Vloeistoffen en magneten

Vloeistoffen en magneten
Door: Werner Lazeroms,
student Technische Wiskunde en Technische Natuurkunde,
Technische Universiteit Eindhoven, 2008
De zonnewind bestaat uit deeltjes die worden uitgestoten door de zon
en afgebogen door het magneetveld van de aarde. Het magneetveld
wordt op zijn beurt vervormd door de stroom geladen deeltjes.
(Bron: www.sunearthplan.net)
Veel mensen weten wel dat de aarde
omringd wordt door een magnetisch veld.
Het wordt vaak in verband gebracht met
de werking van een kompas, maar slechts
weinig mensen weten te vertellen dat dit
magneetveld voor ons van levensbelang is.
Het dient als schild tegen de zogenaamde
zonnewind, een gigantische stroom van
deeltjes die door de zon worden
uitgespuwd. Zonder dit schild zouden we
dagelijks worden blootgesteld aan een
levengevaarlijke
dosis
straling.
Natuurkundig gezien is de zonnewind een
plasma: een soort vloeistof waarbij atomen
uit elkaar gerukt zijn. De ‘brokstukken’
van deze atomen zijn geladen en daarom
worden
ze
afgebogen
door
het
magneetveld (dit is een fundamentele
natuurwet).
Als eindproject voor de BSc Technische Wiskunde en Technische
Natuurkunde heb ik onderzocht hoe de stroom geladen deeltjes en
het magneetveld elkaar beïnvloeden. Hiervoor heb ik een wiskundig
model gemaakt en uitgerekend. Ik heb hierbij niet specifiek naar de
zonnewind gekeken, maar naar een algemene vloeistof die elektrisch
geleidend is (dit kan bijvoorbeeld ook water zijn waarin zout is
opgelost). Het magneetveld wordt niet opgewekt door een bol, zoals
de aarde, maar door een cilinder. Dit maakt het probleem 2dimensionaal en dus eenvoudiger. Het wiskundige model blijkt een
mooie beschrijving te geven van wat er in werkelijkheid gebeurt
(vergelijk het plaatje rechts maar eens met de afbeelding hierboven).
Het magneetveld blijkt als het ware een beetje meegesleurd te
worden door de stroom geladen deeltjes. Met de computer kunnen
we nog ingewikkeldere gevallen van het model berekenen en Een magneetveld vervormd door een
simuleren.
We
krijgen
dan
een
heleboel
mooie stroom geladen deeltjes, direct berekend
stromingsverschijnselen te zien. Met wiskunde kun je dus grote uit het wiskundige model.
kosmische verschijnselen in een vorm gieten die op het beeldscherm van je computer past.