قطب های مغناطیسی زمین

قطب نما را در دستان خود می گیرید، اهرم را به سمت خود می کشید تا سوزن مغناطیسی تا نقطه سوزن بیفتد. وقتی فلش آرام شد، سعی کنید آن را در جهت دیگری قرار دهید. اما هیچ چیز برای شما درست نمی شود. مهم نیست که چقدر فلش را از موقعیت اصلی خود منحرف کنید، پس از آرام شدن، یک سر همیشه به سمت شمال و دیگری به سمت جنوب خواهد بود.

چه نیرویی باعث می شود که سوزن قطب نما سرسختانه به حالت اولیه خود بازگردد؟ همه از خود سوال مشابهی می پرسند و به سوزن مغناطیسی کمی نوسانی و گویی زنده نگاه می کنند.

از تاریخ اکتشافات

در ابتدا مردم معتقد بودند که این نیرو جاذبه مغناطیسی ستاره شمال است. پس از آن، مشخص شد که سوزن قطب نما توسط زمین کنترل می شود، زیرا سیاره ما یک آهنربای بزرگ است.

اما سوزن مغناطیسی همیشه دقیقاً در امتداد خط شمال به جنوب هدایت نمی شود، بلکه دارای انحراف از این جهت است. این انحراف را میل مغناطیسی می نامند.

آشنایی با یک فرد خواص شگفت انگیزمغناطیس زمین در طلوع زمان تاریخی رخ داد. قبلاً در دوران باستان ، مردم سنگ آهن مغناطیسی - مگنتیت را می دانستند. اما چه کسی و چه زمانی مشخص شد که آهنرباهای طبیعی همیشه در فضا در ارتباط با قطب های جغرافیایی زمین به یک شکل جهت گیری می کنند، به طور قطع مشخص نیست. در رساله های چینی مربوط به قرن یازدهم قبل از میلاد. ه.، قطعاتی وجود دارد که می تواند به عنوان شواهدی از استفاده از قطب نما برای اهداف ناوبری تفسیر شود. اولین توصیفات شناخته شده از قطب نما تنها 23 قرن بعد در چین ظاهر شد - در قرن 11th، و در اروپا حتی بعدها - در قرن 12th. اولین گزارش موثق در مورد قطب‌نمای مغناطیسی که در اروپا ظاهر شد را مدیون راهب انگلیسی الکساندر نکام هستیم. در حدود سال 1187، او دستگاهی را توصیف کرد که شامل یک فلش است که جهت را نشان می‌دهد، و در قطب‌نمای او، فلش به جای اینکه روی یک نخ معلق باشد، شناور بود. یکی دیگر از نقاط عطف مهم در تاریخ ژئومغناطیس نامه ای است که در سال 1269 توسط پیر دو مریکور نوشته شد. این پیام به ویژه می گوید که یک آهنربای طبیعی دو قطب دارد و این قطب ها تمایل دارند خود را در امتداد نصف النهار جغرافیایی مستقر کنند و به قطب های زمین - شمال و جنوب اشاره می کنند.

اطلاعاتی وجود دارد که قبلاً X. کلمب می دانست که سوزن قطب نما از نصف النهار جغرافیایی منحرف می شود و این انحراف در آن یکسان نیست. بخشهای مختلفزمین.

«... در سپتامبر 1492، بسیاری از اسپانیایی ها روی خاکریز جمع شدند. نگاهشان به سمت دریا بود که سه کشتی روی موج ها تکان می خوردند. این کشتی‌ها سفری غیرمعمول در پیش داشتند: عبور از یک اقیانوس تقریباً کاملاً ناشناخته و رسیدن به هند افسانه‌ای...

کشتی ها به راه افتادند. سواحل بومی اسپانیا هر ساعت بیشتر و بیشتر می شد.

در 13 سپتامبر، ملوانان با تعجب متوجه شدند که سوزن قطب نما جهت خود را تغییر داده و به سمت غرب منحرف شده است. روز بعد دوباره متوجه انحراف شد. دریانورد به X. Columbus گزارش داد که سوزن قطب نما کشتی در چهار روز 11 درجه از جهت مورد نظر خود منحرف شده است.

کلمب که در کابینش نشسته بود، مدت زیادی فکر کرد. او نتوانست این رفتار سوزن قطب نما را توضیح دهد. شاید برگردی؟ اما در آنجا، در اسپانیا، شرم در انتظار اوست و پیشاپیش، اگر سرزمین های جدیدی را کشف کند، شکوه و افتخار در انتظار اوست. و کلمب تصمیم گرفت به سفر خود ادامه دهد. او برای اطمینان دادن به ملوانان به آنها گفت که این سوزن قطب نما نیست که جهت خود را تغییر داده است، بلکه ستاره شمالی تا حدودی از جای خود حرکت کرده است. بنابراین جای نگرانی نیست و سفر ادامه دارد.

ملوانان آرام شدند و به زودی کشتی ها به دنیای جدید رسیدند.

انحراف سوزن قطب نما مغناطیسی، کشف شده توسط کلمب، به عنوان انگیزه ای برای مطالعه این پدیده عمل کرد، زیرا دریانوردان به اطلاعات دقیق در مورد میزان انحراف مغناطیسی در مناطق مختلف سیاره ما نیاز داشتند. از این زمان به بعد، آنها شروع به تعیین انحراف در مکان های مختلف روی زمین می کنند و بر اساس این داده ها، نقشه های مغناطیسی ایجاد می کنند که نشان می دهد سوزن قطب نما مغناطیسی در یک مکان معین به کدام جهت و چند درجه منحرف می شود.

در سال 1544، هارتمن، کشیش نورنبرگ، تعیین کرد که جهت جغرافیایی و قطب مغناطیسیآنها متفاوت هستند و زاویه بین این جهت ها (انحراف) به مختصات محل مشاهده بستگی دارد. مهم ترین قدم بعدی توسط رابرت نورمن برداشته شد که پارامتر جغرافیایی دیگری را کشف کرد میدان مغناطیسی، یعنی تمایل. نورمن کشف کرد که یک سوزن آهنربایی آزادانه معلق نه تنها خود را در جهت قطب های مغناطیسی تراز می کند، بلکه نسبت به صفحه افقی نیز کج می شود. با تشکر از این مشاهدات، نورمن به یک نتیجه گیری واقعاً اساسی رسید که منبع نیرویی که فلش را هدایت می کند در داخل زمین قرار دارد و نه خارج از آن.

در سال 1600، ویلیام گیلبرت، پزشک شخصی امپراتور انگلیسی الیزابت 1، بر اساس آزمایشات بی پایان خود که تمام زندگی خود را وقف آن کرد، به این ایده رسید که خود زمین یک آهنربای بزرگ است. قرن هفدهمبا اکتشافات جدید در زمینه ژئومغناطیس مشخص شد. و قابل توجه ترین آنها را می توان کشف پدیده "سیر سکولار" دانست. ادموند هالی، ستاره شناس سلطنتی دربار انگلیس، با اندازه گیری های مکرر متعددی از انحراف هم در لندن و هم در نقاط دیگر، ثابت کرد که در معرض تغییرات منظم و منظم است. در قرن 18 - 19، دانشنامه نویسان برجسته علمی مانند هومبولت، گی-لوساک، ماکسول و گاوس با مشکلات ژئومغناطیس سروکار داشتند. از جمله پروژه هایی که گاوس و هومبولت سازماندهی کردند، به ویژه «اتحادیه گوتینگن» بود که در مقیاسی در تاریخ ژئومغناطیس بی سابقه بود. به عنوان بخشی از این پروژه، اندازه‌گیری‌های همزمان میدان ژئومغناطیسی در 50 نقطه از کره زمین در مدت 5 سال (از سال 1836 تا 1841) در 28 بازه زمانی انجام شد.

در آغاز قرن بیستم، در سال 1909، یک آزمایشگاه مغناطیسی شناور راه اندازی شد - قایق بادبانی کارنگی، که متعلق به بخش مغناطیس زمینی موسسه کارنگی در واشنگتن بود. تقریباً به مدت 20 سال، اندازه گیری میدان مغناطیسی روی آن در نقاط مختلف اقیانوس جهانی انجام شد و در سال 1953، کشتی غیر مغناطیسی شوروی "زاریا" اولین سفر خود را آغاز کرد که بیش از سه دهه سفرهای مداوم را پشت سر گذاشت. اقیانوس ها، 350 هزار نفر را پشت سر گذاشتند. مایل های دریایی. در سال 1947 فیزیکدان شورویمن و. فرنکل، برای توضیح دلایل پیدایش میدان مغناطیسی، فرضیه دینام زمین را مطرح کرد که متعاقباً توسط دانشمندان دیگر توسعه یافت و به طور قابل توجهی تکمیل شد و به یک نظریه منسجم درباره منشأ میدان ژئومغناطیسی تبدیل شد. یک رویداد دوران ساز در تاریخ مغناطیس شناسی توضیح ماهیت ناهنجاری های مغناطیسی اقیانوس ها بود. افتخار این کشف متعلق به دو دانشمند - D. Matthews و F. Vine است. آنها در تنها مقاله مشترک خود که در سال 1963 در مجله Nature با عنوان "ناهنجاری های مغناطیسی بر روی پشته های اقیانوسی" منتشر شد، مدلی را پیشنهاد کردند که تمام ویژگی های اصلی ناهنجاری های مغناطیسی اقیانوسی را با سهولت و لطف فوق العاده توضیح می داد. این کار اساس همه را تشکیل داد تحقیقات مدرنمیدان ژئومغناطیسی

قطب های مغناطیسی - مگنتوسفر

در مقایسه با میدان های مغناطیسی که با آن ها مواجه می شویم زندگی روزمره(هسته های بلندگو، پالس های مغناطیسی جریان متناوب در لوازم خانگی، لامپ ها، خطوط برق و غیره)، میدان مغناطیسی زمین در دسته میدان های بسیار ضعیف قرار می گیرد. با این حال، این به اصطلاح میدان ژئومغناطیسی اصلی که ماهیت سیاره ای دارد، در همه جای زمین وجود دارد. حتی قبل از کشف خود میدان مغناطیسی، مردم یاد گرفتند که برخی از عناصر آن را اندازه گیری کنند. بنابراین، اولین نقشه‌های انحراف مغناطیسی، که دردسرهای زیادی را برای دریانوردان باستانی ایجاد می‌کرد، در سال 2018 ظاهر شد. اواسط قرن شانزدهمقرن.

درک این واقعیت که قطب های مغناطیسی با قطب های جغرافیایی منطبق نیستند، همه چیز را در جای خود قرار داد و این امکان را فراهم کرد که درک کنیم که انحراف زاویه بین جهت شمال و نصف النهار مغناطیسی است که سوزن قطب نما در امتداد آن قرار می گیرد. مقدار شیب - زاویه بین صفحه افقی و سوزن مغناطیسی - به همان اندازه اندازه گیری شده است.

امروزه میدان مغناطیسی روی سطح سیاره ما با جزئیات کافی مورد مطالعه قرار گرفته است. معلوم شد که اصلا ثابت نیست، بلکه دائما در حال تغییر است. در تمام طول سال صدها رصدخانه مغناطیسی، ده ها کشتی و هواپیمای ویژه، تیم های متعدد مغناطیس شناس در نقاط مختلف جهان وجود دارد.

معلوم شد که میدان مغناطیسی در معرض تغییرات مختلفی است. برخی از آنها منظم هستند و روزانه مشاهده می شوند، به ویژه تغییرات به اصطلاح روزانه، که با نوسانات چرخه ای در قدرت میدان مغناطیسی و انحراف مغناطیسی مشخص می شوند. سایر تغییرات کمتر شناخته شده نیستند - نوسانات دوره کوتاه که مدت آنها از چند دقیقه تجاوز نمی کند و همچنین طوفان های مغناطیسی که مدت زمان آنها را می توان در روز اندازه گیری کرد.

همه این تغییرات مستقیماً با فعالیت خورشید مرتبط است. در "آرامش" روزهای مغناطیسیبرهمکنش باد خورشیدی با جریان‌های یونوسفر باعث تغییرات هموار و منظم در اجزای میدان مغناطیسی با بازه زمانی نزدیک به 24 ساعت می‌شود. طوفان های مغناطیسی که در بالا ذکر شد، اختلالات پراکنده نامنظم مغناطیس کره زمین هستند. آنها در لحظه ای شروع می شوند که فشار باد خورشیدی روی مگنتوسفر به شدت تغییر می کند و نمی تواند جریان ذرات پر انرژی را از زمین "منحرف کند". در نتیجه، آنها به یونوسفر نفوذ می کنند و ساختار منظم جریان های الکتریکی نزدیک به زمین را مختل می کنند. طوفان های مغناطیسی از نظر شدت و مدت متفاوت هستند، اما، به عنوان یک قاعده، بازیابی کامل "آرامش" میدان ژئومغناطیسی 2-3 روز پس از شروع طوفان اتفاق می افتد.

در صورتی که جهش فشار (چگالی) باد خورشیدی قادر به "شکستن" مگنتوسفر نباشد، اعوجاج مغناطیسی ایجاد می شود. خطوط برقماهیتی محلی دارند و اختلالات مغناطیسی کل کره زمین را در بر نمی گیرد، بلکه فقط یک منطقه خاص را در بر می گیرد. آنها "مهمان" بسیار مکرر در مناطق شمالی جهان هستند. شفق های قطبی نیز اغلب با این اختلالات همراه هستند.

در طول سال، دو دوره افزایش شدید در فعالیت مغناطیسی وجود دارد - این دوره های انقلاب بهار و پاییز، یعنی مارس و سپتامبر است. در این زمان، تعداد طوفان های مغناطیسی به طور قابل توجهی افزایش می یابد. اگر به طور متوسط ​​1-2 طوفان مغناطیسی در ماه رخ دهد، در ماه مارس و سپتامبر تعداد آنها چندین برابر افزایش می یابد و اوج فعالیت مغناطیسی در پاییز پرانرژی تر است - در پاییز تعداد طوفان های مغناطیسی بیشتر از بهار است. می تواند به 7-8 در ماه برسد.

فراوانی طوفان ها به شدت تحت تأثیر چرخه جهانی 11 ساله فعالیت خورشیدی است که تا حد زیادی تمام فرآیندهای طبیعی روی زمین را تعیین می کند. به هر حال، سال 2003 سال حداکثر فعالیت خورشیدی بود.

علاوه بر چنین نوسانات کوتاه مدت میدان مغناطیسی، تغییرات بسیار آهسته تر و هموارتر در پارامترهای آن با یک دوره چند صد ساله نیز وجود دارد. آنها با فرآیندهای رخ داده در داخل زمین مرتبط هستند و تغییرات سکولار نامیده می شوند. تغییرات سکولار را می توان به تنفس میدان مغناطیسی - در هر نقطه - تشبیه کرد سطح زمینجهت میدان مغناطیسی به صورت دوره ای تغییر می کند و مقدار مغناطش سیاره به طور کلی ثابت نمی ماند. تاریخچه منظم مشاهدات مغناطیسیقدمت کمی بیش از 100 سال پیش است، بنابراین اطلاعات در مورد تغییرات سکولار به دست آمده از این اندازه گیری ها، البته، نمی تواند کامل باشد. برای مدت طولانی، به نظر می رسید که هرگونه تلاش مغناطیس شناسان برای بررسی گذشته دور سیاره ما، برای یافتن چگونگی تغییر میدان مغناطیسی آن در طول زمان، محکوم به شکست است. با این حال، طبیعت خود سرنخ شگفت انگیزی را برای مردم ذخیره کرده بود که به حل یکی از پیچیده ترین اسرار تکامل زمین کمک کرد.

در اواسط قرن نوزدهم، پدیده مغناطیسی حرارتی گدازه ها - دیرینه مغناطیس - کشف شد. به تدریج، گام به گام، دانشمندان دریافتند که حاملان میدان ژئومغناطیسی باستانی می توانند سنگ هایی با منشاء بسیار متفاوت، چه آذرین و چه رسوبی باشند.

مشخص شد که سنگ‌هایی که در طول فوران‌های آتشفشانی به شکل گدازه فوران می‌کنند، توانایی شگفت‌انگیزی برای ذخیره اطلاعات در مورد میدان مغناطیسی زمین دارند. سنگ هایی که تا دمای 500 تا 700 درجه سانتیگراد گرم می شوند، با سرد شدن، مغناطش پیدا می کنند که بزرگی و جهت آن مطابق با میدان مغناطیسی زمین است که در هنگام سرد شدن روی سنگ عمل می کند. این مغناطش برای میلیون ها سال ادامه دارد و مانند یک نوار، شواهدی از گذشته های دور این سیاره را برای ما به ارمغان می آورد. با تعیین سن سازندهای گدازه با استفاده از روش های زمین شناسی و "خواندن" اطلاعات دیرینه مغناطیسی ذخیره شده در آنها، می توان به طور قابل اعتمادی تاریخچه میدان مغناطیسی زمین را بازیابی کرد.

مطالعات دیرینه مغناطیسی شواهد انکارناپذیری از وارونگی های مکرر (برگشت قطب) میدان ژئومغناطیسی در دوره های گذشته نشان داده است. معلوم شد که قطب های مغناطیسی بیش از یک بار جای خود را تغییر داده اند. به لطف دستاوردهای فیزیکدانانی که روش هایی را برای تعیین سن مطلق سنگ ها توسعه داده اند، دیرینه مغناطیس شناسان این فرصت را دارند که نه تنها رویدادهای اصلی در تاریخ میدان ژئومغناطیسی (عمدتا وارونگی ها) را ثبت کنند، بلکه مدت زمان و مطلق بودن آنها را نیز تعیین کنند. زمان شروع و پایان وارونگی ها - یعنی ایجاد یک مقیاس زمانی (مقیاس زمانی) معکوس های میدان ژئومغناطیسی. مغناطیس شناسان این مقیاس را مغناطیس کرونولوژیک می نامند.

اولین چنین مقیاسی نسبتاً "کوتاه" بود - یک دوره فقط 3.5 میلیون سال را پوشش می داد و خیلی دقیق نبود. واقعیت این است که گدازه‌ها، در بیشتر موارد، فقط در دوره‌های تکتونوماگمایی خاص، در دوره‌ای نسبتاً باریک فوران کردند.

فاصله زمانی. بنابراین، مشخص شد که تنها گدازه ها را کاوش می کنند فوران های آتشفشانی، "خواندن" کل تاریخ میدان مغناطیسی زمین ممکن نخواهد بود.

به محض شروع مطالعات گسترده در مورد میدان مغناطیسی اقیانوس ها، وضعیت به شدت تغییر کرد. اولین اندازه گیری های پیوسته در امتداد خطوط عبوری از اقیانوس اطلس تفاوت های شدیدی را در ساختار میدان مغناطیسی اقیانوس در مقایسه با زمین نشان داد. نتیجه واقعا هیجان انگیز بود. مشخص شد که به جای شکل پیچیده ای از ناهنجاری های مغناطیسی در خشکی، که از ناحیه ای به منطقه دیگر بسیار متفاوت است، ناهنجاری های مغناطیسی اقیانوسی در همه اقیانوس ها دارای ویژگی منظم و سیستماتیک هستند.

میدان مغناطیسی اقیانوس جهانی از نوارهای موازی با جهت متناوب مغناطیسی سنگ ها تشکیل شده است - به طور متناوب با جهت میدان مغناطیسی مدرن (مغناطیس مستقیم) منطبق است یا مستقیماً مخالف آن است (مغناطیس معکوس). این ناهنجاری ها تا هزاران کیلومتر امتداد دارند، گاهی اوقات بدون هیچ گونه اعوجاج. به عنوان مثال، در اقیانوس اطلسآنها را می توان از ایسلند تا کیپ هورن ردیابی کرد.

ناهنجاری های اقیانوسی از شدت و اندازه بسیار بالایی برخوردار هستند. اما شاید بارزترین ویژگی این نوارهای مغناطیسی تقارن آینه ای آنها نسبت به خط الراس میانی اقیانوس باشد، یعنی هر ناهنجاری مثبت یا منفی در یک طرف خط الراس لزوماً یک "دوقلو" در سمت دیگر دارد. علاوه بر این، ناهنجاری های "دوقلو" در همان فاصله از محور پشته قرار دارند.

ژئوفیزیکدانان کاوشگر مغناطیسی که عادت داشتند ناهنجاری های میدان مغناطیسی را با ویژگی های ساختار زمین شناسی و ترکیب مواد سنگ ها در منطقه مورد مطالعه توضیح دهند، در ضرر بودند: مدل ها و طرح های معمول و به خوبی توسعه یافته برای زمین هنگام اعمال "کار نمی کنند" به اقیانوس با این حال، توضیح برای این پدیده دیری نپایید - انقلابی که در زمین شناسی رخ داد، زمین ساخت جهانی صفحات سنگ کره را به پایه علوم زمین رساند. او واقعاً با مغناطیس شناسان آشنا شد هدیه بی ارزش- فرصتی برای مطالعه تاریخچه میدان ژئومغناطیسی در سراسر وجود اقیانوس ها.

با تلاش مشترک دیرینه‌مغناطیس‌شناسان و مغناطیس‌سنج‌های دریایی، یک مقیاس مغناطیسی زمان‌شناسی بسیار دقیق ایجاد شد - تاریخچه معکوس‌های میدان ژئومغناطیسی بیش از 4 میلیارد سال. علاوه بر این، فقط یک نگاه سریع به این مقیاس کافی است تا متوجه شوید که حیات میدان مغناطیسی زمین کاملا طوفانی است.

قطب های مغناطیسی سیاره ما هر از گاهی مکان خود را تغییر می دهند - وارونگی میدان مغناطیسی رخ می دهد. قطب مغناطیسی جنوب به قطب شمال تبدیل می شود و بالعکس. در چنین دوره‌هایی، جهت میدان مغناطیسی برخلاف میدان مغناطیسی مدرن است. روند "چرخش" قطب ها حداقل 10 هزار سال طول می کشد. و با وجود دستاوردهای عظیم مغناطیس شناسی و ژئوفیزیک دهه های گذشته، دلایل چنین دگرگونی هایی هنوز یک راز باقی مانده است.

با این حال، مطالعات دقیق سیستماتیک وارونگی ها این امکان را به وجود آورده است که نشان دهد شاید ارتباطی بین تغییرات دوره ای گیاه و جانوران روی زمین و تغییرات چرخه ای در میدان مغناطیسی وجود دارد. بسیاری از محققان بر این باورند که در طول دوره تغییر قطبیت، میدان مغناطیسی به طور قابل توجهی ضعیف می شود یا حتی به طور کلی ناپدید می شود و در این زمان زمین در برابر جریان تابش کیهانی بی دفاع می ماند که تأثیر فوق العاده ای بر بیوسفر سیاره دارد. جسورانه ترین فرضیه ها حتی ظاهر انسان را با تغییر در قطبیت قطب های مغناطیسی مرتبط می دانند.

هنوز زود است که بگوییم این یا سایر فرضیات چقدر منصفانه هستند. یک چیز مسلم است: وجود حیات در سیاره ما بدون میدان مغناطیسی که از همه موجودات زنده در برابر اثرات مضر تشعشعات کیهانی محافظت می کند غیرممکن است.

میدان مغناطیسی خارجی زمین - مگنتوسفر - به داخل گسترش می یابد فضای بیرونیبیش از 20 قطر زمین دارد و به طور قابل اعتمادی از سیاره ما در برابر جریان قدرتمند ذرات کیهانی محافظت می کند.

ساختار مغناطیس‌کره: باد خورشیدی، جبهه موج ضربه‌ای، میدان مغناطیسی بین سیاره‌ای، قسمت دم مگنتوسفر، مگنتوپوز (مرز مگنتوسفر)، سمت شب مگنتوسفر، سمت روز مغناطیس، نقطه تقاطع خطوط میدان، یونوسفر، ذرات توسط خطوط میدانی، کره پلاسما، بیضی شکل گرفته شده است چراغ های قطبی.

بارزترین تجلی مگنتوسفر طوفان های مغناطیسی هستند - نوسانات سریع آشفته همه اجزای میدان ژئومغناطیسی. اغلب، طوفان های مغناطیسی کل کره زمین را در بر می گیرند: آنها توسط تمام رصدخانه های مغناطیسی در جهان - از قطب جنوب تا اسپیتسبرگن، و نوع مغناطیسی به دست آمده در بیشتر موارد ثبت شده است. مکان های دورزمین به طرز شگفت آوری شبیه است. بنابراین، تصادفی نیست که چنین طوفان های مغناطیسی جهانی نامیده می شوند.

دامنه نوسانات میدان مغناطیسی در طول یک طوفان صدها یا حتی هزاران بار بیشتر از سطح نوسانات در روزهای "آرام" است، با این حال، در رابطه با میدان مغناطیسی اصلی (داخلی) زمین معمولاً بیش از آن افزایش نمی یابد. 1-3٪. میدان مغناطیسی خارجی میدان جریان هایی است که در یونوسفر - پوسته بیرونی جو زمین که تقریباً در فاصله 100 تا 600 کیلومتری از سطح آن قرار دارد - جریان دارد. این پوسته با گاز - پلاسمای یونیزه شده جزئی اشباع شده است که توسط میدان ژئومغناطیسی نفوذ می کند. چرخش زمین ناگزیر به چرخش پوسته های گازی بیرونی آن می انجامد که علاوه بر گرانش زمین، فشار باد خورشیدی را نیز تجربه می کنند.

طوفان های مغناطیسی

طوفان های مغناطیسی تأثیر شدیدی بر ارتباطات رادیویی، خطوط مخابراتی و تاسیسات برق قدرت دارند. بنابراین، طی یک طوفان مغناطیسی قوی در 11 فوریه 1958 که سراسر کره زمین را در بر گرفت، ارتباطات رادیویی در بسیاری از نقاط متوقف شد.

جریان های الکتریکی ناشی از طوفان مغناطیسی در سوئد در زمین به حدی بود که مواد عایق الکتریکی روی کابل ها آتش گرفت، فیوزها و ترانسفورماتورها سوختند و سیگنال دهی در راه آهن قطع شد.

چرا طوفان های مغناطیسی رخ می دهند؟

چرا طوفان های مغناطیسی رخ می دهند؟ به نظر می رسد که خورشید در این مورد مقصر است، یا به طور دقیق تر، فرآیندهایی که در این ستاره، نزدیک ترین به ما رخ می دهد.

مشخص شده است که هنگام وقوع طوفان های مغناطیسی در زمین، لکه هایی روی خورشید مشاهده می شود و انفجارهای فوق العاده قوی رخ می دهد.

همیشه تقصیر خورشید نیست که سوزن قطب نما نوسان می کند. نقاطی در کره زمین وجود دارد که سوزن تحت تأثیر سنگ ها قرار گرفته است.

معلوم است که همه سنگ ها دارند خواص مغناطیسی. اما در بین آنها سنگ های کریستالی آذرین مغناطیسی ترین هستند.

بنابراین، در جایی که سنگ های کریستالی با یک ترکیب خاص در عمق رخ می دهد، ناهنجاری های مغناطیسی مشاهده می شود. در چنین مکان هایی روی زمین، سوزن قطب نما به جای اینکه به سمت شمال باشد، ممکن است به سمت غرب، شرق یا حتی جنوب بچرخد.

قوی‌ترین ناهنجاری‌های مغناطیسی در مناطقی رخ می‌دهد که سنگ‌های سنگ آهن در عمق وجود دارند. به همین دلیل است که زمین شناسان مدت هاست با استفاده از قطب نما به دنبال مواد معدنی هستند. به عنوان مثال، بزرگترین ذخایر سنگ آهن جهان - ناهنجاری مغناطیسی کورسک، و همچنین کانسار سنگ آهن Sokolovsko-Sarbaiskoye در قزاقستان کشف شد.

که در اخیرادانشمندان به این نتیجه رسیده اند که خواص مغناطیسی زمین نه تنها بر سوزن قطب نما مغناطیسی بلکه بر موجودات زنده نیز تأثیر می گذارد.

تأثیر خواص مغناطیسی زمین بر موجودات زنده

کسانی از شما که در آکواریوم پرورش می دهید می دانید که می توان آنها را طوری آموزش داد که پس از ضربه زدن به شیشه آکواریوم، به جایی شنا کنند که معمولاً به آنها غذا می دهند. ضربه زدن را می توان با روشن کردن یک لامپ و همانطور که اخیراً کشف شد، یک آهنربا جایگزین کرد. معلوم می شود که ماهی تأثیر آن را احساس می کند.

انسان‌ها و همچنین حیوانات به فرآیندهایی که به طور دوره‌ای در خورشید روی می‌دهند (انفجارهای قوی، ظهور لکه‌ها) حساس‌تر هستند. همانطور که می دانید این فرآیندها توسط طوفان های مغناطیسی ایجاد می شوند.

دانشمندان مدتهاست متوجه شده اند که فعالیت خشونت آمیز خورشید پس از حدود 11 سال رخ می دهد. آنها همچنین متوجه یک دوره یازده ساله در زندگی برخی از موجودات شدند. به عنوان مثال اگر حلقه های سالانه برش درخت کهنسال را به دقت بررسی کنید متوجه می شوید که ضخامت این حلقه ها یکسان نیست. فرکانس وقوع حلقه‌های پهن‌تر و باریک‌تر الگوی خاصی دارد - چرخه یازده ساله فعالیت خورشیدی را منعکس می‌کند.

حجم عظیمی از مطالب در مورد عود بیماری های دسته جمعی در بین مردم و حیوانات جمع آوری شده است. و دوباره، رابطه ای بین همه گیری ها و تغییرات در فعالیت خورشیدی ایجاد شده است. بنابراین، آنفولانزا در سال‌های حداکثر فعالیت خورشیدی رخ می‌دهد و بیماری تب برفکی، برعکس، این بلای دامداری در سال‌های کم فعالیت خورشیدی رخ می‌دهد.

اطلاعات بسیار جالبی در مورد دیفتری به دست آمده است. اشاره شد که این بیماری در طی سال‌ها فعالیت حداقل خورشیدی شعله‌ور شد.

در طول دوره خورشید بی قرار، رشد درختان افزایش می یابد، انبوهی از حشرات - آفات کشاورزی - به طور فاجعه آمیزی تکثیر می شوند یا ناگهان ناپدید می شوند.

شاید تعجب آور به نظر برسد، اما تعداد تصادفات رانندگی طبق آمار معمولاً در روز دوم پس از... شعله های خورشیدی افزایش می یابد -و اغلب چهار برابر می شود! با کمک ابزارهای خاص، متوجه شد که در هنگام شعله های خورشیدی، واکنش مردم به سیگنال ها کاهش می یابد، و علاوه بر این، چندین برابر در مقایسه با روزهای آرام خورشید.

در برخی از کشورها، از جمله اتحاد جماهیر شوروی، سرویس ویژه خورشید سازماندهی شده است. به عنوان مثال، در برخی از سواحل مغناطیس نگارهایی وجود دارد که نوسانات مغناطیس زمین را ثبت می کند. وقتی هوا در خورشید بد می شود، افراد بدون دستگاه متوجه آن نمی شوند! دریا هنوز در پرتوهای خورشید می درخشد و می درخشد و ابری در آسمان نیست. و مگنتوگرافی گزارش می دهد: اختلالاتی در خورشید رخ می دهد. پزشکان با اطلاع از این موضوع، به موقع از بیماران خود در برابر هوای خورشید محافظت می کنند.

نتیجه

بسیاری از مردم می پرسند: آیا قطب نمای مغناطیسی این روزها منسوخ نشده است؟ از این گذشته ، اکنون ناوبرها ابزار دقیقی مانند قطب نما و دستگاه های رادار مختلف دارند. بله، علاوه بر این، در کشتی های ساخته شده از فلز، بعید است که سوزن مغناطیسی جهت صحیح را نشان دهد. از این گذشته ، مشخص است که هر چیز آهنی به طور قابل توجهی منحرف می شود. فلش.

و با این حال، فلش کوچک متحرک هنوز در خدمت مردم است. هر کشتی مدرن باید یک یا دو قطب نما مغناطیسی نصب کرده باشد. علاوه بر قطب نما، لیوان دارای نقشه ای است که در آن مقدار انحراف مغناطیسی برای هر نقطه نشان داده شده است.

ناوبر با دانستن بزرگی انحراف مغناطیسی و داشتن خوانش های قطب نما کشتی، اصلاحی را برای آنها معرفی می کند و مسیر واقعی کشتی را تعیین می کند. به عنوان مثال، در دریای بالتیک انحراف مغناطیسی 4-6 درجه است، انحراف شرق است. این بدان معناست که سوزن قطب نما از جهت شمال به جنوب 6 درجه به سمت شرق متمایل شده است. برای تعیین مسیر واقعی کشتی، باید قرائت قطب نما را 6 درجه تصحیح کنید.

دانشمندان ما راهی برای خلاص شدن از انحراف سوزن قطب نما تحت تأثیر اجسام آهنی واقع در کشتی پیدا کرده اند (به چنین انحرافی انحراف گفته می شود). برای این کار آهنرباها و اجسام آهنی مخصوصی به ترتیب در اطراف قطب نما قرار می گیرند.

به لطف علم انحراف، قطب نما مغناطیسی باقی می ماند دستیار وفادارملوانان و در کشتی های آهنی.

در قرن بیستم، با ظهور هوانوردی، نیاز به استفاده از قطب نما مغناطیسی در هواپیماها به وجود آمد. در این مورد، از بین بردن انحراف قطب نما در هواپیماها به همان روشی که در کشتی ها انجام می شود.

جالب است بدانید که تنها انسان ها نیستند که از نیروی مغناطیس زمین (مثلاً برای ناوبری) استفاده می کنند. دلایلی وجود دارد که باور کنیم پرندگانی که ما را با توانایی خود در یافتن مکان هایی که زمانی در آن متولد شده و در طول پرواز در آن زندگی می کردند شگفت زده می کنند، از این قدرت ها نیز استفاده می کنند.

چندی پیش برگزار شد آزمایش های جالببا کبوترهای حامل که به دلیل توانایی آنها در تعیین مکان دائمی آنها شناخته شده است. پنج کبوتر به دور از شهری که در آن قرار داشتند برده شدند. پرندگان که در طبیعت رها شدند، بدون تردید به عقب بازگشتند. سپس یک آهنربای کوچک زیر بال های هر کبوتر بسته شد و آزمایش تکرار شد. معلوم شد که از هر پنج کبوتر فقط یک کبوتر به خانه برگشت و سپس پس از سرگردانی طولانی در راه.

بر اساس ایده های مدرن، تقریباً 4.5 میلیارد سال پیش شکل گرفته است و از آن لحظه سیاره ما توسط یک میدان مغناطیسی احاطه شده است. همه چیز روی زمین، از جمله مردم، حیوانات و گیاهان، تحت تأثیر آن قرار می گیرند.

میدان مغناطیسی تا ارتفاع حدود 100000 کیلومتری گسترش می یابد (شکل 1). ذرات باد خورشیدی را که برای همه موجودات زنده مضر هستند، منحرف یا جذب می کند. این ذرات باردار کمربند تابشی زمین را تشکیل می دهند و کل منطقه فضای نزدیک به زمین که در آن قرار دارند نامیده می شود. مگنتوسفر(شکل 2). در سمتی از زمین که توسط خورشید روشن شده است، مگنتوسفر توسط یک سطح کروی با شعاع تقریباً 10-15 شعاع زمین محدود شده است و در طرف مقابل مانند دم دنباله دار تا فاصله چند هزار نفری گسترش یافته است. شعاع زمین، تشکیل دم ژئومغناطیسی. مگنتوسفر توسط یک ناحیه گذار از میدان بین سیاره ای جدا می شود.

قطب های مغناطیسی زمین

محور آهنربای زمین نسبت به محور چرخش زمین 12 درجه متمایل است. تقریباً 400 کیلومتر از مرکز زمین فاصله دارد. نقاطی که این محور سطح سیاره را قطع می کند هستند قطب های مغناطیسیقطب های مغناطیسی زمین با قطب های جغرافیایی واقعی منطبق نیستند. در حال حاضر مختصات قطب های مغناطیسی به شرح زیر است: شمال - 77 درجه عرض شمالی. و 102 درجه غربی؛ جنوبی - (65 درجه جنوبی و 139 درجه شرقی).

برنج. 1. ساختار میدان مغناطیسی زمین

برنج. 2. ساختار مگنتوسفر

خطوط نیرویی که از یک قطب مغناطیسی به قطب دیگر حرکت می کنند نامیده می شوند نصف النهارهای مغناطیسی. زاویه ای بین نصف النهارهای مغناطیسی و جغرافیایی تشکیل می شود که به آن می گویند انحراف مغناطیسی. هر مکان روی زمین زاویه انحراف خاص خود را دارد. در منطقه مسکو زاویه انحراف 7 درجه به سمت شرق و در یاکوتسک حدود 17 درجه به سمت غرب است. این بدان معنی است که انتهای شمالی سوزن قطب نما در مسکو با T به سمت راست نصف النهار جغرافیایی که از مسکو می گذرد و در یاکوتسک - 17 درجه به سمت چپ نصف النهار مربوطه منحرف می شود.

یک سوزن مغناطیسی آزادانه به صورت افقی فقط در خط استوای مغناطیسی قرار دارد که با خط جغرافیایی منطبق نیست. اگر به سمت شمال استوای مغناطیسی حرکت کنید، انتهای شمالی سوزن به تدریج پایین می آید. زاویه تشکیل شده توسط یک سوزن مغناطیسی و یک صفحه افقی نامیده می شود تمایل مغناطیسی. در قطب های مغناطیسی شمال و جنوب، تمایل مغناطیسی بیشتر است. برابر 90 درجه است. در قطب مغناطیسی شمال، یک سوزن مغناطیسی آزادانه به صورت عمودی با انتهای شمالی آن به سمت پایین نصب می‌شود و در قطب مغناطیسی جنوبی، انتهای جنوبی آن پایین می‌رود. بنابراین، سوزن مغناطیسی جهت خطوط میدان مغناطیسی را در بالای سطح زمین نشان می دهد.

با گذشت زمان، موقعیت قطب های مغناطیسی نسبت به سطح زمین تغییر می کند.

این قطب مغناطیسی توسط کاوشگر جیمز سی راس در سال 1831 کشف شد و صدها کیلومتر از محل فعلی آن فاصله داشت. به طور متوسط ​​در یک سال 15 کیلومتر حرکت می کند. که در سال های گذشتهسرعت حرکت قطب های مغناطیسی به شدت افزایش یافت. به عنوان مثال، قطب مغناطیسی شمال در حال حاضر با سرعتی در حدود 40 کیلومتر در سال حرکت می کند.

معکوس شدن قطب های مغناطیسی زمین نامیده می شود وارونگی میدان مغناطیسی.

برای تاریخ زمین شناسیمیدان مغناطیسی سیاره ما بیش از 100 بار قطبیت خود را تغییر داده است.

میدان مغناطیسی با شدت مشخص می شود. در برخی از نقاط زمین، خطوط میدان مغناطیسی از میدان طبیعی منحرف شده و ناهنجاری هایی را ایجاد می کنند. به عنوان مثال، در ناحیه ناهنجاری مغناطیسی کورسک (KMA)، قدرت میدان چهار برابر بیشتر از حد معمول است.

تغییرات روزانه در میدان مغناطیسی زمین وجود دارد. دلیل این تغییرات در میدان مغناطیسی زمین، جریان های الکتریکی است که در اتمسفر در جریان است ارتفاع بالا. آنها توسط تشعشعات خورشیدی ایجاد می شوند. تحت تأثیر باد خورشیدی، میدان مغناطیسی زمین منحرف می شود و "ردی" در جهت خورشید به دست می آورد که صدها هزار کیلومتر امتداد دارد. همانطور که قبلاً می دانیم علت اصلی بادهای خورشیدی، پرتاب های عظیم ماده از تاج خورشیدی است. همانطور که آنها به سمت زمین حرکت می کنند، به ابرهای مغناطیسی تبدیل می شوند و منجر به اختلالات شدید و گاهی شدید در زمین می شوند. اختلالات شدید میدان مغناطیسی زمین - طوفان های مغناطیسیبرخی از طوفان های مغناطیسی به طور ناگهانی و تقریباً همزمان در سراسر زمین شروع می شوند، در حالی که برخی دیگر به تدریج توسعه می یابند. آنها می توانند چندین ساعت یا حتی چند روز دوام بیاورند. اغلب طوفان های مغناطیسی 1-2 روز پس از آن رخ می دهد شراره خورشیدیبه دلیل عبور زمین از جریانی از ذرات خارج شده توسط خورشید. بر اساس زمان تأخیر، سرعت چنین جریان جسمی چند میلیون کیلومتر بر ساعت تخمین زده می شود.

در هنگام طوفان های مغناطیسی قوی، عملکرد عادی تلگراف، تلفن و رادیو مختل می شود.

طوفان های مغناطیسی اغلب در عرض جغرافیایی 66-67 درجه (در ناحیه شفق قطبی) مشاهده می شوند و همزمان با شفق های قطبی رخ می دهند.

ساختار میدان مغناطیسی زمین بسته به عرض جغرافیایی منطقه متفاوت است. نفوذپذیری میدان مغناطیسی به سمت قطب ها افزایش می یابد. در مناطق قطبی، خطوط میدان مغناطیسی کم و بیش عمود بر سطح زمین هستند و دارای پیکربندی قیفی شکل هستند. از طریق آنها، بخشی از باد خورشیدی از سمت روز به مغناطیس کره و سپس به جو فوقانی نفوذ می کند. در طول طوفان های مغناطیسی، ذرات از دم مغناطیس کره به اینجا سرازیر می شوند و به مرزها می رسند. جو فوقانیدر عرض های جغرافیایی بالای نیمکره شمالی و جنوبی. این ذرات باردار هستند که باعث ایجاد شفق های قطبی در اینجا می شوند.

بنابراین، طوفان های مغناطیسی و تغییرات روزانه در میدان مغناطیسی، همانطور که قبلاً فهمیدیم، توسط تابش خورشیدی توضیح داده می شود. اما دلیل اصلی ایجاد مغناطیس دائمی زمین چیست؟ از نظر تئوری، می‌توان ثابت کرد که 99 درصد میدان مغناطیسی زمین توسط منابع پنهان در داخل سیاره ایجاد می‌شود. میدان مغناطیسی اصلی ناشی از منابعی است که در اعماق زمین قرار دارند. تقریباً می توان آنها را به دو گروه تقسیم کرد. بخش اصلی آنها با فرآیندهایی در هسته زمین مرتبط است، جایی که به دلیل حرکات مداوم و منظم مواد رسانای الکتریکی، سیستمی از جریان های الکتریکی ایجاد می شود. دیگر به دلیل این واقعیت است که سنگ پوسته زمین، مغناطیسی شده توسط اصلی میدان الکتریکی(میدان هسته)، میدان مغناطیسی خود را ایجاد می کنند که با میدان مغناطیسی هسته جمع می شود.

علاوه بر میدان مغناطیسی، میدان های دیگری نیز در اطراف زمین وجود دارد: الف) گرانشی. ب) الکتریکی؛ ج) حرارتی

میدان گرانشیزمین را میدان گرانش می نامند. در امتداد یک خط شاقول عمود بر سطح ژئوئید هدایت می شود. اگر زمین به شکل یک بیضی از انقلاب بود و توده ها در آن به طور مساوی توزیع می شدند، آنگاه میدان گرانشی معمولی داشت. تفاوت بین تنش واقعی میدان گرانشیو نظری - ناهنجاری گرانش. ترکیب مواد مختلف و چگالی سنگ ها باعث ایجاد این ناهنجاری ها می شود. اما دلایل دیگری نیز ممکن است. آنها را می توان با فرآیند زیر توضیح داد - تعادل پوسته جامد و نسبتاً سبک زمین در گوشته بالایی سنگین تر، جایی که فشار لایه های پوشاننده برابر می شود. این جریان‌ها باعث ایجاد تغییر شکل‌های تکتونیکی، حرکت صفحات لیتوسفر و در نتیجه ایجاد ریلف کلان زمین می‌شوند. گرانش اتمسفر، هیدروسفر، مردم و حیوانات روی زمین را نگه می دارد. هنگام مطالعه فرآیندها در پوشش جغرافیایی باید گرانش را در نظر گرفت. عبارت " ژئوتروپیسم"حرکات رشد اندام های گیاهی است که تحت تأثیر نیروی گرانش، همیشه جهت عمودی رشد ریشه اولیه را عمود بر سطح زمین تضمین می کند. زیست شناسی جاذبه از گیاهان به عنوان موضوعات آزمایشی استفاده می کند.

اگر گرانش در نظر گرفته نشود، محاسبه داده های اولیه برای پرتاب موشک و سفینه های فضایی، اکتشاف وزن سنجی کانی های معدنی را غیرممکن می کند پیشرفتهای بعدینجوم، فیزیک و سایر علوم.

یک میدان مغناطیسی الکترومغناطیس. آهنرباهای دائمی میدان مغناطیسی زمین

انتخاب 1

من (1) وقتی بارهای الکتریکیدر حال استراحت هستند، سپس در اطراف آنها ...

1. میدان الکتریکی.

2. میدان مغناطیسی.

3. میدان های الکتریکی و مغناطیسی.

II (1) براده های آهن چگونه در میدان مغناطیسی جریان مستقیم چیده می شوند؟

1. بی نظمی.

2. در خطوط مستقیم در امتداد هادی.

3. در امتداد منحنی های بسته اطراف هادی.

III (1) کدام فلزات توسط آهنربا به شدت جذب می شوند؟ 1. چدن. 2. نیکل. 3. کبالت. 4. فولاد.

IV (1) هنگامی که یکی از قطب های آهنربای دائمی به سوزن مغناطیسی آورده شد، قطب جنوب سوزن دفع شد. کدام قطب مطرح شد؟

1. شمالی. 2. جنوبی.

V (1) - آهنربای فولادی به نصف شکسته شده است. آیا انتهای آن مغناطیسی خواهد بود؟ آو که دردر محل شکست آهنربا (شکل 180)؟

1. پایان می یابد الف و بخاصیت مغناطیسی نخواهد داشت.

2. پایان آ که در- جنوبی

3. پایان که درتبدیل به قطب مغناطیسی شمال خواهد شد و آ -جنوبی

VI (1) پین های فولادی به قطب های مغناطیسی به همین نام آورده می شوند. در صورت رها شدن پین ها چگونه قرار می گیرند (شکل 181)؟

1. آنها به صورت عمودی آویزان خواهند شد. 2. سرها یکدیگر را جذب خواهند کرد. 3. سرها از یکدیگر دور می شوند.

VII (1) آنها چگونه هدایت می شوند؟ خطوط مغناطیسیبین قطب های یک آهنربای قوسی شکل (شکل 182)؟

1. از الف تا ب. 2. از ببه آ.

هشتم (1) همان نام یا قطب های مخالفآیا طیف مغناطیسی تشکیل شده است (شکل 183)؟

1. نام های مشابه. 2. نام های مختلف.

IX (1) کدام قطب های مغناطیسی در شکل 184 نشان داده شده است؟

1. آ- شمالی، که در- جنوبی

2. الف -جنوبی، که در- شمالی

3. L - شمالی، که در- شمالی

4. L - جنوبی، که در- جنوبی

X (1) قطب مغناطیسی شمال در ... قطب جغرافیایی و جنوب - در ...

1. جنوبی... شمالی. 2. شمالی... جنوبی.

I (1) یک میله فلزی با استفاده از سیم به منبع جریان متصل شد (شکل 185). با ایجاد جریان در اطراف میله چه میدان هایی در اطراف آن ایجاد می شود؟

1. میدان الکتریکی به تنهایی.

2. فقط یک میدان مغناطیسی.

3. میدان های الکتریکی و مغناطیسی.

II (1) خطوط میدان مغناطیسی یک جریان چیست؟

1. منحنی های بسته که یک هادی را در بر می گیرد.

2. منحنی های واقع در نزدیکی هادی.

3. دایره ها.

III (1) کدام یک از مواد زیر توسط آهنربا جذب ضعیفی می شود؟

1. کاغذ. 2. فولاد. 3. نیکل. 4. چدن.

IV (1) قطب های مغناطیسی مخالف...، و مانند...

1. جذب ... دفع.

2. دفع ... جذب کرد.

V (1) تیغ تیغ (انتهای آ)"قطب مغناطیسی شمال آهنربا را لمس کرد. آیا انتهای تیغه خاصیت مغناطیسی خواهد داشت (شکل 186)؟

1. این کار را نمی کنند.

2. پایان آتبدیل به قطب مغناطیسی شمال خواهد شد و که در -جنوبی

3. پایان که درتبدیل به قطب مغناطیسی شمال خواهد شد و آ -جنوبی

VI (1) یک آهنربا معلق روی یک نخ در جهت شمال به جنوب نصب شده است. آهنربا به سمت قطب مغناطیسی شمال زمین به کدام قطب می چرخد؟

1. شمالی. 2. جنوبی.

VII (1) جهت خطوط مغناطیسی بین قطب های آهنربا نشان داده شده در شکل 187 چیست؟

1. از الف تا ب. 2. از که دربه آ.

VIII (1) قطب شمال و جنوب سوزن مغناطیسی به انتهای میله فولادی جذب می شود. آیا میله مغناطیسی شده است؟

1. مغناطیسی شده، در غیر این صورت فلش جذب نمی شود.

2. نمی توان با اطمینان گفت.

3. میله مغناطیسی نشده است. فقط یک قطب به میله مغناطیسی جذب می شود.

IX (1) یک سوزن مغناطیسی در قطب های مغناطیسی وجود دارد

(شکل 188). کدام یک از این قطب ها شمال و کدام قطب جنوب است؟

1. آ -شمالی، که در -جنوبی

2. الف -جنوبی، که در- شمالی

3. الف- شمالی، که در- شمالی

4. الف -جنوبی، که در- جنوبی

X (1) تمام اجسام فولادی و آهنی در میدان مغناطیسی زمین مغناطیسی می شوند. پوشش کوره فولادی چه قطب های مغناطیسی در بالا و پایین در نیمکره شمالی زمین دارد (شکل 189)؟

1. بالا شمالی است، زیر جنوبی است.

2. بالا - جنوبی، پایین - شمالی.

3. بالا و پایین قطب جنوب است.

4. بالا و پایین قطب شمال است.

گزینه 3

من (1) هنگامی که بارهای الکتریکی حرکت می کنند، در اطراف آنها وجود دارد ...

1. میدان الکتریکی.

2. میدان مغناطیسی.

3. میدان های الکتریکی و مغناطیسی.

II (1) چگونه می توان میدان مغناطیسی یک سیم پیچ را تقویت کرد؟

1. یک سیم پیچ با قطر بزرگتر درست کنید.

2. یک هسته آهنی را داخل کویل قرار دهید.

3. جریان در سیم پیچ را افزایش دهید.

III (1) کدام یک از مواد زیر اصلاً توسط آهنربا جذب نمی شوند؟

1. شیشه. 2. فولاد. 3. نیکل. 4. چدن.

IV (1) وسط آهنربا ABبراده های آهن را جذب نمی کند (شکل 190). آهنربا در طول خط به دو قسمت تقسیم می شود AB،آیا انتهای AB در نقطه شکست آهنربا براده های آهن را جذب می کند؟

1. وجود خواهد داشت، اما بسیار ضعیف.

2. این کار را نمی کنند.

3. آنها خواهند شد، زیرا آهنربایی با قطب جنوب و شمال تشکیل شده است.

V (1) دو پین به قطب مغناطیسی آورده شد. در صورت رها شدن پین ها چگونه قرار می گیرند (شکل 191)؟

1. آنها به صورت عمودی آویزان خواهند شد.

2. جذب یکدیگر خواهند شد.

3. از یکدیگر دور شوید

VI (1) خطوط مغناطیسی چگونه بین قطب های آهنربا نشان داده شده در شکل 192 هدایت می شوند.

1 از A تا که در. 2 از B تا A.

VII (1) چه قطب های مغناطیسی طیف نشان داده شده در شکل 193 را تشکیل می دهند.

1. همنام 2 نام متفاوت

VIII (1) شکل 194 یک آهنربای قوسی شکل و میدان مغناطیسی آن را نشان می دهد. کدام قطب شمال و کدام قطب جنوب است؟

1. الف -شمالی، که در- جنوبی

2. آ- جنوبی، که در- شمالی

3. L - شمالی، که در -شمالی

4. L - جنوبی، که در- جنوبی

IX (1) اگر یک میله فولادی در امتداد نصف النهار زمین قرار گیرد و چندین بار با چکش به آن ضربه بزند، مغناطیسی می شود. کدام قطب مغناطیسی در انتهای رو به شمال تشکیل شده است؟

1. شمالی. 2. جنوبی.

گزینه 4

I (1) هنگامی که یک میله فلزی به یکی از قطب های منبع جریان متصل شد (شکل 195)، سپس ... میدانی در اطراف آن تشکیل شد.

1. برقی

2. مغناطیسی

3 الکتریکی و مغناطیسی

II (1) هنگامی که جریان در سیم پیچ تغییر می کند، آیا میدان مغناطیسی تغییر می کند؟

1. میدان مغناطیسی تغییر نمی کند.

2. با افزایش جریان، اثر میدان مغناطیسی افزایش می یابد.

3. با افزایش جریان، اثر میدان مغناطیسی ضعیف می شود.

III (1) کدام یک از مواد زیر توسط آهنربا به خوبی جذب می شوند؟

1 چوب. 2. فولاد. 3. نیکل. 4 چدن

IV (1) آن را به میله آهنی آوردند آهن رباقطب شمال. کدام قطب در انتهای مخالف میله تشکیل شده است؟

1. شمالی. 2. جنوبی.

(1) آهنربای فولادی به سه قسمت شکسته شد (شکل 196). آیا انتهای A و B مغناطیسی خواهند بود؟

1. این کار را نمی کنند.

2. پایان آدارای قطب مغناطیسی شمالی که در- جنوبی

3. پایان که دردارای قطب مغناطیسی شمالی

آ- جنوبی

VI (1) انتهای تیغه یک چاقو به قطب جنوب سوزن مغناطیسی آورده می شود. این قطب جذب چاقو می شود آیا چاقو مغناطیسی شده بود؟

چاقو مغناطیسی شده بود.

انتهای چاقو دارای یک قطب مغناطیسی شمالی بود

2 نمی توان با اطمینان گفت.

3 چاقو مغناطیسی شده است، قطب مغناطیسی جنوبی بالا آمده است.

VII (1) انتهای شمالی سوزن مغناطیسی اگر به میدان مغناطیسی نشان داده شده در شکل 197 وارد شود به چه سمتی خواهد چرخید؟

1. از آگربه که دربه من.

VIII (I) کدام قطب های مغناطیسی طیف نشان داده شده در شکل 198 را تشکیل می دهند، مانند یا بر خلاف؟

1 همنام 2. نام های مختلف. 3. یک جفت قطب شمال. 4. یک جفت قطب جنوب.

IX (1) شکل 199 یک آهنربای نواری را نشان می دهد ABو میدان مغناطیسی آن کدام قطب شمال و کدام قطب جنوب است؟

1. آ -شمالی که در- جنوبی

2. آ- جنوبی، که در -شمالی

X (1) کدام قطب از سوزن مغناطیسی به بالای سه پایه فولادی مدرسه در نیمکره شمالی زمین جذب می شود. کدام قطب از پایین جذب خواهد شد (شکل 200)؟

1. شمالی از بالا و جنوبی از پایین جذب خواهد شد.

2. جنوبی از بالا و شمالی از پایین جذب خواهد شد.

3. قطب جنوب سوزن مغناطیسی از بالا و پایین جذب خواهد شد.

4. قطب شمال سوزن مغناطیسی از بالا و پایین جذب خواهد شد.

معماهای قطبی

«کمتر از یک قرن پیش، قطب جنوب زمین سرزمینی مرموز و غیرقابل دسترس بود. تلاش های مافوق بشری برای رسیدن به آنجا، غلبه بر اسکوربوت و باد، از دست دادن مکان های دیدنی و سرمای فوق العاده مورد نیاز بود. دست نخورده و مرموز باقی ماند - تا اینکه رولد آموندسن و رابرت اسکات در سالهای 1911 و 1912 به آن رسیدند. حدود صد سال بعد، همین اتفاق در خورشید روی می دهد.

قطب جنوب خورشید Terra Incognita باقی می ماند - به سختی از زمین قابل مشاهده است و بیشتر کشتی های تحقیقاتی در مناطق نزدیک به خط استوای ستاره قرار دارند. اخیراً کاوشگر مشترک اروپایی-آمریکایی اولیس برای اولین بار در اطراف قطب پرواز کرد. حدود یک ماه پیش به بالاترین عرض جغرافیایی هلیوگرافی خود - 80 درجه - رسید.

اولیس قبلاً دو بار در بالای قطب های خورشیدی بوده است - در سال های 1994-1995 و 2000-2001. حتی این پروازهای کوتاه نشان داد که قطب های خورشید مناطق بسیار جالب و غیرعادی هستند. بیایید برخی از "عجیب" را فهرست کنیم.

قطب جنوب خورشید قطب شمال مغناطیسی است - از نقطه نظر میدان مغناطیسی، ستاره روی سر خود می ایستد. راستی، همان وضعیت غیر استاندارد روی زمین وجود دارد: قطب مغناطیسی شمال در ناحیه جنوب جغرافیایی قرار دارد . به طور کلی، میدان های مغناطیسی زمین و خورشید، با همه غیرعادی بودنشان، اشتراکات زیادی دارند. قطب های آنها دائماً در حال حرکت هستند و هر از گاهی یک "چرخش" کامل انجام می دهند که در آن قطب های مغناطیسی شمال و جنوب مکان خود را تغییر می دهند. بر روی خورشید، این انقلاب هر 11 سال یک بار، مطابق با چرخه لکه های خورشیدی رخ می دهد. در زمین، "انقلاب مغناطیسی" نادر است و تقریباً هر 300 هزار سال یک بار رخ می دهد، و چرخه های مرتبط هنوز ناشناخته هستند. (13.03.2007، 10:03).

اولیس: 15 سال در مدار

قطب جنوب مغناطیسی زمین در واقع قطب شمال یک آهنربا است

"از نقطه نظر فیزیکیقطب جنوب مغناطیسی زمین در واقع قطب شمال آهنربایی است که سیاره ماست. قطب شمالآهنربا قطبی است که خطوط میدان مغناطیسی از آن خارج می شود.اما برای جلوگیری از سردرگمی، این قطب را قطب جنوب می نامند، زیرا نزدیک به آن است قطب جنوبزمین."

قطب های مغناطیسی

میدان مغناطیسی زمین به نظر می رسد که گویی کره زمین آهنربایی است با محوری که تقریباً از شمال به جنوب هدایت می شود.در نیمکره شمالی تمام خطوط مغناطیسی نیرو در نقطه ای واقع در 70 درجه 50 دقیقه شمالی همگرا می شوند. عرض جغرافیایی و 96 درجه غربی. طول جغرافیاییاین نقطه قطب مغناطیسی جنوب نامیده می شود زمین. که در نیمکره جنوبی نقطه همگرایی خطوط میدان در 70 درجه و 10 دقیقه جنوبی قرار دارد. عرض جغرافیایی و 150 درجه و 45 دقیقه شرقی. طول جغرافیایی؛قطب شمال مغناطیسی زمین نامیده می شود . لازم به ذکر است که نقاط همگرایی خطوط میدان مغناطیسی زمین نه در سطح خود زمین، بلکه در زیر آن قرار دارد. همانطور که می بینیم قطب های مغناطیسی زمین با قطب های جغرافیایی آن منطبق نیستند. محور مغناطیسی زمین، یعنی. خط مستقیمی که از هر دو قطب مغناطیسی زمین می گذرد از مرکز آن عبور نمی کند و بنابراین قطر زمین نیست.

میدان مغناطیسی زمین

« میدان مغناطیسی زمین مشابه میدان یک کره مغناطیسی همگن با محور مغناطیسی که 11.5 درجه نسبت به محور چرخش زمین متمایل است. جنوبیقطب مغناطیسی زمینی که انتهای شمالی سوزن قطب نما به آن جذب می شود با شمال منطبق نیست قطب جغرافیایی، و در نقطه ای با مختصات تقریباً 76 درجه عرض شمالی و 101 درجه طول جغرافیایی غربی واقع شده است.قطب شمال مغناطیسی زمین در قطب جنوب قرار دارد . شدت میدان مغناطیسی در قطب ها 0.63 Oe، در استوا - 0.31 Oe است."

دو قطب شمال روی زمین (جغرافیایی و مغناطیسی) وجود دارد که هر دو در منطقه قطب شمال قرار دارند.

قطب شمال جغرافیایی

افراطی ترین نقطه شمالیدر سطح زمین قطب شمال جغرافیایی قرار دارد که به آن شمال واقعی نیز می گویند. در عرض جغرافیایی 90 درجه شمالی واقع شده است، اما خط طولی خاصی ندارد زیرا تمام نصف النهارها در قطب ها همگرا می شوند. محور زمین به شمال و , و است خط مشروط، که سیاره ما به دور آن می چرخد.

قطب شمال جغرافیایی تقریباً در 725 کیلومتری (450 مایلی) شمال گرینلند، در وسط اقیانوس منجمد شمالی واقع شده است که در این نقطه 4087 متر عمق دارد. بیشتر اوقات، قطب شمال پوشیده از یخ دریا است، اما اخیراً آب در اطراف محل دقیق قطب مشاهده شده است.

همه نقاط جنوب هستند!اگر در قطب شمال ایستاده اید، همه نقاط در جنوب شما هستند (شرق و غرب در قطب شمال مهم نیست). در حالی که چرخش کامل زمین در 24 ساعت اتفاق می افتد، سرعت چرخش سیاره با دور شدن از آن، جایی که حدود 1670 کیلومتر در ساعت است، کاهش می یابد و در قطب شمال، عملاً هیچ چرخشی وجود ندارد.

خطوط طول جغرافیایی (نصف النهارها) که مناطق زمانی ما را مشخص می کنند به قدری به قطب شمال نزدیک هستند که مناطق زمانی معنایی ندارند. بنابراین، منطقه قطب شمال از استاندارد UTC (زمان هماهنگ جهانی) برای تعیین زمان محلی استفاده می کند.

به دلیل شیب محور زمینقطب شمال از 21 مارس تا 21 سپتامبر شش ماه نور روز 24 ساعته و از 21 سپتامبر تا 21 مارس شش ماه تاریکی را تجربه می کند.

قطب شمال مغناطیسی

تقریباً در 400 کیلومتری (250 مایل) جنوب قطب شمال واقعی قرار دارد و از سال 2017 در عرض جغرافیایی 86.5 درجه شمالی و طول جغرافیایی 172.6 درجه غربی قرار دارد.

این مکان ثابت نیست و مدام در حال حرکت است حتی به صورت روزانه. قطب شمال مغناطیسی زمین مرکز میدان مغناطیسی سیاره و نقطه ای است که قطب نماهای مغناطیسی معمولی در آن قرار می گیرند. قطب نما نیز در معرض انحراف مغناطیسی است که نتیجه تغییرات میدان مغناطیسی زمین است.

با توجه به جابجایی های ثابت قطب شمال مغناطیسی و میدان مغناطیسی سیاره، هنگام استفاده از قطب نما مغناطیسی برای ناوبری، لازم است تفاوت بین شمال مغناطیسی و شمال واقعی را درک کنید.

قطب مغناطیسی برای اولین بار در سال 1831، صدها کیلومتر از محل فعلی خود شناسایی شد. برنامه ملی ژئومغناطیسی کانادا بر حرکت قطب شمال مغناطیسی نظارت دارد.

قطب شمال مغناطیسی دائما در حال حرکت است. هر روز اتفاق می افتد حرکت بیضویقطب مغناطیسی تقریباً 80 کیلومتر از نقطه مرکزی آن. به طور متوسط ​​هر سال تقریباً 55-60 کیلومتر حرکت می کند.

اولین کسی که به قطب شمال رسید چه کسی بود؟