一、为什么:地磁场对直射地球的宇宙射线的阻挡作用在赤道附近最强,两极地区最弱?
地磁场阻挡的是高能带电粒子流,如果带电粒子有垂直于磁场方向的速度,就会有洛伦兹力使粒子偏转,因此带电粒子流实际上是沿着磁力线做螺旋式前进。
地磁场确实在两极附近最强,赤道最弱。但是赤道处的地磁场几乎是平行于地面的,射向地面的带电粒子刚好被偏转了,因此难易到达地面。实际上有很多带电粒子是沿着磁力线从赤道跑到两极去了。
但是在地磁极处,磁力线几乎是垂直于地面的,高能带电粒子沿着磁力线走刚好可以到达地面。此时主要是磁镜力阻止粒子到达地面,磁镜力是螺旋运动的粒子产生的磁场与地磁场的作用(主要是因为地磁场梯度),但是磁镜力(磁磁耦合)的强度比洛伦兹力(电磁耦合)弱得太多了。所以两极处对宇宙线的阻碍很弱(尽管两极处的磁场最强)
因此两极处的带电粒子与大气作用也最剧烈,比如极光
二、极地卫星(轨道平面经过地球的南北两极)圆轨道的半径为r,周期为2h.赤道卫星9轨道平面为赤道平面)圆轨?
卫星绕地球做圆周运动由万有引力提供向心力,据此有: G mM R2=mR 4π2 T2可得:由此可知,赤道卫星轨道半径是极地卫星轨道半径的4倍,其运行周期是极地轨道卫星周期的8倍,即 赤道卫星的周期T2=8T1=16h 因为卫星做圆周运动,相距最近位置根据圆周的对称性可知,有两个位置,其两位置间的时间差为每个卫星周期的 T 2,因为极地卫星周期为2h,其半周期为1h,赤道卫星周期为16h,其半周期为8h,所以在赤道卫星运转 T 2=8h的过程中,极地卫星运转刚好是4个周期,故由第一次相距最近到第二次相距最近的时间为赤道卫星运转1个周期的时间即t=16h. 故选C.
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