Лабораторная работа №10. Магнитное поле земли
Вид материала | Лабораторная работа |
СодержаниеВыполнение работы |
- Что влияет на магнитное поле Земли, 38.34kb.
- Вопросы к зачету по темам: «Магнитное поле», «Электромагнитная индукция», 22.6kb.
- Урок по физике на тему: "Магнитное поле". 8-й класс, 123.92kb.
- Магнитное поле Земли, 42.5kb.
- Магнетизм Магнитное поле, 26.34kb.
- Магнитное поле. Электромагнитная индукция. Самоиндукция. Часть, 48.45kb.
- Так что же это такое магнитное поле?, 165.84kb.
- Пятая тема. Предпосылки возникновения теории относительности. Законы электродинамики, 513.06kb.
- Урок по физике в 9 классе по теме «магнитное поле земли и других планет», 39.8kb.
- Урок на тему «Магнитное поле Земли», 31.68kb.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №10.
МАГНИТНОЕ ПОЛЕ ЗЕМЛИ.
Магнитное поле Земли можно отождествлять с внешним полем магнитного диполя (стержня), длина которого мала в сравнении с радиусом Земли. При этом центр диполя отстоит на расстоянии 350 км от центра Земли. Ось диполя составляет небольшой угол с земной географической осью. Магнитный момент диполя оценивается в М=8,1 1025эрг/Гс. Северный полюс диполя смотрит на южный географический полюс.
Магнитное поле Земли направлено под некоторым углом θн к горизонтальной плоскости. Этот угол называется магнитным наклонением. Горизонтальная составляющая напряженности магнитного поля Земли направлена под углом θскл к направлению географического меридиана. Этот угол называется магнитным склонением. Магнитное поле Земли задается составляющими:
а) горизонтальной, Нгор. , которая всего более у экватора и равна нулю у полюсов,
Нгор=(0,4÷0,0) Эрст.
б) вертикальной, Нверт. , которая всего более у полюсов и равна нулю у экватора,
Нверт=(0,0÷0,7) Эрст.
Как видно, это поле невелико, но очень медленно убывает с расстоянием (лишь вдвое на высоте 2000 км от поверхности Земли), оно оказывает значительное влияние на различного рода заряженные космические частицы, отклоняя их в окрестности Земли. Колоссальная протяженность магнитного поля Земли компенсирует его слабость. Магнитное поле Земли изменяется с течением времени, так называемые вариации. Это и вековые, и суточные вариации, и магнитные бури, вызванные солнечной активностью, и т.д. Считается, что за последние 3,6 млн лет оно девять раз меняло свое направление (с юга на север и наоборот).
В данной работе определяется величина горизонтальной составляющей магнитного поля Земли с помощью тангенс-буссоли.
Этот прибор (рис. 1) представляет собой плоскую вертикальную катушку, состоящую из нескольких витков проволоки. В центре катушки на вертикальном острие насажана магнитная стрелка.
При имерении плоскость витков совмещают с плоскостью магнитного меридиана Земли, т.е. с вертикальной плоскостью, проведенной через ось магнитной стрелки, находящейся только в магнитном поле Земли. Магнитное поле тока, идущего по виткам буссоли, будет направлено перпендикулярно к плоскости витков. Таким образом, стрелка будет находится в равновесии, когда она станет по направлению результирующего магнитного поля (Земли и буссоли). При этом угол α , на который отклоняется стрелка из исходного положения равновесия, будет определяться соотношением:
Напряженность, создаваемая n витками буссоли, равна
Где I-ток, r -радиус витка.
Измеряя угол α, можно найти горизонтальную составляющую магнитного поля Земли:
ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ
Приборы и принадлежности: тангенс-буссоль, источник постоянного тока, реостат, амперметр, коммутатор тока, ключ.
- собрать цепь по схеме рис.2, где Т – тангенс-буссоль.
- Установить прибор в плоскости магнитного меридиана.
- Замкнуть цепь.
- Установить ток I=0,8 А. При различном числе витков n и обоих направлениях тока измерить угол отклонения магнитной стрелки α. Результаты занести в таблицу.
ТАБЛИЦА
I | n | α лев | αправ | α | tgα | Hз | Hз |
| | | | | | | |
- Измерить отклонения α при постоянном числе витков (n =3) при различных значениях тока I=(0,5-1,0) А.
- Оценить погрешность измерений. Радиус буссоли r=12,4 см.
Список литературы:
Калашников С.Г. Электричество. М.