asyan.org
добавить свой файл
1
Магнітне поле Землі та інших тіл Сонячної системи. Магнітні полюси Землі.

Для обізнаної людини XXI ст. не становить великої проблеми під час подорожі визначити, у якому напрямку рухатися. Для цього достатньо скористатися супутниковою системою СР5. Але що робити, коли відповідного пристрою немає? Звичайно ж, скористатися компасом — пристроєм, який люди знають з давніх давен (рис. 25.1).



Рис. 25.1. Компас.

А от чому стрілка компаса одним кінцем вказує на північ, а другим — на південь і
чи завжди це так, ви дізнаєтеся з цього параграф.
 Доводимо, що Земля має магнітне поле
Те, що магнітна стрілка біля поверхні Землі завжди орієнтується певним чином, доводить, що планета Земля має магнітне поле. Стрілка встановлюється вздовж магнітних ліній цього поля. Магнітне поле Землі
здавна допомагало зорієнтуватись мандрівникам, морякам, військовим і не лише їм. Доведено, що риби, морські ссавці й птахи під час своїх міграцій орієнтуються за магнітним полем Землі. Так само орієнтуються, шукаючи шлях додому, і деякі тварини, наприклад кішки.
Перші експерименти з вивчення земного магнетизму провів Вільям Ґільберт . Він виготовив із постійного магніту кулю і переконався, що нони має два полюси: північний і південний. Розташувавши на цій кулі компас, Гільберт з'ясував, що північний полюс магнітної стрілки завжди вказує на    південний полюс кулі. Цой експеримент дозволив ученому припустити, що Земля — це великий магніт і що на півночі нашої планети розташований  південний магнітний полюс. Подальші дослідження повністю підтвердили гіпотезу Ґільберта.
Аналізуючи картину ліній магнітного поля Землі (рис. 25.2), можна зробити декілька висновків.



Рис. 25.2. Картина ліній магнітного поля Землі.

По-перше, поблизу південного географічного полюса Землі розташований північний магнітний полюс, з якого лінії магнітного поля виходять. І навпаки, біля північного географічного полюса Землі розташований південний магнітний полюс, у який лінії магнітного поля входять.
По-друге, магнітний і географічний полюси не збігаються (вони віддалені один від одного приблизно на 2100 км), тому стрілка компаса вказує напрямок на північ і на південь лише приблизно.
По-третє, лінії магнітного поля не паралельні поверхні планети. Якщо закріпити магнітну стрілку
таким чином, щоб вона могла вільно обертатися як навколо горизонтальної, так і навколо вертикальної осей, то вона встановиться під певним кутом до поверхні Землі (рис. 25.3).



Рис. 25.3. Повертаючася магнітна стрілка.

При наближенні до магнітного полюса стрілка буде все більше схилятися до вертикалі й на магнітному полюсі встановиться вертикально.
кій місцевості не є постійним. Так, установлено, що магнітна стрілка періодично, щодоби, дещо відхиляється. Спостерігаються також невеликі щорічні зміни магнітного поля Землі. Однак іноді трапляються й дуже різкі його зміни. Сильні збурення магнітного поля Землі, що охоплюють всю планету і тривають від одного до кількох днів, називають магнітними бурями. Помічено, що магнітні бурі спостерігаються одночасно зі зростанням сонячної активності (рис. 25.4).



Рис. 25.4. Зростання сонячної активності та магнітні бурі.
Магнітні бурі практично не відчуваються
здоровими людьми, а от у тих, хто страждає на серцево-судинні захворювання та захворювання нервової системи, вони викликають погіршення самопочуття.
Під час магнітних бур магнітна стрілка поводиться аномально, тобто не встановлюється в напрямку «північ — південь». Утім, на нашій планеті є певні ділянки, де магнітна стрілка поводиться аномально завжди: напрямок, що вона вказує, повсякчас не збігається з напрямком ліній магнітного поля Землі. Такі ділянки називають магнітними аномаліями. У місцях магнітних аномалій магнітне поле завжди відхилене від норми. Дослідження деяких магнітних аномалій дозволяють виявляти поклади корисних копалин, у першу чергу залізної руди, а в комплексі з іншими методами — визначати глибину їх залягання та кількість запасів.
Планета Земля має магнітне поле, що задає напрямок магнітним стрілкам компасів,— ті встановлюються вздовж ліній магнітного поля Землі. Поблизу південного географічного полюса Землі розташований її північний магнітний полюс; поблизу північного географічного полюса Землі — її південний магнітний полюс.
Зазвичай магнітне поле Землі зазнає незначних періодичних змін, однак у період збільшення сонячної активності спостерігаються й різкі зміни магнітного поля. Це явище одержало назву магнітних бур.
Ділянки на поверхні Землі, де магнітне поле завжди відхилене від норми, називають магнітними аномаліями.
Уже йшлося про те, що електричний струм може чинити теплову, хімічну та магнітну дії. І якщо теплова та хімічна дії струму виявляються не завжди, то магнітна дія є загальною властивістю будь-якого струму. Виходячи з цього можна припустити, що навколо провідника зі струмом існує магнітне поле. З'ясуємо це.
Дізнаємося про дослід Ерстеда Ще вчені Давньої Греції висловлювали припущення, що магнітні й електричні явища якимось чином пов'язані між собою, проте встановити цей зв'язок удалося лише на початку XIX ст.
Данський учений X. Ерстед (рис. 26.1) демонстрував студентам досліди з нагріванням провідників електричним струмом. Під час одного з дослідів він помітив, що при проходженні електричного струму по провіднику магнітна стрілка, розташована поблизу провідника, відхиляється від напрямку «північ — південь» (рис. 26.2).



Рис. 26.1. Данський учений X. Ерстед.



Рис. 26.2. Відхилення стрілки від напрямку "північ-південь".

У разі ж відсутності струму стрілка знов встановлюється вздовж ліній магнітного поля Землі. Так учений з'ясував, що електричний струм чинить певну дію на магнітну стрілку.