Чем создается магнитное поле. Магнитное поле Земли: структура, происхождение и значение

Что такое магнитное поле Земли. Как образуется магнитное поле нашей планеты. Какова структура магнитного поля Земли. Каково значение магнитного поля для жизни на Земле. Как измеряется магнитное поле.

Что такое магнитное поле Земли

Магнитное поле Земли — это область вокруг нашей планеты, в которой действуют магнитные силы. Оно простирается на тысячи километров в космическое пространство и по форме напоминает гигантский магнитный диполь.

Основные характеристики магнитного поля Земли:

• Индукция поля на поверхности Земли составляет от 30 до 60 микротесла
• Магнитные полюса не совпадают с географическими полюсами
• Поле имеет дипольную структуру, но есть и недипольные компоненты
• Напряженность поля постепенно уменьшается с высотой
• Поле не является постоянным — оно меняется со временем

Как образуется магнитное поле Земли

Происхождение магнитного поля Земли объясняется теорией геодинамо. Согласно этой теории, поле генерируется во внешнем жидком ядре планеты за счет конвекционных потоков электропроводящего железа.

Ключевые факторы образования магнитного поля:

1. Конвекция расплавленного железа во внешнем ядре
2. Вращение Земли вокруг своей оси
3. Электропроводность вещества ядра
4. Эффект Кориолиса, закручивающий потоки вещества

Взаимодействие этих факторов приводит к возникновению самоподдерживающегося механизма генерации магнитного поля — геодинамо.

Структура магнитного поля Земли

Магнитное поле Земли имеет сложную многокомпонентную структуру:

• Основное поле — дипольная составляющая
• Недипольные компоненты
• Внешние источники поля (токи в ионосфере и магнитосфере)
• Аномальные поля, связанные с намагниченностью горных пород

Силовые линии магнитного поля выходят из южного магнитного полюса, огибают Землю и входят в северный магнитный полюс. Напряженность поля максимальна у полюсов и минимальна на магнитном экваторе.

Магнитные полюса Земли

Магнитные полюса Земли не совпадают с географическими полюсами и постоянно перемещаются. Это связано с особенностями генерации поля в ядре планеты.

Основные факты о магнитных полюсах:

• Северный магнитный полюс находится в Южном полушарии, а южный — в Северном
• Положение полюсов постоянно меняется со скоростью до 55 км в год
• За последние 200 лет северный магнитный полюс сместился на 1000 км
• Периодически происходит инверсия магнитных полюсов

Значение магнитного поля для жизни на Земле

Магнитное поле Земли играет важнейшую роль в защите жизни на нашей планете и влияет на многие природные процессы:

• Защищает поверхность Земли от солнечного ветра и космических лучей
• Препятствует потере атмосферы планеты
• Влияет на климат и погоду
• Обеспечивает возможность навигации по компасу
• Используется некоторыми животными для ориентации

Без магнитного поля жизнь на Земле в ее нынешнем виде была бы невозможна.

Как измеряется магнитное поле Земли

Для измерения параметров магнитного поля Земли используются различные методы и приборы:

• Наземные магнитные обсерватории
• Магнитометры на спутниках
• Аэромагнитная съемка
• Морская магнитометрия

Основные измеряемые характеристики поля:

• Магнитное склонение
• Магнитное наклонение
• Горизонтальная составляющая напряженности
• Вертикальная составляющая напряженности
• Полный вектор напряженности

Данные измерений используются для построения глобальных моделей магнитного поля Земли.

Изменения магнитного поля во времени

Магнитное поле Земли постоянно меняется. Выделяют следующие типы вариаций поля:

• Вековые вариации — медленные изменения в масштабе столетий
• Короткопериодные вариации — изменения в течение суток, месяцев, лет
• Магнитные бури — резкие возмущения поля длительностью от часов до дней
• Инверсии магнитного поля — смена полярности, происходящая раз в сотни тысяч лет

Изучение вариаций магнитного поля позволяет лучше понять процессы, происходящие в недрах Земли.

Аномалии магнитного поля Земли

На фоне глобального магнитного поля Земли существуют локальные аномалии — области, где параметры поля значительно отличаются от фоновых значений. Причины возникновения магнитных аномалий:

• Намагниченность горных пород
• Наличие крупных залежей магнитных руд
• Особенности строения земной коры
• Тектонические процессы

Изучение магнитных аномалий позволяет исследовать глубинное строение Земли и искать полезные ископаемые.

Влияние магнитного поля на технику и технологии

Магнитное поле Земли оказывает воздействие на различные технические системы:

• Влияет на работу электрических сетей
• Вызывает помехи в системах связи
• Воздействует на спутниковые системы
• Влияет на точность навигационных систем
• Может вызывать сбои в работе электроники

Учет влияния магнитного поля необходим при проектировании многих современных технических систем.

Магнитное поле других планет

Магнитные поля есть не только у Земли, но и у других планет Солнечной системы. Их характеристики зависят от особенностей внутреннего строения планет:

• Меркурий имеет слабое дипольное поле
• Венера практически не имеет собственного магнитного поля
• Марс обладает слабым полем, связанным с намагниченностью коры
• Юпитер имеет мощнейшее магнитное поле среди планет
• Сатурн, Уран и Нептун также обладают сильными магнитными полями

Изучение магнитных полей других планет помогает лучше понять процессы их формирования и эволюции.

Чем ⭐ создается магнитное поле постоянного магнита: принципы работы магнитного поля

Что такое постоянный магнит

Определение 1

Постоянный магнит — это твердый предмет, который способен долгое время сохранять состояние намагниченности и имеет собственное магнитное поле.

Постоянные магниты могут быть как естественного, так и искусственного происхождения. Ярким примером естественного магнита в природе является минерал магнетит. Искусственные магниты изготавливаются из различных металлов и сплавов (железо, сталь, кобальт и т.д.). Искусственные магниты намагничивают в специально созданном сильном магнитном поле. После воздействия такого поля на металл, он еще долгое время сохраняет значительную намагниченность и имеет свое магнитное поле. Искусственные магниты изготавливают любой формы и размеров.

Источник: realstrannik.com

Основным признаком постоянного магнита является наличие двух магнитных полюсов: северный — N, южный — S. Магнитные линии имеют направление снаружи постоянного магнита от северного к южному полюсу, а внутри от южного к северному.

Примечание 1

Интересный факт: наша планета представляет собой огромный магнит. Ядро Земли имеет внешнюю оболочку из расплавленных металлов (железа, никеля и ряда примесей) при температуре более 4000 К0. Раскаленная масса, состоящая из смеси заряженных частиц, вращается вместе с Землей. В результате чего возникают непрерывно циркулирующие потоки и вихри, являющиеся главной причиной появления магнитного поля Земли.

Ниже представлено схематичное изображение линий магнитного поля у постоянных магнитов разной формы:

     

Источник: ru.m.wikipedia.org

При этом, даже если разделить такие магниты на две или более равных части, у каждой такой части все равно будет два полюса.

Почему у постоянного магнита имеется магнитное поле

В 1820 г. физик Ханс Эрстед, исследуя магнитные и электрические явления, заметил, что если вблизи металлического провода разместить магнитную стрелку компаса, то при включении электрического тока стрелка отклонялась на заметный угол. Тогда он не смог объяснить такое явление, но опубликовал результаты своей работы. Эти публикации привлекли внимание французского ученого Андре-Мари Ампера. Ампер предположил, что движение электрических зарядов в проводе (электрический ток), приводит к возникновению магнитного поля. Ампер использовал эти данные для своих лабораторных исследований и объяснил природу магнитного поля постоянных магнитов. Согласно его теории, магнитное поле появляется из-за наличия в магнитах непрерывно циркулирующих круговых токов, которые эквивалентны небольшим магнитикам. Эти токи складываются, усиливают друг друга и создают общее магнитное поле внутри и вне магнита. 

Взаимодействие магнитных полей постоянных магнитов

Мы уже знаем, что вокруг магнита существует магнитное поле.

Определение 2

Магнитное поле — это пространство вокруг магнита, в котором действуют магнитные силы.

Магнитное поле может быть создано постоянным магнитом или электромагнитом. Поля двух магнитов могут взаимодействовать между собой, и это взаимодействие проявляется как притяжение или отталкивание магнитов. Разные полюса магнитов буду притягиваться, одинаковые отталкиваться. Чтобы уменьшить действие магнитов друг на друга, достаточно просто увеличить расстояние между ними. Ниже, на рисунках, показан вид линий магнитной индукции (магнитного поля) при взаимодействии двух магнитов.

       

Источник: ru.m.wikipedia.org

Сила магнитного поля постоянного магнита

Силовой характеристикой магнитного поля является вектор магнитной индукции, обозначается как: Β и измеряется в Тл (1 Тл — это индукция такого магнитного поля, в котором на каждый метр длины проводника при силе тока 1 А действует максимальная сила 1 Н). Модуль вектора магнитной индукции равен отношению максимального значения силы, действующей со стороны магнитного поля на проводник с током, к силе тока в проводнике ​I​ и его длине ​Ɩ​:B=Fmax/I·l На сегодняшний день необязательно пользоваться расчетами, сила магнитного поля постоянного магнита может быть измерена измерителями Гаусса и Тесла.

что это такое, как создается, значение

С древних времен известно, что магнитная стрелка, свободно вращающаяся вокруг своей вертикальной оси, всегда позиционируется в определенном направлении в данном месте Земли (если поблизости нет магнитов, проводников электричества или железных предметов). Этот факт объясняется тем, что вокруг Земли существует магнитное поле, и магнитная стрелка устанавливается вдоль его магнитных линий. На этом основан компас, который представляет собой магнитную стрелку, свободно вращающуюся на оси.

Узнайте, что такое магнитное поле Земли, как оно создается и многое другое в этой статье.

Магнитное поле Земли: простое объяснение

Наша планета Земля окружена магнитным полем, которое также называют магнитным полем Земли. Если смотреть со стороны, то магнитное поле Земли по форме напоминает стержневой магнит. Это означает, что вы можете представить себе огромный стержневой магнит под поверхностью Земли, наклоненный к оси вращения Земли. Южный полюс этого магнита направлен в сторону географического северного полюса Земли.

Магнитное поле Земли имеет интенсивность от 30 микротесла (мкТл) до 60 мкТл. Основная часть магнитного поля Земли возникает в жидком внешнем ядре Земли в результате конвекции расплавленного железа.

Помимо обеспечения ориентации по компасу, магнитное поле Земли выполняет еще одну жизненно важную задачу: экранирует солнечный ветер, то есть защищает нас от опасного излучения из космоса. В состав космического излучения, кроме электронов, протонов, входят и другие частицы, движущиеся в пространстве с огромными скоростями.

Как создается магнитное поле Земли?

Основная часть магнитного поля возникает внутри Земли. Поэтому в этом разделе мы сначала покажем вам, как устроено ядро Земли, а затем кратко остановимся на так называемой «теории динамо».

Структура ядра Земли

Вы можете представить себе Землю, разделенную на четыре сферические оболочки и одну сферу (смотрите рисунок 1 ниже). Каждая сферическая оболочка изготовлена из разных материалов и имеет разную толщину. Сфера находится в центре, а четыре сферические оболочки окружают сферу одна за другой. В следующем списке показана структура Земли, начиная с поверхности Земли и заканчивая ее центром.

• Сферическая оболочка 1 — земная кора: толщина 5 — 70 км.
• Сферическая оболочка 2 — верхняя мантия: глубина около 660 км.
• Сферическая оболочка 3 — нижняя мантия: глубина 660 — 2900 км.
• Сферическая оболочка 4 — внешнее ядро: глубина 2900 — 5150 км.
• Сфера — внутреннее ядро Земли: глубина от 5150 до 6371 км.

Рис. 1. Строение Земли

Теория динамо

Внешнее ядро состоит в основном из жидкого, электропроводящего железа. Внешний слой внешнего ядра Земли холоднее внутреннего ядра Земли. Эта разница температур приводит к возникновению конвекционных течений. Это означает, что жидкое железо во внешнем ядре сильно перемещается вперед и назад. К этому движению добавляется ещё и вращение земли.

Следующее наблюдение стало решающим для магнитного поля Земли, а именно, магнитное поле «задерживается» в проводнике. Если проводник движется, магнитное поле должно следовать за ним. Именно это и происходит во внешнем ядре Земли. Внешнее магнитное поле попадает в земное ядро и задерживается жидким железом. Затем это внешнее магнитное поле следует за движениями жидкого железа.

Во внешнем ядре Земли существует градиент вращения: чем ближе вы находитесь к внутреннему ядру, тем быстрее вы вращаетесь вокруг оси вращения Земли. Этот градиент вращения заставляет жидкое железо испытывать силу Кориолиса и, таким образом, отклоняться в спиралевидные траектории. Внешнее магнитное поле следует за этим спиральным движением, образуя искаженные кольца. Такое «магнитное кольцо» соответствует электрическому току. Этот электрический ток, в свою очередь, создает магнитное поле, которое усиливает внешнее магнитное поле. Как итог, создается магнитное поле Земли.

Таким образом, составляющие магнитного поля Земли следующие: конвекционные токи, вращение Земли и электропроводящая жидкость в ядре Земли.

Примечание! Основная идея магнитного поля Земли: уже существующее магнитное поле в ядре Земли приводит к электрическому току. Этот электрический ток, в свою очередь, создает магнитное поле, которое усиливает исходное магнитное поле.

Теперь вам может быть интересно, откуда берется внешнее магнитное поле. На самом деле, малейшего теплового движения во внешнем ядре Земли достаточно для возникновения случайного электрического тока. Затем этот электрический ток создает внешнее магнитное поле, которое усиливается динамо-эффектом и формирует магнитное поле Земли.

Индукция и форма магнитного поля Земли

Индукция магнитного поля Земли составляет от 30 до 60 мкТл. Для сравнения: типичный подковообразный магнит имеет индукция магнитного поля 0,1 тесла; а индукция магнитного поля магнитно-резонансного томографа для использования человеком составляет от 0,35 до 3 тесла.

Форма магнитного поля Земли напоминает форму стержневого магнита (см. рисунок 2). Если смотреть со стороны, то кажется, что внутри Земли находится гигантский стержневой магнит. Он наклонен примерно на 11° относительно оси вращения, а его южный полюс направлен в сторону географического северного полюса Земли.

Рис. 2. Стержневой магнит внутри Земли

Наблюдения показывают, что по мере приближения Земли к географическому северному полюсу магнитные линии магнитного поля Земли все больше наклоняются к горизонту и становятся вертикальными, входя в Землю примерно на 75° северной широты и 99° западной долготы. Южный магнитный полюс Земли сейчас находится в этой точке, примерно в 2100 км от географического северного полюса.

Перышкин А.В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.

Северный магнитный полюс Земли расположен вблизи географического южного полюса, то есть на 66,5° южной широты и 140° восточной долготы. Здесь магнитные линии магнитного поля Земли покидают Землю.

Поэтому магнитные полюса Земли не совпадают с географическими полюсами Земли. По этой причине направление магнитной стрелки не совпадает с направлением географического меридиана. Магнит
Стрелка компаса лишь приблизительно указывает на север.

Есть области земного шара, где направление магнитной стрелки постоянно отклоняется от направления магнитной линии Земли. Эти области называются магнитными аномалиями.

Смена полярности магнитного поля Земли

В этом разделе мы кратко объясним, что имеется в виду под изменением полярности магнитного поля Земли и что это означает для жизни на Земле.

Феномен и значение

Термин «изменение полярности» означает, что положения магнитных полюсов меняются местами. Возьмите стержневой магнит так, чтобы южный полюс был направлен вверх. Теперь поверните стержневой магнит на 180° так, чтобы южный полюс был направлен вниз. Теперь вы успешно изменили полярность магнита.

Рис. 3. Магнитное поле Земли

Исследования горных пород показали, что за последние 84 миллиона лет произошло 183 таких переполюсовки. Последняя смена полюсов произошла 780 000 лет назад. Возможно, сейчас вы спрашиваете себя, не настало ли время для того, чтобы снова произошел разворот полюсов. На самом деле, смена полярности является случайным событием. Это означает, что невозможно точно утверждать, когда это произойдет.

Но предположим, что полярность поменялась. Имеет ли это какое-либо значение для жизни на Земле? В любом случае навигация по компасу вначале работать не будет. У таких животных, как птицы, морские черепахи и киты, вначале также будут проблемы с ориентацией. Но это будет лишь вопросом времени, когда навигация по компасу и ориентация животных снова «выровняются».

Худшие последствия, такие как отказ всех технологий, в настоящее время являются лишь гипотезой. Факт состоит в том, что магнитное поле Земли постепенно ослабевает, а это значит, что всё больше опасной радиации достигает Земли. Однако, точные последствия этого все еще исследуются.

Значение

В этом последнем разделе мы кратко обсудим важные задачи, выполняемые магнитным полем Земли.

Экранирование.

Одной из важнейших задач магнитного поля Земли является защита от солнечного ветра — магнитное поле Земли создает так называемую магнитосферу, которая окружает Землю. Солнечный ветер состоит из высокоэнергетических частиц. Отсутствие экранирования может, например, привести к уменьшению озонового слоя. Этот слой защищает Землю и, соответственно, людей от опасного ультрафиолетового излучения. Поэтому без магнитного поля Земли большее количество такого излучения будет попадать на людей и повышать риск возникновения рака, в том числе.

Ориентация.

Магнитное поле Земли служит не только для защиты, но и для ориентации. Например, с помощью компаса люди могут спланировать свой маршрут через лес. Такие животные, как киты, голуби и медоносные пчелы, используют магнитное поле Земли для ориентации.

Магнитное поле вокруг проводника Объяснение

Магнитное поле вокруг проводника

Темой этой статьи является магнитное поле вокруг проводника . Это тема, которую часто неправильно понимают, поэтому в этой статье мы более подробно рассмотрим, что такое магнитное поле и как оно создается. Мы также обсудим напряженность поля , как оно влияет на объекты вокруг него , некоторые приложения магнитных полей и как измерить силу магнитного поля.

 

Что такое магнитное поле?

Магнитное поле представляет собой область вокруг магнита , где оно воздействует с силой на другие магниты или где можно обнаружить магнитную силу . Магнитные поля невидимы, но они отвечают за наиболее заметное свойство магнита: сила, которая притягивает другие ферромагнитных материалов , таких как железо , и притягивает или отталкивает других магнитов. Магнитные поля окружают и пронизывают всю материю, даже человека.

Магнитное поле

Как создается магнитное поле?

Магнитное поле создается всякий раз, когда электрический ток течет по проводнику . Это происходит потому, что движущийся электрический заряд создает магнитное поле. Сила и направление магнитного поля зависят от количество протекающего тока и направление потока . Магнитные поля также могут создаваться постоянными магнитами ( стержневые магниты ). Они сделаны из материалов, которые по своей природе являются хорошими проводниками электричества, таких как железо. молекул в этих материалах выстраиваются в ряды, что создает сильное магнитное поле. Когда вы приближаете проводник к магниту, магнитное поле магнита воздействует на движущиеся заряды в проводнике. Это вызывает протекает ток , создавая проводник с током , создающий собственное магнитное поле. Эти два поля взаимодействуют друг с другом, в результате чего возникает сила , которая либо притягивает , либо отталкивает объектов.

Характеристики постоянного магнита

Напряженность магнитного поля

Сила магнитного поля определяется величиной тока, протекающего через 0005 проводник , создающий магнитное поле . Чем больше ток, тем сильнее магнитное поле.

Линии магнитного поля используются для выражения напряженности магнитного поля. Магнитные линии, расположенные близко друг к другу, указывают на сильное магнитное поле в этой области, в то время как линии с меньшим расстоянием друг от друга указывают на более слабое магнитное поле в этой области.

Соленоиды

Сила магнитного поля зависит от числа крутит в катушке провода , которая его создала. Чем больше витков, тем сильнее магнитное поле. Спиральный проводник часто называют соленоидом .

Взаимодействующие магнитные поля

На силу магнитного поля может влиять присутствие других магнитных полей. Если присутствуют два магнитных поля, они будут взаимодействовать друг с другом, и сила каждого отдельного поля будет уменьшаться.

Расстояние и напряженность поля

Сила магнитного поля уменьшается с расстоянием . Чем дальше вы находитесь от источника поля, тем слабее оно будет. Все эти факторы влияют на силу магнитного поля.

 

Направление магнитного поля

Направление магнитного поля — это направление, в котором северный полюс двигался бы, если бы он был помещен в поле ; противоположность северного полюса южный полюс . Направление поля может быть представлено силовыми линиями , которые нарисованы, чтобы показать направление, в котором движется северный полюс. Эти силовые линии можно использовать, чтобы показать направление поля в любой заданной точке. Направление поля также можно определить с помощью компаса . Если компас поместить в магнитное поле, стрелка будет указывать в направлении поля. Направление поля можно определить по его влиянию на движущиеся заряды. На заряд, движущийся через магнитное поле, действует сила, равная

перпендикулярно как направлению поля , так и направлению движения ; эту силу можно использовать для определения направления поля.

Направление магнитного поля

Свойства магнитного поля

Есть несколько свойств магнитного поля, которые важно учитывать: присутствуют магнитные частицы.

Другим является его направление , которое может быть либо север-юг, либо юг-север.

Его полярность определяет, как выровнены частицы: положительных частиц притягиваются к отрицательным полюсам и наоборот.

Вместе эти свойства создают общий эффект магнитного поля.

 

Применение магнитных полей

Магнитные поля используются различными способами, включая выработку электроэнергии, питание аппаратов МРТ и левитацию поездов. Магниты используются для хранения данных на жестких дисках и кредитных картах и ​​играют важную роль во многих современных технологиях. Магнитное поле Земли даже защищает нас от вредного космического излучения, что делает его необходимым для нашего выживания.

Магнитный максимальный калибр

. Ядро окружает облако из 90 005 электронов, 90 006 которых вращается вокруг ядра. Электроны — это то, что придает атомам их магнитных свойств . Когда к материалу прикладывается магнитное поле, электроны в атомах выравниваются с полем. Например, если к куску железа приложить магнитное поле, то железо станет намагниченный . Это выравнивание может вызвать такие эффекты, как притяжение или отталкивание , в зависимости от силы и ориентации поля. В некоторых материалах выравнивание электронов также может вызвать изменение формы материала. Эффекты магнитных полей широкомасштабны и широко изучались как в физике , так и в технике .

Существует ряд эффектов, которые могут быть вызваны магнитным полем. Одним из наиболее известных эффектов является способность воздействовать на объекты силой. Эта сила известна как магнитная сила , и она отвечает за широкий спектр явлений, от движения электронов в цепях до поведения магнитов. Сила магнитной силы зависит от силы магнитного поля.

Другим эффектом магнитного поля является создание индуктивности . Это происходит, когда проводник с током помещается в магнитное поле, и в результате возникает противодействующая сила, препятствующая изменениям тока. Индуктивность отвечает за широкий спектр эффектов, от работы электрического трансформатора до генерации электроэнергия электростанциями.

Магнитные поля также могут заставлять материалы излучать свет . Этот эффект известен как электролюминесценция . Этот эффект используется в самых разных приложениях, от телевизоров с плоским экраном до указателей выхода.

 

Как измерить магнитное поле?

Существует несколько различных методов измерения магнитных полей. Одним из распространенных методов является использование магнитометра , который представляет собой устройство, измеряющее силу и направление магнитных полей. Другой способ измерения магнитных полей — использование электромагнит , представляющий собой катушку из проволоки, создающую магнитное поле при прохождении через нее электрического тока. Наконец, магнитные поля можно измерить с помощью компаса , который измеряет направление магнитного поля. Все эти методы можно использовать для измерения силы и направления магнитных полей.

Странная наука: магнитное поле Земли

Версия для печати

Сквозные концепции NGSS

Шаблоны

Основные дисциплинарные идеи NGSS

ESS2. A: Материалы и системы Земли

Содержание

Странная наука: магнитное поле Земли

 

СФ Рис. 7.5. Ориентация железных пломб делает линии магнитного поля вокруг стержневого магнита видимыми. Железо представляет собой магнитный материал, который либо отталкивается, либо притягивается к двум полюсам стержневого магнита.

Изображение предоставлено доктором Дайной Мейсон, Flickr, изменено Narrissa Spies

Магнитное поле — это трехмерная область вокруг магнита, в которой магнит воздействует на другие объекты. Невидимое магнитное поле простого стержневого магнита можно визуализировать, поместив вокруг него железные опилки (рис. 7.5). Магнит воздействует на железные опилки, заставляя их двигаться и выравниваться с линиями магнитного поля магнита. У каждого магнита есть северный полюс (часто окрашенный в красный цвет и обозначенный буквой «N») и южный полюс (часто окрашенный в синий цвет и обозначенный буквой «S»).

Противоположные магнитные полюса притягиваются друг к другу. Например, северный полюс одного магнита будет притягиваться к южному полюсу второго магнита.

 

 

СФ Рис. 7.6. Диаграмма, показывающая линии, представляющие линии магнитного поля Земли. Стрелки компаса ориентируются вдоль силовых линий магнитного поля. Обратите внимание, что южный полюс магнитного поля Земли указывает на Полярный круг.

Изображение предоставлено Zureks, Wikimedia Commons

Земля имеет сильное магнитное поле (SF рис. 7.6) с магнитными полюсами. Магнитное поле Земли возникает в ее ядре, которое в основном состоит из магнитного материала железа. Магнитное поле Земли создается и поддерживается жидким внешним ядром, движущимся вокруг твердого внутреннего ядра, индуцируя электрические токи. Эти электрические токи генерируют магнитные поля, перпендикулярные потоку электрического заряда. Этот процесс описывается теорией динамо и применим ко многим другим небесным телам.

---

Путники уже давно могут перемещаться с места на место с помощью простых магнитных компасов. Стрелки компаса ориентируются на магнитные полюса Земли. Так называемый «Северный полюс» за Полярным кругом на самом деле является южным полюсом магнитного поля Земли. Его называют Северным полюсом, потому что на него указывает северный полюс стрелки компаса. Точно так же южный полюс стрелки магнитного компаса притягивается к северному полюсу магнитного поля Земли, обнаруженному у побережья Антарктиды. Магнитные полюса Земли не совпадают с географическими полюсами Земли.

---

 

Набор вопросов

1. Используйте свои слова для определения следующих терминов:
   
   1. магнитное поле
   2. магнитный полюс
       
2. Если бы вы находились в Канаде, красный кончик стрелки вашего магнитного компаса (обозначенный буквой «N») указывал бы на Полярный круг. Как это повлияет на то, как вы ориентируетесь по компасу в этой части мира?
    
3. Если бы вы стояли в Австралии, в каком направлении указывала бы красная буква N стрелки вашего компаса? Объясните свои рассуждения, используя термины «магнитное поле» и «магнитный полюс».