The Zemské magnetické pole Je to magnetický efekt, který Země vyvíjí a který se rozprostírá od jejího vnitřku až po stovky kilometrů ve vesmíru. Je to velmi podobné tomu, které vyrábí tyčový magnet. Tuto myšlenku navrhl anglický vědec William Gilbert v 17. století, který také poznamenal, že není možné oddělit póly magnetu..
Obrázek 1 ukazuje čáry magnetického pole Země. Jsou vždy zavřené, procházejí vnitřkem a pokračují zvenčí a vytvářejí jakýsi úkryt.
Původ magnetického pole Země je stále záhadou. Vnější jádro Země, vyrobené z litiny, nemůže samo pole produkovat, protože teplota je taková, že ničí magnetický řád. Teplotní práh je známý jako Curieova teplota. Proto je nemožné, aby za pole byla zodpovědná velká masa zmagnetizovaného materiálu.
Když jsme tuto hypotézu vyloučili, musíme hledat původ pole v jiném jevu: rotaci Země. To způsobí, že roztavené jádro se bude nerovnoměrně otáčet, čímž se vytvoří efekt dynama, při kterém tekutina spontánně generuje magnetické pole..
Předpokládá se, že účinek dynama je příčinou magnetismu astronomických objektů, například Slunce. Až dosud však není známo, proč se tekutina může chovat tímto způsobem a jak produkované elektrické proudy dokáží zůstat.
Rejstřík článků
- Zemské magnetické pole je výsledkem tří příspěvků: vnitřního pole samotného, vnějšího magnetického pole a magnetických minerálů v kůře:
- Magnetické pole je polarizované a představuje severní a jižní pól, stejně jako tyčový magnet.
- Vzhledem k tomu, že se protilehlé póly přitahují, jehla kompasu, což je její severní pól, vždy směřuje do blízkosti geografického severu, kde je jižní pól zemského magnetu..
- Směr magnetického pole je znázorněn ve formě uzavřených čar, které opouštějí magnetický jih (severní pól magnetu) a vstupují do magnetického severu (jižní pól magnetu).
- Na magnetickém severu - a také na magnetickém jihu - je pole kolmé na zemský povrch, zatímco na rovníku se pole páslo. (viz obrázek 1)
- Intenzita pole je na pólech mnohem vyšší než na rovníku..
- Osa pozemského dipólu (obrázek 1) a osa otáčení nejsou vyrovnány. Mezi nimi je posun 11,2 °.
Vzhledem k tomu, že magnetické pole je vektorové, kartézský souřadný systém XYZ s počátkem O pomáhá určit jeho polohu.
Celková intenzita magnetického pole nebo indukce je B a jeho projekce nebo komponenty jsou: H horizontálně a Z vertikálně. Jsou příbuzní:
-D, úhel magnetické deklinace, vytvořený mezi H a geografickým severem (osa X), kladný směrem na východ a záporný na západ.
-I, úhel magnetického sklonu, mezi B a H, pozitivní, pokud B je pod horizontálou.
Jehla kompasu bude orientována ve směru H, horizontální složky pole. Rovina určená B a H se nazývá magnetický poledník, zatímco ZX je zeměpisný poledník.
Vektor magnetického pole je plně specifikován, pokud jsou známy tři z následujících veličin, které se nazývají geomagnetické prvky: B, H, D, I, X, Y, Z.
Zde jsou některé z nejdůležitějších funkcí magnetického pole Země:
-Lidé ji používají k orientaci pomocí kompasu po stovky let.
-Vykonává ochrannou funkci planety tím, že ji obklopuje a vychyluje nabité částice, které neustále emituje Slunce.
-Přestože je magnetické pole Země (30-60 mikro Tesla) ve srovnání s laboratorními slabé, je dostatečně silné, aby ho určitá zvířata používala k orientaci. Stejně tak stěhovaví ptáci, poštovní holuby, velryby a některé hejna ryb.
-Pro průzkum nerostných surovin se používá magnetometrie nebo měření magnetického pole.
Jsou známí jako severní nebo jižní světla. Objevují se v zeměpisných šířkách poblíž pólů, kde je magnetické pole téměř kolmé na zemský povrch a mnohem intenzivnější než na rovníku..
Vznikají ve velkém množství nabitých částic, které Slunce neustále vysílá. Ty, které jsou zachyceny polem, se obecně unášejí směrem k pólům kvůli vyšší intenzitě. Tam využívají ionizaci atmosféry a v tomto procesu je emitováno viditelné světlo.
Polární záře jsou viditelná na Aljašce v Kanadě a severní Evropě kvůli blízkosti magnetického pólu. Ale vzhledem k migraci je možné, že se postupem času stanou viditelnějšími směrem na sever Ruska.
Ačkoli se to zatím nezdá, polární záře přesně nesledují nevyzpytatelný magnetický sever..
Pro navigaci, zejména na velmi dlouhých cestách, je nesmírně důležité znát magnetickou deklinaci, aby bylo možné provést potřebnou korekci a najít pravý sever.
Toho je dosaženo použitím map, které označují čáry stejné deklinace (izogonní), protože deklinace se velmi liší v závislosti na zeměpisné poloze. To je způsobeno skutečností, že magnetické pole neustále prožívá lokální variace..
Velká čísla namalovaná na drahách jsou směry ve stupních vzhledem k magnetickému severu, děleno 10 a zaokrouhleno..
Jakkoli se to může zdát matoucí, existuje několik typů severu, definovaných určitými konkrétními kritérii. Můžeme tedy najít:
Magnetický sever, je to bod na Zemi, kde je magnetické pole kolmé na povrch. Tam kompas ukazuje, a mimochodem, není antipodální (diametrálně opačný) s magnetickým jihem.
Geomagnetický sever, je to místo, kde osa magnetického dipólu stoupá k povrchu (viz obrázek 1). Jelikož je magnetické pole Země o něco složitější než dipólové pole, tento bod se přesně neshoduje s magnetickým severem..
Geografický sever, prochází tam osa otáčení Země.
Severně od Lambertu nebo mřížky, je to bod, kde se sbíhají meridiány map. Nesouhlasí přesně se skutečným nebo zeměpisným severem, protože sférický povrch Země je při promítnutí na rovinu narušen.
Existuje záhadný fakt: magnetické póly mohou změnit polohu v průběhu několika tisíc let a v současné době se to děje. Ve skutečnosti je známo, že se to stalo asi 171krát dříve, za posledních 17 milionů let..
Důkazy se nacházejí ve skalách vycházejících z trhliny uprostřed Atlantského oceánu. Jak to vyjde, hornina se ochladí a ztuhne, čímž se na okamžik nastaví směr magnetizace Země, který je zachován.
Ale zatím neexistuje uspokojivé vysvětlení, proč k tomu dochází, ani odkud pochází energie potřebná k obrácení pole..
Jak již bylo dříve diskutováno, magnetický sever se v současné době rychle pohybuje směrem k Sibiři a jih se také pohybuje, i když pomaleji..
Někteří odborníci se domnívají, že je to způsobeno vysokorychlostním tokem tekutého železa těsně pod Kanadou, který oslabuje pole. Mohou to být také počátky magnetického obrácení. Poslední, která se stala, byla před 700 000 lety.
Je možné, že dynamo, které vede k pozemskému magnetismu, se na čas vypne, buď spontánně, nebo v důsledku nějakého vnějšího zásahu, jako je například přístup komety, ačkoli o tom neexistují žádné důkazy..
Po restartu dynama došlo k přepnutí magnetických pólů. Může se ale také stát, že inverze není úplná, ale dočasná variace osy dipólu, která se nakonec vrátí do své původní polohy..
Provádí se to pomocí Helmholtzových cívek: dvou identických a soustředných kruhových cívek, kterými prochází stejná intenzita proudu. Magnetické pole cívek interaguje s polem Země a vede k výslednému magnetickému poli.
Uvnitř cívek je vytvořeno přibližně rovnoměrné magnetické pole, jehož velikost je:
-I je intenzita proudu
-μnebo je magnetická permeabilita vakua
-R je poloměr cívek
-Pomocí kompasu umístěného na axiální ose cívek určete směr magnetického pole Země BT.
-Osu cívek orientujte tak, aby byla kolmá na BT. Tímto způsobem pole BH generován, jakmile je proud předán, bude kolmý na BT. V tomto případě:
-BH je úměrný proudu procházejícímu cívkami, takže BH = k.I., kde k je to konstanta, která závisí na geometrii uvedených cívek: poloměr a počet závitů. Při měření proudu můžete mít hodnotu B.H. Aby:
BH = k.I = BT. tg θ
Proto:
-Cívkami a dvojicemi procházejí různé proudy (Já, tg θ).
-Graf je vytvořen Já vs.. tg θ. Protože závislost je lineární, očekáváme, že získáme přímku, jejíž sklon m to je:
m = BT / k
-Nakonec z úpravy čáry nejmenšími čtverci nebo vizuální úpravy pokračujeme k určení hodnoty BT.
Zatím žádné komentáře