Магнітне поле Землі

Магнітне поле Землі

За допомогою компаса можна орієнтуватися на поверхні Землі. Принцип дії компаса ґрунтується на магнітному полі Землі й магнітній стрілці в компасі. У магнітному полі (як-от магнітне поле Землі) магнітна стрілка завжди встановлюється вздовж магніту, тобто вздовж його силових ліній. Тому магнітний північний полюс (стрілки компаса) і вказує на географічний південний полюс Землі, адже притягуються лише "різнойменні" полюси (північний - південний).

У цьому досліді учні досліджують форму магнітного поля Землі за допомогою датчика магнітного поля. Магніт датчика завжди встановлюється вздовж магнітних силових ліній. Тому магніт у датчику й займає різні положення у трьох досліджуваних точках.

Попередні знання

Учні знають,

• магніт має два полюси (північний і південний)
• однойменні полюси (напр. південний - південний) відштовхуються

Принцип

• Земля також має магнітне поле, магнітні полюси Землі розташовані поблизу геометричних полюсів.
• Магніт (напр. стрілка компаса) встановлюється в магнітному полі Землі відповідно до силових ліній (північний і південний полюси притягуються).

Навчальна мета

• Землю оточує магнітне поле, яке найсильніше діє біля географічних полюсів.
• Магнітна стрілка встановлюється в (земному) магнітному полі. Географічний південний полюс при цьому відповідає магнітному північному полюсу і навпаки.

Завдання

• Учні будують модель магнітного поля Землі. Для цього вони вставляють штабовий магніт у модель Землі (при цьому стежать за правильною орієнтацією магніту).
• Датчиком магнітного поля (принцип дії подібний до компаса) тепер обводять модель і спостерігають за орієнтацією магнітної стрілки.

Компас

Можливо, ти вже колись користувався компасом, наприклад у поході. За допомогою компаса ти можеш з'ясувати, де північ, південь, схід і захід.

У компасі є маленька магнітна стрілка. Вона встановлюється за магнітним полем Землі. Тому стрілка завжди вказує в певному напрямку.

У цьому досліді ти дослідиш магнітне поле Землі й з'ясуєш, як компас у цьому допомагає.

• Побудуй модель магнітного поля Землі. Для цього правильно склади разом модель Землі та магніт.
• Тепер обведи вимірювальним приладом навколо моделі. З'ясуй, де лежать магнітні полюси Землі.
• Після цього досліди магнітне поле
  у тому місці, яке приблизно
  відповідає Німеччині.
• Запиши в протоколі, що ти побачив.

1. Кишеньковий ліхтарик

2. Сонячний елемент

3. Стрижні штатива

4. Модель Земля - Місяць

5. Вимірювач магнітного поля

6. Сонячний коник

7. Магніт

8. Тримач

9. Основи штатива

10. Універсальний затискач

11. Мультиметр

12. Магнітна модель земної кулі

Схема досліду

Дістань зі скриньки такі речі:

1. Вимірювач магнітного поля

2. Магніт

3. Магнітна модель земної кулі

Модель магнітного поля Землі

• Візьми модель Землі та відповідний штабовий магніт.
• Встав магніт у модель Землі. Зверни увагу:
  • Зелений кінець спрямований до північного полюса (позначений літерою N).
  • Червоний кінець спрямований до південного полюса (позначений літерою S).
• Рухай модель обережно. Не труси нею сильно, бо магніт тримається лише завдяки своїй магнітній силі
  всередині.

Обведи модель датчиком

• Тепер візьми датчик магнітного поля. Червоний кінець вказує на північний полюс датчика.
• Повільно проведи датчик від одного полюса моделі Землі через екватор до другого полюса, а потім знову назад до початкової точки.
• Стеж за тим, як магніт у датчику повертається і встановлюється.
• Дай у своєму протоколі відповідь, де на моделі Землі розташовані магнітні полюси.

• Кілька разів обведи датчиком магнітного поля навколо моделі Землі. Тримай датчик то ближче, то далі. Запиши, що ти спостерігаєш.
• Чи має відстань значення?

• Досліди тепер положення магніту в датчику
  • над полюсами,
  • у тому місці, яке зображує Європу,
  • і над екватором.
• Дай у своєму протоколі відповіді на всі запитання.