Pietų magnetinio poliaus ženklai ir Žemės magnetinio lauko ypatumai

Įvadas

Kompasas, kadaise buvęs nepakeičiamu navigacijos įrankiu, šiandien užleidžia vietą modernioms technologijoms, tokioms kaip GPS ir išmanieji žemėlapiai. Tačiau, nepaisant technologijų pažangos, supratimas apie kompaso veikimo principus ir Žemės magnetinio lauko ypatumus išlieka svarbus. Šis straipsnis skirtas išnagrinėti Žemės magnetinio lauko savybes, kompaso veikimą, jo istoriją ir tipus, taip pat atkreipti dėmesį į magnetinio lauko pokyčius ir jų galimą įtaką.

Kompaso sandara ir veikimo principas

Kompasas - tai prietaisas, padedantis orientuotis pagal pasaulio (horizonto) kryptis. Jis pirmiausia naudojamas orientuotis žemėlapyje, nustatyti kryptį, kuria reikia plaukti norint pasiekti kelionės tikslą, arba surasti kelią, jei pasiklystama. Kompasą sudaro korpusas, laipsniais sugraduota skalė ir galinti laisvai suktis įmagnetinta rodyklė. Sandarus vidus pripildytas skysčio (alkoholio arba demineralizuoto vandens), kad adata būtų stabilizuota ir nesiblaškytų. Kompaso cilindrą galima padėti ant vadinamosios plokštelės, kurioje yra liniuotė (skalė milimetrais ir coliais), didinamasis stiklas ir skalė su įprastomis žemėlapių skalėmis.

Kompasas veikia dėl adatos sąveikos su Žemės magnetiniu lauku, todėl nesvarbu, kur esate ar koks paros metas, adata atsiduria tarp magnetinių polių ir rodo šiaurę ir pietus. Raudona rodyklė ant magnetinės rodyklės rodo šiaurę.

Svarbu pažymėti, kad Žemės magnetiniai poliai, į kuriuos rodo kompasas, nėra tapatūs geografiniams poliams. Jie nesutampa, nes magnetiniai poliai periodiškai keičia savo padėtį. Taip yra dėl magnetinės deklinacijos - kampo tarp geografinės ir magnetinės šiaurės.

Kompaso istorija ir tipai

Manoma, kad kompasą išrado kinai XI amžiuje. Jie pastebėjo, kad skeveldrėlė magnetito (mineralo, kuriam būdingos magnetinės savybės), sukdamasi ant adatos galiuko, visuomet rodo šiaurės kryptį. XII-XIII a. Europos jūreiviai, plaukiodami Viduržemio jūroje, jau naudojosi kompasais su magnetitu.

Taip pat skaitykite: Kontrastai Pietų Afrikoje

Yra įvairių tipų kompasų, pritaikytų skirtingoms reikmėms:

  • Geodezinis: naudojamas tiksliam horizontalių kampų nustatymui lauke atliekant geodezinius darbus.
  • Geologinis: padeda išmatuoti horizontalius kampus lauke, vertikalius kampus arba šlaitų kampus, kuriais geologai gali išmatuoti geologinių sluoksnių eigą ir kritimą žemėje.
  • Saulėtas: leidžia nustatyti pasaulio kryptis pagal Saulės disko padėtį danguje tam tikru paros metu.
  • Elektromechaninis (girokompasas): prietaisas su giroskopu, dažniausiai naudojamas laivuose, nurodantis geografinę šiaurę.

Kaip naudotis kompasu

Kartu su turistiniu žemėlapiu kompasas padeda nustatyti viršūnę, upę ir pan. Orientavimasis žemėlapyje yra jo išdėstymas taip, kad jis atitiktų tikrąsias geografines kryptis, o jo viršutinis rėmelis rodytų šiaurę.

  1. Padėkite žemėlapį ant lygaus pagrindo, nustatykite vietą, kurioje esate.
  2. Padėkite kompasą ant žemėlapio taip, kad jo centras tiksliai atitiktų jūsų buvimo vietą. Kompaso plokštelė ir krypties linijos turi rodyti šiaurę.
  3. Laikykite prietaisą vienoje vietoje ir tuo pat metu sukite žemėlapį, kol jo šiaurė ir lygiagretės sutaps su šiaurės kryptimi kompase.

Azimuto nustatymas: sulygiuokite kompaso šoną taip, kad jis jungtų tašką, kuriame esate, su tašku, į kurį einate. Tada pasukite prietaiso žiedą taip, kad jo linijos sutaptų su žemėlapyje esančiomis šiaurės-pietų linijomis.

Tinkamo kompaso pasirinkimas

Kompaso įsigijimui įtakos turi jo paskirtis ir reikalingų matavimų tikslumas. Jei vykstate į tolimą ekspediciją, verta rinktis kompasą su deklinacija. Sportui puikiai tiks modelis su greitu adatos nustatymu. Žygiuojant kalnuose naudinga turėti pakabuką ar raktų pakabuką. Pirkdami magnetinį kompasą atkreipkite dėmesį į papildomas funkcijas, pavyzdžiui, įmontuotą didinamąjį stiklą arba skyrelius su populiariomis skalėmis. Taip pat svarbu užpildymas skysčiu. Geriausiai tinka alkoholis, nes jo tankis mažesnis nei vandens, todėl jis kelia mažesnį pasipriešinimą adatai.

Žemės magnetinis laukas ir jo savybės

Žemės magnetinis laukas yra generuojamas planetos branduolio sukimosi ir elektrinių srovių sąveikos. Šis laukas sukuria magnetosferą, kuri saugo planetą nuo Saulės vėjo. Šis magnetinis laukas turi savo pietų ir šiaurės ašigalius, kurie naudojami ir navigacijos tikslais. Tačiau magnetiniai ašigaliai nėra statiški ir dėl elektrinės srovės variacijų gali nukeliauti iki 16 km per metus.

Taip pat skaitykite: PAR kelionių patarimai

Pats magnetinis laukas taip pat nėra nekintamas: maždaug kas 450 tūkst. metų ašigaliai persiverčia, apsikeičia vietomis. Todėl Žemės magnetinis pietų ašigalis atsiranda geografinėje šiaurėje ir atvirkščiai. Praėjusį mėnesį Kalifornijos universiteto Santa Kruze mokslininkų grupė sugebėjo nustatyti, kad paskutinis ašigalių persivertimas įvyko net prieš 786 tūkst. metų, o šis procesas truko mažiau nei šimtmetį.

Panašu, kad mūsų planetos magnetinis laukas jau gerokai vėluoja apsiversti: esama duomenų, kad tokie įvykiai pastaraisiais laikais turėtų būti dažnesni nei prieš šimtus milijonų metų. Gali būti, kad taip yra dėl kieto planetos vidinio branduolio augimo ir skysto išorinio branduolio judėjimo trikdymo, dėl ko mažėja magnetinio lauko stabilumas.

Magnetinio lauko persivertimo ženklų galima pamatyti uolienose: vulkaninėms uolienoms auštant jų metaliniai komponentai orientuojasi pagal magnetinį lauką. Tyrinėjant skirtingus uolienos sluoksnius geologai gali pastebėti, kuria kryptimi „žiūri“ metalų molekulės ir taip nustatyti magnetinio lauko krypti to sluoksnio kristalizavimosi metu.

Europos kosmoso agentūros palydovų trijulė „Swarm“ stebi Žemės magnetinį lauką, vandenynus bei planetos vidinę struktūrą. „Swarm“ moksliniame suvažiavime buvo paskelbta, jog magnetinis laukas pastaruosius 10 metų kasmet silpsta maždaug po 5 procentus. Silpstantis arba nestabilus magnetinis laukas gali būti ženklas, kad netrukus įvyks jo persivertimas.

Galimos magnetinio lauko persiverstimo pasekmės

Jeigu magnetinis laukas persivers, apsivers ašigaliai, o kompaso rodyklė, kuri anksčiau rodydavo šiaurę, nukryptų į pietus. Žmogui toks pasikeitimas per daug žalos nepridarytų - tereikėtų perdažyti kompaso rodykles. Tačiau kai kurios migruojančios rūšys, pavyzdžiui, jūrų vėžliai ir paukščiai, orientuojasi pagal magnetinį lauką, todėl ašigalių persivertimas gali smarkiai sutrikdyti jų gebėjimą nustatyti kelionės kryptį.

Taip pat skaitykite: Švietimo sistemos analizė: Korėja ir Lietuva

Dar vienas susirūpinimą keliantis dalykas - kad silpstantis magnetinis laukas, pranašaujantis ašigalių persivertimą, gali reikšti, kad susilpnės Žemės apsauga nuo žalingos Saulės spinduliuotės. Nors nėra jokių archeologinių duomenų apie masinius rūšių išnykimus, susijusius su magnetinio lauko persivertimu ar Saulės vėjo, pasiekiančio Žemę, intensyvumo padidėjimu, elektros tinklai ir palydovinės sistemos gali patirti tam tikrų veikimo sutrikimų.

Įdomūs faktai apie magnetus

Magnetai yra ne tik kasdienių prietaisų dalis, bet ir paslaptingi objektai, turintys daug nuostabių savybių:

  1. Magnetizmo reiškinys buvo žinomas jau senovės Graikijoje.
  2. Kiekvienas magnetas turi du polius - šiaurės ir pietų.
  3. Magnetai traukia tik feromagnetines medžiagas, tokias kaip geležis, nikelis ir kobaltas.
  4. Žemė pati yra milžiniškas magnetas, turintis šiaurės ir pietų polius.
  5. Kompasai, kurie buvo naudojami navigacijai, remiasi magnetų savybėmis.
  6. Magnetai naudojami ne tik pramonėje, bet ir medicinoje, pavyzdžiui, magnetiniame rezonanse (MRI).
  7. Kai magnetas veikia metalą, gali būti sukuriama šiluma.
  8. Magnetiniai laukai gali būti labai stiprūs.
  9. Magnetai naudojami daugelyje technologinių prietaisų: nuo variklių, garsiakalbių ir kompiuterinių diskų iki elektros generatorių ir automobilių.
  10. Kai kurie super magnetai gali sukurti energiją, panaudodami jų sugebėjimą judėti ir sukurti stiprius magnetinius laukus.
  11. Magnetiniai levitacijos (maglev) traukiniai naudoja magnetus, kad pakeltų traukinį nuo bėgių ir leistų jam judėti be trinties.
  12. Kai kurie magnetai gali būti sukurti taip, kad jų magnetinis laukas būtų „nematomas“.
  13. Kai kurie magnetai gali pakeisti savo savybes esant aukštai temperatūrai.
  14. Žemės magnetinis laukas nėra stabilus, ir kartais jo poliai keičiasi vietomis.
  15. Magnetai taip pat gali būti naudojami aplinkosaugos tikslais, pavyzdžiui, valant vandenis nuo naftos teršalų.

Žemės magnetinio lauko kitimai ir tyrimai

Žemės amžius apie 4,5 mlrd. m., o geomagnetinis jos laukas atsekamas jau buvus bent prieš 3 mlrd. m. Magnetinis laukas veikia daugelį procesų, tiek biosferos vystymesi, tiek gyvūnų migraciją ir žmogaus organizmą.

Magnetinio lauko tyrimai prasidėjo pastebėjus magnetinį nukrypimą - kompaso rodyklės nukrypimą nuo šiaurės. 1759 m. M. Lomonosovas išsakė spėjimą apie magnetinio lauko nevienalytiškumą. Šiuolaikine samprata Žemės magnetinis laukas turi 3 šaltinius, tad ir skaidomas į 3 dalis: gelmių, plutos ir išorinis.

Išskiriami du magnetinio lauko poliai: taškas, kuriame kompaso rodyklė krypsta statmenai aukštyn, ir taškas, kuriame magneto ašis kerta Žemės paviršių. Didėjantis skirtumas tarp magnetinio ir geomagnetinio polių liudija, kad jis vis labiau nukrypta nuo grynai dipolinio.

Žemės istorijoje stebėti magnetinio lauko inversijos ir ekskursai. Inversija - tai magnetinio lauko polių apsikeitimas vietomis, o ekskursas - trumpalaikis magnetinio lauko krypties pasikeitimas.

Magnetinis laukas ir gyvoji gamta

Magnetinis laukas veikia mikroorganizmus, ląsteles. Pažeidžiama nervų ląstelių mitochondrijų struktūra. Ypač jautri yra didžiųjų pusrutulių žievė. Magnetinis laukas turi įtakos bioprocesams, pavyzdžiui, moliuskų ir vabzdžių judėjimui.

Magnetinė indukcija ir magnetinis srautas

Svarbiausia magnetinio lauko charakteristika yra magnetinė indukcija B. Didelė magnetinė indukcija rodo stiprų magnetinį lauką, o maža - silpną. Magnetinės indukcijos linijos yra uždaros ir vadinamos sūkuriniais laukais.

Magnetinis srautas (Φ) apibrėžiamas kaip magnetinės indukcijos (B) ir paviršiaus ploto (S) sandauga.

Žemės magnetinis laukas ir kosminė erdvė

Žemė ir kosminė erdvė sukuria aplink Žemę magnetinį lauką. Menki trikdžiai gali pakeisti Žemės magnetinio lauko poliškumą. Žemės magnetinis laukas nėra simetriškas, nes ją veikia saulės vėjas.

Magnetinio lauko išorinė riba vadinama magnetopauze. Saulės aktyvumas sukelia magnetines audras, kurios trunka nuo kelių valandų iki kelių parų.

Kosminiai spinduliai ir radiacija

Kosminiai spinduliai yra labai didelės energijos elektringosios dalelės. Jie pagreitinami tarpžvaigždiniuose magnetiniuose laukuose. Kosminiai spinduliai skrodžia visomis kryptimis ir gali būti apšvitinami 0,1 Sv per valandą ar net didesne doze.

Žmonės, gyvenantys aukštumose, suvartoja daugiau jonizuojančios spinduliuotės energijos. Dėl kosminių spindulių apytiksliai lygi 0,5 mSv per metus. Žemės magnetinis laukas nukreipia kosminius spindulius link ašigalių.

Magnetinės anomalijos

Magnetinės anomalijos nustatomos Žemės paviršiuje ir susijusios su rūdų telkiniais. Gamtinis vanduo gali tekėti kaip gamtine elektros srove, susijusia su rūdos telkinio magnetiniu lauku.

Elektromagnetinė indukcija

Kintantis magnetinės indukcijos srautas sukuria elektros srovę. Šis reiškinys vadinamas elektromagnetinės indukcijos reiškiniu.

Saviindukcija ir abipusė indukcija

Saviindukcija - tai reiškinys, kai kintantis srovės stipris sukuria elektrovaros jėgą tame pačiame kontūre. Abipusė indukcija - tai reiškinys, kai kintantis srovės stipris viename kontūre sukuria elektrovaros jėgą kitame kontūre.

Transformatoriai

Transformatoriai naudojami įtampos keitimui. Transformatoriaus veikimas pagrįstas elektromagnetinės indukcijos reiškiniu. Transformatoriai naudojami elektros energijos perdavimui į didelius nuotolius.

Rentgeno aparatas

Rentgeno aparatas naudoja aukštą įtampą ir sukuria Rentgeno spinduliuotę. Rentgeno spinduliuotė naudojama medicinoje ir technikoje.

tags: #pietų #magnetinis #polius #ženklas

Populiarūs įrašai: