Найти в Дзене

Физика. Лекция 175.Магнитное поле Земли.

Здравствуйте, уважаемые обучающиеся. Перед тем как мы приступим к дальнейшему изучению раздела "электромагнитные явления" давайте сделаем одно уточнение по поводу изображения электромагнитных катушек на электрических схемах... Ну а теперь переходим к сегодняшней теме...давайте напомним себе кое-что о компасах, о которых мы говорили на самой первой лекции в изучаемом нами разделе Если мы имеем дело с более современным компасом концы стрелок, которого выкрашены в красный и синий цвет, то красный конец компаса показывает "вроде бы" на юг, а синий или черный конец - "вроде бы" на север. Но на самом деле - это не совсем так...Раньше думали, что черный конец показывает на Северные звезды и думали, что поведение стрелки связано с притяжением черного или синего конца к Северным звездам. А оказалось, что поведение стрелки компаса объясняется тем, что Земля обладает своим магнитным полем и стрелка компаса в этом магнитном поле ориентируется так что Северный конец направляется вдоль магнитного

Здравствуйте, уважаемые обучающиеся. Перед тем как мы приступим к дальнейшему изучению раздела "электромагнитные явления" давайте сделаем одно уточнение по поводу изображения электромагнитных катушек на электрических схемах...

Ну а теперь переходим к сегодняшней теме...давайте напомним себе кое-что о компасах, о которых мы говорили на самой первой лекции в изучаемом нами разделе

Если мы имеем дело с более современным компасом концы стрелок, которого выкрашены в красный и синий цвет, то красный конец компаса показывает "вроде бы" на юг, а синий или черный конец - "вроде бы" на север. Но на самом деле - это не совсем так...Раньше думали, что черный конец показывает на Северные звезды и думали, что поведение стрелки связано с притяжением черного или синего конца к Северным звездам. А оказалось, что поведение стрелки компаса объясняется тем, что Земля обладает своим магнитным полем и стрелка компаса в этом магнитном поле ориентируется так что Северный конец направляется вдоль магнитного поля. Однако, оказывается, что все-таки синий или северный конец магнитной стрелки не совсем точно показывает на Север...

Знать величину магнитного склонения очень важно для того, чтобы правильно ориентироваться на местности имея в своем распоряжении компас...а не по звездам, например, в пасмурную погоду. Поэтому на серьезных топографических картах обязательно указывается магнитное склонение.

И если мы уже заговорили о магнитном склонении, то давайте поговорим об одном человеке, который является одним из основоположников науки о магнитах. Этот человек ученый, который на самом деле был врачом при дворе Английской королевы Елизаветы I его звали Уильям Гильберт (1544-1603). Давайте немного отвлечемся и поговорим о ситуации, которая была в те времена, когда Гильберт жил и создавал свои магнитные теории.

И так Гильберт работал придворным медиком у королевы Елизаветы. Гильберт был очень человеком общительным и у него было очень много знакомых, в том числе, у него было много друзей и знакомых при дворе королевы. Он, конечно, был медиком и трудно сказать почему он увлекся изучением магнитных явлений. И для того, чтобы рассказать о нем немного подробнее давайте приведем выдержку из книги Владимира Карцева "Приключения великих уравнений" из серии книг "Жизнь замечательных идей":

"...почему Гильберт увлекся изучением магнитных явлений? Потому что существовало мнение у средневековых лекарей, что магнитное железо возвращает красоту и здоровье девушкам, страдающим бледностью и дурным цветом лица, так как оно сильно сушит и стягивает не причиняя вреда..."

Т.е по мнению Гильберта, если проглотить магнитный порошок, то это должно прибавить здоровья... но на самом деле Гильберт познакомился со многими моряками, которые были при дворе королевы. Ведь, это была Англия - владычица морей, у которой было огромное количество колоний и понятно, что при дворе было много моряков. И Гильберт был с ними хорошо знаком, например со знаменитым пиратом и путешественником Френсисом Дрейком. Френсис Дрейк - вторым после Магеллана совершил кругосветное путешествие и Дрейк передал Гильберту карты в которых было указано магнитное склонение в разных участках Земного шара. Оказалось, что в некоторых местах магнитное склонение Восточное, а в некоторых Западное...далее мы посмотрим эти карты, в них много интересных особенностей. Кроме того, Гильберт был одним из первых, кто стал ставить опыты. Гильберт не просто занимался умозрительной наукой, как тогда было принято. Это еще с древности пошло, что можно, просто, размышлять и делать какие-то выводы, так предлагал Аристотель. А Гильберт стал ставить опыты. Давайте вспомним о времени протекания событий...мрачное Средневековье...ставить опыты было, просто, опасно для жизни, потому что если что-то делалось, то могли заподозрить в колдовстве. И могли того, кто проводит опыт считать колдуном. Если это была женщина, то ведьмой...и давайте приведем выдержку из приведенной выше книги, наставление к допросу ведьм, который показывает, то как на тот момент еще человечество очень плохо себе представляло как устроен был мир и как было жестоко Средневековье. И так вопросник из книги:

" Вредила ли она людям и кому именно? Ядом, прикосновениями, заклятиями. мазью. Сколько она до смерти извела мужчин, женщин, детей? Сколько она лишь испортила? Сколько скотины? Сколько напустила туманов и тому подобных вещей? Как она это производила и для чего? Умеет ли она летать по воздуху и на чем она летала? Как она это устраивает? Как часто она летает? Куда случалось ей летать в разное время? Кто из других людей, находящихся еще в живых бывал на их сборищах? Умеет ли она прикидываться каким-нибудь животным и с помощью каких средств? Сколько малых детей съедено при ее участии? Где они были добыты? Так же у кого они взяты? Или они были вырыты на кладбище? Как они их готовили? Жарили или варили? Так же на что пошла головка, ручки и ножки? Добывала ли она так же из наших детей и сало? И на что оно? Не требуется ли детское сало, чтобы поднимать бури?"

А теперь давайте представим себе ученого, кстати, врача который из куска магнитного железняка делает шар, который представляет собой модель Земли. Гильберт назвал этот шар: терелло - "маленькая Земля или Земелька". Еще раз скажем, что такой шар был сделан из магнитного железняка, и он прикладывал к этому шару в разных местах маленькую стрелку компаса и изучал как она себя ведет. Конечно, это можно было принять за колдовство, но изучая поведение такой маленькой стрелки Гильберт понял, что Земля - это большой магнит и в 1600 году он написал знаменитую книгу, которая называется: "О магните, магнитных телах и о большом магните - Земле". Это книгу Гильберт написал за три года до своей смерти от чумы.

А что было известно о магнитных явлениях до Гильберта? Давайте приведем несколько примеров так же из приведенной выше книги, а вы самостоятельно оцените правда это или нет:

"До Гильберта было известно явление старение магнитов. Так алхимик Гебер в XII веке писал: "у меня был магнит поднимавший сто драхм железа, я дал ему полежать некоторое время и поднес к нему другой кусок железа и магнит его не поднял. В куске оказалось 80 драхм. Значит, сила магнита ослабела"...вот, что еще знали о магнитах...под хвостом большой медведицы имеется магнитный камень, прием магнита внутрь в малых дозах продлевает молодость, если положить магнит под голову спящей женщины он сбросит с постели прелюбодейку, магнит открывает запоры и замки, днем магнит притягивает сильнее, чем ночью, если магнит потереть чесноком или положить рядом с ним бриллианты его сила исчезнет, если же помазать магнит кровью козла его сила восстанавливается, магнит хранимый в рассоле из рыбы-прилипалы обладает силой извлекать золото, упавшее в самые глубокие колодцы, есть магниты притягивающие серебро, алмазы, яшму, стекло и даже мясные и деревянные магниты и так далее и тому подобное, в частности в Заволжских степях существуют растения имеющие ноги и называющиеся барамэ, притягивающие к себе овец, а затем безжалостно пожирающие их"

И вот в условиях этой дремучей невежественности Средневековья Гильберт создает теорию Земного магнетизма, хотя, теорией это не назовешь, но он, хотя бы, понимал, что Земля - это большой магнит. А если Земля магнит, то у него должны быть полюсы.

В разных точках Земного шара, как уже Гильберту стало известно магнитное склонение разное и давайте посмотрим карту магнитных склонений в разных точках Земли.

Давайте себе еще раз напомним о том, что такое изогоны.

Изогоны - это линии магнитного склонения Земли.

Мы уже говорили о том, что на серьезных картах указывается значение магнитного склонения и давайте еще одну такую карту посмотрим...

И так мы посмотрели на магнитную аномалию в районе города Одессы, но более известной является другая магнитная аномалия: Курская магнитная аномалия. В России в районе Курска есть крупнейшее месторождение железа. Железо - это ферромагнетик, которое под действием магнитного поля Земли намагничивается и создает свое магнитное поле и это магнитное поле искажает магнитное поле, которое было бы если бы не было этих месторождений железа.

На таких месторождениях добычу железной руды ведут открытым способом...

Идем дальше...

Ну и что, что Земля обладает магнитным полем? Оно очень слабое и его можно обнаружить с помощью компаса и поэтому можно ориентироваться. Но оказывается если бы не магнитное поле вряд ли на Земле существовала бы жизнь. Магнитное поле Земли защищает все живое на нашей планете. В чем же дело? Что угрожает всему живому на Земле? Излучение Солнца. Солнце, которое "присылает" нам животворный свет. Энергия Солнца, фактически со временем превращается в энергию каменного угля, нефти, в энергию древесины - все, кроме атомной энергии, это преобразованная энергия Солнца. Даже ветряные электростанции, не говоря уже о Солнечных электростанциях, преобразовывают в электрический ток энергию Солнца. Но кроме этого Солнце нам "посылает" губительные лучи, которые назовем Солнечным ветром. Это очень быстрые и очень энергичные заряженные частицы - электроны и протоны. Когда такая частица попадает в атом, она превращает атом в ион. Ион обладает совсем не такими химическими свойствами, как нейтральный атом, об этом вы узнаете из курса общей химии. И вот представьте себе... человек состоит из молекул. Эти молекулы состоят из атомов. Атом превращается в ион. Этот атом входит в состав молекулы и молекула меняет свои химические свойства. И ее поведение становится ненормальным и биологическая клетка, которой принадлежит эта молекула заболевает. Это может представлять собой, что-то, вроде, онкологического заболевания. И живой организм начинает погибать или может мутировать. И оказывается, что магнитное поле Земли защищает нас от Солнечного ветра.

И так на Землю движется огромное количество заряженных частиц движущихся в одну сторону. Что это такое? Как называется направленное движение заряженных частиц? Электрический ток! Электрический ток создает свое магнитное поле и это магнитное поле складывается с магнитным полем Земли в результате чего возникает нарушение Земного магнитного поля, которое называется магнитная буря. И во время магнитной бури, которая сразу следует за Солнечными вспышками, если мы начнем внимательно следить за стрелкой компаса, то в северных широтах эта стрелка начнет колебаться. Это явно видно живущим людям на Севере, когда полярное сияние очень яркое при этом стрелка компаса очень подвижная. Одновременно с этим нарушается радиосвязь, потому что количество заряженных частиц в ионосфере меняется и оказывается, что это влияет на качество радиосвязи на коротких волнах. Станции "пропадают" и связь становится затруднительной. Таким образом, магнитное поле Земли очень важно для нас. И, кстати, на звездах так же имеются магнитные поля, которые в сотни и тысячи раз сильнее магнитного поля Земли.

На этом мы эту лекцию закончим.

Если тебе понравилось, пожалуйста подпишись на канал и поддержи автора.