![]() КАТЕГОРИИ:
АстрономияБиологияГеографияДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
|
Теоретическое введение. Магнитное поле Земли подобно полю однородно намагниченного шараМагнитное поле Земли подобно полю однородно намагниченного шара. Магнитная ось в настоящее время наклонена к географической под углом Южный магнитный полюс находится в Канаде на расстоянии 1140 км от северного географического в сторону Тихого океана, а северный магнитный – в Антарктиде. Величина магнитного поля у поверхности Земли меняется от 62 до 73 мкТл, а горизонтальной составляющей – от 0 на северном и южном магнитных полюсах до 41 мкТл на экваторе (рис. 1). В действительности магнитное поле Земли имеет намного более сложную конфигурацию. Во-первых, существуют многочисленные магнитные аномалии (например, Курская), в районе которых поле достигает значительно больших величин (до 200 мкТл), чем указано выше. Во-вторых, поле искажено солнечным ветром и явно несимметрично относительно магнитной оси. Кроме того, магнитная ось и магнитные полюса со временем изменяют свое положение, а также существуют вековые вариации величины поля (в настоящее время оно убывает примерно на 1% за десятилетие). Что касается происхождения геомагнитного поля, то строгой теории пока нет. Предполагается, что основным его источником являются электрические токи, циркулирующие в жидком ядре Земли. Магнетизм – это особая форма взаимодействия электрических токов и магнитов (тел, обладающих магнитным моментом) между собой и друг с другом. Магнитное взаимодействие пространственно разделенных тел осуществляется магнитным полем, которое (как и электрическое поле) представляет собой проявление электромагнитной формы движения материи. Источник магнитного поля – движущийся электрический заряд, т.е. электрический ток. Основу теории электромагнетизма образуют уравнения Максвелла, играющие такую же роль, как законы Ньютона в механике. Одно из них записывается так: Второе уравнение Максвелла выглядит так: Основной характеристикой всякого магнитного поля является вектор магнитной индукции
где Рассчитать поле, создаваемое током можно используя закон Био-Савара-Лапласа: Индукция магнитного поля , созданного длинным проводом произвольной конфигурации, по которому течет ток I , равна векторной сумме индукций магнитных полей , созданных каждым элементом длины этого провода
где
где Замкнутый контур с током и постоянный магнит обладают магнитным моментом
где Из формулы (2) следует, что свободная магнитная стрелка (постоянный магнит) устанавливается вдоль силовых линий магнитного поля (т.к. в таком положении угол
Методика эксперимента (метод тангенс-гальванометра) Тангенс-гальванометр представляет собой плоскую катушку радиуса
Очевидно, что стрелка установится вдоль результирующего поля. Как видно из рис. 4
|