Лабораторная работа № 2-10

На рис.36 вертикальная плоскость, в которой расположиться стрелка, - это плоскость магнитного меридиана. Так как магнитные полюса не совпадают с географическими (северный магнитный полюс N находится на южном географическом и наоборот), то стрелка будет отклонена от географического меридиана. Значения углов ос (магнитного склонения) и 9 (наклонения), а также горизонтальной составляющей В_зг дают возможность определить величину и направление полной напряженности магнитного поля Земли в данной точке. Если магнитная стрелка может свободно вращаться лишь вокруг вертикальной оси, то она будет устанавливаться под действием горизонтальной составляющей магнитного поля Земли в плоскости магнитного меридиана. Горизонтальная составляющая В_зг, магнитное склонение α и наклонение θ называются элементами земного магнетизма. Все элементы земного магнетизма изменяются с течением времени. Существующие в настоящее время теории земного магнетизма можно разбить на две группы:

1.Теории, объясняющие наличие магнитного поля электрическими токами, циркулирующими на больших глубинах в жидком ядре Земли.

2.Теории, основанные на предположении, что земная кора содержит в разных своих участках различное количество магнитных пород. Однако происхождение магнитного поля Земли в настоящее время еще не выяснено.

2. Описание экспериментальной установки

Способность магнитной стрелки (лежащей в горизонтальной плоскости) отклоняться под действием горизонтальной составляющей В_зг магнитного поля Земли используется в приборе, называемом тангенс–гальванометр, который представляет собой плоскую вертикальную катушку большого радиуса R с некоторым числом витком N провода. В центре катушки установлена геодезическая буссоль. Магнитная стрелка буссоли может свободно вращаться вокруг вертикальной оси. Концы стрелки перемещаются по шкале, разделенной на градусы. Когда тока в катушке нет, магнитная стрелка буссоли направлена вдоль магнитного меридиана Земли.

Вращая корпус буссоли со шкалой, можно добиться того, чтобы концы магнитной стрелки совпадали с делениями 0° на шкале. Если вращать катушку тангенс–гальванометра вокруг вертикальной оси, то можно совместить плоскость витков катушки с плоскостью магнитного меридиана Земли.

Когда через катушку тангенс–гальванометра пропустить ток, то магнитная стрелка повернется на некоторый угол α. Это объясняется тем, что на магнитную стрелку буссоли действуют два поля: магнитное поле Земли и магнитное поле тока в катушке тангенс–гальванометра. Под действием этих полей магнитная стрелка займет положение равновесия (рис.37), при котором ось стрелки будет совпадать с вектором В, результирующим вектором индукции магнитного поля.

Из треугольника на рис.37 имеем,

С другой стороны индукция магнитного поля тока в центре витков катушки

I - ток в катушке, R - радиус витков, N - число витков катушки, μ - относительная магнитная проницаемость воздуха (практически равна 1), μ₀ - магнитная постоянная (μ₀ = 4𗜊^-7 Гн/м).


Интернет-магазин