在空间物理学研究中，经常按照电离度的大小，把大气分为中性层、电离层和磁层。
在70km以下，大气中带电粒子很少，大气的动力学状态可用一般流体力学定律来描述，这就是中性层。层内的大气有时可能在局部有较多的带电粒子(如雷暴时)，但一般情况下带电粒子少。
70km以上，大气处于部分电离状态，带电粒子多到足以反射无线电波，大气的电磁性质变得非常重要，这就是电离层和磁层。
习惯上把70-1000km高度范围内的部分电离大气叫做电离层。电离层中除了带电粒子外，还有大量的中性成分。电离层的动力学和电动力学行为，一方面决定于带电粒子，另一方面又受到带电粒子与中性粒子碰撞的控制和影响。电子密度随高度变化，在某一中间高度（约300km处）达到最大值。按照电子密度随高度的变化，电离层可分为D、E、F三层，白天的F层又可分为F1层和F2层。各层电子密度峰值分别位于90、110、180和300km附近，最大电子密度可达106／cm3。
电离层电流是地磁场变化的主要场源，而决定电流的一个重要因素是电导率。
从电离层电子密度的高度分布，可以看出，90—130km是一个电导率极大的区域，叫做“发电机区”，产生地磁日变化的电流主要分布在这个区内。
电离层的分层结构随经纬度而变化，并且有周日、季节和年变化，在太阳活动剧烈时，还会发生电离层骚扰。
1000km以上完全电离的大气叫做磁层。磁层由磁层顶、等离子体幔、磁尾、等离子体片、等离子体层、辐射带等部分组成，在磁层顶外面，还有弓激波和磁鞘等结构。
磁层中粒子之间几乎没有碰撞，带电粒子的运动主要受磁场控制。磁层的下面与电离层相接，磁层外边界叫磁层顶，是太阳风等离子体的动力压强与地磁场的磁压达到平衡的地方。
其实，磁层顶是地磁场的作用范围(磁层)和太阳风的作用范围(行星际空间)之间的分界面
3、 电测深法，电剖面法，测深－剖面法，大地电磁测深法（郭颂） 答：首先需了解均匀各向同性半空间点电源的电场：
假设电场中的介质是单一的、均匀和各向同性的，地面是一无限宽广的平面，地表以上的空气电阻率趋于无限大，在这种空间建立的电流场称为均匀的、各向同性的半无限空间介质的电场。 一个点电源的电场：
将两根金属棒A和B相隔一定距离打入地下，当电极距AB非常大时，B电源认为处于“无穷远处”，则A电源建立的电场就是一个点电源的电场。
假定点电极A进入地下的电流强度为I。在距A点为r的球面S上电流沿径向流动，球面上任意一点电流密度为：
j==
根据欧姆定律的微分形式，得到该点的电场强度为：
E=j=
以无穷远点为电位零点，则该点电位：
V=
=
=
若电极位于半空间表面，则电流沿径向穿过以电极为中心的半球面，这种情况下，电流密度：
j=
电位：
V=
这是各种地面电法勘探的基本关系式。 两个异性点电源的电场分布：
(与上式比较相当于乘了2)
如上图所示，如果电场中两个点电源A和B，大小相等，极性相反，那么地下的电场是A和B各自引起的电场的叠加，也就是两个异性点电源的电场。这样，电场中任意一点M的电位
等于点电源A和点电源B电场在M点电位的代数和。
?UN 1I?A 1M 11B ?(???)2?AMBMANBN均匀各向同性介质电阻率的确定
可按如下方法测定地下介质的电阻率（原则上可按任意电极排列进行）： 在A\\B两点供电、任意M/N点测量其间的电位差，来反算地下介质的电阻率。
ABAB
MNMN
?U?U?UMN??KI其中 K=
称为点击排列系数，当各电极位置一定时，K值为常量。 视电阻率
在自然条件下，介质（表土、岩层和矿体）大多是各向异性的、不均匀的。上式测得的结果不是某种岩石的真电阻率，而是电流分布范围内，各种岩石电阻率的综合反映，称之为“视电阻率”用符号
表示，即
=K
与测量时供电的电流强度I无关，而和地电断面的性质、电极排列有关。 电阻率测深法
简称电测深法。是利用不同供电极距来测量某测点视电阻率随深度的变化。具体做法是，对于每一个测点，每改变一次供电极距就可测出一个
值，从近及
远，使电流向地下穿透加深，以此可测得视电阻率随电流穿透深度的关系曲线。（水平电测深曲线） 电测深法的应用
探矿和找水方面的应用；地震预报的应用。（见课本178~179页） 电阻率剖面法（电剖面法）
电剖面法是在供电电极距和测量电极距保持不变条件下（即探测深度不变），沿一定测线逐点推移进行视电阻率
的测量，所得的视电阻率曲线反应了地层电
性沿水平方向的变化。其目的是探测诸如陡倾斜断层、洞穴或金属桶等引起的横向电阻率变化。
常用装置有联合剖面装置、对称四极装置等，具体内容参看课本p179~180. 使用任何一种常用装置时，由横向不均匀性所引起的异常与电极距密切相关。因此，进行电剖面测量之前，可在测区选若干点作测深，以确定感兴趣的深度范围，从而选择适当的电极距。如果对地下不均匀体的深度范围事先心中无数，剖面法可能得不到可识别的异常。 测深－剖面法
进行测深—剖面法最常用的装置是偶极—偶极和单极—偶极。可探测横向也可探测垂向电阻率变化。
上图是一种常用的显示观测数据的方法，通称拟断面图，先将发射（供电）电极置于1-2位置，接收（测量）电极置于3-4位置，将测得的电流（Ｉ），电压（Ｖ）以及求得的几何因子Ｋ，便可算出一个视电阻率值。将此值记在分别过1-2和3-4中点的45直线的交点处。
大地电磁测深法
大地电磁场是地球天然电磁场的交变部分，其中电场部分可以认为主要是由变化的磁场直接感应的，而地电场又对地磁场反作用，形成感应磁场，两者统称为地球变化电磁场。 原理：
大地电磁测深法是利用天然的大地电磁场作场源，探测地下电性结构，研究地质构造的一种探测方法。大地电磁场有较宽的频谱，场源频率为
~Hz，利用的场源频率一般为~Hz。有关地磁场与平面电磁波的传播
特性见课本P181~182. 应用：
地壳和上地幔电性结构的研究；地震预报研究；油气勘探中的应用（见课本P185~186）
4、 形成自然电场的三种物理化学作用？ 答：（1）发生在电子导体（硫化矿体等）和溶液接触面上的氧化还原作用; （2）地下水的渗流和过滤作用；
（3）矿化溶液的离子在岩石交界面上的扩散和岩石骨架对离子的吸附作用。 以上三种作用形成矿体的氧化还原电场、过滤电场和接触扩散电场。这三种电场是自然电场的主要组成部分。（见课本P166~167）