Визначення напряму ліній індукції магнітного поля Землі
Тема: Визначення напряму ліній індукції магнітного поля Землі
Мета: ознайомитись з будовою, принципом роботи і навчитись користуватись приладом для визначення напряму ліній індукції магнітного поля Землі - інклінатор-деклінатором; визначити магнітний нахил і магнітне схилення на місцевості.
Обладнання: інклінатор-деклінатор, міліметровий папір, компас, гномон, скоч
Теоретичні відомості
Для визначення напрямку ліній індукції магнітного поля Землі використовують прилад, який має назву інклінатор-деклінатор (рис 1).
І. Будова приладу
|
Прилад складається з магнітної стрілки, вісь якої може вільно обертатись в агатових підпорках, закріплених на латунній консолі-рамці 2. В рамці закріплена пластмасова шкала, яка має 360 поділок. Шкала розділена на чотири частини (в кожній по 90 поділок). За «нульові» прийняті поділки, що розміщені на діаметрі круга шкали, який перпендикулярний до рамки. Поділки, яка відповідають значенню «90°» - це ті, які розміщені на діаметрі шкали, який паралельний до рамки. Рамка закріплена на стойці 3, яка розміщена на пластмасовій підставці 1. |
рис 1 |
Вісь магнітної стрілки разом з рамкою 2 і шкалою може обертатись у стойці 3 і фіксуватись з допомогою спеціальної фасонної гайки 4.
ІІ. Визначення напряму індукції магнітного поля Землі.
Земля має потужне магнітне поле, яке захищає всіх мешканців планети від іонізаційного випромінювання, що спрямоване з космосу. Досі науковці не дійшли згоди про причини земного магнетизму, але однією з найпопулярніших, на сьогоднішній день, гіпотез є та, яка пов'язує виникнення магнітного поля Землі, з магнітним полем, яке створюють потоки розплавленого металу у надрах планети.
|
Для визначення напряму ліній індукції магнітного поля Землі використовують дві величини - магнітний нахил, та магнітне схилення (рис 2).
Магнітний нахил (
Магнітне схилення ( |
рис 2 |
Магнітне схилення може бути західним «-» чи східним «+», в залежності від того до куди від площини географічного меридіана відхиляється магнітна стрілка.
ІІІ. Проведення вимірювань з допомогою інклінатор-деклінатора
Для вимірювання магнітного нахилу 
шкалу приладу встановлюють в вертикальне положення і фіксують його фасонною гайкою 4. Прилад повертають у горизонтальній площині до тих пір, поки магнітна стрілка також на займе строго вертикальне положення. Як тільки магнітна стрілка зайняла вертикальне положення, розташування приладу фіксують, помічаючи на міліметровці, на якій встановлюють прилад, напрям консолі з рамкою 2. Після цього прилад повертають на 900 від поміченого напряму і відмічають поділку шкали, на якій зупиниться стрілка. Від «900» по шкалі відлічують знайдену поділку і таким чином знаходять величину магнітного нахилу.
Для вимірювання магнітного схилення 
необхідно знати напрям географічного меридіана. Його можна легко визначити з допомогою гномона.
|
Гномон - це астрономічний прилад, який являє собою вертикальний стержень, що відкидає тінь на горизонтальну поверхню (рис 3). По мірі руху Сонця з сходу на захід, тінь, яку відкидає гномон, змінює свою довжину. Найдовшу тінь відкидає гномон у момент заходу чи сходу Сонця, найкоротшу - в момент перетину Сонцем географічного меридіану. Для підвищення точності вимірювань палицю гномона роблять якомого довшою. Якщо довгої жердини немає, то наявну паличку можна трохи нахилити у напрямі півночі, щоб збільшити довжину тіні. В полудень слід зафіксувати напрям найкоротшої тіні від гномона, вона й покаже напрям географічного меридіана. |
рис 3 |
Визначивши напрям географічного меридіану, шкалу інклінатора-деклінатора встановлюють таким чином, щоб лінія географічного меридіана проходила через «нульові» поділки шкали (була напрямлена перпендикулярно консолі з рамкою 2). Шкалу приладу встановлюють в горизонтальному положенні, яке фіксують фасонною гайкою 4. При цьому стрілка приладу покаже величину магнітного схилення 
.
Знаючи величини магнітного нахилу і магнітного схилення можна легко побудувати у тривимірній Декартові системі координат напрям вектора магнітної індукції (рис 2).
Контрольні запитання
- 1. Сформулюйте означення магнітного поля та вкажіть основні його властивості.
- 2. Сформулюйте означення індукції магнітного поля та одиниць вимірювання цієї фізичної величини.
- 3. Що називають лініями магнітної індукції. Які їх властивості.
- 4. Що є причиною Земного магнетизму? Які величини характеризують напрям ліній індукції магнітного поля Землі. В яких одиницях їх можна вимірювати?
- 5. Коротко опишіть методику визначення напряму магнітного поля Землі з допомогою інклінатора-деклінатора.
Хід роботи
- 1. Ознайомтесь з теоретичними відомостями та інструкцією до роботи. Складіть у роботі відповідну таблицю даних.
- 2. Ознайомтесь з будовою та правилами роботи із інклінатором-деклінатором.
- 3. Визначте напрям географічного меридіана з допомогою гномона. (Якщо розклад занять не дозволяє опівдні визначити напрям географічного меридіана, скористайтесь вже готовими даними, які надані вчителем). Накресліть на листку міліметрового паперу пряму, що відповідатиме напрям географічного меридіану.
- 4. Поряд з цією прямою покладіть компас і спостерігайте за тим, щоб кут між стрілкою компаса і прямою залишався сталим (тобто, щоб під час Ваших вимірювань накреслена пряма зберігала свій початковий напрям).
|
рис 4 |
- 9. Зробіть висновок. У висновку опишіть свої здобутки, яких Ви набули, виконуючи дану роботу; головні причини похибок; основні, на Ваш погляд, недоліки та переваги даного дослідження; пропозиції щодо його покращення.
1
про публікацію авторської розробки
Додати розробку