Kaj je trajni magnet? Trajni magnet je telo, ki lahko dolgo časa ohranja magnetizacijo. Kot rezultat večkratnih raziskav in številnih poskusov lahko rečemo, da so samo tri snovi na Zemlji lahko trajni magneti (slika 1).
riž. 1. Trajni magneti. ()
Samo te tri snovi in njihove zlitine so lahko trajni magneti, le te se lahko magnetizirajo in ohranijo to stanje dolgo časa.
Trajni magneti se uporabljajo že zelo dolgo, predvsem pa so naprave za orientacijo v prostoru - prvi kompas so izumili na Kitajskem za navigacijo v puščavi. Danes se nihče ne prepira o magnetnih iglah ali trajnih magnetih; uporabljajo se povsod v telefonih in radijskih oddajnikih in preprosto v različnih električnih izdelkih. Lahko so različni: obstajajo trakovi magneti (slika 2)
riž. 2. Trak magnet ()
In obstajajo magneti, ki se imenujejo ločni ali podkvasti (slika 3)
riž. 3. Obločni magnet ()
Preučevanje trajnih magnetov je izključno povezano z njihovo interakcijo. Magnetno polje lahko ustvarita električni tok in trajni magnet, zato so bile prve raziskave z magnetnimi iglami. Če magnet približamo puščici, bomo videli interakcijo – enakopolni se bodo odbijali, nasprotni pa privlačili. To interakcijo opazimo pri vseh magnetih.
Postavimo majhne magnetne puščice vzdolž magnetnega traku (slika 4), Južni pol bo sodeloval s severom in sever bo pritegnil jug. Magnetne igle bodo nameščene vzdolž črte magnetnega polja. Splošno sprejeto je, da so magnetne črte usmerjene zunaj trajnega magneta od severnega pola proti jugu, znotraj magneta pa od južnega pola proti severu. Magnetne linije so torej sklenjene popolnoma enako kot pri električnem toku, to so koncentrični krogi, sklenjene so znotraj samega magneta. Izkazalo se je, da je zunaj magneta magnetno polje usmerjeno od severa proti jugu, znotraj magneta pa od juga proti severu.
riž. 4. Linije magnetnega polja tračnega magneta ()
Za opazovanje oblike magnetnega polja trakastega magneta, oblike magnetnega polja magneta v obliki loka, bomo uporabili naslednje naprave ali dele. Vzemimo prozorno ploščo, železne opilke in izvedimo poskus. Na ploščico, ki se nahaja na tračnem magnetu, potresemo železne opilke (slika 5):
riž. 5. Oblika magnetnega polja tračnega magneta ()
Vidimo, da črte magnetnega polja zapustijo severni pol in vstopijo v južni pol; po gostoti črt lahko presodimo, kje so črte debelejše, tam se nahajajo magnetni poli (slika 6).
riž. 6. Oblika magnetnega polja magneta v obliki loka ()
Podoben poskus bomo izvedli z magnetom v obliki loka. Vidimo, da se magnetne črte začnejo na severnem in končajo na južnem polu skozi ves magnet.
Vemo že, da se magnetno polje tvori le okoli magnetov in električnega toka. Kako lahko določimo zemeljsko magnetno polje? Vsaka igla, vsak kompas v zemeljskem magnetnem polju je strogo usmerjen. Ker je magnetna igla strogo usmerjena v vesolje, torej nanjo vpliva magnetno polje, in to je magnetno polje Zemlje. Lahko sklepamo, da je naša Zemlja velik magnet (slika 7) in temu primerno ta magnet ustvarja v vesolju precej močno magnetno polje. Ko pogledamo iglo magnetnega kompasa, vemo, da rdeča puščica kaže proti jugu, modra pa proti severu. Kako se nahajajo zemeljski magnetni poli? V tem primeru je treba zapomniti, da se južni magnetni pol nahaja na severnem geografskem polu Zemlje, severni magnetni pol Zemlje pa na južnem geografskem polu. Če Zemljo obravnavamo kot telo, ki se nahaja v vesolju, potem lahko rečemo, da ko gremo po kompasu proti severu, bomo prišli do južnega magnetnega pola, ko gremo proti jugu, pa bomo končali na severnem magnetnem polu. Na ekvatorju bo igla kompasa nameščena skoraj vodoravno glede na površino Zemlje in bližje kot smo poloma, bolj navpična bo igla. Zemljino magnetno polje se je lahko spremenilo; bili so časi, ko so se poli spreminjali drug glede na drugega, to je, da je bil jug tam, kjer je bil sever, in obratno. Po mnenju znanstvenikov je bil to znanilec velikih katastrof na Zemlji. Tega zadnjih nekaj deset tisočletij ni bilo opaziti.
riž. 7. Zemljino magnetno polje ()
Magnetni in geografski poli ne sovpadajo. Magnetno polje je tudi znotraj same Zemlje in je tako kot pri trajnem magnetu usmerjeno od južnega magnetnega pola proti severu.
Od kod izvira magnetno polje v trajnih magnetih? Odgovor na to vprašanje je podal francoski znanstvenik Andre-Marie Ampère. Izrazil je idejo, da je magnetno polje trajnih magnetov razloženo z elementarnimi, najpreprostejšimi tokovi, ki tečejo znotraj trajnih magnetov. Ti najpreprostejši osnovni tokovi se na določen način krepijo in ustvarjajo magnetno polje. Negativno nabit delec - elektron - se giblje okoli jedra atoma; to gibanje se lahko šteje za usmerjeno, zato se okoli takega gibajočega se naboja ustvari magnetno polje. Znotraj katerega koli telesa je število atomov in elektronov preprosto ogromno, zato vsi ti elementarni tokovi prevzamejo urejeno smer in dobimo precej pomembno magnetno polje. Enako lahko rečemo za Zemljo, to je, da je Zemljino magnetno polje zelo podobno magnetnemu polju trajnega magneta. Trajni magnet je precej svetla značilnost katere koli manifestacije magnetnega polja.
Poleg obstoja magnetnih neviht obstajajo tudi magnetne anomalije. Povezani so s sončnim magnetnim poljem. Ko na Soncu pride do dovolj močnih eksplozij ali izmetov, se ne zgodijo brez pomoči manifestacije Sončevega magnetnega polja. Ta odmev doseže Zemljo in vpliva na njeno magnetno polje, zaradi česar opazujemo magnetne nevihte. Magnetne anomalije, povezane z usedlinami železove rude na Zemlji so ogromne usedline dolgo časa magnetizirane z zemeljskim magnetnim poljem in vsa telesa okoli bodo izkusila magnetno polje te anomalije, puščice kompasa bodo pokazale napačno smer.
V naslednji lekciji si bomo ogledali še druge pojave, povezane z magnetnimi dejanji.
Reference
- Gendenshtein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. Fizika 8 / ur. Orlova V.A., Roizena I.I. - M.: Mnemozina.
- Periškin A.V. Fizika 8. - M.: Bustard, 2010.
- Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Fizika 8. - M.: Razsvetljenje.
- Class-fizika.narod.ru ().
- Class-fizika.narod.ru ().
- Files.school-collection.edu.ru ().
domača naloga
- Kateri konec igle kompasa privlači severni pol Zemlja?
- Kje na Zemlji ne morete zaupati magnetni igli?
- Kaj kaže gostota črt na magnetu?
Računalniško modeliranje nam omogoča, da si predstavljamo, kako se spremeni zemeljsko magnetno polje, ko se spremeni polarnost. Preden južni magnetni pol postane severni in severni magnetni pol postane južni, bosta oba za nekaj časa izginila ali, kar je isto, veliko ju bo. Zasluge Gary Glatzmaier, Paul Roberts
Pričakovanje katastrofe je v človeška narava. Vsaj od svetopisemskih časov so naši predniki čakali na nekaj slabega: konec sveta, poslednjo sodbo, drugi prihod. Čakali so in se bali. Naši sodobniki še naprej čakajo in se bojijo. Samo sodobni svet ponuja veliko več možnosti. Nobelov nagrajenec za biologijo Francis Crick v svoji knjigi Življenje na Zemlji, njegov izvor in bistvo navaja štiri glavne razloge, zakaj človeštvo morda ne bo dočakalo konca 21. stoletja: svetovni oboroženi spopad z uporabo orožja za množično uničevanje, smrtonosno onesnaženje okolju, izčrpavanje nujnega naravne vire, vesoljska katastrofa. Ti štirje razredi vzrokov so razvrščeni v padajočem vrstnem redu glede na njihovo verjetnost. Vsako od njih je mogoče podrobno opisati in dopolniti glede na moč domišljije. V 10. stoletju so se ljudje bali začetka novega tisočletja, ob koncu 16. stoletja je supernova, ki je izbruhnila na nebu, veljala za znanilca konca sveta; preloma 19. stoletja in v 20. stoletju je bilo moderno bati se kometov, ki so se približevali Zemlji. Med novimi grozljivkami je nevarnost »obrata polarnosti«, o kateri se govori zadnja leta.
O tem govorimo. Magnetno polje našega planeta ima precej zapleteno obliko, ki je običajno predstavljena v obliki tako imenovane multipolne ekspanzije, to je neskončne vsote elementov, ki so v določenem smislu elementarni. Prvi izraz v tej vsoti se imenuje monopol, vendar za Zemljo (pa tudi za katero koli drugo, ki nam je znano kozmično telo) je enako nič. Preprosto povedano to pomeni, da se vsaka magnetna črta, ki se začne na površju Zemlje, konča na površju Zemlje. Naslednji največji izraz je dipol. Ustvarjata ga dva magnetna monopola neskončno velikega naboja, ki se nahajata neskončno blizu drug drugemu, ali pa obročni električni tok neskončno velike moči in neskončno majhnega radija. Za Zemljo je ta izraz veliko večji od vseh drugih, saj, kot je zdaj splošno sprejeto, njeno magnetno polje ustvarjajo vrtinčna gibanja zemeljskega tekočega jedra. Naboji v njem se ne premikajo zelo hitro, zato tok ni zelo velik, je pa polmer zelo velik. Toda tudi ta veliki radij je majhen v primerjavi s polmerom Zemlje.
To ne pomeni, da je dipolni moment nujno največji člen v tej vsoti. V nekaterih primerih popolnoma izgine. To se je na primer zgodilo na Soncu pred petimi leti. Skoraj celo leto od marca 2000 do februarja 2001 na Soncu ni bilo ne severnega ne južnega magnetnega pola oziroma, če formalno štejemo za magnetni pol mesto, kjer magnetna silnica seka površino zvezde ali planet vzporeden z njegovim polmerom, potem sta bila vsaj dva hkrati. V tem primeru se magnetno polje obnaša v najvišja stopnja nemiren in v povprečju močno oslabljen. Če bi se kaj podobnega zgodilo na Zemlji, bi nas čakale nemalo težav: dolgotrajno in nenavadno močno magnetno nevihto bi v povprečju spremljala oslabitev magnetnega polja. Magnetosfera bi se slabše spopadala s svojo najpomembnejšo nalogo biosfere - zaščititi jo pred tokovi nabitih delcev iz vesolja in Sonca.
Toda na Zemlji se od časa do časa zgodi nekaj podobnega. Res je, veliko manj pogosto kot na Soncu. Na Soncu se magnetna pola zamenjata vsakih enajst let. Na Zemlji sta magnetna pola nazadnje zamenjala mesta pred 740.000 leti. In nekaj kaže, da je čas, da to ponovno doživimo. V zadnjih sto petdesetih letih je zemeljsko magnetno polje opazno oslabelo. Morda je že prej oslabela, zdaj pa se je izkazalo, da se je v obdobju od 1590 do 1840 spreminjala precej počasneje. To dokazujejo stari ladijski dnevniki, ki so jih pregledali David Gubbins in njegovi kolegi z Univerze v Leedsu (poročilo o njihovi raziskavi je bilo objavljeno v reviji Science. 2006. Vol. 312. No. 5775. P. 900-902)
Njihova ideja je bila obnoviti vrednost dipolnega momenta zemeljskega magnetnega polja v čas pred letom 1837. V tem letu je veliki nemški matematik Carl Gauss odkril način za neposredno merjenje dipolnega momenta. In od takrat se bolj ali manj redno meri. Toda pred tem so bile ideje ljudi o magnetnem polju najbolj nejasne. Izkazalo se je, da obstaja izhod. Stari pomorščaki so veliko pozornost posvečali odčitkom kompasa. Prvič, že v času pozni srednji vek Znano je bilo, da kompas skoraj nikoli ne kaže točno proti severu. Legendarni italijanski zdravnik, pesnik in astronom Girolamo Fracastoro (1478–1553) je celo predlagal najstarejšo teoretično razlago, ki je prišla do nas: magnetno iglo kompasa privlačijo ogromne železne gore na severu Atlantski ocean. Zato nikoli ne gleda točno proti severu. Od takrat so mornarji skrbno beležili, kako se odčitek kompasa razlikuje od prave smeri proti severu. Težava pa je v tem, da jim je to le redko uspelo narediti z zahtevano natančnostjo in so pogosto delali napake.
Toda ob koncu 17. stoletja so mornarji odkrili novo presenečenje: magnetna igla ne le »gleda« mimo pola, ampak tudi ni vzporedna s površjem Zemlje. Na severnem magnetnem polu igla kompasa praviloma stoji navpično (če jo seveda prepustite sami sebi). Potem se je upravičeno verjelo, da poznavanje tega "nagiba" (kot se običajno imenuje) omogoča razjasnitev smeri proti severu z odčitki kompasa. Davidu Gubbinsu je omogočilo, da je razjasnil razliko med smerjo proti severu in odčitkom kompasa. A kljub vsemu vsi zbrani podatki niso bili dovolj za rekonstrukcijo popolne slike spremembe dipolnega momenta pred letom 1840. Vendar so bili dovolj za temeljni zaključek: magnetno polje našega planeta slabi z vse večjo hitrostjo. Morda je v tem času doživela več valov.
Trenutno, torej v zadnjih sto petdesetih letih, se dipolni moment zemeljskega magnetnega polja vsakih 10 let zmanjša za približno 0,5 %. Ni težko izračunati, da bo ta komponenta polja čez dva tisoč let izginila. Morda je to trenutek, ko se začne naslednja sprememba polov. Gubbinsove nove ugotovitve kažejo, da je treba to oceno ponovno pretehtati. Dipolni moment bo šel na nič približno dvakrat hitreje.
Študijo sprememb v magnetnem polju so izvedli na Univerzi v Kaliforniji, pri čemer so obnovili podatke o jakosti magnetnega polja iz orientacije magnetnih delcev v rock in v odlomkih keramike. Geofizik Gary Glatzmaier uporablja te podatke za modeliranje procesov, ki se dogajajo globoko pod zemeljsko površino in ustvarjajo magnetno polje. Meni, da nove raziskave, opravljene v Angliji, potrjujejo njegovo temeljno idejo, da se magnetno polje spreminja neenakomerno, kar lahko narašča, zmanjšuje ali ostane nespremenjeno v nedoločenem časovnem obdobju. Verjetno je predpostavka o linearni spremembi dipolnega momenta med 1590 in 1840 preveč groba. Navsezadnje je sovpadanje ostre spremembe hitrosti oslabitve dipolnega momenta magnetnega polja in Gaussovega odkritja nekoliko sumljivo. Z enakim uspehom lahko domnevamo, da je polje večinoma v obdobju 1590–1840 slabelo s približno enako hitrostjo, v nekaterih razmeroma kratkih časovnih obdobjih pa ni oslabelo, temveč je hitro raslo. Zaradi tega je bila povprečna hitrost dvakrat manjša. Povsem možno je, da je Zemlja v 740 tisoč letih, ki so minila od zadnje »obračanja polarnosti«, večkrat znova začela ta proces, a se je nato vrnila v prvotno stanje.
Razumejmo skupaj, kaj je magnetno polje. Navsezadnje veliko ljudi živi na tem področju vse življenje in o tem sploh ne razmišlja. Čas je, da to popravimo!
Magnetno polje
Magnetno polje- posebna vrsta snovi. Kaže se v delovanju na premikajoče se električne naboje in telesa, ki imajo svoj magnetni moment (trajni magneti).
Pomembno: magnetno polje ne vpliva na stacionarne naboje! Magnetno polje nastaja tudi s premikanjem električni naboji, ali pa se sčasoma spreminja električno polje, ali magnetni momenti elektronov v atomih. Se pravi, vsaka žica, po kateri teče tok, postane tudi magnet!
Telo, ki ima svoje magnetno polje.
Magnet ima pola, ki se imenujeta severni in južni. Oznaki "sever" in "jug" sta podani samo zaradi priročnosti (kot "plus" in "minus" pri elektriki).
Magnetno polje predstavlja magnetni daljnovodi. Silnice so zvezne in sklenjene, njihova smer pa vedno sovpada s smerjo delovanja silnic polja. Če so kovinski ostružki razpršeni okoli trajnega magneta, bodo kovinski delci pokazali jasno sliko silnic magnetnega polja, ki izhajajo iz severnega pola in vstopajo v južni pol. Grafična značilnost magnetnega polja - silnice.
Značilnosti magnetnega polja
Glavne značilnosti magnetnega polja so magnetna indukcija, magnetni tok in magnetna prepustnost. Toda pogovorimo se o vsem po vrsti.
Naj takoj opozorimo, da so v sistemu podane vse merske enote SI.
Magnetna indukcija B – vektorska fizikalna količina, ki je glavna značilnost moči magnetno polje. Označeno s črko B . Merska enota magnetne indukcije – Tesla (T).
Magnetna indukcija kaže, kako močno je polje, tako da določi silo, s katero deluje na naboj. Ta moč klical Lorentzova sila.
Tukaj q - polnjenje, v - njegova hitrost v magnetnem polju, B - indukcija, F - Lorentzova sila, s katero polje deluje na naboj.
F– fizikalna količina, enako zmnožku magnetna indukcija na območju obrisa in kosinus med indukcijskim vektorjem in normalo na ravnino obrisa, skozi katero prehaja tok. Magnetni pretok je skalarna karakteristika magnetnega polja.
Lahko rečemo, da magnetni tok označuje število magnetnih indukcijskih linij, ki prodirajo na enoto površine. Magnetni pretok se meri v Weberach (Wb).
Magnetna prepustnost– koeficient, ki določa magnetne lastnosti medija. Eden od parametrov, od katerih je odvisna magnetna indukcija polja, je magnetna prepustnost.
Naš planet je že nekaj milijard let ogromen magnet. Indukcija zemeljskega magnetnega polja se spreminja glede na koordinate. Na ekvatorju je približno 3,1 krat 10 na minus peto Teslovo potenco. Poleg tega obstajajo magnetne anomalije, kjer se vrednost in smer polja bistveno razlikujeta od sosednjih območij. Nekaj največjih magnetnih anomalij na planetu - Kursk in Brazilske magnetne anomalije.
Izvor zemeljskega magnetnega polja za znanstvenike še vedno ostaja skrivnost. Predpostavlja se, da je vir polja tekoče kovinsko jedro Zemlje. Jedro se premika, kar pomeni, da se premika staljena zlitina železa in niklja, gibanje nabitih delcev pa je električni tok, ki ustvarja magnetno polje. Težava je v tem, da ta teorija ( geodinamo) ne pojasnjuje, kako se polje ohranja stabilno.
Zemlja je ogromen magnetni dipol. Magnetni poli ne sovpadajo z geografskimi, čeprav so v neposredni bližini. Poleg tega se zemeljski magnetni poli premikajo. Njihovo selitev beležijo od leta 1885. Na primer, v zadnjih sto letih je magnetni pol v južna polobla se je premaknilo za skoraj 900 kilometrov in se zdaj nahaja v Južnem oceanu. Pol arktične poloble se giblje skozi Arktični ocean do vzhodnosibirske magnetne anomalije; hitrost njegovega gibanja (po podatkih iz leta 2004) je bila približno 60 kilometrov na leto. Zdaj je gibanje polov pospešeno - v povprečju se hitrost poveča za 3 kilometre na leto.
Kakšen pomen ima za nas zemeljsko magnetno polje? Prvič, Zemljino magnetno polje ščiti planet pred kozmičnimi žarki in sončnim vetrom. Nabiti delci iz globokega vesolja ne padejo neposredno na tla, ampak jih orjaški magnet odbije in se premikajo vzdolž njegovih silnic. Tako so vsa živa bitja zaščitena pred škodljivimi sevanji.
V zgodovini Zemlje se je zgodilo več dogodkov. inverzije(spremembe) magnetnih polov. Inverzija polov- takrat zamenjajo mesta. Nazadnje se je ta pojav zgodil pred približno 800 tisoč leti, skupno pa je bilo v zgodovini Zemlje več kot 400 geomagnetnih inverzij, glede na opaženo pospeševanje gibanja magnetnih polov nekateri znanstveniki menijo, da je naslednji pol inverzijo je treba pričakovati v naslednjih nekaj tisoč letih.
Na srečo v našem stoletju še ni pričakovati spremembe polov. To pomeni, da lahko ob upoštevanju osnovnih lastnosti in značilnosti magnetnega polja razmišljate o prijetnih stvareh in uživate v življenju v dobrem starem konstantnem polju Zemlje. In da vam bo to uspelo, so tu naši avtorji, ki jim lahko z zaupanjem zaupate nekaj vzgojnih tegob! in druge vrste del lahko naročite preko povezave.
Vsakdo, ki tako ali drugače opazuje pojave, ki se te dni dogajajo na planetu, povezane z globalnimi podnebnimi spremembami, pa pomisli, prvič, na razloge za povečanje števila in moči naravnih nesreč, in drugič, na možnost, da dolgoročno napovedovanje naravnih nesreč z namenom pomoči družbi. Navsezadnje je danes vedno več informacij o vstopu človeštva v obdobje globalnih naravnih nesreč. Ali je mogoče, če ne povsem preprečiti, pa vsaj zmanjšati posledice globalnih podnebnih sprememb na planetu? Iskanje je privedlo do zelo impresivnih in pozitivno spodbudnih informacij - poročilo skupnosti znanstvenikov ALLATRA SCIENCE: " ". Poročilo vsebuje edinstvene informacije za vsako osebo, saj je to ključ do reševanja podnebnih problemov katere koli kompleksnosti. Kaže tudi resničen izhod iz trenutne situacije skozi združevanje svetovne skupnosti na ustvarjalni, duhovni in moralni osnovi.
Zemljino magnetno polje je naravni »ščit« planeta pred kozmičnim in sončnim sevanjem, škodljivim za vsa živa bitja. Pravzaprav, če Zemlja ne bi imela lastnega magnetnega polja, bi bilo življenje v obliki, kot jo poznamo, na njej nemogoče. Moč zemeljskega magnetnega polja je porazdeljena neenakomerno in v povprečju znaša okoli 50.000 nT (0,5 Oe) na površini in se spreminja od 20.000 nT do 60.000 nT.
riž. 1. »Posnetek« glavnega magnetnega polja na površju Zemlje junija 2014 na podlagi podatkov iz Sateliti roja . Območja močnega magnetnega polja so označena z rdečo, območja oslabljenega pa z modro.
Vendar pa opažanja kažejo, da Zemljino magnetno polje postopoma slabi, medtem ko se geomagnetni poli premikajo. Kot je navedeno v zgoraj omenjenem poročilu, na te procese vplivajo predvsem nekateri kozmični dejavniki, čeprav jih tradicionalna znanost še ne pozna in jih ne upošteva ter poskuša najti odgovore v drobovju Zemlje. brez uspeha.
Podatki, ki jih prenašajo sateliti Swarm, ki jih je izstrelila Evropska vesoljska agencija (ESA) ), potrjujejo splošno težnjo po oslabitvi magnetnega polja in opažena je največja stopnja zmanjšanja na zahodni polobli našega planeta .
riž. 2. Sprememba jakosti zemeljskega magnetnega polja v določenem obdobjuod januarja 2014 do junija 2014 po Swarm. Na sliki lila barva ustreza povečanju, temno modra pa znižanju napetosti v območju ±100 nT.
Z analizo posledic številnih naravnih nesreč so znanstveniki ugotovili, da se pred začetkom seizmične aktivnosti pojavijo anomalije v zemeljskem magnetnem polju. Zlasti pred potresom, ki se je zgodil 11. marca 2011 na Japonskem, je bila aktivirana pacifiška litosferska plošča v conah subdukcije. Ta dogodek je postal nekakšen indikator nove faze potresne aktivnosti, povezane s pospeševanjem gibanja te litosferske plošče. Premik geomagnetnih polov, ki se nahajajo v Vzhodna Sibirija in Tihega oceana zaradi kozmičnih dejavnikov privedlo do obsežnih sprememb sekularnih magnetnih variacij na ozemlju japonskega arhipelaga. Posledica teh pojavov je bila serija močnih potresov z magnitudo 9,0.
Uradno se domneva, da je v zadnjih 100 letih zemeljsko magnetno polje oslabilo za približno 5%. Na območju tako imenovane južnoatlantske anomalije ob obali Brazilije je bila oslabitev še izrazitejša. Vendar je treba omeniti, da so bile prej, tako kot zdaj, zemeljske meritve izvedene točkovno in na kopnem, kar ne more več odražati celotne slike sekularnih sprememb v magnetnem polju. Prav tako niso upoštevane luknje v zemeljskem magnetnem polju - svojevrstne vrzeli v magnetosferi, skozi katere prodirajo ogromni tokovi sončnega sevanja. Zaradi tradicionalni znanosti neznanih razlogov število teh lukenj nenehno narašča. Toda o njih bomo govorili v naslednjih publikacijah.
Znano je, da oslabitev zemeljskega magnetnega polja povzroči obrat polarnosti, pri katerem se severni in južni magnetni pol zamenjata in pride do njune inverzije. Raziskave na področju paleomagnetizma so pokazale, da je zemeljsko magnetno polje že prej, ob obratih polar, ki so se pojavljali postopoma, izgubilo svojo dipolno strukturo. Pred inverzijo magnetnega polja je prišlo do njegove oslabitve, po njej pa se je poljska jakost spet povečala na prejšnje vrednosti. V preteklosti so se ti obrati zgodili v povprečju približno vsakih 250.000 let. Toda od zadnjega je po mnenju znanstvenikov minilo približno 780.000 let. Uradna znanost pa še ne zna razložiti tako dolgega obdobja stabilnosti. Poleg tega se v znanstvenih krogih občasno kritizira pravilnost interpretacije paleomagnetnih podatkov. Tako ali drugače je hitro oslabitev magnetnega polja v teh dneh znak začetka globalnih procesov tako v vesolju kot v črevesju Zemlje. Zato so kataklizme, ki se dogajajo na planetu, v večji meri posledica naravnih dejavnikov kot antropogenega vpliva.
Tradicionalna znanost še vedno težko najde odgovor na vprašanje: kaj se zgodi z magnetnim poljem v trenutku inverzije? Ali popolnoma izgine ali oslabi na določene kritične vrednosti? Na to temo obstaja veliko teorij in predpostavk, vendar se nobena ne zdi zanesljiva. Eden od poskusov simulacije magnetnega polja v času obračanja je prikazan na sl. 3:
riž. 3. Modelni prikaz glavnega magnetnega polja Zemlje v njenem trenutno stanje(levo) in v procesu zamenjave polarnosti (desno). Sčasoma se lahko zemeljsko magnetno polje spremeni iz dipolnega v multipolno in takrat se spet oblikuje stabilna dipolna struktura. Vendar se bo smer polja spremenila v nasprotno: severni geomagnetni pol bo zamenjal južni, južni pa se bo premaknil na severno poloblo.
Že samo dejstvo, da v času obrata polarnosti obstajajo pomembne magnetne anomalije, lahko vodi do globalnih tektonskih pojavov na Zemlji in predstavlja resno nevarnost za vse življenje na planetu zaradi naraščajoče ravni sončnega sevanja.
Razvoj metod za opazovanje zemeljskega magnetnega polja ter septonsko polje Zemlje je zaročen. Ti podatki omogočajo pravočasen odziv na njihove spremembe in sprejemanje protiukrepov za odpravo ali zmanjšanje naravnih nesreč. Zgodnja identifikacija virov prihodnjih nesreč (potresi, vulkanski izbruhi, tornadi, orkani) omogoča sprožitev adaptivnih mehanizmov, zaradi katerih se intenzivnost seizmične in vulkanske aktivnosti znatno zmanjša in je čas za opozarjanje prebivalstva, ki živi v nevarno območje. Ta smer naprednega znanstveno raziskovanje klical klimatski geoinženiring in vključuje razvoj njene nove usmeritve in metod, popolnoma varnih za celovitost ekosistema in človekovega življenja, ki temeljijo na bistveno novem razumevanju fizike ‒ PRIMORDIALNA FIZIKA ALLATRE. V tej smeri je bilo do danes narejenih že kar nekaj uspešnih korakov, ki so dobili trdno znanstveno podlago in praktično potrditev. Začetna stopnja praktičnega razvoja tega področja že kaže stabilne rezultate... .
V obdobju vse večje nevarnosti globalnih podnebnih dogodkov je ključnega pomena, da se človeštvo združuje na ustvarjalnih duhovnih in moralnih temeljih ter nenehno širi znanje. PRIMORDIALNA FIZIKA ALLATRA, razvijajo obetavne znanstvene smeri, omenjene v poročilu. DUHOVNOST in ALLATRA ZNANOST- prav to je trdna podlaga, ki bo človeštvu omogočila preživetje v dobi globalnih podnebnih sprememb in v novih razmerah ustvarila nov tip družbe, o kateri človeštvo že dolgo sanja. Začetno znanje je bilo podano v poročilih skupnosti ALLATRA SCIENCE, zdaj pa je veliko odvisno od vsakega posameznika, tako da se uporablja izključno za dobro!
Vitalij Afanasjev
Literatura:
Poročilo »O problemih in posledicah globalnih podnebnih sprememb na Zemlji. Učinkoviti načini reševanja teh problemov« mednarodne skupine znanstvenikov Mednarodnega socialnega gibanja »ALLATRA«, 26. november 2014;
V začetku prejšnjega stoletja so se razširili prvi elektrokemični viri toka. Njihov pojav je privedel do številnih pomembnih odkritij. Ti vključujejo odpiranje električnega obloka in odkrivanje magnetnih manifestacij toka - električni tok lahko povzroči odklon magnetne igle; žice, po katerih teče električni tok, se odbijajo ali privlačijo.
Nekatera od teh odkritij so dosegla vrhunec v znamenitem Faradayevem poskusu (1831), katerega pomen za razvoj elektrotehnike je bil izjemno velik.
Faradayev poskus je shematično prikazan na sl. 2.18-2.22. V tej obliki ni težko izvesti.
Na debeli kartonski cevi sta dva navitja. Prvi od njih je lahko povezan z virom toka, na primer baterijo. Drugo navitje je izolirano od prvega, to pomeni, da med tema navitjema ni električne povezave (ni stika). Vezje drugega navitja je zaprto z magnetoelektrično napravo.
Najpomembnejše pri postavitvi eksperimenta je naslednje: drugo navitje je v magnetnem polju prvega, seveda takrat, ko v prvem navitju teče električni tok.
riž. 2.18. Faradayev poskus. Tok teče v prvem (1) navitju (vezje baterije je sklenjeno). Drugo (2) navitje je v magnetnem polju prvega navitja. Kljub temu v tokokrogu drugega navitja ni toka: igla ampermetra je na nič
Faraday je iskal odgovor na vprašanje: ali magnetno polje prvega navitja povzroči nastanek električnega toka v drugem? Da bi dobili odgovor na to vprašanje, je v tokokrog drugega navitja vključen občutljiv ampermeter (galvanometer).
Slika, prikazana na sl. 2.18 daje na videz negativen odgovor. Magnetno polje se spremeni z vklopom in izklopom toka. Toda opravimo svoja opazovanja bolj previdno in se osredotočimo na iglo ampermetra ravno v času, ko se vezje prvega navitja prekine (slika 2.19) ali, nasprotno, zapre (slika 2.20). V tem primeru lahko opazite, da ko je vezje prvega navitja prekinjeno, v drugem navitju nastane tok. Ta tok ne traja dolgo - puščica bo nekoliko odstopala v desno in se spet vrnila v ničelni položaj (slika 2.19).
Na enak način lahko opazite nastanek toka v drugem navitju, ko je tok vklopljen v tokokrogu prvega navitja (slika 2.20).
In ta tok ne traja dolgo - puščica bo nekoliko odstopala v levo in se vrnila v prvotni (ničelni) položaj.
Kakšna je razlika med prvim opazovanjem (slika 2.18) in obema naslednjima?
Pri prvem opazovanju smo imeli opravka s konstantnim tokom v prvem navitju in torej s konstantnim magnetnim poljem.
Električni tok se lahko pojavi v zaprtem krogu, če so njegove žice v spreminjajočem se magnetnem polju.
riž. 2.19, Faradayev poskus. Tok v prvem navitju je prekinjen. Magnetno polje, v katerem se nahaja drugo navitje, se spremeni (izgine). Igla ampermetra, priključenega na vezje drugega navitja, se rahlo vrže v desno in se hitro vrne v prvotni (ničelni) položaj. Pod vplivom spreminjajočega se magnetnega polja nastane tok
riž. 2.20. Faradayev poskus. Tok se vklopi v tokokrogu prvega navitja. Magnetno polje, v katerem se nahaja drugo navitje, se spremeni (pojavi se polje). Igla ampermetra, priključenega na vezje drugega navitja, se rahlo vrže v levo in se hitro vrne v prvotni položaj. Pod vplivom spreminjajočega se magnetnega polja nastane tok
Toda če v tokokrogu žic nastane tok, to pomeni, da v tokokrogu deluje EMF (spomnite se drugega Kirchhoffovega zakona, § 1.20).
Z drugimi besedami:
v žicah električnega tokokroga se ob spremembi magnetnega polja ustvari (inducira) emf.
Magnetno polje se spremeni z vnosom jekla. Magnetno polje je mogoče spremeniti ne samo s spreminjanjem toka. Vemo, da dodajanje železa izboljša polje. To pomeni, da če paket jeklenih plošč položimo v našo kartonsko cev (slika 2.21), se bo magnetno polje, ki ga ustvari prva tuljava, povečalo.
riž. 2.21. Ko potisnemo paket jeklenih plošč, se magnetno polje okrepi. Igla ampermetra, priključenega na vezje drugega navitja, odstopa v levo, kot opazimo, ko je tok vklopljen (glej sliko 2.20)
riž. 2.22. Ko palični magnet odstranimo iz navitja, zaprtega za ampermeter, se v navitju pojavi emf
Ali se pojavi EMF v drugem navitju, ko je paket potisnjen noter?
Izkušnje dajejo pritrdilen odgovor (slika 2.21). Bodimo pozorni na to, da se pri vrinu jekla puščica naprave odmika v isto smer kot pri vklopu toka.
Ko izvlečemo jekleno embalažo, puščica odstopa v isto smer kot pri izklopu toka (v obeh primerih se magnetno polje zmanjša).
Magnetno polje se spreminja zaradi gibanja same tuljave. Oglejmo si še en poskus. Magnetno polje ustvarja navitje z jeklenim jedrom. Tok v navitju vzdržuje baterija. Drugo navitje je navito na neodvisen kartonski okvir (kartonski obroč). To navitje je preko prožne vrvice povezano z merilnim instrumentom in nima električne povezave z vezjem prvega navitja.
EMF se pojavi v tokokrogu drugega navitja, ko se odstrani iz polja, ki ga ustvari prvo navitje.
Magnetno polje se spreminja zaradi gibanja trajnega magneta. Oglejmo si še en poskus, katerega koncept je podan na sl. 2.22.
Ko odstranimo palični magnet, se v mirujočem navitju inducira emf.
Ta poskus kaže, da je EMF resnično induciran ravno s spremembo magnetnega polja in ne z interakcijo tokov, kot se morda zdi na primer iz poskusov, prikazanih na sl. 2.19 in 2.20.
Nadaljnja opazovanja so omogočila ugotovitev številnih novih dejstev, ki so bila sčasoma posplošena, pa tudi pomembnih splošnih zakonitosti.