Јонске струје и природне магнетне појаве
Ако се наелектрисане честице крећу у гасу у присуству спољашњег магнетног поља, оне су слободне да опишу значајан део путање магнетрона. Међутим, свака путања не мора нужно бити комплетирана. Може се прекинути сударом покретне честице и било ког молекула гаса.
Такви судари понекад само скрећу правац кретања честица, преносећи их на нове путање; међутим, код довољно јаких судара могућа је и јонизација молекула гаса. У периоду после судара који води до јонизације, потребно је узети у обзир постојање три наелектрисане честице — првобитне покретне честице, јона гаса и ослобођеног електрона. На кретање јонизујуће честице пре судара, јона гаса, ослобођеног електрона и јонизујуће честице после судара утичу Лоренцове снаге.
Интеракција јонизујућих и јонизованих честица са магнетним пољем док се те честице крећу у гасу доводи до различитих природних магнетних феномена — ауроре, распевајућег пламена, сунчевог ветра и магнетних олуја.
Поларна светла
Северна светла су сјај на небу који се понекад види. регион северног пола Земље. Ова појава настаје као резултат дејонизације атмосферских молекула након што их јонизује сунчево зрачење. Сличан феномен на јужној Земљиној хемисфери назива се јужно светло. Сунце емитује велике количине енергије у много различитих облика. Један од ових облика су наелектрисане брзе честице разних врста које зраче у свим правцима. Честице које се крећу ка Земљи падају у геомагнетно поље.
Све наелектрисане честице из ванземаљског простора које падају у геомагнетно поље, без обзира на почетни правац кретања, крећу се на трајекторије које одговарају линијама поља. Пошто све ове линије сила излазе са једног пола Земље и улазе у супротни пол, покретне наелектрисане честице завршавају на једном или другом полу Земље.
Брзо наелектрисане честице које улазе у Земљину атмосферу у близини полова наилазе на атмосферске молекуле. Судари између честица сунчевог зрачења и молекула гаса могу довести до јонизације ових других, а из неких молекула бивају избачени електрони. Због чињенице да јонизовани молекули имају више енергије од дејонизованих, електрони и јони гаса имају тенденцију да се рекомбинују. У случајевима када се јони поново сједине са претходно изгубљеним електронима, емитује се електромагнетна енергија. Термин "аурора" се користи да опише видљиви део овог електромагнетног зрачења.
Присуство геомагнетног поља је један од повољних фактора за све облике живота, јер ово поље служи као „кров“ који штити централни део земаљске кугле од непрекидног бомбардовања брзим честицама соларног порекла.
Певајући пламен
Пламен постављен у наизменичном магнетном пољу може да генерише звукове на фреквенцији магнетног поља. Пламен се састоји од високотемпературних гасовитих производа који настају током одређених хемијских реакција. Када се под утицајем високе температуре орбитални електрони одвоје од неких молекула гаса, ствара се богата мешавина слободних електрона и позитивних јона.
На овај начин, пламен генерише и електроне и позитивне јоне, који могу послужити као носиоци за одржавање електричне струје. Истовремено, пламен ствара температурне градијенте који изазивају конвективна струјања гасова који формирају пламен.Пошто су носиоци електричног набоја саставни део гасова, конвекцијски токови су и електричне струје.
Ове конвекцијске електричне струје које постоје у пламену, у присуству спољашњег магнетног поља, подлежу деловању Лоренцових сила. У зависности од природе интеракције између струје и поља, примена спољашњег магнетног поља може или смањити или повећати осветљеност пламена.
Притисак гасова у пламену који реагује са наизменичним магнетним пољем је модулисан Лоренцовим силама које делују на конвекцијске токове. Пошто звучне вибрације настају као резултат модулације притиска гаса, пламен може послужити као претварач који претвара електричну енергију у звук.Пламен који има описана својства назива се певајући пламен.
Магнетосфера
Магнетосфера је област Земљине средине у којој магнетно поље игра доминантну улогу. Ово поље је векторски збир Земљиног сопственог магнетног поља, или геомагнетног поља, и магнетних поља повезаних са сунчевим зрачењем. Као прегрејано тело које пролази кроз јаке термичке и радиоактивне поремећаје, Сунце избацује огромне количине плазме која се састоји од отприлике пола електрона и пола протона.
Мада плазма се избацује са површине Сунца у свим правцима, његов значајан део, удаљавајући се од Сунца, чини траг усмерен мање-више у једном правцу под утицајем кретања Сунца у свемиру. Ова миграција плазме назива се соларни ветар.
Све док се електрони и протони који чине соларни ветар крећу заједно, имају једнаке концентрације, они не стварају магнетно поље. Међутим, све разлике у њиховој брзини померања стварају електричну струју, а разлике у концентрацији стварају напон који може да произведе електричну струју. У сваком случају, струје плазме стварају одговарајућа магнетна поља.
Земља је на путу сунчевог ветра. Када се његове честице и њихово повезано магнетно поље приближавају Земљи, оне ступају у интеракцију са геомагнетним пољем. Као резултат интеракције, оба поља се мењају. Дакле, облик и карактеристике геомагнетног поља су делимично одређене сунчевим ветром који пролази кроз њега.
Радијативна активност Сунца је изузетно променљива и у времену иу простору — преко површине Сунца.Када сунце ротира око своје осе, соларни ветар је у стању флукса. Због чињенице да се и Земља окреће око своје осе, природа интеракције између соларног ветра и геомагнетног поља такође се стално мења.
Суштинске манифестације ових променљивих интеракција називају се магнетосферске олује у соларном ветру и магнетне олује у геомагнетном пољу. Други феномени повезани са интеракцијом између честица соларног ветра и магнетосфере су горе поменуте ауроре и електрична струја која тече у атмосфери око Земље од истока ка западу.