Конспект урока: Электродвигатели. Гальванометр. Электромагниты и их применение. Магнитное поле Земли

Магнитное поле Земли

Человечество использует компасы для ориентирования на местности уже много сотен лет. Активное применение компасов в Европе началось в XII в., хотя в Китае его применение началось за несколько сотен лет до нашей эры.

Рис. 1. Магнитное поле Земли

Как известно, Земля представляет собой большой магнит. При ориентировании на местности принято считать, что стрелка компаса указывает на север. В данном случае север — это сторона света, то есть географический полюс.
 

Вспомним, как выглядит магнитное поле полосового магнита: линии магнитной индукции выходят из северного полюса и входят в южный. Северное направление маленькой магнитной стрелки, помещённой в поле такого магнита, указывает на южный полюс постоянного магнита.

Следовательно, стрелка компаса, на которую действует только магнитное поле Земли, указывает на южный магнитный полюс. Таким образом, географические полюса Земли не совпадают с магнитными полюсами (рис. 1).

Магнитная ось не проходит через центр Земли и не совпадает с осью вращения: угол между осями составляет 11,5° (рис. 2).

Рис. 2. Положение магнитной оси Земли относительно оси вращения планеты

В точке, где вектор магнитной индукции поля Земли практически перпендикулярен горизонту, находится южный магнитный полюс Земли. Координаты этого места: 75° северной широты и 99° западной долготы. Координаты северного магнитного полюса: 66° южной широты и 140° восточной долготы.
 

Установлено, что тысячи лет назад местоположение магнитных полюсов Земли было иное — магнитные полюса нашей планеты очень медленно смещаются. Помимо этого, незначительные периодические изменения наблюдаются в течение дня и в течение года. В настоящее время природа этих изменений, как и природа магнитного поля Земли, изучена недостаточно. Тем не менее точно известно, что значительный вклад в происхождение земного магнетизма привнесли электрические токи в недрах нашей планеты и в атмосфере.

Как магнитное поле полосового магнита, так и магнитное поле Земли имеют разную густоту магнитных линий: наиболее густо линии магнитной индукции расположены у полюсов магнита. Установлено, что наиболее близкие друг к другу силовые линии магнитного поля Земли расположены не на поверхности планеты, а под ней. Расстояние между ближайшими магнитными линиями составляет около 2 300 км.
 

Вы наверняка слышали словосочетание «магнитная буря». Что же это? Оказывается, это явление кратковременного изменения магнитного поля Земли вследствие солнечной активности. В период магнитных бурь стрелка компаса периодически отклоняется от действительного направления, несмотря на отсутствие действия других магнитов, кроме Земли.

На нашей планете существуют области, где стрелка компаса всегда отклонена от реального направления. Обычно данное явление вызвано крупными залежами железных руд, такие зоны называются областями магнитных аномалий. Одна из таких зон — Курская магнитная аномалия — находится на территории России в Курской области.
 

Магнитное поле Земли играет важную роль в жизни живых организмов, населяющих нашу планету: защищает от вредного воздействия космических заряженных частиц, изменяя траекторию их полёта, а также помогает некоторым животным ориентироваться на местности.

Итоги

• Северный магнитный полюс Земли находится вблизи Южного географического полюса; южный магнитный полюс — вблизи Северного географического полюса.
• Стрелка компаса указывает на южный магнитный полюс.
• магнитная ось наклонена под углом 11,5° к оси вращения Земли. Магнитные полюса очень медленно изменяют своё местоположение.