Магнитное поле вокруг земли. Что такое магнитное поле Земли? Смещение магнитных полюсов Земли

Земля в целом представляет собой огромный шаровой магнит. Магнитное поле Земли имеет внутриземное происхождение. Ядро Земли является жидким и состоящим из железа; в нем циркулируют круговые токи, которые и порождают земное магнитное поле: вокруг токов всегда есть магнитное поле. Оно не является симметричным.

Магнитные и географические полюса Земли не совпадают друг с другом. Южный магнитный полюс $S$ находится вблизи северного географического полюса вблизи северного берега озера Виктория (Канада). Северный магнитный полюс $N$ находится вблизи южного географического полюса вблизи берегов Антарктиды. Магнитные полюса Земли перемещаются (дрейфуют).

Магнитное поле Земли не остается постоянным, оно испытывает медленные изменения во времени (так называемые вековые вариации ). Кроме того, через достаточно большие интервалы времени могут происходить изменения расположения магнитных полюсов на противоположные (инверсии) . За последние 30 млн лет среднее время между инверсиями составляло 150 000 лет.

Но особенно большие изменения могут происходить в магнитосфере Земли . Эта область околоземного пространства, в котором сосредоточено магнитное поле Земли, простирается на расстояние 70–80 тыс. км в направлении на Солнце и на многие миллионы километров в противоположную сторону. В магнитосферу Земли вторгается множество заряженных частиц, входящих в состав солнечного ветра (потока плазмы солнечного происхождения).

Частицы солнечного ветра, главным образом протоны и электроны, захватываются магнитным полем Земли и увлекаются по винтовым траекториям вдоль силовых линий.

Во время увеличения солнечной активности интенсивность солнечного ветра возрастает. При этом частицы солнечного ветра ионизируют верхние слои атмосферы в северных широтах (где магнитные силовые линии сгущены) и вызывают там свечения - полярные сияния .

В магнитном поле Земли в условиях разреженного воздуха так светятся обычно атомы кислорода и молекулы азота. Магнитное поле Земли защищает ее жителей от солнечного ветра!

Магнитные бури - это значительные изменения магнитного поля Земли под действием усиленного солнечного ветра, в результате вспышек на Солнце и сопровождающих их выбросов потоков заряженных частиц.

Магнитные бури продолжаются обычно от 6 до 12 часов, а затем характеристики земного поля снова возвращаются к своим нормальным значениям. Но за столь короткое время магнитная буря оказывает сильное влияние на радиосвязь, линии электросвязи, человека и др.

Человечество начало использовать магнитное поле Земли давно. Уже в начале XVII–XVIII вв. получает широкое распространение в мореходстве компас (магнитная стрелка).

В каком месте Земли совершенно нельзя верить магнитной стрелке вследствие того, что она северным концом показывает на юг, а южным на север? Поместив компас между северным магнитным и северным географическим полюсами (ближе к магнитному), мы увидим, что северный конец стрелки направлен к первому, т. е. на юг, а южный - в противоположную сторону, т. е. на север.

Магнитное поле Земли служит многим живым организмам для ориентации в пространстве. Некоторые морские бактерии располагаются в придонном иле под определенным углом к силовым линиям магнитного поля Земли, что объясняется наличием в них маленьких ферромагнитных частиц. Мухи и другие насекомые садятся предпочтительно в направлении поперек или вдоль магнитных линий магнитного поля Земли. Например, термиты располагаются на отдых так, что оказываются головами в одном направлении: в одних группах параллельно, в других перпендикулярно линиям магнитного поля.

Ориентиром для перелетных птиц также служит магнитное поле Земли. 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. Ботаники установили восприимчивость растений к магнитным полям. Оказывается, сильное магнитное поле влияет на рост растений.

Помимо нашей планеты в нашей Солнечной системе магнитным полем обладают Юпитер, Сатурн, Марс, Меркурий.

Магнитное поле Земли

Магнитное поле — это силовое поле, действующее на движущиеся электрические заряды и на тела, обладающие магнитным моментом, независимо от состояния их движения.

Источниками макроскопического магнитного поля являются намагниченные тела, проводники с током и движущиеся электрически заряженные тела. Природа этих источников едина: магнитное поле возникает в результате движения заряженных микрочастиц (электронов, протонов, ионов), а также благодаря наличию у микрочастиц собственного (спинового) магнитного момента.

Переменное магнитное поле возникает также при изменении во времени электрического поля. В свою очередь, при изменении во времени магнитного поля возникает электрическое поле. Полное описание электрического и магнитного полей в их взаимосвязи дают Максвелла уравнения. Для характеристики магнитного поля часто вводят понятие силовых линий поля (линий магнитной индукции).

Для измерения характеристик магнитного поля и магнитных свойств веществ применяют различного типа магнитометры. Единицей индукции магнитного поля в системе единиц СГС является Гаусс (Гс), в Международной системе единиц (СИ) - Тесла (Тл), 1 Тл = 104 Гс. Напряжённость измеряется, соответственно, в эрстедах (Э) и амперах на метр (А/м, 1 А/м = 0,01256 Э; энергия магнитного поля - в Эрг/см 2 или Дж/м 2 , 1 Дж/м 2 = 10 эрг/см 2 .

Компас реагирует
на магнитное поле Земли

Магнитные поля в природе чрезвычайно разнообразны как по своим масштабам, так и по вызываемым ими эффектам. Магнитное поле Земли, образующее земную магнитосферу, простирается до расстояния в 70-80 тысяч км в направлении к Солнцу и на многие миллионы км в противоположном направлении. У поверхности Земли магнитное поле равно в среднем 50 мкТл, на границе магнитосферы ~ 10 -3 Гс. Геомагнитное поле экранирует поверхность Земли и биосферу от потока заряженных частиц солнечного ветра и частично космических лучей. Влияние самого геомагнитного поля на жизнедеятельность организмов изучает магнитобиология. В околоземном пространстве магнитное поле образует магнитную ловушку для заряженных частиц высоких энергий - радиационный пояс Земли. Содержащиеся в радиационном поясе частицы представляют значительную опасность при полётах в космос. Происхождение магнитного поля Земли связывают с конвективными движениями проводящего жидкого вещества в земном ядре.

Непосредственные измерения при помощи космических аппаратов показали, что ближайшие к Земле космические тела - Луна, планеты Венера и Марс не имеют собственного магнитного поля, подобного земному. Из других планет Солнечной системы лишь Юпитер и, по-видимому, Сатурн обладают собственными магнитными полями, достаточными для создания планетарных магнитных ловушек. На Юпитере обнаружены магнитные поля до 10 Гс и ряд характерных явлений (магнитные бури, синхротронное радиоизлучение и другие), указывающих на значительную роль магнитного поля в планетарных процессах.

Межпланетное магнитное поле - это главным образом поле солнечного ветра (непрерывно расширяющейся плазмы солнечной короны). Вблизи орбиты Земли межпланетное поле ~ 10 -4 -10 -5 Гс. Регулярность межпланетного магнитного поля может нарушаться из-за развития различных видов плазменной неустойчивости, прохождения ударных волн и распространения потоков быстрых частиц, рожденных солнечными вспышками.

Во всех процессах на Солнце - вспышках, появлении пятен и протуберанцев, рождении солнечных космических лучей магнитное поле играет важнейшую роль. Измерения, основанные на эффекте Зеемана, показали, что магнитное поле солнечных пятен достигает нескольких тысяч Гс, протуберанцы удерживаются полями ~ 10-100 Гс (при среднем значении общего магнитного поля Солнца ~ 1 Гс).

Магнитные бури

Магнитные бури — сильные возмущения магнитного поля Земли, резко нарушающие плавный суточный ход элементов земного магнетизма. Магнитные бури длятся от нескольких часов до нескольких суток и наблюдаются одновременно на всей Земле.

Как правило, магнитные бури состоят из предварительной, начальной и главной фаз, а также фазы восстановления. В предварительной фазе наблюдаются незначительные изменения геомагнитного поля (в основном в высоких широтах), а также возбуждение характерных короткопериодических колебаний поля. Начальная фаза характеризуется внезапным изменением отдельных составляющих поля на всей Земле, а главная - большими колебаниями поля и сильным уменьшением горизонтальной составляющей. В фазе восстановления магнитной бури поле возвращается к своему нормальному значению.

Влияние солнечного ветра
на магнитосферу Земли

Магнитные бури вызываются потоками солнечной плазмы из активных областей Солнца, накладывающимися на спокойный солнечный ветер. Поэтому магнитные бури чаще наблюдаются вблизи максимумов 11-летнего цикла солнечной активности. Достигая Земли, потоки солнечной плазмы увеличивают сжатие магнитосферы, вызывая начальную фазу магнитной бури, и частично проникают внутрь магнитосферы Земли. Попадание частиц высоких энергий в верхнюю атмосферу Земли и их воздействие на магнитосферу приводят к генерации и усилению в ней электрических токов, достигающих наибольшей интенсивности в полярных областях ионосферы, с чем связано наличие высокоширотной зоны магнитной активности. Изменения магнитосферно-ионосферных токовых систем проявляются на поверхности Земли в виде иррегулярных магнитных возмущений.

В явлениях микромира роль магнитного поля столь же существенна, как и в космических масштабах. Это объясняется существованием у всех частиц - структурных элементов вещества (электронов, протонов, нейтронов), магнитного момента, а также действием магнитного поля на движущиеся электрические заряды.

Применение магнитных полей в науке и технике. Магнитные поля обычно подразделяют на слабые (до 500 Гс), средние (500 Гс - 40 кГс), сильные (40 кГс - 1 МГс) и сверхсильные (свыше 1 МГс). На использовании слабых и средних магнитных полей основана практически вся электротехника, радиотехника и электроника. Слабые и средние магнитные поля получают при помощи постоянных магнитов, электромагнитов, неохлаждаемых соленоидов, сверхпроводящих магнитов.

Источники магнитного поля

Все источники магнитных полей можно разделить на искусственные и естественные. Основными естественными источниками магнитного поля являются собственное магнитное поле планеты Земля и солнечный ветер. К искусственным источникам можно отнести все электромагнитные поля, которыми так изобилует наш современный мир, и наши дома в частности. Более подробно об , и читайте на нашем .

Транспорт на электроприводе является мощным источником магнитного поля в диапазоне от 0 до 1000 Гц. Железнодорожный транспорт использует переменный ток. Городской транспорт - постоянный. Максимальные значения индукции магнитного поля в пригородном электротранспорте достигают 75 мкТл, средние значения - около 20 мкТл. Средние значения на транспорте с приводом от постоянного тока зафиксированы на уровне 29 мкТл. У трамваев, где обратный провод - рельсы, магнитные поля компенсируют друг друга на гораздо большем расстоянии, чем у проводов троллейбуса, а внутри троллейбуса колебания магнитного поля невелики даже при разгоне. Но самые большие колебания магнитного поля - в метро. При отправлении состава величина магнитного поля на платформе составляет 50-100 мкТл и больше, превышая геомагнитное поле. Даже когда поезд давно исчез в туннеле, магнитное поле не возвращается к прежнему значению. Лишь после того, как состав минует следующую точку подключения к контактному рельсу, магнитное поле вернется к старому значению. Правда, иногда не успевает: к платформе уже приближается следующий поезд и при его торможении магнитное поле снова меняется. В самом вагоне магнитное поле еще сильнее - 150-200 мкТл, то есть в десять раз больше, чем в обычной электричке.

Значения индукции магнитных полей, наиболее часто встречаемых нами в повседневной жизни приведены на диаграмме ниже. Глядя на эту диаграмму становится ясно, что мы подвергаемся воздействию магнитных полей постоянно и повсеместно. По мнению некоторых ученых, вредными считаются магнитные поля с индукцией свыше 0,2 мкТл. Ествественно, что следует предпринимать определенные меры предосторожности, чтобы обезопасить себя от пагубного воздействия окружающих нас полей. Просто выполняя несколько несложных правил Вы можете в значительной мере снизить воздействие магнитных полей на свой организм.

В действующих СанПиН 2.1.2.2801-10 «Изменения и дополнения №1 к СанПиН 2.1.2.2645-10 «Санитарно-эпидемиологические требования к условиям проживания в жилых зданиях и помещениях» сказано следующее: "Предельно допустимый уровень ослабления геомагнитного поля в помещениях жилых зданий устанавливается равным 1,5". Также установлены предельно допустимые значения интенсивности и напряжённости магнитного поля частотой 50 Гц:

в жилых помещениях — 5 мкТл или 4 А/м ;
в нежилых помещениях жилых зданий, на селитебной территории, в том числе на территории садовых участков — 10 мкТл или 8 А/м .

Исходя из указанных нормативов каждый может рассчитать какое количество электрических приборов может находиться во включённом состоянии и в состоянии ожидания в каждом конкретном помещении или же , на основании которого будут выданы рекомендации по нормализации жилого пространства.

Видеоматериалы по теме

Небольшой научный фильм о магнитном поле Земли

Использованная литература

1. Большая Советская Энциклопедия.

Человек не видит и не слышит магнитное поле Земли, но это невидимое силовое поле окружает нашу планету петлями, которые простираются в космос на десятки тысяч километров. Если мы его не замечаем, то это не значит, что наше тело его не чувствует. Просто мы настолько привыкли к магнитному полю Земли, что принимаем его как должное.

А вот животные активно используют свойства магнитного поля. Птицы, летучие мыши, пчелы, рыбы (например, лосось), морские черепахи и многие другие существа с его помощью ориентируются в пространстве.

ГЛУБИННОЕ ПРОИСХОЖДЕНИЕ

Магнитное поле Земли генерируется массами жидкого железа и никеля, которые вращаются по кругу. Ядро нагревается примерно до 5000 °С теплом, сохранившимся со времен формирования Земли, и теплом от распада радиоактивных элементов. Несмотря на высокие температуры, сочетание медленного охлаждения и сильного давления сверху привело к тому, что центральные области ядра затвердели, а вокруг них кружатся в водовороте жидкие массы.

Именно жидкий слой генерирует магнитное поле. Вращение Земли и конвективные течения создают в нем сильные круговые электрические токи, примерно параллельные экватору Земли. Явление, известное как динамо-эффект, удерживает под прямым углом к ним магнитное поле, а также магнитные полюса на поверхности недалеко от мест пересечения ее осью вращения Земли.

Поскольку поле создается динамическими процессами, оно очень нестабильно и колеблется в направлении вращения, приводя к смещению полюсов ежегодно на десятки километров. Морякам, использующим для навигации магнитные компасы, приходится учитывать, что их приборы указывают на местность не в Канаде, как раньше, а в Северном Ледовитом океане, причем все ближе к территории России.

ШИРОКИЙ ОХВАТ

От источника в центре Земли магнитное поле простирается на огромное расстояние. Часто его представляют в виде силовых линий, которые можно определить по силе и направлению поля в разных местах. Силовые линии выходят из магнитных полюсов, между которыми они образуют петли, относительно параллельные поверхности Земли.

Одна из главных «функций» этой системы — защита нашей планеты от космического излучения. Земля находится на пути солнечного ветра — потока электрически заряженных частиц, исходящих от Солнца во всех направлениях. Если бы эти частицы проникли в атмосферу Земли, они повредили бы живые клетки. К счастью, они электрически заряжены, поэтому отталкиваются при встрече с магнитным полем и меняют направление движения, пролетая вдоль силовых линий, параллельных земной поверхности.

РАДИАЦИОННЫЕ ПОЯСА

Высокоэнергичные частицы могут попадать в огромные тороидальные зоны между силовыми линиями магнитного поля Земли. Два огромных тора, окружающих ее, называют радиационными поясами Ван Аллена в честь ученого-новатора в области космонавтики Джеймса Ван Аллена. Внутренний пояс пролегает примерно на высоте одного радиуса Земли (6378 км), а внешний — приблизительно в пяти радиусах. В этих зонах заряженные частицы накапливаются и удерживаются магнитным полем, а вырвавшиеся заменяются другими.

МАГНИТНАЯ ФОРМА

Есть и другие аспекты взаимодействия магнитного поля Земли и солнечного ветра. Ветер несет следы магнитного поля Солнца, которые влияют на форму магнитосферы Земли, сжимая ее со стороны Солнца и вытягивая в длинный магнитный хвост с противоположной. В зависимости от силы ветра на разных этапах солнечного цикла размер магнитосферы Земли и положение таких областей, как пояса Ван Аллена, могут сильно меняться.

Самый впечатляющий эффект этих явлений в околоземном пространстве — северное и южное полярные сияния. Часто авроральные явления вызваны сложным взаимодействием между солнечным магнитным полем и земной магнитосферой, связанным с активностью на Солнце за несколько дней до этого. Поскольку приближающиеся частицы сталкиваются с атомами и молекулами разреженного газа в верхних слоях атмосферы, они излучают энергию характерных цветов: атомы кислорода обычно красные и зеленые, а молекулы азота — розовые и фиолетовые.

ИНВЕРСИЯ ПОЛЯ

Поскольку металлы в ядре Земли движутся по кругу с непостоянной скоростью, сила магнитного поля также варьируется. Направление вращения ядра может меняться на противоположное, что вызывает инверсию магнитных полюсов, то есть северный и южный магнитные полюса Земли меняются местами на некоторое время, возможно, на несколько тысяч лет.

Магнитограмма океанического дна Земли позволяет восстановить древнюю историю инверсий магнитных полюсов за период более десятков миллионов лет. Однако в них не прослеживается четкая закономерность: иногда всего за несколько миллионов лет происходило множество полных изменений полюсов, а другие периоды характеризовались длительной стабильностью. Ученые не знают, что является причиной такой непоследовательности. Это естественный результат хаотичного движения течений в ядре или ее вызывают другие причины, возможно, движение литосферных плит либо сильные удары из космоса?

Некоторые ученые считают, что очередная инверсия магнитных полюсов неизбежна, но доказательств у этой гипотезы мало. Действительно, за последние полтора века сила магнитного поля снизилась на 10 %, но это значение — в пределах нормы и не является безусловным признаком скорых глобальных изменений.

ПЕРЕЖИТЬ ИЗМЕНЕНИЯ

Даже если произойдет инверсия полюсов, причин предсказывать апокалипсис очень мало. Жизнь на Земле (в том числе и наши прямые предки) переживала такие события. Значит, в эти периоды магнитное поле не исчезает полностью и поверхность не подвергается опасным космическим излучениям.

Именно динамическое происхождение магнитного поля Земли делает его сильным. Другие внутренние планеты Солнечной системы обладают более слабыми полями или вовсе не имеют таковых. В большинстве случаев это объясняется тем, что их ядро отвердело, ослабив магнитное поле. В отдаленном будущем магнитное поле Земли также может значительно ослабнуть.

Voted Thanks!

Возможно Вам будет интересно:

В 1600 году английский ученый Уильям Гильберт в своей книге «О магните, магнитных телах и большом магните - Земле». представил Землю, как гигантский постоянный магнит, ось которого не совпадает с осью вращения Земли (угол между этими осями называют магнитным склонением).

Гильберт подтвердил свое предположение на опыте: он выточил из естественного магнита большой шар и, приближая к поверхности шара магнитную стрелку, показал, что она всегда устанавливается так же, как стрелка компаса на 3емле.

Графически магнитное поле Земли похоже на магнитное поле постоянного магнита.

В 1702 году Э. Галлей создает первые магнитные карты Земли.
___

Основная причина наличия магнитного поля Земли в том, что ядро Земли состоит из раскаленного железа (хорошего проводника электрических токов, возникающих внутри Земли).
___

Магнитное поле Земли образует магнитосферу, простирающуюся на 70-80 тыс. км в направление Солнца. Она экранирует поверхность Земли, защищает от вредного влияния заряженных частиц, высоких энергий и космических лучей, определяет характер погоды.
___

Магнитное поле Солнца в 100 больше, чем земное.

ИЗМЕНЕНИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ

Еще в 1635 году Геллибранд устанавливает, что магнитное поле Земли меняется.
Позднее было установлено, что существуют постоянные и кратковременные изменения магнитного поля Земли.

Причиной постоянных изменений является наличие залежей полезных ископаемых.
На Земле имеются такие территории, где ее собственное магнитное поле сильно искажается залеганием железных руд. Например, Курская магнитная аномалия, расположенная в Курской области.

Причина кратковременных изменений магнитного поля Земли - действие "солнечного ветра", т.е. действие потока заряженных частиц, выбрасываемых Солнцем. Магнитное поле этого потока взаимодействует с магнитным полем Земли, возникают "магнитные бури".
На частоту и силу магнитных бурь влияет солнечная активность.
В годы максимума солнечной активности (один раз в каждые 11,5 лет) возникают такие магнитные бури, что нарушается радиосвязь, а стрелки компасов начинают непредсказуемо "плясать".

Результатом взаимодействия заряженных частиц "солнечного ветра" с атмосферой Земли в северных широтах является такое явление, как "полярное сияние".

НЕ ПУТАЙ МАГНИТНЫЕ И ГЕОГРАФИЧЕСКИЕ ПОЛЮСЫ ЗЕМЛИ

Одноименные магнитные полюсы отталкиваются, а разноименные - притягиваются.
Почему же стрелка компаса своим северным полюсом показывает на север, а южным – на юг?

Какой же из концов стрелки компаса притягивается к северному полюсу Земли?
Или, иначе говоря, который из двух полюсов Земли - северный или южный - лежит в той стороне, куда указывает северный конец магнитной стрелки?
__

Прав тот, кто говорит, что на северный полюс Земли (географический) указывает северный конец магнитной стрелки.
А это значит, что на севере Земли лежит южный магнитный полюс Земли, его координаты 75°,6 с. ш., 101° з. д. (данные на 1965 г.).

Северный магнитный полюс Земли находится в Антарктиде, его координаты 66°,3 ю.ш., 141° в. д. (по данным на 1965 г.).
Магнитные полюсы Земли медленно дрейфуют.

ДЕЙСТВИТЕЛЬНО ЛИ "СЕВЕР" НА СЕВЕРЕ?

Человек, смотря на компас, шагает прямо в ту сторону, куда указывает темным концом магнитная стрелка. Он «идет по компасу» на север к полюсу Куда он придет?

Большинство наверняка сделало одну и ту же ошибку.
Они думали, что человек должен был прийти на северный географический полюс Земли.
А на самом деле он прибыл на остров Сомерсет, расположенный на северной оконечности Северной Америки, где находится северный магнитный полюс земли.

В настоящее время южный магнитный полюс земли находится в Канаде на расстоянии
около 2100 км от географического северного полюса.

ИНТЕРЕСНО

В каком месте Земли совершенно нельзя верить магнитной стрелке вследствие того, что она северным концом показывает на юг, а южным на север?

Поместив компас между северным магнитным и северным географическим полюсами (ближе к магнитному), мы увидим, что северный конец стрелки направлен к первому, т. е. на юг, а южный - в противоположную сторону, т. е. на север.

Ученые определили, что в точках магнитного полюса Земли свободно подвешенная на нити магнитная стрелка должна устанавливаться вертикально, так как именно в этих точках магнитные линии входят (или выходят) из Земли.

ВЛИЯНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ НА ЖИВЫЕ ОРГАНИЗМЫ

Мухи и другие насекомые "садятся" предпочтительно в направлении поперек или вдоль магнитных линий магнитного поля Земли. Например, термиты располагаются на отдых так, что оказываются головами в одном направлении: в одних группах - параллельно, в других - перпендикулярно линиям магнитного поля.
___

Ориентиром для перелетных птиц также служит магнитное поле Земли. 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.
___

Ботаники установили восприимчивость растений к магнитным полям. Оказывается сильное магнитное поле влияет на рост растений.

Давайте вместе разбираться в том, что такое магнитное поле. Ведь многие люди живут в этом поле всю жизнь и даже не задумываются о нем. Пора это исправить!

Магнитное поле

Магнитное поле – особый вид материи. Оно проявляется в действии на движущиеся электрические заряды и тела, которые обладают собственным магнитным моментом (постоянные магниты).

Важно: на неподвижные заряды магнитное поле не действует! Создается магнитное поле также движущимися электрическими зарядами, либо изменяющимся во времени электрическим полем, либо магнитными моментами электронов в атомах. То есть любой провод, по которому течет ток, становится также и магнитом!

Тело, обладающее собственным магнитным полем.

У магнита есть полюса, называемые северным и южным. Обозначения "северный" и "южный" даны лишь для удобства (как "плюс" и "минус" в электричестве).

Магнитное поле изображается посредством силовых магнитных линий . Силовые линии непрерывны и замкнуты, а их направление всегда совпадает с направлением действия сил поля. Если вокруг постоянного магнита рассыпать металлическую стружку, частицы металла покажут наглядную картину силовых линий магнитного поля, выходящих из северного и входящих в южный полюс. Графическая характеристика магнитного поля - силовые линии.

Характеристики магнитного поля

Основными характеристиками магнитного поля являются магнитная индукция , магнитный поток и магнитная проницаемость . Но давайте обо всем по порядку.

Сразу отметим, что все единицы измерения приводятся в системе СИ .

Магнитная индукция B – векторная физическая величина, являющаяся основной силовой характеристикой магнитного поля. Обозначается буквой B . Единица измерения магнитной индукции – Тесла (Тл ).

Магнитная индукция показывает, насколько сильно поле, определяя силу, с которой оно действует на заряд. Данная сила называется силой Лоренца .

Здесь q - заряд, v - его скорость в магнитном поле, B - индукция, F - сила Лоренца, с которой поле действует на заряд.

Ф – физическая величина, равная произведению магнитной индукции на площадь контура и косинус между вектором индукции и нормалью к плоскости контура, через который проходит поток. Магнитный поток - скалярная характеристика магнитного поля.

Можно сказать, что магнитный поток характеризует количество линий магнитной индукции, пронизывающих единицу площади. Магнитный поток измеряется в Веберах (Вб) .

Магнитная проницаемость – коэффициент, определяющий магнитные свойства среды. Одним из параметров, от которых зависит магнитная индукция поля, является магнитная проницаемость.

Наша планета на протяжении нескольких миллиардов лет является огромным магнитом. Индукция магнитного поля Земли изменяется в зависимости от координат. На экваторе она равна примерно 3,1 на 10 в минус пятой степени Тесла. К тому же существуют магнитные аномалии, где значение и направление поля существенно отличаются от соседних областей. Одни из самых крупных магнитных аномалий на планете - Курская и Бразильская магнитные аномалии .

Происхождение магнитного поля Земли до сих пор остается загадкой для ученых. Предполагается, что источником поля является жидкое металлическое ядро Земли. Ядро движется, значит, движется расплавленный железо-никелевый сплав, а движение заряженных частиц – это и есть электрический ток, порождающий магнитное поле. Проблема в том, что эта теория (геодинамо ) не объясняет того, как поле сохраняется устойчивым.

Земля – огромный магнитный диполь. Магнитные полюса не совпадают с географическими, хотя и находятся в непосредственной близости. Более того, магнитные полюса Земли движутся. Их смещение регистрируется с 1885 года. Например, за последние сто лет магнитный полюс в Южном полушарии сместился почти на 900 километров и сейчас находится в Южном океане. Полюс арктического полушария движется через Северный Ледовитый океан к Восточно-Сибирской магнитной аномалии, скорость его передвижения (по данным 2004 года) составила около 60 километров в год. Сейчас наблюдается ускорение движения полюсов - в среднем скорость растет на 3 километра в год.

Каково значение магнитного поля Земли для нас? В первую очередь магнитное поле Земли защищает планету от космических лучей и солнечного ветра. Заряженные частицы из далекого космоса не падают прямо на землю, а отклоняются гигантским магнитом и движутся вдоль его силовых линий. Таким образом, все живое оказывается защищенным от пагубной радиации.

За историю Земли происходило несколько инверсий (смен) магнитных полюсов. Инверсия полюсов – это когда они меняются местами. Последний раз это явление произошло около 800 тысяч лет назад, а всего геомагнитных инверсий в истории Земли было более 400. Некоторые ученые полагают, что с учетом наблюдающегося ускорения движения магнитных полюсов следующей инверсии полюсов следует ожидать в ближайшие пару тысяч лет.

К счастью, в нашем веке смены полюсов пока не ожидается. А значит, можно думать о приятном и наслаждаться жизнью в старом добром постоянном поле Земли, рассмотрев основные свойства и характеристики магнитного поля. А чтобы Вы могли это делать, существуют наши авторы, которым можно с уверенностью в успехе поручить часть учебных хлопот! Курсовая работа международное и национальное право и другие типы работ вы можете заказать по ссылке.

Возможно, будет полезно почитать: