Efeitos do vento solar na magnetosfera terrestre: uma abordagem didática dos cinturões de Van Allen

AUTOR(ES)
FONTE

Rev. Bras. Ensino Fís.

DATA DE PUBLICAÇÃO

20/01/2020

RESUMO

Resumo Neste trabalho realizamos uma abordagem didática de aspectos relacionados ao geomagnetismo e como esses aspectos podem ser influenciados pela ação do vento solar. A carência de textos didáticos que promovam explicações em termos de conceitos de física básica foi a principal motivação para esse trabalho. Iniciamos com uma discussão histórica sobre o estudo do magnetismo que culminou na conhecida teoria do dínamo para explicar a origem do campo magnético terrestre, na qual mostramos a possiblidade de abordar este assunto em cursos de eletricidade e magnetismo. Apresentamos também dois cenários para a magnetosfera terrestre, com o intuito de modelar a interação do vento solar com a magnetosfera, em que representamos tal interação por meio da superposição dos campos de dois dipolos magnéticos. A seguir mostramos a possiblidade de discutir o movimento das cargas provenientes do vento solar ao redor da Terra, na região da magnetosfera, utilizando a segunda lei de Newton e a força de Lorentz, discutindo assim a formação de anéis de cargas em movimento e dos cinturões de Van Allen. Finalmente apresentamos um simples argumento, baseado no modelo apresentado, para a deformação da magnetosfera, para explicar a limitação na quantidade de anéis e cinturões que envolvem o nosso planeta.Abstract In this work we perform a pedagogic approach to aspects related to geomagnetism and how they can be influenced by the action of the solar wind. The lack of didactic textbooks that promote explanations in terms of basic physics concepts is the main motivation for this work. We begin with a historical discussion about the study of the magnetism that culminated in the well-known dynamo theory which explains the origin of the Earth's magnetic field, where we show the possibility to treat this subject in classes of electricity and magnetism. We also present two scenarios for the Earth's magnetosphere, in order to model the interaction of the solar wind with the magnetosphere, where we represent such action by superposing the fields of two magnetic dipoles. After we show the possibility of discussing the movement of charges coming from the solar wind around the Earth, in the region of the magnetosphere, using Newton's second law and the Lorentz force, where we discuss the formation of moving charged rings and the well known Van Allen belts. Finally, we present a simple argument based on the presented model, for the deformation of the magnetosphere, to explain the limitation in the amount of rings and belts that surround our planet.

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