Zemský magnetický poľný pôvod, charakteristiky, funkcia

On Zemské magnetické pole Je to magnetický efekt, ktorý vyvíja Zem a ktorý siaha zvnútra na stovky kilometrov vo vesmíre. Je veľmi podobný tomu, ktorý produkoval tyčový magnet. Túto myšlienku navrhol anglický vedec William Gilbert v sedemnástom storočí, ktorý tiež poznamenal, že nie je možné oddeliť magnetické póly.

Obrázok 1 zobrazuje čiary magnetického poľa pozemku. Sú vždy zatvorené, prechádzajú cez interiér a pokračujú zvonku, vytvárajú určité pokrytie.

postava 1. Magnetické pole Zeme pripomína, že na tyčí magnetu. Zdroj: Wikimedia Commons.

Pôvod Zeme magnetického poľa je stále záhadou. Vonkajšie liatinové jadro nemôže samy osebe, pretože teplota je taká, že zničí magnetický poriadok. Hranica teploty je známa ako teplota Curie. Preto nie je možné, aby za pole zodpovedala veľká hmotnosť magnetizovaného materiálu.

Zhodili túto hypotézu, musíme hľadať pôvod poľa v inom javu: suchozemská rotácia. To spôsobí, že roztavené jadro sa stane rovnomerne a vytvára efekt dynamo, v ktorom tekutina spontánne vytvára magnetické pole.

Predpokladá sa, že efekt dynamo je príčinou magnetizmu astronomických predmetov, napríklad Slnka. Ale zatiaľ nie je známe, prečo sa tekutina dokáže správať týmto spôsobom a ako sa vyrábajú elektrické prúdy.

[TOC]

Charakteristika

- Magnetické pole Zeme je výsledkom troch príspevkov: samotné vnútorné pole, vonkajšie magnetické pole a pole magnetických minerálov v kôre:

1. Vnútorné pole: pripomína sa, že magnetického dipólu (magnetu) umiestneného v strede Zeme a jeho príspevok je asi 90%. V čase sa veľmi pomaly líši.
2. Vonkajšie pole: pochádza zo slnečnej aktivity vo vrstvách atmosféry. Nepri podobní.
3. Magnetické skaly v zemskej kôre, ktorá tiež vytvára svoje vlastné pole.

- Magnetické pole je polarizované a prezentuje severné a južné póly, rovnako ako stĺpový magnet.

- Keď priťahujú opačné póly, kompasová ihla, ktorá je jej severným pólom, vždy poukazuje na blízkosť geografického severu, kde je južný pól suchozemského magnetu.

- Smer magnetického poľa je znázornený vo forme uzavretých čiar, ktoré zanechávajú magnetický juh (severný pól magnetu) a vstupujú na magnetický sever (južný pól magnetu).

Môže vám slúžiť: Volumetrický tok

- Na magnetickom severe -a tiež na magnetickom juhu -pole je kolmo na zemský povrch, zatiaľ čo v Ekvádore je pole preplachovanie. (Pozri obrázok 1)

- Intenzita poľa je v póloch oveľa väčšia ako v Ekvádore.

- Os pozemského dipólu (obrázok 1) a os rotácie nie sú zarovnané. Medzi nimi je posun 11,2 °.

Geomagnetické prvky

Pretože magnetické pole je vektor, karteziánsky systém XYZ súradnice s pôvodom alebo pomáha vytvoriť svoju polohu.

Obrázok 2. Geomagnetické prvky. Zdroj: f. Zapata.

Celková intenzita magnetického poľa alebo indukcie je B a jeho projekcie alebo komponenty sú: H horizontálne a Z vertikálne. Sú prepojené prostredníctvom:

-D, uhol magnetického poklesu, ktorý sa vytvoril medzi H a geografickým severom (x -axis), pozitívny smerom k východu a negatívny na západ.

-Ja, uhol magnetického sklonu, medzi B a h, pozitívne, ak B je pod horizontálnou.

Kompasová ihla bude orientovaná v smere H, horizontálnej zložky poľa. Rovina stanovená pomocou B a H ​​sa nazýva magnetický poludník, zatiaľ čo ZX je geografický poludník.

Vektor magnetického poľa je úplne špecifikovaný, ak sú známe tri z nasledujúcich množstiev, ktoré sa nazývajú geomagnetické prvky: B, H, d, i, x, y, z.

Funkcia

Tu sú niektoré z najdôležitejších funkcií magnetického poľa Zeme:

-Ľudské bytosti ho použili na orientáciu na kompas stovky rokov.

-Vykonáva ochrannú funkciu planéty tým, že ju zabalí a odkloní nabité častice, ktoré slnko neustále stúpa.

-Aj keď magnetické pole Zeme (30 - 60 mikro Tesla) je slabé v porovnaní s laboratóriom, je dosť intenzívne na to, aby sa určité zvieratá mohli použiť na orientáciu na orientáciu. To je to, čo tak robia sťahovavé vtáky, potrubia poslov, veľryby a niektoré rybie školy.

-Magnetometria alebo meranie magnetického poľa sa používa na vyhľadávanie minerálnych zdrojov.

Severné a južné svetlá

Sú známe ako svetlá severu alebo na juh. Objavujú sa v zemepisných šírkach v blízkosti pólov, kde je magnetické pole takmer kolmé na zemský povrch a oveľa intenzívnejšie ako v Ekvádore.

Obrázok 3. Boreal Aurora na Aljaške. Zdroj: Wikimedia Commons.

Majú svoj pôvod vo veľkom počte naložených častíc, ktoré slnko neustále vysiela. Tí, ktorí sú uväznení poľa, zvyčajne sa líšia smerom k pólom, kvôli najväčšej intenzite. Tam využívajú príležitosť na ionizáciu atmosféry a v procese sa emituje viditeľné svetlo.

Môže vám slúžiť: Newtonov prvý zákon: vzorce, experimenty a cvičenia

Svetlá na severe sú viditeľné na Aljaške, Kanade a severnej Európe kvôli blízkosti magnetického pólu. Ale kvôli jeho migrácii je možné, že v priebehu času sa stanú viditeľnejšími pre severné Rusko.

Aj keď sa to zdá, že tomu tak nie je, pretože Auroras presne nesledujú magnetický severný sever.

Magnetický pokles a navigácia

Na navigáciu, najmä na veľmi dlhých cestách, je mimoriadne dôležité poznať magnetický pokles, aby sa vykonala potrebná korekcia a našla skutočný sever.

Dosahuje sa to mapami, ktoré naznačujú línie rovnakého poklesu (izogóny), pretože pokles sa výrazne líši v závislosti od geografického umiestnenia. Je to preto, že magnetické pole prežíva miestne variácie nepretržite.

Veľké čísla, ktoré sa javia na maľované na pristávacích dráhach, sú pokyny v stupňoch vzhľadom na magnetický sever, rozdelené 10 a zaoblenými.

Sever

Môže sa však zdať mätúce, existuje niekoľko druhov severu, definovaných niektorými konkrétnymi kritériami. Môžeme teda nájsť:

Magnetický sever, Je to bod Zeme, kde je magnetické pole kolmé na povrch. Tam ukazuje kompas a mimochodom, nie je antipodálny (diametrálne opačný) s magnetickým juhom.

Geomagnetický sever, Je to miesto, kde sa na povrchu objavuje os magnetického dipólu (pozri obrázok 1). Pretože magnetické pole Zeme je o niečo zložitejšie ako pole Dipolo, tento bod sa nezhoduje presne s magnetickým severom.

Geografický sever, Tam prechádza osami suchozemskej rotácie.

North Lambert alebo mriežka, Je to bod, v ktorom mapuje meridiány. Nezhoduje sa presne geografický alebo pravý sever, pretože sférický povrch Zeme je pri premietaní v lietadle skreslený.

Obrázok 4. Rôzne Nortes a jeho umiestnenie. Zdroj: Wikimedia Commons. Cavit [CC po 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencie/o/4.0)]

Investície do magnetického poľa

Existuje znepokojujúca skutočnosť: magnetické stĺpy môžu zmeniť pozíciu v priebehu niekoľkých tisíc rokov a momentálne sa deje. V skutočnosti je známe, že to bolo asi 171 -krát predtým, za posledných 17 miliónov rokov.

Dôkazy sa nachádzajú v skalách, ktoré vychádzajú z trhliny uprostred Atlantického oceánu. Ako vyjde, skala ochladzuje a stuhne a nastaví smer pozemskej magnetizácie, ktorá je zachovaná.

Zatiaľ však neexistuje uspokojivé vysvetlenie, prečo sa to stáva, ani odkiaľ energia potrebná na investovanie pochádza.

Ako už bolo uvedené, magnetický sever sa v súčasnosti pohybuje rýchlo smerom k Sibíri a juh sa tiež pohybuje, aj keď pomalšie.

Môže vám slúžiť: priemerná uhlová rýchlosť: definícia a vzorce, vyriešené cvičenia

Niektorí odborníci sa domnievajú, že je to kvôli vysokorýchlostnému prietoku kvapalného železa, tesne pod Kanadou, čo oslabuje na poli. Môže to byť tiež začiatky magnetickej investície. Posledný, ktorý sa stal pred 700.000 rokov.

Je možné, že dynamo, ktoré vedie k suchozemskému magnetizmu, ide na chvíľu, buď spontánne alebo nejakým vonkajším zásahom, ako napríklad prístup kométy, hoci ten druhý nemá dôkaz.

Keď sa dynamo reštartuje, magnetické póly zmenili miesta. Môže sa však tiež stať, že investícia nie je úplná, ale dočasná variácia osi dipolo, ktorá sa nakoniec vráti do svojej pôvodnej polohy.

Experimentovať

Vykonáva sa s Helmholtzovými cievkami: dva identické a sústredné kruhové cievky, cez ktoré prechádza rovnaká intenzita prúdu. Magnetické pole cievok interaguje s poľa Zeme, čo vedie k výslednému magnetickému poľu.

Obrázok 5. Experiment na určenie hodnoty magnetického poľa Zeme. Zdroj: f. Zapata.

Vo vnútri cievok sa vytvorí približne rovnomerné magnetické pole, ktorého veľkosť je:

-N je počet zákrut cievok

-I je intenzita prúdu

-μ_ani Je to magnetická priepustnosť vákua

-R je polomer cievok

Postup

-S kompasom umiestneným na axiálnej osi cievok určte smer zeme magnetického poľa B_Tón.

-Na východe osi cievok, ktoré majú kolmo na B_Tón. Týmto spôsobom pole B_H generovaný hneď po absolvovaní prúdu bude kolmo na B_Tón. V tomto prípade:

Obrázok 6. Výsledné pole je to, čo označí ihlu kompasu. Zdroj: f. Zapata.

-B_H Je úmerný prúdu, ktorý prechádza cez cievky, takže B_H = k.Jo, kde klimatizovať Je to konštanta, ktorá závisí od geometrie týchto cievok: rádio a počet zákrut. Pri meraní prúdu môžete mať hodnotu B_H. Tak to:

B_H = k.I = b_Tón. Tg 9

Preto:

-Hneď ako prúd prechádza cez cievky, ihla Compass sa odchyľuje. Meranie odchýlky je hodnota θ.

-Zaznamenávajú sa rôzne intenzity a sú zaznamenané cievky a páry (páry sa zaznamenávajú (Jo, Tg 9).

-Graf je vyrobený Jo vs. Tg 9. Pretože je jednotka lineárna, očakáva sa čiara, ktorej sklon m je:

m = b_Tón /k

-Nakoniec, z nastavenia čiary podľa minimálnych štvorcov alebo vizuálnym nastavením sa stanoví hodnota B_Tón.

Odkazy

1. Zemepisné pole. Obnovené z: Web.Ua.je
2. Magneto-hydrodynamická skupina University of Navarra. Dynamo Effect: História. Obnovené z: fyziky.jeden v.je.
3. Kirkpatrick, L. 2007. Fyzika: pohľad na svet. 6. skrátene vydanie. Učenie sa.
4. Hrniec. Magnetické pole Zeme a jeho zmeny v čase. Obnovené z: obrázka.GSFC.hrniec.Vláda.
5. Natgeo. Magnetický severný pól Zeme sa pohybuje. Získané z: nnespanolu.com.
6. Vedecký Američan. Zem má viac ako jeden severný pól. Zotavené z: vedeckého Američana.com.
7. Wikipedia. Geomagnetický pól. Získané z: v.Wikipedia.orgán.