Интересные сведения о магнитном поле земли. Магнитное поле земли интересные факты

В этой статье для вас интересный и забавный физический эксперимент, демонстрирующий одно из свойств магнитов, которое часто используют разработчики “вечных двигателей”. В этом эксперименте использованы выпуклая гладкая поверхность и пара магнитов. Верхний специально раскрашен. Продаются они в этом китайском магазине .

Двигая нижний магнит, верхний начинает вращаться и, надо признать, весьма быстро. Но никакого чуда здесь конечно нет, скорее чистая механика. Все очень просто: верхний магнит лежит на выпуклой поверхности и, соответственно, может касаться ее только в одной точке. Когда мы начинаем двигать нижний магнит, верхний стремится следовать за ним, перемещаясь по верхней выпуклой поверхности, так как они связаны между собой магнитными связями.

В начальный момент движеняе он как бы чуть-чуть наклоняется вперед. Тем самым точка касания тоже двигается в направлении движения. Мы получаем, что сзади этой точки масса магнита больше, чем спереди. Так как верхний магнит стремится двигаться за нижним магнитом, он должен либо скользить в этой точке, либо проворачиваться. Потому что ему нужно как-то это массу переместить вперед, что он и делает, потому что сила трения скольжения в этой точке больше, чем сила трения вращения.

Вот такой вот оптимальный способ движения верхний магнит и находит. Вот и всё объяснение.

Такой же эффект лежит в основе вращения магнита в так называемом магнитном шлюзе, который любят демонстрировать любители вечных магнитный двигателей. При этом они на полном серьезе втирают о каких-то магнитных вихрях, которые якобы и вращают это самый магнитик.

Естественно, доверчивые люди, насмотревшись подобных роликов, скорее бегут покупать магниты, чтобы повторить сие чудо. А потом по факту их ждет грандиозный облом, потому что все это крутится лишь до тех пор, пока вы двигаете рукой. Кстати для этого не надо городить какой-то шлюз, подойдет любой магнит, и никаким эфиром тут не пахнет…

Обсуждение

Леон Ярославович
Я конечно понимаю что слово эфир изрядно дискредитировано всяческими околонаучными и откровенно лженаучными изыскателями, мистификаторами и просто мошенниками, НО! Электромагнитные волны – единственный вид волн в Природе, не требующими (как считается) для своего распространения упругой среды.
В то же время перенос энергии электромагнитными волнами прекрасно описывается уравнением Умова-Пойнтинга, выведенным для общего случая поперечных волн в УПРУГОЙ СРЕДЕ. Не кажется ли Вам это немного странным, если неоправданным? Ведь в теории относительности Пункаре, которую так неудачно украл Эйнштейн – эфир таки был! Однако этот выброшенный Эйнштейном эфир (якобы в силу принципа Окамма) все равно полез изо всех щелей его теории. То под названием “ткани пространства-времени”, которая почему-то искривляется (В ЧЕМ, интересно?), то как “физический вакуум”, то как анизотропия т.н. “реликтового излучения”, или вообще уже как Невидимые Фиолетовые Единороги (читай темная энергия и материя), которые составляют ВНИМАНИЕ! 96% массы видимой Вселенной! Более того Эйнштейн и сам позже таки признал что его (цитата) “теория относительности наделяет вакуум физическими свойствами, и потому в этом смысле эфир существует” (погуглите на досуге).

Pravda TyT
Тут к сожалению этого не любят и даже слышать ничего не хотят. Их право конечно, но нельзя быть столь категоричными. Речь идет не о вечном двигателе, а об энергии, которую нужно просто обуздать и всё.
Но нет же, всё дискредитируют, высмеивают, глумятся. Странные люди, время всех рассудит. Но… нельзя вот такими действиями тормозить прогресс, а вы, Игорь, именно этим и занимаетесь, не знаю намеренно или нет, но это так. Вы разоблачаете мошенников, которые намеренно дискредитируют этот вопрос. Они на службе у кукловодов, а вы?
Энергию эту уже обуздали определенные люди, но кукловодам на данном этапе не нужны технологии, которые сделали бы людей независимыми. Им нужны рабы, которых можно легко контролировать.

Воробьев Виталий
Леон Ярославович, так сама среда переноса не обнаружена. Скорость света оказалась постоянной. Эфир как средство переноса электромагнитных волн не найден. Про Пуанкаре хотелось бы поподробнее…если вы преобразования Лоренца (с Планковскими исправлениями) не спутали. СТО и ОТО не на пустом месте родились, принцип относительности Эйнштейн расширил, применив принцип относительности Галилея для электромагнитных взаимодействий. И именно провал опыта Майкельсона-Морли материал для переосмысления практических опытов от отказа от эфира как среды для переноса. Не Эйнштейн стал могильщиком эфира, а невозможность получения данных о его существовании.
Не вылез ни в ОТО ни СТО эфир – как среда переноса … выросло пространство время, темная материя к эфиру не причем, это пока теория но полученная из астрофизических расчетов, люди пытаются ее обнаружить … возможно скоро обнаружат, а возможно откажутся от этой теории. Эфир как среда колебания которой переносят свет умер безвозвратно….как и энергия из него, после получения эффекта Казимира.

Andrew Solovjeff
2 месяца назад
Воробьев Виталий, Приехали. По-моему эффект Казимира как раз во всей красе подтверждает существование эфира.

Сейчас магнитное поле Земли находится под пристальным вниманием каждого, кому интересна астрономия, астрология, астрофизика. К тому же научные информационные сайты в последнее время так и пестрят различными новостями про магнитное поле Земли.

Например, есть новость, которая говорит о том, что магнитное поле Земли в последнее время существенно меняется, либо о том, что благодаря полю происходит утечка кислорода из земной атмосферы. Но мало, кто вообще представляет, что это такое магнитное поле Земли, что оно собой является и насколько оно важно для нас, как для людей, да и для всех живых организмов. По сути, магнитное поле представляет собой специальную область, которая находится вокруг всей нашей планеты, где происходит взаимодействие магнитных сил.

Правда, до сих пор ещё не нашли окончательного решения о происхождении магнитного поля. Существует масса мнений на этот счёт, причём одно противоречит другому, но всё же большая часть исследователей говорит о том, что магнитное поле Земли находится вокруг из-за ядра планеты. Собственно, в земном ядре внутри есть и твёрдая часть, и жидкая часть. Земля вращается и не останавливается, из-за этого в жидкой части ядра всегда происходят течения. Тут уж нужно вспомнить физику школы, когда электрические заряды создают во время своего движения магнитное поле.

Есть очень распространённая теория о том, как же всё-таки это поле появилось. Суть теории заключается в том, что это бы динамо-эффект. То есть, в жидкой части ядра происходят турбулентные движения, которые способствуют поддержанию поля стационарного состояния, при этом же оно само и возбуждается. Магнитное поле Земли определённо очень помогает Земле и всему живому на планете. Ведь различные космические частицы очень негативно влияют на планету Земля, а магнитное поле призвано защищать от этого губительного действия жителей и искусственные спутники планеты.

Эти частицы являются частичками солнечного ветра. Так получилось, что магнитному полю удаётся скорректировать их траекторию движения, изменяя её вдоль линии поля. Но если думать о том, что магнитное поле необходимо для того, чтобы формировалась жизнь на планете, то это существенно влияет на количество таких обитаемых планет. Ведь есть такие планеты, которые вовсе не имеют металлического ядра, а значит, нет у них и магнитного поля. Правда, и земляне могут потерять своего «магнитного защитника». Только пока нет официальных подтверждений, когда именно это может произойти.

Еще за тысячу лет до первых наблюдений электрических явлений, человечество уже начало накапливать знания о магнетизме . И всего четыреста лет тому назад, когда становление физики как науки только началось, исследователи отделили магнитные свойства веществ от их электрических свойств, и только после этого начали изучать их самостоятельно. Так было положено экспериментальное и теоретическое начало, ставшее к середине 19 века фундаментом единой теории электрических и магнитных явлений .

Похоже, что необычные свойства магнитного железняка были известны еще в период бронзового века в Месопотамии. А после начала развития железной металлургии люди заметили, что он притягивает изделия из железа. О причинах этого притяжения задумывался и древнегреческий философ и математик Фалес из города Милет (640−546 гг. до н. э.), он объяснял это притяжение одушевленностью минерала.

Греческие мыслители представляли, как невидимые пары окутывают магнетит и железо, как эти пары влекут вещества друг к другу. Слово «магнит» могло произойти он названия города Магнесии-у-Сипила в Малой Азии, недалеко от которого залегал магнетит. Одна из легенд рассказывает, что пастух Магнис как-то оказался со своими овцами рядом со скалой, которая притянула к себе железный наконечник его посоха и сапоги.

В древнекитайском трактате «Весенние и осенние записи мастера Лю» (240 г. до н. э.) упоминается свойство магнетита притягивать к себе железо. Через сто лет китайцы отметили, что магнетит не притягивает ни медь, ни керамику. В 7-8 веках они заметили, что намагниченная железная игла, будучи свободно подвешена, поворачивается по направлению к Полярной звезде.

Так ко второй половине 11 века в Китае начали изготавливать морские компасы, которые европейские мореплаватели освоили лишь через сто лет после китайцев. Тогда китайцы уже обнаружили способность намагниченной иглы отклоняться в направлении восточнее северного, и открыли таким образом магнитное склонение, опередив в этом европейских мореплавателей, пришедших к точно такому выводу только в 15 столетии.

В Европе первым свойства природных магнитов описал философ из Франции Пьер де Марикур, который в 1269 году пребывал на службе в армии сицилийского короля Карла Анжуйского. В период осады одного из итальянских городов, он отправил другу в Пикардию документ, вошедший в историю науки под названием «Письмо о магните», где и рассказал о своих экспериментах с магнитным железняком.

Марикур отметил, что в любом куске магнетита есть две области, которые особенно сильно притягивают к себе железо. Он заметил в этом сходство с полюсами небесной сферы, поэтому позаимствовал их названия для обозначения областей максимума магнитной силы. Оттуда и пошла традиция называть полюса магнитов южным и северным магнитными полюсами.

Марикур писал, что если разбить любой кусок магнетита на две части, то в каждом осколке появятся собственные полюса.

Марикур впервые связал эффект отталкивания и притяжения магнитных полюсов с взаимодействием разноименных (южного и северного), либо одноименных полюсов. Марикур по праву считается пионером европейской экспериментальной научной школы, его заметки о магнетизме воспроизводились в десятках списков, а с появлением книгопечатания издавались в форме брошюры. Их цитировали многие ученые натуралисты вплоть до 17 столетия.

С трудом Марикура был хорошо знаком и английский естествоиспытатель, ученый и врач Уильям Гильберт. В 1600 году он опубликовал труд «О магните, магнитных телах и большом магните - Земле». В этом труде Гильберт привел все известные на тот момент сведения о свойствах природных магнитных материалов и намагниченного железа, а также описал свои собственные опыты с магнитным шаром, в которых воспроизвел модель земного магнетизма.

В частности он опытным путем установил, что на обоих полюсах «маленькой Земли» стрелка компаса поворачивается перпендикулярно ее поверхности, у экватора устанавливается параллельно, а на средних широтах - поворачивается в промежуточное положение. Таким образом Гильберту удалось смоделировать магнитное наклонение, о котором в Европе знали более 50 лет (в 1544 году его описал Георг Хартман, механик из Нюрнберга).

Гильберт воспроизвел также геомагнитное склонение, которое он приписал не идеально гладкой поверхности шара, а в масштабе планеты объяснил этот эффект притяжением между континентами. Он обнаружил, как сильно разогретое железо теряет свои магнитные свойства, а при охлаждении - восстанавливает их. Наконец, Гильберт первым четко различил притяжение магнита и притяжение янтаря, натертого шерстью, которое назвал электрической силой. Это был поистине новаторский труд, оцененный как современниками, так и потомками. Гильберт открыл, что Землю будет правильным считать «большим магнитом».

До самого начала XIX века наука о магнетизме продвинулась очень немного. В 1640 году Бенедетто Кастелли, ученик Галилея, объяснил притяжение магнетита множеством очень маленьких магнитных частиц, входящих в его состав.

В 1778 году Себальд Бругманс, уроженец Голландии, заметил, как висмут и сурьма отталкивали полюса магнитной стрелки, что стало первым примером физического феномена, который позже Фарадей назовет диамагнетизмом .

Шарль-Огюстен Кулон в 1785 году, посредством точных измерений на крутильных весах, доказал, что сила взаимодействия магнитных полюсов между собой обратно пропорциональна квадрату расстояния между полюсами - так же точно, как и сила взаимодействия электрических зарядов.

С 1813 года датский физик Эрстед усердно пытался экспериментально установить связь электричества с магнетизмом. В качестве индикаторов исследователь использовал компасы, но долго не мог достичь цели, ведь он ожидал, что магнитная сила параллельна току, и располагал электрический провод под прямым углом к стрелке компаса. Стрелка никак не реагировала на возникновение тока.

Весной 1820 года, во время одной из лекций, Эрстед натянул провод параллельно стрелке, причем не ясно, что привело его к этой идее. И вот стрелка качнулась. Эрстед почему-то прекратил эксперименты на несколько месяцев, после чего вернулся к ним и понял, что «магнитное воздействие электрического тока направлено по окружностям, охватывающим этот ток».

Вывод был парадоксальным, ведь раньше вращающиеся силы не проявляли себя ни в механике, ни где-либо еще в физике. Эрстед написал статью, где изложил свои выводы, и больше электромагнетизмом так и не занимался.

Осенью того же года француз Андре-Мари Ампер приступил к опытам. Перво-наперво повторив и подтвердив результаты и выводы Эрстеда, в начале октября он обнаружил притяжение проводников, если токи в них направлены одинаково, и отталкивание, если токи противоположны.

Ампер изучил также взаимодействие между непараллельными проводниками с током, после чего описал его формулой, названой позже законом Ампера. Ученый показал и то, что свернутые в спираль провода с током поворачиваются под действием магнитного поля, как это происходит со стрелкой компаса.

Наконец, он выдвинул гипотезу о молекулярных токах, согласно которой внутри намагниченных материалов имеют место непрерывные микроскопические параллельные друг другу круговые токи, служащие причиной магнитного действия материалов.

В то же время Био и Савар совместно вывели математическую формулу, позволяющую вычислять интенсивность магнитного поля постоянного тока.

И вот, к концу 1821 года Майкл Фарадей, уже работавший в Лондоне, изготовил устройство, в котором проводник с током вращался вокруг магнита, а другой магнит поворачивался вокруг другого проводника.

Фарадей выдвинул предположение, что и магнит, и провод окутаны концентрическими силовыми линиями, которые и обуславливают их механическое воздействие.

Со временем Фарадей уверился в физической реальности силовых магнитных линий. К концу 1830-х ученый уже четко осознавал, что энергия как постоянных магнитов, так и проводников с током, распределена в окружающем их пространстве, которое заполнено силовыми магнитными линиями. В августе 1831 года исследователю удалось заставить магнетизм производить генерацию электрического тока.

Устройство состояло из железного кольца с расположенными на нем двумя противоположными обмотками. Первую обмотку можно было замыкать на электрическую батарею, а вторая соединялась с проводником, помещенным над стрелкой магнитного компаса. Когда по проводу первой катушки тек постоянный ток, стрелка не меняла своего положения, но начинала качаться в моменты его выключения и включения.

Фарадей пришел к заключению, что в эти моменты в проводе второй обмотки возникали электрические импульсы, связанные с исчезновением или возникновением магнитных силовых линий. Он сделал открытие, что причиной возникающей электродвижущей силы является изменение магнитного поля.

В ноябре 1857 года Фарадей написал письмо в Шотландию профессору Максвеллу с просьбой придать математическую форму знаниям об электромагнетизме. Максвелл просьбу выполнил. Понятие электромагнитного поля нашло место в 1864 году в его мемуарах.

Максвелл ввел термин «поле» для обозначения части пространства, которая окружает и содержит тела, пребывающие в магнитном или электрическом состоянии, причем он особо подчеркнул, что само это пространство может быть и пустым и заполненным совершенно любым видом материи, а поле все равно будет иметь место.

В 1873 году Максвелл издал «Трактат об электричестве и магнетизме», где представил систему уравнений, объединяющих электромагнитные явления. Он дал им название общих уравнений электромагнитного поля, и по сей день они зовутся уравнениями Максвелла. По теории Максвелла магнетизм - это взаимодействие особого рода между электрическими токами . Это фундамент, на котором построены все теоретические и экспериментальные работы, относящиеся к магнетизму.

Ученые идентифицировали участки магнитного поля Земли, которые эволюционировали в течение периодов порядка 1000 лет. Это открытие позволит глубже понять механизмы работы магнитного поля нашей планеты и добавит точности прогнозам изменений этого поля.

Магнитное поле нашей планеты имеет большое значение для жизни, предоставляя «щит» от заряженных солнечных частиц («солнечного ветра») и помогая в навигации судов. Сотни лет наблюдений за магнитным полем, а также геологические находки показали, что поле существенно изменяется с течением времени.

В самом грубом приближении структуру магнитного поля нашей планеты можно представить в форме диполя, объекта, имеющего два полюса – северный и южный. При этом давно известно, что магнитные полюса нашей планеты не совпадают точно с географическими; кроме того, с интервалом порядка нескольких сотен тысяч лет происходит смена магнитных полюсов Земли: северный магнитный полюс становится южным и наоборот.

«Нам уже давно известно, что Земля не является идеальным магнитным диполем, и мы видим эти отклонения от идеальности в геологических источниках, - сказал Маурин «Мо» Вальчак (Maureen "Mo" Walczak), исследователь из Университета штата Орегон, США, и главный автор нового исследования. – Мы видим, что элементы, не соответствующие структуре диполя, носят отнюдь не мимолетный, непредсказуемый характер. Они имеют устойчивый характер, сохраняя свое положение в течение свыше 10000 лет в период Голоцена».

Исследуя образцы магнитных горных пород, отобранные со дна моря в заливе Аляска, а также в других точках поверхности планеты, команда Вальчака показала, что структура магнитного поля нашей планеты имела несколько областей повышенной магнитной активности, помимо магнитных полюсов, и «переключалась» между этими «дополнительными полюсами» с интервалами в несколько десятков тысяч лет, в то время как основные магнитные полюса планеты продолжали сохранять свое положение неизменным. Наличие всего лишь нескольких крупных областей повышенной геомагнитной активности, между которыми происходит периодическое «переключение», существенно упрощает картину изменений структуры магнитного поля нашей планеты, ранее представлявшуюся значительно более сложной.

Исследование вышло в журнале Earth and Planetary Science Letters.

Коммент:

"Здравствуйте, друзья. Спасибо, что не забываете временно отсутствующих коллег.

Смысл статьи вот в чём. Земля, как известно, имеет основное магнитное поле дипольного типа (два полюса), которое со временем меняет напряженность и положение оси диполя. Вплоть до "переворота", смены полюсов; это происходит непериодически, через примерно 100000 - несколько млн. лет. Что доказывается наличием чередования полосовых магн аномалий разной полярности в породах дна океанов и др. местах.
Кроме основных магнитных полюсов, на планете есть магнитные аномалии с меньшей напряжённостью, но тоже не хилые - Бразильская, Восточно-Сибирская и др. О напряжённости поля их говорит тот практический факт, что при пролете над ними спутников и станций приходится принимать меры по стабильности орбит и защите от радиации.
В настоящее время учёные всего мира озабочены тем, что магнитное поле Земли уже более 10 лет нестабильно, ослабевает; скорость движения магнитных полюсов резко возросла. Считается, что скоро грядёт смена полярности магнитного поля, но когда точно и как - науке неизвестно. Поэтому учёные, в данной статье тоже, пытаются угадать методом тыка, как пойдёт процесс. Мне их идея о переключении полюсов через
эти промежуточные магнитные аномалии кажется не убедительной, Основное поле вызывается токами проводящего вещества в нижней мантии; указанные же аномалии ("крупные области геомагнитной активности") вызываются наличием В ЗЕМНОЙ КОРЕи кровле верхней мантии крупных масс пород с повышенной намагниченностью; они статичны и вовсе не так активны, как пытаются доказать авторы. Породы, которые дают эти локальные аномалии, изливались, намагнитились и остыли сохранив намагниченность, десятки и сотни млн. лет назад.

Интересные факты о магнитном поле Вы узнаете в этой статье.

Интересные факты про магнитное поле

Наша планета на протяжении нескольких миллиардов лет является огромным магнитом. Индукция магнитного поля Земли изменяется в зависимости от координат. На экваторе она равна примерно 3,1 на 10 в минус пятой степени Тесла. К тому же существуют магнитные аномалии, где значение и направление поля существенно отличаются от соседних областей. Одни из самых крупных магнитных аномалий на планете - Курская и Бразильская магнитные аномалии.

Происхождение магнитного поля Земли до сих пор остается загадкой для ученых. Предполагается, что источником поля является жидкое металлическое ядро Земли. Ядро движется, значит, движется расплавленный железо-никелевый сплав, а движение заряженных частиц – это и есть электрический ток, порождающий магнитное поле. Проблема в том, что эта теория (геодинамо) не объясняет того, как поле сохраняется устойчивым.

Магнитное поле Земли защищает планету от космических лучей и солнечного ветра.

Мигрирующие птицы находят дорогу при помощи магнитного поля. Также по нему ориентируются черепахи и некоторые другие животные, например, коровы. Благодаря ему также появляется полярное сияние.

В южной части Атлантического океана толщина магнитного поля заметно снизилась и составляет на сегодняшний день лишь треть от нормы. Этот факт сильно настораживает всех ученых в мире, ведь подобная брешь может уничтожить планету за достаточно короткий срок. За последние 150 лет толщина поля в этом месте ослабла на 10 %.

Магнитные полюса Земли движутся. Их смещение регистрируется с 1885 года. Например, за последние сто лет магнитный полюс в Южном полушарии сместился почти на 900 километров и сейчас находится в Южном океане. Полюс арктического полушария движется через Северный Ледовитый океан к Восточно-Сибирской магнитной аномалии, скорость его передвижения (по данным 2004 года) составила около 60 километров в год. Сейчас наблюдается ускорение движения полюсов - в среднем скорость растет на 3 километра в год.