Почему у магнита есть магнитное поле

Содержание

Главное.

Для перевода кратных и дольных единиц измерения в СИ нужно помнить степень 10, которую показывает приставка (например кило-, санти-, и т. д.).

Несколько основных кратных единиц измерения:

Кило — — 10³. Пример: 1 км = 10³ м (километр).

Мега — — 10⁶. Пример: 1 МПа = 10⁶ Па (мегапаскаль).

Гига — — 10⁹. Пример: 1 ГГц = 10⁹ Гц (гигагерц).

Тера — — 10¹². Пример: 1 ТВ = 10¹² В (терравольт).

Пета — — 10¹⁵. Пример: 1 ПН = 10¹⁵ Н (петаНьютон).

Другие используются достаточно редко.

Несколько основных дольных единиц измерения:

Деци — — 10⁻¹. Пример: 1 дм = 10⁻¹ м (дециметр).

Санти — — 10⁻². Пример: 1 см = 10⁻² м (сантиметр).

Милли — — 10⁻³. Пример: 1 мН = 10⁻³ Н (миллиньютон).

Микро — — 10⁻⁶. Пример: 1 мкКл = 10⁻⁶ Кл (микрокулон).

Нано — — 10⁻⁹. Пример: 1 нс = 10⁻⁹ с (наносекунда).

Пико — — 10⁻¹². Пример: 1 пФ = 10⁻¹² Ф (пикофарад).

Другие используются также достаточно редко.

Литература

  • Полюсы географические / Дубровская Н. Г., Фёдоров Е. П. // Плата — Проб. — М. : Советская энциклопедия, 1975. — ( :  / гл. ред. А. М. Прохоров ; 1969—1978, т. 20).
  • Южный полюс // Большая Советская Энциклопедия : в 30 т. Т. 30 : Экслибрис — Яя / Гл. ред. А. М. Прохоров. — Изд. 3-е. — М. : Советская энциклопедия, 1978. — 632 с.
  • Crane D. Scott of the Antarctic: A Life of Courage, and Tragedy in the Extreme South. — London: HarperCollins, 2005. — 637 p. — ISBN 978-0-00-715068-7.
  • Mill, Hugh Robert. The Siege of the South Pole. — L. : Alston Rivers Ltd, 1905.
  • Preston D. A First Rate Tragedy: Captain Scott’s Antarctic Expeditions Constable. — London: Constable, 1999. — 269 p. — ISBN 0-09-479530-4.

Определение

В первом приближении , в магнитном поле Земли может быть смоделировано в виде простого диполя (как стержневой магнит), наклонены приблизительно 9,6 ° по отношению к вращению Земли оси (которая определяет географические Северные и географические Южные полюса ) и с центром в точке центр Земли. Северный и Южный геомагнитные полюса являются противоположными точками, где ось этого теоретического диполя пересекает поверхность Земли. Таким образом, в отличие от реальных магнитных полюсов, геомагнитные полюса всегда имеют одинаковую широту и дополнительные градусы долготы соответственно (2017: 80,5 ° северной широты, 80,5 ° южной широты; 72,8 ° западной долготы, 107,2 ° восточной долготы). Если бы магнитное поле Земли было идеальным диполем, силовые линии были бы вертикальны к поверхности на геомагнитных полюсах, и они были бы выровнены с северным и южным магнитными полюсами, с северным магнитным полюсом на южном конце диполя. Однако приближение несовершенное, поэтому Магнитный и Геомагнитный полюса находятся на некотором расстоянии друг от друга.

Полярность

Все магниты имеют два полюса, куда входят и выходят линии магнитного потока . По аналогии с магнитным полем Земли, они называются «северным» и «южным» полюсами магнита. В ранних компасах было принято называть конец стрелки, указывающей на северный магнитный полюс Земли, «северным полюсом» (или «северным полюсом»), а другой конец — «южным полюсом» (названия часто сокращаются до « N »и« S »). Поскольку противоположные полюса притягиваются, это определение означает, что северный магнитный полюс Земли на самом деле является южным магнитным полюсом, а южный магнитный полюс Земли является северным магнитным полюсом.

Направление силовых линий магнитного поля определяется таким образом, что линии выходят из северного полюса магнита и входят в южный полюс магнита.

Какие металлы магнитятся

  • Главная
  • Новости
  • Аналитика
  • Обладают ли золото и серебро магнитными свойствами?

Нет, чистое золото и серебро не притягиваются к магниту. Если же все-таки притяжение наблюдается, то значит, вас случайно дезинформировали или, в худшем случае, обманули.

Лишь несколько широко известных металлов обладают магнитными свойствами, включая ферромагнетики, такие как железо, никель и кобальт. Из магнитных металлов реже встречаются самарий, неодим и гадолиний.

В 1943 году в США выпускались стальные центы, содержащие цинк, которые магнитились. Цинк, будучи немагнитным металлом, использовался для тонкого покрытия, а сталь – это ферромагнитный металл.

Означает ли это, что посеребренные или позолоченные предметы могут притягиваться к магнитам? Все зависит от состава сплава металлов. Конечно, часы или ожерелье в стальной оправе, покрытые тонким слоем золота или серебра, могут быть магнитными, выдавая при простом проведении магнита свою действительную сущность.

Тем не менее это не исключает того, что немагнитные предметы могут выдаваться за драгметаллы. Например, часы или ювелирные изделия из немагнитного материала, такого как медь или даже пластик.

Как удостовериться в подлинности серебра или золота?

Приходилось ли вам видеть, как победители Олимпийских игр в шутку кусают свои золотые медали? Конечно, этот ритуал не связан с идеей сбалансированной диеты олимпийца!

Дело в том, что золото и некоторые другие драгметаллы являются мягкими: намного мягче человеческих зубов и пирита – «золота глупцов». Поэтому коллекционерам нужно проверять свои монеты, но не кусая их, поскольку царапины уменьшают стоимость и привлекательность монет. Есть более изящные и эффективные способы проверки чистоты золотых и серебряных изделий.

Давайте перечислим некоторые из них.

Что касается монет, жетонов (или – раундов) и слитков, то нужно проверить их размер и вес на соответствие характеристикам, указанным в монетных каталогах, сертификатах качества Монетного двора и т.п.

Можно использовать для проверки подлинности кислоту, но есть опасность обесцвечивания серебряной или золотой монеты, поэтому следует применять этот метод на небольших участках поверхности неколлекционных инвестиционных монет или слитков.

Для проверки металлических свойств монет и слитков используется рентгеновский спектрометр или анализатор звукового спектра.

Серебряный предмет можно проверить на теплопроводность: необходимо положить кубик льда на одну сторону и нагреть его с другой стороны. Если серебро настоящее, то лед сразу же начнет таять.

Любой профессиональный дилер поможет удостовериться в подлинности монет, жетонов или слитков

Так, «Золотой монетный дом» уделяет этому вопросу должное внимание (см. здесь)

Как избежать покупки подделок?

Если вы хотите приобрести настоящие серебряные или золотые изделия, то есть множество способов защитить себя от подделок.

Вот несколько советов, как защитить себя от поддельного золота и серебра:

– Всегда покупайте предметы из драгметаллов у дилера, обладающего хорошей репутацией (например, у компании «Золотой монетный дом»);

– Приобретая серебряные монеты или слитки, узнайте, как должны выглядеть соответствующие предметы. Множество неопытных любителей покупают продукцию, поддельность которой была бы очевидной для опытных коллекционеров и инвесторов;

– Если вы покупаете продукты из драгметаллов, не имеющие статуса законного платежного средства, например слитки и жетоны, то следует выбирать продукцию уважаемых производителей.

Не забудьте использовать магнитный тест! Помните, что если ваши золотые или серебряные изделия магнитятся, то они не сделаны из чистого золота или серебра!

Существуют ли какие-нибудь официальные монеты, которые магнитятся?

Единственной американской монетой, обладающей магнитными свойствами, является стальной цент 1943 года.

Хотя никель также является магнитным, в стандартных монетах США недостаточно этого металла, чтобы у них было соответствующее свойство. Даже монета в пять центов, которую называют «никелем», содержит 25% этого металла, а 75% – меди. Поэтому пятицентовые американские монеты не притягиваются к магнитам, несмотря на присутствие никеля.

В Канаде и Великобритании выпускается много монет для обращения из магнитных металлов, таких как сталь и никель. С 2000 года в Канаде используются монеты номиналом 1, 5, 10, 25 и 50 центов из стали. Магнитными являются британские монеты номиналом в 1 и 2 пенса, которые чеканятся с 1992 года.

В мире можно обнаружить много магнитных монет. Однако заметьте, что речь идет об изделиях из недрагоценных металлов с небольшой внутренней стоимостью.

Северный геомагнитный полюс

В качестве приближения первого порядка магнитное поле Земли можно смоделировать как простой диполь (например, стержневой магнит), наклоненный примерно на 10 ° по отношению к оси вращения Земли (которая определяет географический северный и географический южный полюса) и с центром в центре Земли. . Северный и южный геомагнитные полюса являются противоположными точками, где ось этого теоретического диполя пересекает поверхность Земли. Если бы магнитное поле Земли было идеальным диполем, то силовые линии были бы вертикальными на геомагнитных полюсах и совпадали бы с магнитными полюсами. Однако приближение несовершенное, поэтому магнитный и геомагнитный полюса находятся на некотором расстоянии друг от друга.

Как и северный магнитный полюс, северный геомагнитный полюс притягивает северный полюс стержневого магнита, и поэтому в физическом смысле фактически является южным магнитным полюсом. Это центр области магнитосферы, в которой можно увидеть северное сияние . По состоянию на 2015 год он находился примерно на над островом Элсмир в Канаде, но теперь он дрейфует от Северной Америки в сторону Сибири.

Соленоид

Катушка из намотанного провода, создающая магнитное поле, называется соленоидом. Провода можно наматывать на железо (железный сердечник). Подойдет и немагнитная основа (например, воздушный сердечник). Как вы видите, можно использовать не только железо, чтобы создать магнитное поле катушки с током. С точки зрения величины потока любой немагнитный сердечник эквивалентен воздуху. То есть приведенное выше соотношение, связывающее ток, число витков и поток, в этом случае выполняется достаточно точно. Таким образом, магнитное поле катушки с током можно ослабить, если применить эту закономерность.

Традиционные материалы для постоянных магнитов

Они стали активно использоваться в промышленности, начиная с 1940 года с появления сплава алнико (AlNiCo). До этого постоянные магниты из различных сортов стали применялись лишь в компасах и магнето. Алнико сделал возможным замену на них электромагнитов и применение их в таких устройствах, как двигатели, генераторы и громкоговорители.

Это их проникновение в нашу повседневную жизнь получило новый импульс с созданием ферритовых магнитов, и с тех пор постоянные магниты стали обычным явлением.

Революция в магнитных материалах началась около 1970 года, с созданием самарий-кобальтового семейства жестких магнитных материалов с доселе невиданной плотностью магнитной энергии. Затем было открыто новое поколение редкоземельных магнитов на основе неодима, железа и бора с гораздо более высокой плотностью магнитной энергии, чем у самарий-кобальтовых (SmCo) и с ожидаемо низкой стоимостью. Эти две семьи редкоземельных магнитов имеют такие высокие плотности энергии, что они не только могут заменить электромагниты, но использоваться в областях, недоступных для них. Примерами могут служить крошечный шаговый двигатель на постоянных магнитах в наручных часах и звуковые преобразователи в наушниках типа Walkman.

Постепенное улучшение магнитных свойств материалов представлено на диаграмме ниже.

Сила Лоренца

Сила Лоренца – сила, действующая на движущуюся заряженную частицу со стороны магнитного поля.

Формула для нахождения силы Лоренца:

где ​\( q \)​ – заряд частицы, ​\( v \)​ – скорость частицы, ​\( B \)​ – модуль вектора магнитной индукции, ​\( \alpha \)​ – угол между вектором скорости частицы и вектором магнитной индукции.

Направление силы Лоренца определяют по правилу левой руки: если ладонь левой руки расположить так, чтобы перпендикулярная к проводнику составляющая вектора магнитной индукции ​\( B_\perp \)​ входила в ладонь, а четыре вытянутых пальца указывали направление скорости положительно заряженной частицы, то отогнутый на 90° большой палец покажет направление силы Лоренца.

Если заряд частицы отрицательный, то направление силы изменяется на противоположное.

Важно!Если вектор скорости сонаправлен с вектором магнитной индукции, то частица движется равномерно и прямолинейно. В однородном магнитном поле сила Лоренца искривляет траекторию движения частицы

В однородном магнитном поле сила Лоренца искривляет траекторию движения частицы.

Если вектор скорости перпендикулярен вектору магнитной индукции, то частица движется по окружности, радиус которой равен:

где ​\( m \)​ – масса частицы, ​\( v \)​ – скорость частицы, ​\( B \)​ – модуль вектора магнитной индукции, ​\( q \)​ – заряд частицы.

В этом случае сила Лоренца играет роль центростремительной и ее работа равна нулю. Период (частота) обращения частицы не зависит от радиуса окружности и скорости частицы. Формула для вычисления периода обращения частицы:

Угловая скорость движения заряженной частицы:

Важно!Сила Лоренца не меняет кинетическую энергию частицы и модуль ее скорости. Под действием силы Лоренца изменяется направление скорости частицы

Если вектор скорости направлен под углом ​\( \alpha \)​ (0° < \( \alpha \) < 90°) к вектору магнитной индукции, то частица движется по винтовой линии.

В этом случае вектор скорости частицы можно представить как сумму двух векторов скорости, один из которых, ​\( \vec{v}_2 \)​, параллелен вектору \( \vec{B} \), а другой, \( \vec{v}_1 \), – перпендикулярен ему. Вектор \( \vec{v}_1 \) не меняется ни по модулю, ни по направлению. Вектор \( \vec{v}_2 \) меняется по направлению. Сила Лоренца будет сообщать движущейся частице ускорение, перпендикулярное вектору скорости \( \vec{v}_1 \). Частица будет двигаться по окружности. Период обращения частицы по окружности – ​\( T \)​.

Таким образом, на равномерное движение вдоль линии индукции будет накладываться движение по окружности в плоскости, перпендикулярной вектору \( \vec{B} \). Частица движется по винтовой линии с шагом ​\( h=v_2T \)​.

Важно!Если частица движется в электрическом и магнитном полях, то полная сила Лоренца равна:

Особенности движения заряженной частицы в магнитном поле используются в масс-спектрометрах – устройствах для измерения масс заряженных частиц; ускорителях частиц; для термоизоляции плазмы в установках «Токамак».

Алгоритм решения задач о действии магнитного (и электрического) поля на заряженные частицы:

  • сделать чертеж, указать на нем силовые линии магнитного (и электрического) поля, нарисовать вектор начальной скорости частицы и отметить знак ее заряда;
  • изобразить силы, действующие на заряженную частицу;
  • определить вид траектории частицы;
  • разложить силы, действующие на заряженную частицу, вдоль направления магнитного поля и по направлению, ему перпендикулярному;
  • составить основное уравнение динамики материальной точки по каждому из направлений разложения сил;
  • выразить силы через величины, от которых они зависят;
  • решить полученную систему уравнений относительно неизвестной величины;
  • решение проверить.

Вариант 2

1. Какое преимущество имеют электромагниты перед постоянными магнитами?

2. Как изменятся магнитные свойства катушки с током, если в ней увеличить силу тока?

3. На рисунке указаны полюса источника тока, к которому присоединен электромагнит. Какой полюс электромагнита располагается справа?

4. На рисунке указано положение южного полюса электромагнита. Где располагается положительная клемма источника тока?

5. Что является основной частью компаса? В каких районах Земли магнитная стрелка ведет себя «странно»?

Ответы на самостоятельную работу Магнитное поле катушки с током. Электромагниты и их применение. Постоянные магниты. Магнитное поле постоянных магнитов. Магнитное поле Земли 8 класс Вариант 1 1. Для сортировки деталей, магнитные держатели, в звуковых устройствах, например, в звукоснимателе, магнитные сепараторы для зерна. 2. Электромагнитные свойства усилятся. 3. Южный полюс. 4. Положительная клемма расположена снизу. 5. Максимальное количество магнитных зарядов Земли находятся на Северном и Южном магнитных полюсах (не совпадающих с полюсами географической зоны). Стрелка поворачивается к противоположным магнитным зарядам Земли и всегда показывает на Север. Вариант 2 1. Электромагниты обладают свойства притягивать объекты тогда, когда нам это необходимо. Начинает течь ток и магнит работает. Можно менять вектор магнитной индукции, изменяя величину силы тока, или его направления. 2. Магнитные свойства катушки увеличатся. 3. Южный полюс 4. Положительная клемма расположена сверху. 5. Магнитная стрелка, является основной частью компаса. Странно стрелка будет вести себя на экваторе. Также странно будет вести себя в местах магнитной аномалии, чаще всего там располагаются большие залежи железной руды.

Источник



Популярные темы сообщений

  • Гитара Сегодня гитара является инструментом, который знают практически во всех уголках мира. Но вот историю происхождения и развития гитары знают далеко не все.
  • Хризантема Хризантема – известный во всем мире цветок, который славится большим видовым разнообразием. Его родиной считается Япония. Происхождение названия этого цветка относится к греческому языку и имеет отношение к желтому оттенку.
  • Как передвигается кошка Кошка — одно из тех животных, которые имеют быструю реакцию на внешний раздражитель, нежную шерсть и целый комплекс движений, не перестающих удивлять ловкостью, скоростью, умением держать равновесие в разных ситуациях.

Как устроен компас?

RandyHaviland

Магнитное поле — это невидимое поле, действующее на движущиеся электрические заряды или на тела, обладающие магнитным моментом. У магнита всегда два полюса — северный и южный. Любой магнит обладает замкнутыми линиями магнитного поля, так называемыми силовыми линиями. Их конфигурация такова, что они входят в магнит в его южном полюсе, а выходят из северного. Если магнит разделить на две части, получится два магнита. Получить один магнитный полюс невозможно: такова физика магнетизма.

Стрелка компаса — это тоже магнит. Согласно известному со школьной скамьи правилу магнетизма, разноименные магнитные полюсы притягиваются друг к другу. Чаще всего тот конец стрелки компаса, который притягивается к северному магнитному полюсу Земли, окрашен в синий цвет, а тот, что к южному, — в красный цвет. Однако бывают компасы, в которых стрелки окрашены в черный и белый цвет. Если к вам в руки попал незнакомый компас и у вас нет уверенности, куда показывает тот или иной конец его магнитной стрелки, лучше всего проверить это по солнцу, звездам или другим ориентирам или признакам расположения сторон света, в которых вы уверены.

Мы привыкли к тому, что на географическом севере находится северный магнитный полюс и на него указывает синяя стрелка компаса. Однако это не совсем так. Из физики магнетизма нам известно, что силовые линии магнитного поля входят в южный полюс магнита, а выходят из северного. Если вы посмотрите на картину силовых линий магнитного поля Земли, то увидите, что они входят в Землю в районе северного географического полюса у канадских берегов Северного Ледовитого океана, а выходят в районе южного географического полюса в Антарктиде. Значит, с точки зрения физики у Земли на севере расположен южный магнитный полюс, а на юге — северный. Такие полюсы называются «истинными». Однако, вопреки законам физики, люди договорились, что для простоты будут называть тот магнитный полюс, который находится на севере, северным, а тот магнитный полюс, что на юге, — южным. Такие магнитные полюсы Земли называются «мнимыми».

Обычно изготовителю выгоднее сделать два вида компасов: один для Северного полушария, другой — для Южного

Поэтому при покупке компаса всегда обращайте внимание на его характеристики: там должно быть указано, для какого полушария оптимизирован этот компас. Или просто посмотрите на стрелку: если на южной (красной) стрелке есть капелька краски или несколько витков медной проволоки, значит, компас предназначен для работы в Северном полушарии

Некоторые производители компасов добавляют буквы NH (SH) в названия компасов, которые являются сокращениями от Northern hemisphere (Северное полушарие) и Southern hemisphere (Южное полушарие).

На Земле есть места, где магнитное поле искажено и магнитная стрелка не будет показывать на магнитные полюсы. Такие места называются магнитными аномалиями. Естественные магнитные аномалии могут быть вызваны намагниченностью горных пород или механизмом генерации магнитного поля Земли — геодинамо. Но магнитный компас не будет правильно работать также вблизи линий электропередач, трубопроводов, железобетонных конструкций, в метро, в машине, поскольку в этих местах относительно слабое магнитное поле Земли будет искажено воздействием гораздо более сильных магнитных и электромагнитных полей, создаваемых проводами с током или металлическими конструкциями.

Если магнитное поле Земли испытает инверсию, то есть северный и южный магнитные полюсы поменяются местами, то и магнитная стрелка компаса повернется на 180 градусов. В этом случае синяя стрелка будет показывать на юг, а красная — на север. Наверное, тогда наши потомки перекрасят стрелки компасов или перемагнитят их. В приполярных областях, примерно в 200–300 километрах от положения магнитного полюса, использование магнитного компаса для определения сторон света становится практически невозможным. Это происходит из-за того, что силовые линии там практически вертикальны, поэтому стрелка компаса будет пытаться сориентироваться параллельно им — вертикально. Однако этого не произойдет, поскольку все компасы сконструированы так, что ими можно пользоваться только в горизонтальном положении. Показания компаса на магнитном полюсе будут зависеть от того, каким способом закреплена в нем магнитная стрелка: свободно лежит на игле или плавает в жидкости. В первом случае стрелка перекосится и не будет двигаться вообще. Во втором случае стрелка будет устанавливаться в любое произвольное положение, поскольку ориентирующая ее горизонтальная составляющая магнитного поля будет равна нулю.

Под Воронежем всю ночь горит склад «Магнита», площадь пожара – 42 тыс. кв. метров

RU — Небольшой частный бизнес родом из х, со штаб-квартирой в тысяче километров от Москвы, который сумел вырасти в одну из крупнейших компаний в России и стать образцово-показательной историей в глазах инвесторов, в том числе иностранных. И все это время компанией управлял ее основатель. Эта глава в истории «Магнита» закончилась в году, главным событием которого стала смена акционеров ритейлера. Несколькими годами ранее «Магнит» ушел с пьедестала в российском ритейле, уступив первое место по выручке своему заклятому конкуренту X5 Retail Group сети «Пятерочка», «Перекресток», «Карусель».

Магнитное поле

Люди только и делают, что говорят про какие-то магнитные бури, привозят магнитики на холодильник, ходят в походы с компасом, который показывает, где север, а где юг. В основе всего этого лежит магнитное поле.

Магнитное поле — это материя, за счет которой осуществляется взаимодействие зарядов.

У нее есть несколько условий для существования:

  • магнитное поле материально, то есть существует независимо от наших знаний о нем;
  • порождается только движущимся электрическим зарядом;
  • обнаружить магнитное поле можно по действию на движущийся электрический заряд (или проводник с током) с некоторой силой;
  • магнитное поле распространяется в пространстве с конечной скоростью, равной скорости света в вакууме.

Магнитное поле создается только движущимся электрическим зарядом? А как же магниты?

Атом состоит из ядра и вращающихся вокруг него электронов. Электроны могут вращаться по разным орбитам. На каждой орбите может находиться по два электрона, которые вращаются в разных направлениях.

Но у некоторых веществ не все электроны парные, и несколько электронов крутятся в одном и том же направлении, такие вещества называются ферромагнетиками. А поскольку электрон — заряженная частица, вращающиеся вокруг атома в одну и ту же сторону электроны создают магнитное поле. Получается миниатюрный электромагнит.

Если атомы вещества расположены в произвольном порядке, поля этих крошечных магнитиков компенсируют друг друга. Но если эти магнитные поля направить в одну и ту же сторону, то они сложатся — и получится магнит.

У любого магнита есть два полюса — северный и южный.

Любое магнитное поле описывается магнитными линиями, которые выходят из северного поля и приходят в южный. Эти линии всегда замкнуты, даже если у них бесконечная длина. Вот так это выглядит:

Как запомнить, что выходят магнитные линии из северного полюса, а приходят в южный?

Все просто — на севере жить никто не хочет. Многие люди переезжают туда, где теплее, зимуют в теплых краях, в общем — стремятся на юг. Магнитные линии тоже.

Северный полюс обозначается латинской буквой N (от английского слова North). А южный — буквой S (от английского слова South).

Наша планета — это один большой магнит. У нее тоже есть северный и южный полюса. Но есть один нюанс — географические полюса отличаются от физических. Да-да, на северном полюсе, который наверху карты, находится южный физический полюс. Ну и наоборот, на южном географическом — северный физический.

Не паникуйте, компас показывает вам географический полюс. Да, компас — это магнитная стрелка, и должен по идее показывать физический полюс, но стрелка окрашена так, чтобы направившись на северный физический полюс, показать южный географический. Чтобы люди не путались.

Как работает компас

Кто не видел компас? Небольшая такая вещица, похожая на часы с одной стрелкой. Крутишь ее, вертишь, а стрелка упрямо разворачивается в одну сторону. Стрелка компаса представляет собой магнит, свободно вращающийся на игле. Принцип действия магнитного компаса основан на притяжении-отталкивании двух магнитов. Противоположные полюса магнитов притягиваются, одноименные – отталкиваются. Наша планета также является таким магнитом. Сила его невелика, ее недостаточно, что бы проявиться на тяжелом магните. Однако легкая стрелка компаса, уравновешенная на игле поворачивается и под влиянием небольшого магнитного поля.

спортивный компас

Что бы стрелка компаса не болталась, а четко показывала направление вне зависимости от тряски, она должна быть достаточно сильно намагничена. В спортивных компасах колбу со стрелкой заливают жидкостью. Неагрессивной для пластмассовых и металлических частей, не замерзающей при зимних температурах. Пузырек воздуха, оставленный в колбе, несет в себе функции указателя уровня, для ориентации компаса в горизонтальной плоскости.

Первенство в изучении магнитного поля Земли принадлежит английскому ученому Уильяму Гильберту. В своей книге «О магните, магнитных телах и большом магните – Земле», изданной в 1600 году он представил Землю в виде гигантского постоянного магнита, ось которого не совпадает с осью вращения Земли. Угол между осью вращения и магнитной осью называют магнитным склонением.

В результате такого несовпадения, говорить, что стрелка компаса всегда указывает на север, не совсем верно. Она указывает на точку, находящуюся на расстоянии в 2100 км от северного полюса, на острове Соммерсет (его координаты 75°,6 с. ш., 101° з. д. – данные на 1965 г.) Магнитные полюса Земли медленно дрейфуют. Кроме такой ошибки в направлении стрелки (будем называть ее систематической), нельзя также забывать о других причинах неправильной работы компаса:

  • Металлические предметы или магниты, находящиеся вблизи компаса отклоняют его стрелку
  • Электронные приборы, являющиеся источниками электромагнитных полей
  • Залежи полезных ископаемых – металлических руд
  • Магнитные бури, происходящие в годы сильной активности солнца, искажают магнитное поле Земли.

А теперь, попробуйте ответить на вопросы для сообразительных:

  • Как вы думаете, куда будет указывать стрелка компаса, если Вы находитесь между северным географическим полюсом и северным магнитным полюсом?
  • Куда показывает стрелка, когда компас находится в районе магнитного полюса?
  • Если, руководствуясь компасом очень долго идти все время строго на северо-восток, то куда придешь?

А пока Вы размышляете, приведу несколько интересных фактов о магнитном поле Земли.

Оказывается, оно ослабевает примерно на 0,5% каждые 10 лет. По различным подсчетам, оно исчезнет через 1-2 тысячи лет. Предполагается, что в этот момент будет происходить переполюсовка магнита – Земли. После чего поле снова начнет нарастать, но северный и южный магнитный полюса поменяются местами. Считается, что такое с нашей планетой происходило уже огромное количество раз.

Оказывается, что перелетные птицы также ориентируются “по компасу”, точнее, магнитное поле Земли служит им ориентиром. Недавно ученые узнали, что у птиц в области глаз располагается маленький магнитный “компас” — крохотное тканевое поле, в котором расположены кристаллы магнетита, обладающие способностью намагничиваться в магнитном поле.

Простейший компас можно изготовить самостоятельно. Для этого надо оставить рядом с магнитом швейную иглу на несколько дней. После этого игла намагнитится. Смочив ее жиром или маслом, аккуратно опустите иглу на поверхность налитой в чашку воды. Жир не даст ей утонуть, и игла развернется с севера на юг (ну или наоборот :).

Впечатлились? Вот теперь, можете проверить свои ответы на вопросы:

  • Как вы думаете, куда будет указывать стрелка компаса, если Вы находитесь между северным географическим полюсом и северным магнитным полюсом?– Северный конец стрелки будет показывать.. на юг, а южный – на север!
  • Куда показывает стрелка, когда компас находится в районе магнитного полюса?– оказывается, стрелка, подвешенная на нити в районе магнитного полюса стремится развернуться… вниз, вдоль магнитных линий Земли!
  • Если, руководствуясь компасом очень долго идти все время строго на северо-восток, то куда придешь?– придешь на северный магнитный полюс! Попробуйте проследить свой путь на глобусе, очень интересный маршрут получается.

а так мог выглядеть морской компас на корабле Колумба

Надеемся, вам понравился этот материал. Если да, то будем делать больше таких разных!

Заключение

Кроме существования магнитных бурь, существуют еще магнитные аномалии. Они связаны с солнечным магнитным полем. Когда на Солнце происходят достаточно мощные взрывы или выбросы, они происходят не без помощи проявления магнитного поля Солнца. Это эхо достигает Земли и сказывается на ее магнитном поле, в результате мы с вами наблюдаем магнитные бури. Магнитные аномалии связаны с залежами железных руд в Земле, огромные залежи в течение долгого времени намагничиваются магнитным полем Земли, и все тела, находящиеся вокруг, будут испытывать действие магнитного поля со стороны этой аномалии, стрелки компасов будут показывать неправильное направление.

На следующем уроке мы с вами рассмотрим другие явления, связанные с магнитными действиями.

Список литературы

  1. Генденштейн Л.Э, Кайдалов А.Б., Кожевников В.Б. Физика 8 / Под ред. Орлова В.А., Ройзена И.И. – М.: Мнемозина.
  2. Перышкин А.В. Физика 8. – М.: Дрофа, 2010.
  3. Фадеева А.А., Засов А.В., Киселев Д.Ф. Физика 8. – М.: Просвещение.

Дополнительные рекомендованные ссылки на ресурсы сети Интернет

Домашнее задание

  1. Какой из концов стрелки компаса притягивается к северному полюсу Земли?
  2. В каком месте Земли нельзя верить магнитной стрелке?
  3. О чем говорит густота линий на магните?

Если вы нашли ошибку или неработающую ссылку, пожалуйста, сообщите нам – сделайте свой вклад в развитие проекта.