แม่เหล็ก
แม่เหล็กมี 2 ขั้วเสมอ ขั้วเหนือและขั้วใต้ ถ้าแขวนแท่งแม่เหล็กให้เคลื่อนที่อย่างอิสระ เมื่อหยุดนิ่ง ขั้วที่ชี้ไปทางทิศเหนือ เรียกว่า ขั้วเหนือ (N) ขั้วที่ชี้ไปทางทิศใต้ เรียกว่า ขั้วใต้ (S) ขั้วแม่เหล็กทั้งขั้วเหนือและขั้วใต้จะดูดสารแม่เหล็กเสมอ เมื่อนำแม่เหล็ก 2 อันมาอยู่ใกล้กัน ขั้วเหมือนกันจะผลักกัน และขั้วต่างกันจะดูดกัน แรงดูดจะมีมากที่สุดที่บริเวณขั้วทั้งสองของแม่เหล็กและลดน้อยลงเมื่อถัดเข้ามา เส้นแรงแม่เหล็กมีทิศทางออกจากขั้วเหนือไปยังขั้วใต้ ทั้งสามมิติ สนามแม่เหล็กหมายถึงบริเวณที่แม่เหล็กส่งแรงไปถึง
การสลับขั้วแม่เหล็กโลก
เพราะว่าเราไม่เคยพบว่าสนามแม่เหล็กจะเกิดการสลับขั้วได้โดยฝีมือมนุษย์ด้วยเครื่องมือใดๆ และกลไกลของการเกิดสนามแม่เหล็กนั้นก็ยังไม่เป็นที่เข้าใจกันดีนัก มันจึงเป็นการยากที่จะกล่าวว่าลักษณะอย่างไรของสนามแม่เหล็กที่จะนำไปสู่การสลับขั้ว บ้างก็คาดเดากันว่าสนามแม่เหล็กที่ลดลงอย่างมากในช่วงที่กำลังมีการสลับขั้วนั้นจะทำให้พื้นผิวโลกขาดสิ่งปิดบังและสร้างความเสียหายอย่างใหญ่หลวงอันเนื่องมาจากการเพิ่มขึ้นของการแผ่รังสีคอสมิก อย่างไรก็ตามมนุษย์โบราณ (Homo erectus) และบรรพบุรุษของเขาก็อยู่รอดมาได้จากเหตุการณ์การสลับขั้วแม่เหล็กโลกในอดีตที่ผ่านมาหลายครั้งแล้ว และก็ไม่มีหลักฐานว่าการสลับขั้วแม่เหล็กโลกนั้นจะมีผลต่อการสูญพันธุ์ของสิ่งมีชีวิต มีการอธิบายหนึ่งที่อาจเป็นไปได้ที่ว่าลมสุริยะอาจจะมีผลชักนำให้สนามแม่เหล็กในชั้นบรรยากาศไอออนโนสเฟียร์ให้เป็นเกราะป้องกันพื้นผิวโลกจากอนุภาคมีพลังงานอย่างรังสีคอสมิกแม้ว่าจะอยู่ในสภาพที่ไร้สนามแม่เหล็กแบบนอร์มอลของโลกก็ตาม[7]