Câmpul magnetic al Pământului Este efectul magnetic pe care îl exercită Pământul și care se extinde de la interiorul său până la sute de kilometri în spațiu. Este foarte asemănător cu cel produs de un magnet cu bare. Această idee a fost sugerată de omul de știință englez William Gilbert în secolul al XVII-lea, care a observat, de asemenea, că nu este posibil să se separe polii magnetului..
Figura 1 prezintă liniile câmpului magnetic al Pământului. Sunt întotdeauna închise, trec prin interior și continuă la exterior, formând un fel de acoperire.
Originea câmpului magnetic al Pământului este încă un mister. Miezul exterior al pământului, din fontă, nu poate produce singur câmpul, deoarece temperatura este de așa natură încât distruge ordinea magnetică. Pragul de temperatură pentru aceasta este cunoscut sub numele de temperatura Curie. Prin urmare, este imposibil ca o masă mare de material magnetizat să fie responsabilă pentru câmp.
După ce am exclus această ipoteză, trebuie să căutăm originea câmpului într-un alt fenomen: rotația pământului. Acest lucru face ca miezul topit să se rotească neuniform, creând efectul de dinam, în care un fluid generează spontan un câmp magnetic..
Se crede că efectul dinamo este cauza magnetismului obiectelor astronomice, de exemplu cel al Soarelui. Dar până acum nu se știe de ce un fluid este capabil să se comporte în acest fel și cum curenții electrici produși reușesc să rămână..
Indice articol
- Câmpul magnetic al Pământului este rezultatul a trei contribuții: câmpul intern în sine, câmpul magnetic extern și cel al mineralelor magnetice din scoarță:
- Câmpul magnetic este polarizat, prezentând polii nord și sud, la fel ca un magnet magnet.
- Pe măsură ce polii opuși se atrag reciproc, acul busolei, care este polul său nord, indică întotdeauna spre vecinătatea nordului geografic, unde se află polul sud al magnetului pământului..
- Direcția câmpului magnetic este reprezentată sub formă de linii închise care părăsesc sudul magnetic (polul nord al magnetului) și intră în nordul magnetic (polul sud al magnetului).
- În nordul magnetic - și și în sudul magnetic - câmpul este perpendicular pe suprafața pământului, în timp ce la ecuator câmpul pășunește. (vezi figura 1)
- Intensitatea câmpului este mult mai mare la poli decât la ecuator..
- Axa dipolului terestru (figura 1) și axa de rotație nu sunt aliniate. Există o deplasare de 11,2º între ele.
Deoarece câmpul magnetic este vector, un sistem de coordonate cartesiene XYZ cu o origine O ajută la stabilirea poziției sale.
Intensitatea totală a câmpului magnetic sau a inducției este B iar proiecțiile sau componentele sale sunt: H pe orizontală și Z pe verticală. Acestea sunt legate de:
-D, unghiul de declinare magnetică, format între H și nordul geografic (axa X), pozitiv spre est și negativ spre vest.
-I, unghiul de înclinație magnetică, între B și H, pozitiv dacă B este sub orizontală.
Acul busolei va fi orientat în direcția H, componenta orizontală a câmpului. Avionul determinat de B iar H este numit meridianul magnetic, în timp ce ZX este meridianul geografic.
Vectorul câmpului magnetic este complet specificat dacă sunt cunoscute trei dintre următoarele mărimi, care se numesc elemente geomagnetice: B, H, D, I, X, Y, Z.
Iată câteva dintre cele mai importante funcții ale câmpului magnetic al Pământului:
-Oamenii l-au folosit pentru a se orienta cu busola de sute de ani.
-Acesta exercită o funcție de protecție a planetei, prin învelirea ei și devierea particulelor încărcate pe care Soarele le emite continuu.
-Deși câmpul magnetic al Pământului (30 - 60 micro Tesla) este slab în comparație cu cele din laborator, este suficient de puternic încât anumite animale îl folosesc pentru a se orienta. La fel și păsările migratoare, porumbeii, balenele și câteva colțuri de pești.
-Magnetometria sau măsurarea câmpului magnetic este utilizată pentru prospectarea resurselor minerale.
Sunt cunoscute sub numele de luminile nordice sau sudice, respectiv. Ele apar la latitudini apropiate de poli, unde câmpul magnetic este aproape perpendicular pe suprafața pământului și mult mai intens decât la ecuator..
Ele își au originea în cantitatea mare de particule încărcate pe care Soarele le trimite continuu. Cei care sunt prinși de câmp, în general, se îndreaptă spre poli datorită intensității mai mari. Acolo ei profită pentru a ioniza atmosfera și în acest proces se emite lumină vizibilă.
Lumina nordică este vizibilă în Alaska, Canada și nordul Europei, datorită apropierii polului magnetic. Dar datorită migrației acestei situații, este posibil ca în timp să devină mai vizibile spre nordul Rusiei.
Deși acest lucru nu pare să fie cazul deocamdată, deoarece aurorele nu urmează exact nordul magnetic neregulat..
Pentru navigație, în special în călătorii foarte lungi, este extrem de important să cunoaștem declinarea magnetică, pentru a face corecția necesară și a găsi nordul adevărat.
Acest lucru se realizează utilizând hărți care indică liniile de declinare egală (izogonală), deoarece declinarea variază foarte mult în funcție de locația geografică. Acest lucru se datorează faptului că câmpul magnetic experimentează variații locale în mod continuu..
Numerele mari pictate pe piste sunt direcțiile în grade față de nordul magnetic, împărțite la 10 și rotunjite..
Oricât de confuz poate părea, există mai multe tipuri de nord, definite de anumite criterii. Astfel, putem găsi:
Nordul magnetic, este punctul de pe Pământ în care câmpul magnetic este perpendicular pe suprafață. Acolo indică busola și, apropo, nu este antipodală (diametral opusă) cu sudul magnetic.
Nordul geomagnetic, este locul în care axa dipolului magnetic se ridică la suprafață (vezi figura 1). Deoarece câmpul magnetic al Pământului este puțin mai complex decât câmpul dipolar, acest punct nu coincide exact cu nordul magnetic..
Nordul geografic, axa de rotație a pământului trece pe acolo.
La nord de Lambert sau grila, este punctul în care converg meridianele hărților. Nu coincide exact cu nordul real sau geografic, deoarece suprafața sferică a Pământului este distorsionată atunci când este proiectată pe un plan.
Există un fapt nedumeritor: polii magnetici pot schimba poziția în decursul a câteva mii de ani și se întâmplă în prezent. De fapt, se știe că s-a întâmplat de aproximativ 171 de ori înainte, în ultimii 17 milioane de ani..
Dovezile se găsesc în roci care ies dintr-o ruptură din mijlocul Oceanului Atlantic. Pe măsură ce iese, roca se răcește și se solidifică, stabilind direcția magnetizării Pământului pentru moment, care este conservată.
Dar până acum nu există nicio explicație satisfăcătoare a motivului pentru care se întâmplă și nici de unde nu vine energia necesară pentru a inversa câmpul..
După cum sa discutat anterior, nordul magnetic se deplasează în prezent rapid spre Siberia, iar sudul se mișcă și el, deși mai lent..
Unii experți cred că se datorează unui flux rapid de fier lichid, chiar sub Canada, care slăbește câmpul. Poate fi și începutul unei inversări magnetice. Ultimul care s-a întâmplat a fost acum 700.000 de ani.
S-ar putea ca dinamul care dă naștere magnetismului terestru să se oprească pentru o perioadă de timp, fie spontan, fie din cauza unei intervenții externe, cum ar fi abordarea unei comete, de exemplu, deși nu există dovezi ale acestuia..
Când dinamul repornește, polii magnetici au schimbat locul. Dar se poate întâmpla și ca inversarea să nu fie completă, ci o variație temporară a axei dipolului, care va reveni în cele din urmă la poziția sa inițială..
Se efectuează cu bobine Helmholtz: două bobine circulare identice și concentrice, prin care trece aceeași intensitate a curentului. Câmpul magnetic al bobinelor interacționează cu cel al Pământului, dând naștere unui câmp magnetic rezultat.
În interiorul bobinelor se creează un câmp magnetic aproximativ uniform, a cărui magnitudine este:
-I este intensitatea curentului
-μsau este permeabilitatea magnetică a vidului
-R este raza bobinelor
-Cu o busolă plasată pe axa axială a bobinelor, determinați direcția câmpului magnetic al pământului BT.
-Orientează axa bobinelor astfel încât să fie perpendiculară pe BT. În acest fel câmpul BH generat imediat ce curentul este trecut, acesta va fi perpendicular pe BT. În acest caz:
-BH este proporțional cu curentul trecut prin bobine, astfel încât BH = k.I, Unde k este o constantă care depinde de geometria bobinelor menționate: raza și numărul de rotații. Când măsurați curentul, puteți avea valoarea BH. Astfel încât:
BH = k.I = BT. tg θ
Prin urmare:
-Diferite curenți sunt trecuți prin bobine și perechi (Eu, tg θ).
-Se face graficul Eu vs.. tg θ. Deoarece dependența este liniară, ne așteptăm să obținem o linie, a cărei pantă m este:
m = BT / k
-În cele din urmă, din reglarea liniei cu cele mai mici pătrate sau prin reglarea vizuală, procedăm la determinarea valorii lui BT.
Nimeni nu a comentat acest articol încă.