Магнітне поле Землі

Експериментальна установка - модель земної кулі

Магнітне поле Землі

Завдяки рідкому залізу в зовнішньому ядрі Землі у поєднанні з обертанням Землі виникає електричний струм, який своєю чергою створює магнітне поле - магнітне поле Землі. Як і у випадку постійних магнітів, магнітне поле Землі можна унаочнити силовими лініями.

Отже, Земля - це велетенський магніт із північним і південним полюсами. Чотири сторони світу орієнтуються за магнітним полем Землі і завдяки земному магнетизму добре слугують для орієнтування. Магнітний південний полюс лежить при цьому відносно близько до географічного північного полюса.

Учні досліджують модель Землі щодо сторін світу та ходу силових ліній.

Попередні знання

Учні мають знати, що Земля має магнітне поле і що стрілка компаса, встановлена з малим тертям, орієнтується паралельно до силових ліній. Крім того, вони мають знати, що полюси магнітного поля Землі відносно добре збігаються з географічними полюсами.

Принцип

Магнітне поле Землі дуже схоже на поле диполя. Силові лінії виходять у різних точках земної поверхні під різними кутами, але завжди прямують від північного полюса до південного. Магнітний південний полюс лежить, однак, поблизу географічного північного полюса, тож за допомогою компаса сторони світу в кожній точці земної поверхні можна визначити відносно точно (з точністю до зумовленого цим магнітного схилення). Магнітне схилення поблизу полюсів набагато більше, ніж поблизу екватора.

Навчальна мета

Учні усвідомлюють, на що треба зважати під час визначення сторін світу за допомогою магніта, і дістають уявлення про форму магнітного поля Землі.

Завдання

Учні визначають за допомогою компаса сторони світу, досліджують, наскільки більші залізні предмети можуть спричиняти хибні показання під час визначення сторін світу, і встановлюють хід силових ліній над поверхнею моделі Землі.

Для цього досліду діють загальні правила безпечного експериментування на уроках природничих наук.

www.giphy.com - магнітне поле Землі

Магнітне поле Землі

Завдяки рідкому залізу в зовнішньому ядрі Землі у поєднанні з обертанням Землі виникає електричний струм, який своєю чергою створює магнітне поле - магнітне поле Землі. Як і у випадку постійних магнітів, магнітне поле Землі можна унаочнити силовими лініями.

Отже, Земля - це велетенський магніт із північним і південним полюсами. Чотири сторони світу орієнтуються за магнітним полем Землі і завдяки земному магнетизму добре слугують для орієнтування. Магнітний південний полюс лежить при цьому відносно близько до географічного північного полюса.

У цьому досліді ти досліджуєш модель Землі щодо сторін світу та ходу силових ліній.

Експериментальна установка - модель земної кулі

Модельний дослід із магнітним полем Землі

• Визнач за допомогою компаса сторони світу.
  
• Дослідь, наскільки більші залізні предмети можуть спричиняти хибні показання під час визначення сторін світу.
  
• Встанови хід силових ліній над поверхнею моделі Землі.

Компас

• Тримай компас горизонтально на більшій відстані (щонайменше 1 м) від усіх предметів, у яких є залізні частини.
  
• Визнач за положенням стрілки компаса сторони світу. Синій кінець стрілки вказує на північ.
  
• Подивись, чи є у твоєї учнівської парти безпосередньо під стільницею сталеві труби або стрижні. Якщо так, поклади компас по черзі в різних місцях на свою парту.

Складання - модель Землі

• Якщо таких сталевих частин немає, поклади компас на стіл, а поряд із ним - більші залізні предмети (наприклад, штативні стрижні).
  
• Уважно спостерігай при цьому за стрілкою компаса.
  
• Потім встав кольоровий стрижневий магніт у модель Землі так, щоб зелений кінець вказував на позначку 'N' географічного північного полюса (див. зображення).

Виконання - модель Землі

• Уникай сильного струшування, бо магніт тримається в моделі лише завдяки своїй магнітній силі на двох коротких залізних кільцях.
  
• Переміщуй датчик магнітного поля над поверхнею моделі Землі і встанови, у яких місцях моделі Землі розташовані магнітні полюси (зображення).
  
• Визнач, які саме це полюси. (Червоний кінець магніта датчика є його північним полюсом.)
  
• Запам'ятай свої спостереження для протоколу.

• Переміщуй датчик магнітного поля від одного полюса моделі Землі через екватор до другого полюса й далі до початкової точки (зображення).
• Спостерігай при цьому, як змінюється положення магніта датчика. Кількаразово обвівши датчиком модель Землі, зокрема й на більшій відстані, склади собі уявлення про хід силових ліній навколо моделі Землі й запам'ятай цей хід.
• Визнач положення магніта датчика над полюсами моделі Землі, для географічної широти, на якій ми перебуваємо, а також над екватором (рис. 3).

Тип A

Тип B