磁场起主导作用的区域。该场是地球自身磁场或地磁场与与太阳辐射相关的磁场的矢量和。作为一个经历强烈的热和放射性扰动的过热体，太阳喷射出大量由大约一半电子和一半质子组成的等离子体。

虽然 等离子体 从太阳表面向各个方向喷射，其中很大一部分远离太阳，在太阳在太空中运动的影响下，形成或多或少指向一个方向的轨迹。这种等离子体的迁移被称为太阳风。

只要构成太阳风的电子和质子一起移动，具有相同的浓度，它们就不会产生磁场。然而，它们漂移速度的任何差异都会产生电流，而浓度差异会产生能够产生电流的电压。在每种情况下，等离子体电流都会产生相应的磁场。

地球正处于太阳风的路径上。当它的粒子及其相关磁场接近地球时，它们与地磁场相互作用。作为交互的结果，两个字段都发生了变化。因此，地磁场的形状和特征部分取决于穿过它的太阳风。

太阳的辐射活动在整个太阳表面的时间和空间上都极易变化。当太阳绕其轴旋转时，太阳风处于不断变化的状态。由于地球也在自转，太阳风与地磁场相互作用的性质也在不断变化。

这些不断变化的相互作用的本质表现被称为太阳风中的磁层风暴和地磁场中的磁暴。其他与太阳风粒子和磁层相互作用有关的现象是上面提到的极光和地球周围大气中从东到西流动的电流。