地球惑星物理2012

地球惑星物理学概論

レポート課題４のヒント
課題４のプリントを見てもわかりません。自分の頭で考えてください。
概算をしてください。つまり、オーダーを求めてくださいということ。

慣れる為にCGS単位系で書いてみたらどうでしょう。
演習課題1　問題１
太陽風が殆どプロトンでできていると分かれば後は簡単です。太陽風が一様等方であると仮定して、１AUにおける一秒間にはく体積が分かれば簡単です。

問題２
運動エネルギーは$T=\frac{1}{2}mv^2[erg]$なので、（ただし、非相対論で考えて、）後は比較するだけです。

演習課題２
問題１
太陽フレアもプラズマなので、プロトンからできています。（電子は無視。）
太陽フレアの熱エネルギーについて、エントロピー表示の関数が与えられてないので、ここでは、大雑把にこのプラズマが理想気体だとします。
よって、エントロピー表示の基本関係式は、U（熱エネルギー）原点を分子の運動エネルギーの原点に選んだときに
$S=\frac{N}{N_0}S_0+RN IN((\frac{U}{U_0})^{\frac{k}{2}}(\frac{V}{V_0})(\frac{N_0}{N})^{\frac{k}{2}+1})$
ここで、S_0はS_0(U_0,V_0,N_0)とする、
また、Kは自由度とする。
よって、この式から、U=U(N,T)の関数にするために、
$B=\frac{\partial S}{\partial U},B=\frac{1}{T}$などの関係式を使う。

あとは、自由度Kは自由に設定し、大きさ（体積）は適当な大きさを仮定すればよい。

問題２（１）調べればよろしい。
（２）簡単でしょう。
（３）ほぼ物理学科なので、説明は、不要だと思いまずが、一応磁気エネルギーについて、簡単に触れたいと思います。
磁気エネルギーは、近接作用の立場では、電荷の存在によって、真空中に一種のゆがみが誘起されると考えるから、その歪みにともなってその場所にエネルギーが蓄えられることになる。つまり、磁場によって、真空中にエネルギーが蓄えられます。このことをもって、エネルギーと言っています。
ヒント1
磁気エネルギーは、マクセル方程式を駆使すると出てきます。

ヒント２
真空中での磁気エネルギー密度は次の式であらわされる。
$\frac{1}{2}\frac{1}{\mu_0}B(x)^2[g/(s^2 cm)]$

以上がヒントです。