Plik Pole magnetyczne Ziemi Jest to efekt magnetyczny, który wywiera Ziemia i rozciąga się od jej wnętrza do setek kilometrów w przestrzeni. Jest bardzo podobny do tego wytwarzanego przez magnes sztabkowy. Pomysł ten został zasugerowany przez angielskiego naukowca Williama Gilberta w XVII wieku, który również zauważył, że nie jest możliwe oddzielenie biegunów magnesu..
Rysunek 1 przedstawia linie pola magnetycznego Ziemi. Są zawsze zamknięte, przechodzą przez wnętrze i wychodzą na zewnątrz, tworząc rodzaj osłony.
Pochodzenie pola magnetycznego Ziemi wciąż pozostaje tajemnicą. Zewnętrzne jądro ziemi, wykonane z żeliwa, nie może samo z siebie wytworzyć pola, ponieważ temperatura jest taka, że niszczy porządek magnetyczny. Próg temperatury dla tego jest znany jako temperatura Curie. Dlatego nie jest możliwe, aby duża masa namagnesowanego materiału była odpowiedzialna za pole.
Wykluczając tę hipotezę, musimy szukać źródła pola w innym zjawisku: rotacji Ziemi. To powoduje, że stopiony rdzeń obraca się nierównomiernie, tworząc efekt dynamo, w którym płyn samorzutnie wytwarza pole magnetyczne..
Uważa się, że efekt dynama jest przyczyną magnetyzmu obiektów astronomicznych, na przykład Słońca. Jednak do tej pory nie wiadomo, dlaczego ciecz zachowuje się w ten sposób i jak wytwarzane prądy elektryczne pozostają.
Indeks artykułów
- Ziemskie pole magnetyczne jest wynikiem trzech elementów: samego pola wewnętrznego, zewnętrznego pola magnetycznego i minerałów magnetycznych w skorupie:
- Pole magnetyczne jest spolaryzowane, przedstawiając bieguny północne i południowe, podobnie jak magnes sztabkowy.
- Ponieważ przeciwległe bieguny przyciągają się wzajemnie, igła kompasu, będąca jego biegunem północnym, zawsze wskazuje w pobliżu geograficznej północy, gdzie znajduje się południowy biegun magnesu ziemskiego..
- Kierunek pola magnetycznego jest przedstawiony w postaci zamkniętych linii, które opuszczają magnetyczne południe (biegun północny magnesu) i wchodzą w magnetyczną północ (biegun południowy magnesu).
- Na północy magnetycznej - a także na południu magnetycznym - pole jest prostopadłe do powierzchni ziemi, podczas gdy na równiku pasie się. (patrz rysunek 1)
- Natężenie pola jest znacznie większe na biegunach niż na równiku..
- Oś dipola naziemnego (ryc. 1) i oś obrotu nie są wyrównane. Między nimi występuje przesunięcie o 11,2º.
Ponieważ pole magnetyczne jest wektorem, kartezjański układ współrzędnych XYZ z początkiem O pomaga ustalić jego położenie.
Całkowite natężenie pola magnetycznego lub indukcji wynosi b a jego występy lub komponenty to: H poziomo i Z pionowo. Są ze sobą powiązane:
-D, kąt deklinacji magnetycznej, utworzony między H i geograficzną północą (oś X), dodatni na wschodzie i ujemny na zachodzie.
-I, kąt nachylenia magnetycznego pomiędzy b i H, pozytywne, jeśli b jest poniżej poziomu.
Igła kompasu zostanie zorientowana w kierunku H, poziomej składowej pola. Samolot określony przez b a H jest nazywany południkiem magnetycznym, podczas gdy ZX jest południkiem geograficznym.
Wektor pola magnetycznego jest w pełni określony, jeśli znane są trzy z następujących wielkości, które nazywane są elementami geomagnetycznymi: b, H, D, I, X, Y, Z.
Oto niektóre z najważniejszych funkcji pola magnetycznego Ziemi:
-Od setek lat ludzie używali go do orientowania się za pomocą kompasu.
-Pełni funkcję ochronną planety, otaczając ją i odchylając naładowane cząstki, które nieustannie emituje Słońce.
-Chociaż ziemskie pole magnetyczne (30 - 60 mikro Tesli) jest słabe w porównaniu z polami w laboratorium, jest na tyle silne, że niektóre zwierzęta używają go do orientowania się. Podobnie jak ptaki wędrowne, gołębie pocztowe, wieloryby i niektóre ławice ryb.
-Do poszukiwania surowców mineralnych wykorzystuje się magnetometrię lub pomiar pola magnetycznego.
Znane są odpowiednio jako północne lub południowe światła. Pojawiają się na szerokościach geograficznych w pobliżu biegunów, gdzie pole magnetyczne jest prawie prostopadłe do powierzchni ziemi i znacznie silniejsze niż na równiku..
Wywodzą się z dużej ilości naładowanych cząstek, które Słońce wysyła w sposób ciągły. Te, które są uwięzione przez pole, zwykle dryfują w kierunku biegunów z powodu większej intensywności. Tam wykorzystują jonizację atmosfery, w wyniku czego emitowane jest światło widzialne.
Zorza polarna jest widoczna na Alasce, w Kanadzie i północnej Europie ze względu na bliskość bieguna magnetycznego. Ale z powodu ich migracji możliwe jest, że z czasem staną się bardziej widoczne na północy Rosji.
Chociaż na razie nie wydaje się to mieć miejsca, ponieważ zorze nie podążają dokładnie za błędną północą magnetyczną..
W nawigacji, szczególnie podczas bardzo długich podróży, niezwykle ważna jest znajomość deklinacji magnetycznej, aby dokonać niezbędnej korekty i znaleźć prawdziwą północ.
Osiąga się to za pomocą map, które wskazują linie równej deklinacji (izogonalnej), ponieważ deklinacja różni się znacznie w zależności od położenia geograficznego. Wynika to z faktu, że pole magnetyczne nieustannie doświadcza lokalnych zmian..
Duże liczby namalowane na pasach startowych to kierunki w stopniach względem północy magnetycznej, podzielone przez 10 i zaokrąglone..
Choć może się to wydawać niezrozumiałe, istnieje kilka typów północy określonych przez określone kryteria. W ten sposób możemy znaleźć:
Północ magnetyczna, jest to punkt na Ziemi, w którym pole magnetyczne jest prostopadłe do powierzchni. Tam kompas wskazuje, a przy okazji, nie jest antypodalny (diametralnie przeciwny) z magnetycznym południem.
Północ geomagnetyczna, jest to miejsce, w którym oś dipola magnetycznego wznosi się do powierzchni (patrz rysunek 1). Ponieważ pole magnetyczne Ziemi jest nieco bardziej złożone niż pole dipolowe, punkt ten nie pokrywa się dokładnie z północą magnetyczną..
Geograficzna północ, przechodzi przez nie oś obrotu ziemi.
Na północ od Lambert lub siatki, jest to punkt, w którym zbiegają się południki map. Nie pokrywa się dokładnie z rzeczywistą lub geograficzną północą, ponieważ sferyczna powierzchnia Ziemi jest zniekształcona podczas rzutowania na płaszczyznę.
Jest zagadkowy fakt: bieguny magnetyczne mogą zmieniać położenie w ciągu kilku tysięcy lat i tak się dzieje obecnie. W rzeczywistości wiadomo, że wydarzyło się to około 171 razy wcześniej, w ciągu ostatnich 17 milionów lat..
Dowody znajdują się w skałach wychodzących ze szczeliny na środku Oceanu Atlantyckiego. Jak się okazuje, skała stygnie i krzepnie, wyznaczając na chwilę kierunek namagnesowania Ziemi, co zostaje zachowane.
Ale jak dotąd nie ma zadowalającego wyjaśnienia, dlaczego tak się dzieje, ani skąd pochodzi energia niezbędna do odwrócenia pola..
Jak wspomniano wcześniej, północ magnetyczna zmierza obecnie szybko w kierunku Syberii, a południe również się porusza, choć wolniej..
Niektórzy eksperci uważają, że jest to spowodowane szybkim przepływem ciekłego żelaza tuż pod Kanadą, który osłabia pole. Może to być również początek magnetycznego odwrócenia. Ostatni, który miał miejsce, miał miejsce 700 000 lat temu.
Może się zdarzyć, że dynamo, które wywołuje ziemski magnetyzm, wyłącza się na jakiś czas, spontanicznie lub w wyniku jakiejś zewnętrznej interwencji, takiej jak na przykład zbliżająca się kometa, chociaż nie ma na to dowodów..
Kiedy dynamo uruchamia się ponownie, bieguny magnetyczne zamieniają się miejscami. Ale może się również zdarzyć, że inwersja nie jest całkowita, ale chwilowa zmiana osi dipola, która w końcu powróci do swojego pierwotnego położenia..
Odbywa się to za pomocą cewek Helmholtza: dwóch identycznych i koncentrycznych cewek kołowych, przez które przepływa to samo natężenie prądu. Pole magnetyczne cewek oddziałuje z polem Ziemi, powodując powstanie pola magnetycznego.
Wewnątrz cewek powstaje w przybliżeniu jednolite pole magnetyczne, którego wielkość wynosi:
-Ja jest natężeniem prądu
-μlub to przenikalność magnetyczna próżni
-R jest promieniem cewek
-Za pomocą kompasu umieszczonego na osi osi cewek określ kierunek pola magnetycznego Ziemi bT.
-Ustaw oś cewek tak, aby była prostopadła do bT. W ten sposób pole bH. wygenerowany, gdy tylko prąd zostanie przekazany, będzie prostopadły do bT. W tym przypadku:
-bH. jest proporcjonalna do prądu przepływającego przez cewki, więc bH. = k.I, gdzie k jest to stała zależna od geometrii wspomnianych cewek: promienia i liczby zwojów. Podczas pomiaru prądu możesz mieć wartość B.H.. Po to aby:
bH. = k.I = BT. tg θ
W związku z tym:
-Przez cewki i pary przepływają różne prądy (ja, tg θ).
-Wykres jest wykonany ja vs. tg θ. Ponieważ zależność jest liniowa, oczekujemy uzyskania prostej, której nachylenie m to jest:
m = B.T / k
-Wreszcie, od dopasowania linii metodą najmniejszych kwadratów lub przez dopasowanie wizualne, przystępujemy do określenia wartości B.T.
Jeszcze bez komentarzy