Наблюдение действия магнитного поля: Урок 3. магнитная индукция. действие магнитного поля на проводник с током и движущуюся заряженную частицу – Физика – 11 класс

Содержание

Лабораторная работа 1 наблюдение. Наблюдение действия магнитного поля на ток. Тренировочные задания и вопросы

Оборудование: штатив с муфтой и лапкой, источник питания, проволочный моток, дугообразный магнит, ключ, соединительные провода.

Указания к выполнению работы

1. Соберите установку, показанную на рисунке 144, б. Поднеся к проволочному мотку магнит, замкните цепь. Обратите внимание на характер магнитного взаимодействия мотка и магнита.


2. Поднесите к мотку магнит другим полюсом. Как изменился характер взаимодействия мотка и магнита?

3. Повторите опыты, расположив магнит с другой стороны мотка.

4. Расположите проволочный моток между полюсами магнита так, как это показано на рисунке 144, а. Замкнув цепь, наблюдайте явление. Сделайте выводы.

В работе № 4 мы рассмотрим взаимодействие соленоида с магнитом. Как известно, в соленоиде под током возникает магнитное поле, которое будет взаимодействовать с постоянным магнитом. Мы проведем серию из четырех опытов с различным расположением катушки и магнита. Следует ожидать, что их взаимодействие также будет различным (притягивание или отталкивание).

Примерный ход выполнения работы:

Мы наблюдаем следующие явления, которые удобно представить в виде рисунков:


Цель работы:

Оборудование:

Примечание.

Ход работы

катушку-моток.

Вывод: _____

Дополнительное задание

Лабораторная работа № 2

Изучение явления электромагнитной индукции

Цель работы: изучить явление электромагнитной индукции, проверить правило Ленца.

Оборудование: миллиамперметр, источник питания, катушки с сердечниками, магнит дугообразный или полосовой, реостат, ключ, соединительные провода, магнитная стрелка.

Тренировочные задания и вопросы

  1. 28 августа 1831 г. М. Фарадей _____
  2. В чем заключается явление электромагнитной индукции?
  3. Магнитным потоком Ф через поверхность площадью S называют _____
  4. В каких единицах в системе СИ измеряются

а) индукция магнитного поля [B]= _____

б) магнитный поток [Ф]= _____

5. Правило Ленца позволяет определить _____

6. Запишите формулу закона электромагнитной индукции.

7. В чем заключается физический смысл закона электромагнитной индукции?

8. Почему открытие явления электромагнитной индукции относят к разряду величайших открытий в области физики?

Ход работы

  1. Подключите катушку к зажимам миллиамперметра..
  2. Выполните следующие действия:

а) введите северный (N) полюс магнита в катушку;

б) остановите магнит на несколько секунд;

в) удалите магнит из катушки (модуль скорости движения магнита приблизительно одинаков).

3. Запишите, возникал ли в катушке индукционный ток и каковы его особенности в каждом случае: а) _____ б) _____ в) _____

4. Повторите действия пункта 2 с южным(S) полюсом магнита и сделайте соответствующие выводы: а) _____ б) _____ в) _____

5. Сформулируйте, при каком условии в катушке возникал индукционный ток.

6. Объясните различие в направлении индукционного тока с точки зрения правила Ленца

7. Зарисуйте схему опыта.

8. Начертите схему, состоящую из источника тока, двух катушек на общем сердечнике, ключа, реостата и миллиамперметра (первую катушку соедините с миллиамперметром, вторую катушку через реостат соедините с источником тока).

9. Соберите электрическую цепь по данной схеме.

10. Замыкая и размыкая ключ, проверьте, возникает ли в первой катушке индукционный ток.

11. Проверьте выполнение правила Ленца.

12. Проверьте, возникает ли индукционный ток при изменении силы тока реостата.

Лабораторная работа № 3

Ход работы

  1. Установите на краю стола штатив, у его верхнего конца укрепите при помощи муфты кольцо и подвесьте к нему шарик на нити. Шарик должен висеть на расстоянии 2-5 см от пола.
  2. Измерьте лентой длину маятника: ℓ= _____
  3. Отклоните маятник от положения равновесия на 5-8 см и отпустите его.
  4. Измерьте время 30-50 полных колебаний (например N=40). t₁ = _____
  5. Повторите опыт еще 4 раза (число колебаний во всех опытах одинаковое).

t = _____ t = _____ t = _____ t = _____

  1. Вычислите среднее значение времени колебаний.

t ,

t t __________ .

  1. Вычислите среднее значение периода колебаний.

________ .

  1. Результаты вычислений и измерений занесите в таблицу.

q q __________

  1. Вычислите абсолютные погрешности измерения времени в каждом опыте.

∆t₁=|t₁−t |=| |=

∆t₂=|t₂−t |=| |=

∆t₃=|t₃−t |=| |=

∆t₄=|t₄−t |=| |=

∆t₅=|t₅−t |=| |=

  1. Вычислите среднюю абсолютную погрешность измерений времени.

∆t = = _______

  1. Вычислите относительную погрешность измерения q по формуле:

, где = 0,75 см

  1. Вычислите абсолютную погрешность измерения q.

∆q = _____ ∆q = _____

Лабораторная работа № 4

Ход работы

  1. Подключите лампочку через выключатель к источнику тока. С помощью экрана с щелью получите тонкий световой пучок.
  2. Расположите пластину так, чтобы световой пучок падал на нее в точке В под некоторым острым углом.
  3. Вдоль падающего на пластину и вышедшего из нее светового пучка поставьте две точки.
  4. Выключите лампочку и снимите пластину, очертив ее контур.
  5. Через точку В границы раздела сред воздух-стекло проведите перпендикуляр к границе, лучи падающий и преломленный и отметьте углы падения α и преломления β.
  6. Проведите окружность с центром в точке В и отметьте точки пересечения окружности с падающим и отраженным лучами (соответственно точки А и С).
  7. Измерьте расстояние от точки А до перпендикуляра к границе раздела. α= ____
  8. Измерьте расстояние от точки С до перпендикуляра к границе раздела. b= _____
  9. Вычислите показатель преломления стекла по формуле.

Т.к. n= n= _____

  1. Вычислите относительную погрешность измерения показателя преломления по формуле:

Где ∆α = ∆b = 0,15 см. ______ = _____

11. Вычислите абсолютную погрешность измерения n.

∆n = n · ε ∆n = ______ ∆n = _____

12. Запишите результат в виде n = n ± ∆n. n = _____

13. Результаты вычислений и измерений занесите в таблицу.

№ опыта α, см
B, см
n ∆α, см ∆b, см ε ∆n

14. Повторите измерения и вычисления при другом угле падения.

15. Сравните полученные результаты показателя преломления стекла с табличным.

Дополнительное задание

Лабораторная работа № 5

Ход работы

1 Соберите электрическую цепь, подключив лампочку к источнику тока через выключатель.

2. Поставьте лампочку на один край стола, а экран – у другого края. Между ними поместите собирающую линзу.

3. Включите лампочку и передвигайте линзу вдоль рейки, пока на экране не будет получено резкое, уменьшенное изображение светящейся буквы колпачка лампочки.

4. Измерьте расстояние от экрана до линзы в мм. d=

5. Измерьте расстояние от линзы до изображения в мм. f

6. При неизменном d повторите опыт еще 2 раза, каждый раз заново получая резкое изображение. f , f

7. Вычислите среднее значение расстояния от изображения до линзы.

f f f = _______

8. Вычислите оптическую силу линзы D D

9. Вычислите фокусное расстояние до линзы. F F =

10. Результаты вычислений и измерений занесите в таблицу.

№ опыта f·10¯³, м f , м d , м D , дптр D, дптр F , м

11. Измерьте толщину линзы в мм. h= _____

12. Вычислите абсолютную погрешность измерения оптической силы линзы по формуле:

∆D = , ∆D = _____

13. Запишите результат в виде D = D ± ∆D D = _____

Лабораторная работа № 6

Ход работы

  1. Включите источник света.
  2. Глядя сквозь дифракционную решетку и щель в экране на источник света и перемещая решетку в держателе, установите ее так, чтобы дифракционные спектры располагались параллельно шкале экрана.
  3. Установите экран на расстоянии приблизительно 50 см от решетки.
  4. Измерьте расстояние от дифракционной решетки до экрана. α= _____
  5. Измерьте расстояние от щели экрана до линии первого порядка красного цвета слева и справа от щели.

Слева: b = _____ справа: b=_____

Справа от щели фиолетовый
Слева от щели Справа от щели
  1. Повторите измерения и вычисления для фиолетового цвета.

Наблюдение действия магнитного поля на ток

Цель работы: убедиться в том, что однородное магнитное поле оказывает на рамку с током ориентирующее действие.

Оборудование: катушка-моток, штатив, источник постоянного тока, реостат, ключ, соединительные провода, магнит дугообразный или полосовой.

Примечание. Перед работой убедитесь, что движок реостата установлен на максимальное сопротивление.

Тренировочные задания и вопросы

  1. В 1820 г. Х. Эрстед обнаружил действие электрического тока на _____
  2. В 1820 г. А. Ампер установил, что два параллельных проводника с током _____
  3. Магнитное поле может быть создано: а) _____ б) _____ в) _____
  4. Что является основной характеристикой магнитного поля? В каких единицах в системе СИ измеряется?
  5. За направление вектора магнитной индукции В в том месте, где расположена рамка с током, принимают _____
  6. В чем состоит особенность линий магнитной индукции?
  7. Правило буравчика позволяет _____
  8. Формула силы Ампера имеет вид: F= _____
  9. Сформулируйте правило левой руки.
  10. Максимальный вращающийся момент М, действующий на рамку с током со стороны магнитного поля, зависит от _____

Ход работы

  1. Соберите цепь по рисунку, подвесив на гибких проводах

катушку-моток.

  1. Расположите дугообразный магнит под некоторым острым

углом α(например 45°) к плоскости катушки-мотка и, замыкая ключ, пронаблюдайте движение катушки-мотка.

  1. Повторите опыт, изменив сначала полюсы магнита, а затем направление электрического тока.
  2. Зарисуйте катушку-моток и магнит, указав направление магнитного поля, направление электрического тока и характер движения катушки-мотка..
  3. Объясните поведение катушки-мотка с током в однородном магнитном поле.
  4. Расположите дугообразный магнит в плоскости катушки-мотка (α=0°). Повторите действия, указанные в пунктах 2-5.
  5. Расположите дугообразный магнит перпендикулярно плоскости катушки-мотка (α=90°). Повторите действия, указанные в пунктах 2-5.

Вывод: _____

Дополнительное задание

  1. Изменяя силу тока реостатом, пронаблюдайте, изменяется ли характер движения катушки-мотка с током в магнитном поле?

Лабораторная работа № 2

1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Наблюдение действия магнитного поля на моток с током, на прямолинейный проводник с током.

2. ПРИБОРЫ И ПРИНАДЛЕЖНОСТИ.

Проволочный моток, штатив, источник постоянного тока, ключ, полосовой магнит, дугообразный магнит, прямолинейный проводник.

КРАТКАЯ ТЕОРИЯ

Перечислим основные свойства магнитного поля, которые предстоит экспериментально наблюдать, и вопросы, которыми должен владеть студент, приступающий к выполнению настоящей лабораторной работы.

1. Магнитное поле действует на проводник с током.

2. – индукция магнитного поля, векторная физическая величина, является силовой характеристикой магнитного поля.

3. Магнитное поле можно изображать графически с помощью силовых линий. Касательная к силовой линии имеет направление, совпадающее с направлением вектора .

4. На рисунке 1 с помощью силовых линий изображены магнитные поля полосового магнита, кольца с током, катушки с током, дугообразного магнита. N – северный магнитный полюс, S – южный магнитный полюс.

5. При взаимодействии источников магнитного поля одноименные полюсы взаимно отталкиваются, разноименные полюсы взаимно притягиваются.

6. Сила, действующая на провод с током в магнитном поле (закон Ампера):

F а = I B l sina , (1)

где I – сила тока в проводнике; B – индукция магнитного поля; l длина проводника ; a – угол между проводником и вектором . Направление вектора силы F а определяется правилом левой руки.

РАБОЧЕЕ ЗАДАНИЕ

Наблюдение действия магнитного поля полосового магнита на моток с током.

4.1.1. Подвесьте моток проволоки на штативе, концы проволоки подключите через ключ к источнику тока.

4.1.2. Поднесите к висящему мотку полосовой магнит и, замыкая ключ, пронаблюдайте движения мотка.

4.1.3. Зарисуйте относительное расположение мотка и магнита.

4.1.4. Результаты наблюдения занесите в таблицу 1.

Таблица 1.

Действие магнитного поля на прямолинейный проводник с током.

4.2.1. Расположите висящий проводник между полюсами дугообразного магнита.

4.2.2. Зарисуйте относительное расположение дугообразного магнита и прямолинейного проводника.

4.2.3. Замкните ключ электрической цепи и пронаблюдайте движение проводника.

4.2.4. Поменяйте полярность подключения источника тока (через проводник потечет обратный ток) и пронаблюдайте движение проводника.

4.2.5. Результаты наблюдения занесите в таблицу 2.

Таблица 2.

ВЫВОД

В выводе проанализируйте экспериментальные результаты и дайте ответ на следующие вопросы.

1. Действует ли магнитное поле на проводник с током, на проводник без тока?

2. Подтверждают ли результаты задания 4.1 пункт 5 из раздела «КРАТКАЯ ТЕОРИЯ »?

3. Подтверждают ли результаты задания 4.2 пункт 6 из раздела «КРАТКАЯ ТЕОРИЯ »?

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

6.1. На что действует магнитное поле?

6.2. Какая физическая величина является силовой характеристикой магнитного поля, как она используется?

6.3. Что такое силовая линия магнитного поля, для чего используются силовые линии?

6.4. Изобразите магнитное поле полосового магнита с помощью силовых линий. Укажите северный и южный магнитные полюсы магнита.

6.5. Как взаимодействуют между собою одноименные магнитные полюсы, разноименные магнитные полюсы?

6.6. Как определяются величина и направление силы, действующей на провод с током в магнитном поле?

1. Подготовьте в тетради таблицу для записи результатов измерений и вычислений:

I , А

I ср , А

m, кг

t, с

e, Кл

I 1 = ; I 2 = ; I 3 = ; I 4 = ; I 5 = ; I 6 = ; I 7 = ; I 8 = ; I 9 = ; I 10 = ; I 11 = ; I 12 = ; I 13 = ; I 14 =; I 15 = ;

    Измерьте массу m 1 электрода, который в последствии будет подключен к отрицательному по­люсу источника электропитания.

    Соберите электрическую цепь. Электроды подключают к цепи, вставляя их отогнутые лепестки в прорези штекеров соединительных проводов.

    Проверьте правильность сборки цепи и надежность крепления соединительных поводов.

    Подключите источник питания к электросети и заполните кювету раствором медного купороса.

    Замкните ключ и одновременно с этим начните отсчет времени. Запишите первое показание амперметра I 1

    На протяжении 15-20 минут с интервалом в одну минуту измеряйте и записывайте величину силы тока в цепи.

    Через 15-20 минут с момента замыкания ключа разомкните его, отключите источник электро­питания и разберите цепь.

    Промойте и высушите катод.

    Вычислите среднее значение силы тока I ср.

    Измерьте массу катода т 2 .

    Вычислите массу осевшей на катоде меди: m = m 1 – m 2 .

    Определите по формуле (1) величину заряда электрона.

  1. Наблюдение действия магнитного поля на ток

Цель работы: экспериментально определить зависимость действия магнитного поля на проводник с током от силы и направления тока в нем.

Оборудование: источник электропитания, катушка-моток, переменный резистор, ключ, полосовой магнит, штатив с муфтой и лапкой, соединительные провода.

В работе исследуют взаимодействие проволочной катушки-мотка, подвешенной на штативе, с постоянным магнитом, также установленном на этом штативе рядом с катушкой. Последова­тельно с катушкой включают переменное сопротивление, что позволяет менять в ходе опыта силу тока в ней. Электрическая схема установки показана на рисунке 1.

Ход работы.

    Изменив подключение соединительных поводов к источ­нику питания, установите, как зависит действие магнит­ного поля на катушку от направления тока в ней.

    Измените положение полюсов магнита на противополож­ное и повторите действия, указанные в пунктах 3, 4 и 5.

    Для каждого этапа опыта сделайте схематичные рисунки, отражающие изменения во взаимодействии магнита и ка­тушки при изменении режимов работы установки.

    Укажите на рисунках направления магнитного поля маг­нита, тока в катушке и магнитного поля катушки.

    Объясните результаты наблюдений.

Наблюдение магнитного действия постоянного тока. Постановка качественных опытов

Наблюдение магнитного действия постоянного тока. Постановка качественных опытов по исследованию зависимости направления магнитного поля от направления и величины тока.

Цель: пронаблюдать магнитное действие постоянного тока. Постановить качественные опыты по исследованию зависимости направления магнитного поля от направления и величины тока, для чего экспериментально определить зависимость действия магнитного поля на проводник с током от силы и напряжения тока в нем; проверить на опыте ЭДС индукции от скорости изменения магнитного поля.

Оборудование: источник электропитания, катушка-моток, переменный резистор, ключ, полосовой магнит, штатив с муфтой и лапкой, соединительные провода, миллиамперметр, постоянный магнит.

Ход работы:

Схема для работы 4

Схема для работы 4

1. Собрать экспериментальную установку. При этом катушка должна быть подвешена на штативе.

2. Замкнуть ключ и по изменению положения катушки сделать вывод о характере воздействия на нее магнита.

3. Увеличить силу тока в цепи с помощью регулятора.

4. Поменять положения батарейки

5. Сделать схему.

6. Объяснить результаты.

При пропускании через катушку тока, катушка отталкивается от магнита. В случае, если поменять полярность батарейки или магнита, катушка будет притягиваться к магниту. Такие явления объясняются тем, что катушка, через которую пропускается электрический ток, приобретает свойства магнита.

2 часть.

1. Соединить катушку и амперметр.

2. Приблизить и удалить магнит относительно катушки с разной скоростью и посмотреть, как при этом меняются показания амперметра.

3. Установить, от чего зависит напряжение индукционного тока.

При приближении и удалении магнита, показания амперметра изменяются. Чем больше скорость магнита, тем выше индукционный ток.

3 часть. Наблюдение линий магнитной индукции.

Для опыта понадобится магнит, лист бумаги и железные опилки. Чтобы пронаблюдать линии магнитной индукции, необходимо положить магнит на стол, а на него – лист бумаги. сверху необходимо насыпать железные опилки, которые при этом будут группироваться в линии. Эти линии называются линиями магнитной индукции.

Вывод: мы пронаблюдали различные магнитные действия постоянного тока, постановили качественные опыты по исследованию зависимости направления магнитного поля от направления и величины тока, для чего экспериментально определили зависимость действия магнитного поля на проводник с током от силы и напряжения тока в нем; проверили на опыте ЭДС индукции от скорости изменения магнитного поля.

Презентация на тему: Действие магнитного поля на проводник с током. Л/р №1. Наблюдение действия

1

Первый слайд презентации

Действие магнитного поля на проводник с током. Л/р №1. Наблюдение действия магнитного поля на ток Только кухарка прибавляет соли на глаз, а физики должны все рассчитывать. П. Л. Капица

Изображение слайда

2

Слайд 2

Магнитное поле — это особый вид материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися электрически заряженными частицами. Магнитное поле порождается электрическим током и обнаруживается по действию на электрический ток. Магнитная индукция — это векторная физическая величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля, численно равная максимальному вращающему моменту, действующему на контур с единичным магнитным моментом, и направленная вдоль положительной нормали к контуру. Магнитное поле — это вихревое поле. Магнитных зарядов в природе не существует.

Изображение слайда

3

Слайд 3

Андре-Мари Ампер 1820 год Взаимодействие проводников с током Магнитное поле действует с некоторой силой на любой проводник с током, находящийся в этом поле.

Изображение слайда

4

Слайд 4

S N S N

Изображение слайда

5

Слайд 5

Опыт Ампера 1820 год S N S N S N S N

Изображение слайда

6

Слайд 6

Модуль вектора магнитной индукции Доминик Франсуа Жан Араг о Андр е -Мар и Амп е р М одуль вектора магнитной индукции: Вектор полностью характеризует магнитное поле. В каждой точке магнитного поля можно определить его направление и модуль.

Изображение слайда

7

Слайд 7

Силу, действующую на проводник с током в магнитном поле, называют силой Ампера. Закон Ампера Правило левой руки руку располагают так, чтобы нормальная составляющая магнитной индукции входила в ладонь, четыре вытянутых пальца были направлены по току; тогда отогнутый на 90 0 большой палец укажет направление действующей на проводник силы Ампера. N S I

Изображение слайда

8

Слайд 8

Использование силы Ампера в технике

Изображение слайда

9

Слайд 9

Громкоговоритель Самый массовый вид звуковой аппаратуры (выпускается ≈ 500 млн. штук в год). Звукоусиление Радиовещание Телевидение Звукозапись Домашнее воспроизведение Громкоговоритель — это прибор, который служит для возбуждения звуковых волн под действием переменного электрического тока, меняющегося со звуковой частотой.

Изображение слайда

10

Слайд 10

Антонио Меуччи Говорящий телеграф 1849 год

Изображение слайда

11

Слайд 11

Иоганн Филипп Рейс 26 октября 1861 год Музыкальный телефон Хорошо передавались лишь громкие звуки музыкальных инструментов.

Изображение слайда

12

Слайд 12

Эрнст Вернер фон Сименс 1874 год М агнитоэлектрический аппарат

Изображение слайда

13

Слайд 13

1876 год Александр Гр е йам Белл Первый телефон Белла 11 июня 2002 года Конгресс США вынес решение о том, что именно Меуччи, а не Белл, является изобретателем телефона. Антонио Меуччи 1849 год

Изображение слайда

14

Слайд 14

Громкоговоритель Radiola Model 104 Радиоприемник Radiola 28

Изображение слайда

15

Слайд 15

Институт радиовещательного приема и акустики Центральная радиолаборатория (создана в 1923 год)

Изображение слайда

16

Слайд 16

Электромагнитный громкоговоритель «Рекорд», 1926 год Электромагнитный рупорный уличный громкоговоритель ТМ

Изображение слайда

17

Слайд 17

Красная площадь в Москве, 1930-е годы

Изображение слайда

18

Слайд 18

Устройство громкоговорителя Громкоговоритель — это устройство, предназначенное для преобразования электрического сигнала в пространство в виде акустических (звуковых) волн. Пылезащитный колпачок Диффузор Центрирующая шайба Корзина Кольцеобразный магнит Катушка

Изображение слайда

19

Слайд 19

Система из нескольких громкоговорителей с разделёнными диапазонами воспроизведения звука (акустическая система) Разделение громкоговорителей по мощностям Для дома: 1 – 5 Ватт; Для вечеринки: 20 – 100 Ватт; Для дискотеки или актового зала: 300 – 500 Ватт. КПД — 1 – 3 %

Изображение слайда

20

Слайд 20

Лабораторная работа №1. Наблюдение действия магнитного поля на ток

Изображение слайда

21

Слайд 21

Цель работы: наблюдение действия магнитного поля на проводник с током. Оборудование: Штатив с муфтой и лапкой Реостат Ключ Источник тока Дугообразный магнит Моток проволоки Магнитная стрелка

Изображение слайда

22

Слайд 22

Ход работы: 1. Подвесьте проволочный моток к штативу, предварительно присоединив его к источнику тока последовательно с реостатом и ключом. 2. Замкните цепь и расположите магнитную стрелку под мотком, определите полярность магнитного поля мотка. 3. Поднесите к висящему мотку магнит и, замыкая ключ, пронаблюдайте движение мотка. Сделайте рисунок.

Изображение слайда

23

Последний слайд презентации: Действие магнитного поля на проводник с током. Л/р №1. Наблюдение действия

Ход работы: 4. Ответьте на вопросы : 5. Поменяйте направление тока в мотке и опять пронаблюдайте за его движением. 1) Каково направление тока в мотке? 2) Каково направление магнитного поля мотка? 3) Каково направление магнитного поля магнита? 6. Сделайте вывод о проделанной работе.

Изображение слайда

Лабораторная работа “Наблюдение действия магнитного поля на проводник с током””

Просмотр содержимого документа
«Лабораторная работа “Наблюдение действия магнитного поля на проводник с током””»

Ф.И.___________________________________________________________ класс __________

Техника безопасности:

1. После сборки электрической цепи показать ее учителю и только после разрешения учителя подключать источник питания к электрической сети.

2. Напряжение на источнике тока изменять не резко, следить за показаниями приборов, чтобы они не зашкаливали.

3. Не браться за оголенные клеммы проводом и выходов приборов.

4. Использовать только исправное оборудование.

5. О поломках сразу же говорить учителю.

Лабораторная работа №1

Наблюдение действия магнитного поля на ток

Цель: ____________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

Оборудование: проволочный моток, штатив, источник постоянного тока, реостат, ключ, соединительные провода, постоянный магнит.

1)

__________________________

2)

__________________________

3)

__________________________

4)

__________________________

Вывод: ___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________

Лабораторная работа №2

Изучение явления электромагнитной индукции

Цель: ____________________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________________________

Оборудование: миллиамперметр, источник питания, 2 катушки, дугообразный магнит, ключ, соединительные провода.

Вывод: ___________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Лабораторная работа по теме «Наблюдение действия магнитного поля на ток» ❤️

Цель урока: сформировать представление о магнитном поле и о действии магнитного поля на проводник с током.

Ход урока

Фронтальная беседа с учащимися по материалу лабораторной работы

— Почему около постоянного магнита существует магнитное поле?

— Почему нагляднее проводить опыты не с одиночным проводником, а с проволочным мотком?

— Как изображаются магнитные поля?

— Какие линии служат для графического представления магнитного поля.

Оборудование для лабораторной работы:

дугообразный магнит, проволочный моток, штатив, реостат, источник постоянного тока, соединительные провода, ключ.

Учитель проводит инструктаж по технике безопасности.

Самостоятельный эксперимент с действием магнитного поля на электрический ток

Перед проведением лабораторной работы правильно разместим приборы.

— Проволочный моток подвесим на штатив, а затем подключим его к источнику тока последовательно с реостатом ( для увеличения сопротивления) и выключателем.

Движок реостата поставим на самое большое сопротивление, чтобы не произошло повреждение пластмассового

кольца, на который намотана проволока. Ключ замыкаем только во время проведения опыта и сразу размыкаем его после окончания опыта.

Проведение эксперимента

1. Дугообразный магнит поднесем к висящему на штативе проволочному мотку, замыкая ключ, наблюдаем за движением мотка.

2. Зарисуем 4 варианта расположения магнита относительно проволочного мотка, указывая на рисунках направление тока. Направление линий магнитной индукции и предположительное движение мотка относительно магнита.

3. Справедливость предположений о направлении движения мотка и характере этих движений проверяем на опыте.

4. Из тонкой фольги вырезать длинную полоску. Подвесить ее на штативе U –образно и подключить к электрической цепи. Пронаблюдать взаимодействие полоски с током и дугообразным магнитом.

5. Сделать вывод.

Контрольные вопросы

1. Шнур настольной лампы, питаемой постоянным током, поднесли к магнитной стрелке.

Изменится ли положение магнитной стрелки? Ответ: если шнур двухпроводной, то магнитная стрелка не отклонится. Ток в двух жилах шнура имеет противоположное направление, а по величине одинаков

2. Если нет перемещения тела, то нет и механической работы. Куда «исчезла» энергия,

переданная электромагниту пока он «удерживал» груз? Ответ: постоянный ток расходуется на нагрев проводника (на джоулево тепло).

Подведем итоги урока

Домашнее задание: § 1, 2 (повторить), № 843.

Практическая домашняя работа: «Наблюдение действия магнитного поля»

Практическая домашняя работа

Тема: «Наблюдение действия магнитного поля»

Цель: опытное наблюдение магнитного поле.

Оборудование: ПК, электронное пособие «Физика в картинках»-

https://cloud.mail.ru/public/9JsP/UQ26EZu7v

 

 

Указания к работе:

1.      Запустить электронное пособие «Физика в картинках (Рисунок 1).

 

Рисунок 1– Электронное пособие

 

2.      Зайти в меню «Оглавление» (Рисунок 2).

 

Рисунок 2 – Меню «Оглавление»

3.      Выбрать «Электричество и магнетизм» (Рисунок 3).

 

Рисунок 3 – Демонстрации по теме «Электричество и магнетизм»

 

4.                  На открывшемся поле «Демонстрации» выбрать «Магнитное поле» (Рисунок 4).

 

Рисунок 4 – Демонстрации магнитного поля

 

5.      В открывшемся окне поочередно запустить демонстрации (Рисунок 5).

 

Рисунок 5 – Прямой провод

 

6.      Нажать на кнопку железные опилки для наблюдения ориентации опилок согласно создаваему магнитному полю (Рисунок 6).

 

Рисунок 6 – Наблюдение расположения железных опилок

 

7.      Внимательно рассмотреть расположение металлических опилков около различных источников магнитного поля.

8.      Зарисовать полученные линии только простым карандашом с указанием направления тока и вектора магнитной индукции в следующем порядке:

1.      Прямой провод.

2.      Два провода.

3.      Кольцо.

4.      Магнит.

5.      Соленоид.

6.      Тороид.

 

9.      Выход из программы осуществляется нажатием на кнопку «Выход» (Рисунок 7)

 

Рисунок 7 – Выход из программы

 

10.  Оформить вывод. ПРИКРЕПИТЬ РАБОТУ НА ПОРТАЛ


 

Скачано с www.znanio.ru

НАБЛЮДЕНИЕ ДЕЙСТВИЯ МАГНИТНОГО ПОЛЯ НА ТОК

Цель работы: экспериментально с определить зависимость действия магнитного поля на проводник с током от силы и направления тока в нем.

 

Оборудование: • источник электропитания • катушка-моток • переменный резистор • ключ

• полосовой магнит • штатив с муфтой и лапкой • соединительные провода.

В работе исследуют взаимодействие проволочной катушки-мотка, подвешенной на штативе, с постоянным магнитом, также установленном на этом штативе рядом с катушкой. Последова­тельно с катушкой включают переменное сопротивление, что позволяет менять в ходе опыта силу тока в ней. Электрическая схема установки показана на рисунке 1.

 

 

 

 

Рис.1.

Рис.2.

Ход работы .                                                                I

1. Соберите экспериментальную установку, как показано на рисунке 2. Ка­тушка и магнит должны располагаться так, чтобы плоскость катушки была перпендикулярна продольной оси магнита. Край магнита должен выступать на 1,5 – 2 см за основание штатива и находиться в центре ка­тушки.

2. Переменное сопротивление включите в цепь так, чтобы с его помощью можно было изменять силу тока в катушке. Ползунок переменного со­противления поставьте в такое положение, при котором в цепи протекал бы минимальный ток.

3. Замкните ключ и по изменению положения катушки сде­лайте вывод о характере действия на нее магнита.

4. Увеличивая с помощью переменного сопротивления ток в цепи, установите, как действие магнита на катушку зави­сит от силы тока в ней.

5. Изменив подключение соединительных поводов к источ­нику питания, установите, как зависит действие магнит­ного поля на катушку от направления тока в ней.

6. Измените положение полюсов магнита на противополож­ное и повторите действия, указанные в пунктах 3,4 и 5.

7. Для каждого этапа опыта сделайте схематичные рисунки, отражающие изменения во взаимодействии магнита и ка­тушки при изменении режимов работы установки.

8. Укажите на рисунках направления магнитного поля маг­нита, тока в катушке и магнитного поля катушки.

9. Объясните результаты наблюдений

ИЗУЧЕНИЕ ЯВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЙ ИНДУКЦИИ

Цель работы: Оборудование:

проверить на опыте зависимость ЭДС индукции от скорости изменения маг­нитного поля.

• миллиамперметр • катушка-моток – 1 шт. • постоянный магнит • штатив с муфтой и лапкой.

Ход работы

1. Закрепите в лапке штатива катушку и под­ключите ее к гнездам миллиамперметра.

2. Приближая и удаляя с разной скоростью маг­нит к катушке, установите по показаниям миллиамперметра, как зависит величина ин­дукционного тока от скорости изменения магнитного поля в месте расположения ка­тушки.

3. Установите, зависит ли направление индукци­онного тока от положения полюсов движуще­гося магнита.

4. Повторите опыты, закрепив в лапке штатива магнит, приближая и удаляя к нему и от него катушку.

5. Определив направление намотки провода в катушке, направление тока в ней и направление магнитного поля магнита, проверьте справедливость правила Ленца.

 

Лаборатория магнитных полей

| Национальное географическое общество

1. Активируйте предыдущие знания учащихся о магнитных полях.
Спросите: Что вы уже знаете о магнитных полях? Вы можете придумать какой повседневный объект, измеряющий магнитные поля? Выясните у студентов, что компас использует магнитное поле Земли для определения направления. Затем покажите студентам видеоролик НАСА «Магнитометрия 101». Попросите их пересказать своими словами, как можно измерить и нарисовать магнитные поля.Скажите студентам, что в этом упражнении они будут создавать и наблюдать феррожидкости, чтобы понять силовые линии магнитного поля и то, как силовые линии могут влиять на планеты.

2. Попросите учащихся исследовать направление магнитного поля.

Попросите пары учеников поместить стержневой магнит на белый лист бумаги. Вылейте на бумагу очень небольшое количество опилок. Опилки должны образовывать линии. Попросите учащихся определить направление линий, поместив на них компас и нарисовав стрелку, чтобы показать, какое направление на компасе находится на севере.Нарисовав несколько стрелок, попросите учащихся обозначить, какой конец магнита представляет север, а какой – юг. Если они не уверены, попросите их пометить еще несколько строк, созданных в документах. При необходимости окажите поддержку.

3. Создание исходной информации о феррожидкостях.
Объясните студентам, что один из способов наблюдения магнитных полей – это использование материала под названием феррожидкость . Феррожидкость – это жидкость, которая сильно намагничивается в присутствии магнитного поля.Покажите студентам фотографии намагниченных феррожидкостей и позвольте им задать вопросы. Спросите: Как вы думаете, почему что-то с такими свойствами может быть полезно на Земле или в космосе? Объясните студентам, что на Земле феррожидкости используются для образования жидких уплотнений в электронных устройствах. В космосе феррожидкости используются для управления потоком жидкого топлива и вращением космических аппаратов.

4. Представьте деятельность.
Скажите студентам, что в этом упражнении они собираются исследовать магнитные поля и использовать эту информацию для анализа работы феррожидкостей.Предоставьте каждой паре учеников комплект материалов и место для работы. Раздайте по одному комплекту рабочих листов «Исследование ферромагнитной жидкости» и «Наблюдения за ферромагнитной жидкостью» каждой паре. Скажите студентам, что они будут заполнять Часть 1 «Наблюдения за ферромагнитной жидкостью» по мере продвижения по этапам расследования.

5. Попросите учащихся завершить и обсудить первую часть лабораторного эксперимента.

Попросите учащихся выполнить шаг 1 в раздаточном материале «Исследование ферромагнитной жидкости» и затем остановиться. Спросите: Что вы наблюдаете в отношении документов? Студенты должны заметить, что опилки образуют шипы, похожие на дикобраза.Объясните, что это связано с магнитным полем, а также с жидкой суспензией. Каждая остроконечная точка – это приглушенное представление магнитных линий. Если бы жидкость не удерживала опилки, шипы продолжали бы вырастать в линии, подобные тем, которые можно увидеть, когда стержневой магнит помещают под тарелку с металлическими опилками, не взвешенными в жидкости. Спросите: Что это говорит вам о магнитном поле? Учащиеся должны быть в состоянии подтвердить, что магнитное поле проявляется в виде серии линий, собранных вверху и внизу стержневого магнита.

6. Попросите учащихся завершить и обсудить оставшиеся части лабораторного эксперимента.
Попросите учащихся продолжить с шагов 2–5, заполнив данные «Наблюдения за ферромагнитной жидкостью», а затем остановиться. Спросите:

  • Что вы замечаете, когда перемещаете магнит? (Шипы перемещаются вместе с магнитом. По мере того, как магнит отодвигается, шипы становятся менее заметными и меньше. В конце концов, они перестают существовать, и феррожидкость падает на дно преформы.)
  • Каковы возможные объяснения такого поведения? (Феррожидкость металлическая, на нее действует магнитное притяжение магнита.Шипы образуют и отражают магнитное поле, пытаясь сформировать магнитные круги, подобные тем, которые наблюдаются с магнитным полем Земли и других планет.)
  • Как вы думаете, что произойдет, если вы повторите лабораторную работу, но с использованием только тонера или опилок и без масла? (Студенты должны понимать, что они увидят опилки или тонер, перетекающий от положительной полярности магнита к отрицательной.)


7. Предложите учащимся сравнить и сопоставить свои наблюдения и данные Геологической службы США.

Показать студентам веб-страницу USGS: National Geomagnetism Programme. Спросите:

  • Что вы заметили в магнитном поле Земли? (Магнитное поле Земли течет от северного магнитного полюса к южному магнитному полюсу).
  • Чем это похоже или отличается от того, что вы видели в своем эксперименте? (Кажется, что шипы имеют равные расстояния и выглядят так, как будто они продолжаются до противоположного конца магнита от одного полюса к другому.)
  • Как вы думаете, почему ваш эксперимент с феррожидкостью больше походил на дикобраза, чем на линии?

Убедитесь, что учащиеся понимают, что участок, который они наблюдали с феррожидкостью, будет продолжать двигаться к противоположной стороне магнита, демонстрируя те же «линии», что и на опилках, из-за полярности магнитов. Жидкая суспензия удерживает опилки. Опилки, не подвешенные в жидкости, образуют магнитные линии от одного полюса магнита к другому.Мы наблюдаем это же явление здесь, на Земле. Помогите студентам установить связь с магнитными полями на Земле и других планетах. Объясните: у многих планет есть магнитные поля, но у некоторых нет магнитного поля или слабое магнитное поле. Магнитные поля служат щитом, защищающим планеты от солнечной радиации. Солнечные частицы отклоняются в полярные области вдоль силовых линий магнитного поля. Если на планете очень слабое магнитное поле или его нет, то люди или транспортные средства, исследующие эту планету, не имеют достаточной защиты.

Расширение обучения

Предложите студентам прочитать статью NASA: Science News «Отвратительные солнечные вспышки». Затем попросите учащихся сравнить и сопоставить планеты в нашей солнечной системе с магнитными полями и то, что это может означать для планет и всех, кто может исследовать эти планеты:

  • Земля – ​​30 000-60 000 нанотесла (нТл)
  • Меркурий – в 100 раз слабее Земли
  • Венера – в 25000 раз слабее Земли
  • Марс – в 5000 раз слабее Земли
  • Юпитер – в 20 000 раз больше Земли.
  • Сатурн – в 540 раз больше Земли
  • Уран – в 40 раз больше Земли
  • Нептун – четверть Земли

Задайте вопрос: Учитывая то, что вы знаете о том, как магнитные поля защищают планеты от солнечного излучения, какие планеты вы бы предпочли посетить?

Наблюдение, моделирование и интерпретация магнитных полей твердой Земли

  • М.ЧАС. Акунья (2002) СтатьяНазваниеКосмические магнитометры Rev. Sci. Instr. 73 3717–3736

    Google Scholar

  • Л. Р. Alldredge (1981) Статья НазваниеПрименение прямоугольного гармонического анализа к геомагнитному полю Дж.Geophys. Res. 86 3021–3026

    Google Scholar

  • Г. Э. Backus (1970) ArticleTitleНеединственность внешнего геомагнитного поля, определенная измерениями поверхностной интенсивности J. Geophys. Res. 75 6339–6341

    Google Scholar

  • ГРАММ.Баласис С. Maus ЧАС. Lühr М. Ротер (2005) Вейвлет-анализ данных магнитометра с магнитным затвором CHAMP Рейгбер (Ред.) Наблюдение Земли с помощью CHAMP: результаты трех лет на орбите Springer Берлин 347–352

    Google Scholar

  • Д.Р. Barraclough (1985) ArticleTitleA Сравнение оценок вековых изменений геомагнитного поля, полученных со спутника и обсерваторией J. Geophys. Res. 90 2523–2526

    Google Scholar

  • Дж. Bloxham С.Затман М. Дамберри (2002) СтатьяНазваниеПроисхождение геомагнитных рывков Природа 420 65–68 Вхождение Ручка10.1038 / природа01134

    Артикул Google Scholar

  • Дж.С. Каин С. Дж. Хендрикс Р.А. Лангель В. В. Hudson (1967) Название статьиПредлагаемая модель международного опорного геомагнитного поля, 1965 г. J. Geomag. Геоэлектр. 19 335–355

    Google Scholar

  • Дж.С. Каин Дж. Фрайзер Л. Muth Д. Шмитц (1983) ArticleTitleИспользование данных MAGSAT для определения световой вариации J. Geophys. Res. 88 5903–5910

    Google Scholar

  • Шамбоду, А., Шварте, Дж., Мандеа, М. и Люр, Х .: 2003, «Выбор данных в основных моделях месторождения», в П. Стаунинг и др. (ред.), OIST-4 Proceedings , DMI Scientific Report 03–09, Копенгаген, Дания, стр. 31–34

  • Chambodut, A. и Mandea, M .: 2005, ‘Доказательства геомагнитных рывков в Комплексные модели », Earth Planets Space , 57, 139–149

    Google Scholar

  • Чамдодут, А., Панет, И., Mandea, M., Diament, H., Holschneider, M. и Jamet O .: 2005, «Вейвлет-кадры – альтернатива сферическому гармоническому представлению потенциальных полей», J. Geophys. Int., В печати

  • А. Чуллиат ГРАММ. Юло (2000) ArticleTitleМестное вычисление геострофического давления в верхней части керна Phys.Earth Planet Int. 117 309–328

    Google Scholar

  • Дж. Ковингтон (1993) СтатьяTitleУлучшение техники инверсии эквивалентного источника с помощью более симметричной модели распределения диполей Phys. Планета Земля.Int. 76 199–208

    Google Scholar

  • А. Де Сантис С. Фальконе Дж. Торта (1997) Статья НазваниеSHA vs.SCHA для моделирования светской изменчивости в небольшом регионе, таком как Италия J. Geomag. Геоэлектр. 49 359–371

    Google Scholar

  • С. Эймин-Пето-Туртолле (2004) Etude des Mouvements à la Surface du Noyau Terrestre: du 17ème au 21ème siècle Эта IPGP Париж

    Google Scholar

  • Fox Maule, C., Пурукер, М., Олсен, Н., и Мосегаард, К., 2005, Аномалии теплового потока в Антарктиде, обнаруженные по спутниковым магнитным данным, Science, 309, 464-467

  • Friis-Christensen, E., De Santis , A., Jackson, A., Hulot, G., Kuvshinov, A., Lühr, H., Mandea, M., Maus, S., Olsen, N., Purucker, M., Rothacher, M., Sabaka , Т., Томсон, А., Веннерстрем, С., Виссер, П .: 2004, «Swarm. Исследователи магнитного поля Земли и окружающей среды, ESA SP-1279 (6)

  • Gauss, C.F .: 1839, Allgemeine Theorie des Erdmagnetismus , Leipzig

  • С.Gire Ж.-Л. Le Mouël (1990) СтатьяTitle Тангенциально-геострофический поток на границе ядро ​​– мантия, совместимый с наблюдаемыми вековыми геомагнитными вариациями: крупномасштабная составляющая потока Phys. Планета Земля. Int. 59 259–287

    Google Scholar

  • С.Gire Ж.-Л. Le Mouël Дж. Ducruix (1984) СтатьяЭволюция поля вековых колебаний геомагнитного поля с начала века Природа 307 349–352 Вхождение Ручка 10.1038 / 307349a0

    Артикул Google Scholar

  • ГРАММ. Haines (1985) СтатьяTitleГармонический анализ сферической крышки J. Geophys. Res. 90 2593–2598

    Google Scholar

  • ГРАММ.Haines (1990) ArticleTitleМоделирование регионального магнитного поля: обзор J. Geomag. Геоэлектр. 42 1001–1018

    Google Scholar

  • Э. Галлей (1692) Название статьиОписание причины изменения отклонения магнитной иглы; с гипотезой строения внутренних частей Земли Phil.Пер. R. Soc. Лондон 195 563–578

    Google Scholar

  • Дж. Р. Heirtzler Дж. Х. Аллен ОКРУГ КОЛУМБИЯ. Уилкинсон (2002) СтатьяTitle Вездесущая южноатлантическая аномалия повреждает космический корабль EOS, Пер.AGU 83 165–169

    Google Scholar

  • Р. Холм (2000) ArticleTitleМоделирование ошибки ориентации в векторных магнитных данных: применение к данным Ørsted Земля Планеты Космос 52 1187–1197

    Google Scholar

  • Р.Холм Дж. Bloxham (1996) СтатьяTitleУчет ошибок отношения в спутниковых геомагнитных данных Phys. Планета Земля. Int. 98 221–233

    Google Scholar

  • Р.Холм (1998) Статья НазваниеЭлектромагнитная связь ядра и мантии I. Объяснение десятилетних изменений продолжительности дня Geophys. J. Int. 132 167–180 Вхождение Ручка 10.1046 / j.1365-246x.1998.00424.x

    Артикул Google Scholar

  • Холм Р., Olsen, N., Rother, M. и Lühr, H .: 2003, «CO2: A CHAMP Magnetic Field Model», in Chr. Reigber, H. Lühr и P. Schwintzer (ред.), Proceedings of the First CHAMP Science Meeting , Springer Verlag

  • ГРАММ. Юло С. Эймин Б. Langlais М.Мандеа Н. Olsen (2002) СтатьяНазваниеДинамика мелкомасштабных структур геодинамо по спутниковым данным Ørsted и MAGSAT Природа 416 620–623 Вхождение Ручка 10.1038 / 416620a

    Артикул Google Scholar

  • С.Hwang С.-К. Чен (1997) ArticleTitleПолностью нормализованные гармоники сферической шапки: применение к анализу данных об уровне моря от TOPEX / POSEIDON и ERS-1 Geophys. J. Int. 129 450–460

    Google Scholar

  • Джексон, А., Bloxham, J. и Gubbins, D .: 1993, «Зависящий от времени поток на поверхности ядра и сохранение углового момента в связанной системе ядро-мантия», в J.-L. Ле Муэль, Д. Э. Смайли и Т. Херринг (редакторы), Динамика внутренних недр Земли и вращения Земли, IUGG 12 , Геофизическая монография AGU, Vol. 72, с. 97–107

  • А. Джексон ИЗОБРАЗИТЕЛЬНОЕ ИСКУССТВО. Jonkers М.Р. Уокер (2000) СтатьяЗаголовокЧетыре века геомагнитной вековой изменчивости на основе исторических данных Phil. Пер. R. Soc. Лондон A 358 957–990

    Google Scholar

  • Д. Jault С.Gire Дж. Л. Le Mouël (1988) СтатьяНазвание: Дрейф на запад, движения ядра и обмены угловым моментом между ядром и мантией Природа 333 353–356 Вхождение Ручка 10.1038 / 333353a0

    Артикул Google Scholar

  • Янковский, Дж.and Sucksdorff, C.: 1996, « Guide for Magnetic Measurements and Observatory Practice », International Association of Geomagnetism and Aeronomy, Warsaw

  • . Д. Jault ГРАММ. Юло Ж.-Л. Le Mouël (1996) СтатьяНазваниеМеханическое соединение ядра и мантии и моделирование динамо Phys.Планета Земля. Int. 98 187–192

    Google Scholar

  • Катанфороуш А. и Шахшахани М .: 2003, «Точки распределения на сфере», J. Exp. Math ., 12 (2), http://www.expmath.org

  • П. Келсо С.К. Баннерджи С. Тейсье (1993) ArticleTitleМагнитные свойства горных пород блока Арунта в Центральной Австралии и их значение для интерпретации длинноволновых магнитных аномалий J. Geophys. Res. 98 IssueIDB9 15987–15999 Вхождение Ручка 10.1029 / 93JB01158

    Артикул Google Scholar

  • Кивельсон, М. Г. и Рассел, К. Т .: 1995, « Introduction to Space Physics », Cambridge, 567 pp.

  • M Корте В. Хаак (2000) ArticleTitleМоделирование данных европейской станции магнитных повторов SCHA в поисках изменяющихся во времени аномалий Phys.Планета Земля. Int. 122 205–220

    Google Scholar

  • M Корте М. Мандеа (2003) ArticleTitle Планируются усовершенствования европейских геомагнитных ретрансляционных станций EOS, AGU 84 IssueID17 160

    Google Scholar

  • Лангель Р.A .: 1987, «Главное геомагнитное поле», в J. A. Jacobs (ed.), Geomagnetism , Academic Press, London, Vol. 1. С. 249–512

  • Р. А Лангель Р. Х. Эстес (1985) СтатьяНазваниеМагнитное поле в околоземном пространстве в 1980 г., определенное по данным Magsat J. Geophys.Res. 90 2495–2510

    Google Scholar

  • Р. А Лангель W. J. Hinze (1998) Магнитное поле литосферы Земли: спутниковая перспектива Издательство Кембриджского университета Кембридж 429

    Google Scholar

  • Langlais, B., Ultré-Guérard, P., Vernin, C., Mandea, M., Cohen, Y. and Hulot, G .: 1999, «Ørsted: IPGP ввод в эксплуатацию магнитометра OVH», CNES, OERS-RP 0000–0031- ИПГ, 28 стр.

  • Б. Langlais M Мандеа П. Ультре-Герар (2003) ArticleTitleМоделирование магнитного поля высокого разрешения: применение к данным MAGSAT и Ørsted Phys.Планета Земля. Int. 135 77–92

    Google Scholar

  • Ланглаис Б., Пурукер М. и Мандеа М .: 2004, «Магнитное поле земной коры Марса», J. Geophys. Рез ., 109 , E02008, DOI: 10.1029 / 2003JE002048

  • Ж. -Л. Le Mouël (1984) СтатьяTitleГеострофический поток во внешнем ядре и вековые вариации геомагнитного поля Земли Природа 311 734–735

    Google Scholar

  • Lühr, H., Ротер, М., Маус, С., Май, В. и Кук, Д.: 2003, «Диамагнитный эффект экваториальной апплтоновской аномалии: его характеристики и влияние на моделирование геомагнитного поля», Geophys. Res. Lett ., 30 , 10.1029 / 2003GL017, 407

  • Lühr, H., Maus, S. и Rother, M .: 2004, «Экваториальный электрореактивный двигатель в полдень: его пространственные характеристики, определенные спутником CHAMP». ‘, J. Geophys. Res . 109 (10), 1029 / 2002JA009656

    Google Scholar

  • ЧАС.Маэда Т. Иемори Т. Араки Т. Камей (1982) ArticleTitleНовое свидетельство меридиональной токовой системы в экваториальной ионосфере Geophys. Res. Lett. 9 337–340

    Google Scholar

  • М.Мандеа Александреску Дж. Горько (1999) ArticleTitle Результаты измерений сетей ретрансляционных станций геомагнитного поля во Франции Bureau Central de Magnétisme Terrestre – Париж 12 43–54

    Google Scholar

  • М.Мандеа Э. Bellanger Ж. -Л. Le Mouël (2000) СтатьяНазваниеГеомагнитный рывок в конце 20-го века? Планета Земля. Sci. Lett. 183 369–373 Вхождение Ручка 10.1016 / S0012-821X (00) 00284-3

    Артикул Google Scholar

  • М. Мандеа С. Macmillan (2000) Статья НазваниеМеждународное опорное геомагнитное поле – восьмое поколение Земля Планеты Космос 52 1119–1124

    Google Scholar

  • М.Мандеа Э. Спящий (2003) СтатьяTitleАсимметричное поведение магнитных полюсов Земля Планеты Космос 55 153–157

    Google Scholar

  • С.Maus В. Хаак (2002) ArticleTitle В длинноволновом магнитном поле земной коры преобладает индуцированная или остаточная намагниченность? J. Ind. Geophys. Союз 6 IssueID1 1–5

    Google Scholar

  • С.Maus В. Хаак (2003) СтатьяНазваниеАннигилятор магнитного поля: невидимая намагниченность на магнитном экваторе Geophys. J. Int. 155 IssueID2 509–513 Вхождение Ручка 10.1046 / j.1365-246X.2003.02053.Икс

    Артикул Google Scholar

  • Маус, С., Ротер, М., Холм, Р., Люр, Х., Олсен, Н. и Хаак, В.: 2002, «Первая карта скалярной магнитной аномалии по спутниковым данным CHAMP указывает на слабое литосферное поле. ‘, Геофиз. Res. Lett ., 29 (14), 10.1029 / 2001GL013685

  • Maus, S., Rother, M., Hemant, K., Lühr, H., Kuvshinov, A. and Olsen, N .: 2005, «Магнитное поле земной коры, определенное до сферической гармоники 90 по данным спутниковых измерений CHAMP», Geophys.Дж. Инт . на обзоре

  • М.А. Мэйхью (1979) СтатьяTitleИнверсия спутниковых данных о магнитных аномалиях Geophys. Jour. 45 119–128

    Google Scholar

  • Р.Т. Merrill М. В. МакЭлхинни П. Л. McFadden (1996) Магнитное поле Земли Академическая пресса Сан Диего 531

    Google Scholar

  • Т.Neubert М. Мандеа ГРАММ. Юло Р. Frese Партиклевон Ф. Primdahl Дж. Л. Йоргенсон Э.Фриис-Кристенсен П. Стаунинг Н. Olsen Т. Ризбо (2001) СтатьяTitleВысокоточные данные геомагнитного поля со спутника Эрстед EOS, Пер. AGU 82 81–87

    Google Scholar

  • Ньюитт, Л.Р., Бартон, К. Э. и Биттерли, Дж .: 1996, Руководство по съемкам магнитных ретрансляционных станций , Международная ассоциация геомагнетизма и аэрономии

  • Л. Р. Newitt М. Мандеа Л. А Макки Дж. Дж. Orgeval (2002) ArticleTitleНедавнее ускорение северного магнитного полюса связано с магнитными толчками EOS, Пер.AGU 83 381–388

    Google Scholar

  • РС О’Брайен Р. Л. Паркер (1993) ArticleTitleМоделирование регулируемого геомагнитного поля с использованием монополей Geophys.J. Int. 118 566–578

    Google Scholar

  • Н. Olsen (2002) Статья НазваниеМодель геомагнитного поля и его вековых изменений для эпохи 2000 г., оцененная на основе данных Орстеда Geophys. J. Int. 149 454–462 Вхождение Ручка 10.1046 / j.1365-246X.2002.01657.x

    Артикул Google Scholar

  • Н. Olsen Р. Холм ГРАММ. Юло Т. Сабака Т.Neubert Л. Тёффнер-Клаузен Ф. Primdahl Дж. Йоргенсен Ж.-М. Léger Д. Barraclough Дж.Bloxham Дж. Каин С. Констебль В. Головков А. Джексон П. Коце Б.Langlais С. Macmillan М. Мандеа Дж. Мерайо Л. Newitt М. Purucker Т.Ризбо М. Паника А Томпсон С. Voorhies (2000) ArticleTitleØrsted Исходная модель поля Geophys. Res. Lett. 27 3607–3610

    Google Scholar

  • Н.Olsen Т Моретто Э. Фриис-Кристенсен (2002) СтатьяНовые подходы к исследованию магнитного поля Земли J. Geodynam. 33 29–41 Вхождение Ручка 10.1016 / S0264-3707 (01) 00052-7

    Артикул Google Scholar

  • Н. Olsen Л. Тоффнер-Клаузен Т. Дж. Сабака П. Брауэр Дж.ГРАММ. Мерайо Дж. Л. Йоргенсен Ж.-М. Léger О. В. Nielsen F Primdahl Т. Ризбо (2003) СтатьяНазваниеКалибровка векторного магнитометра Эрстеда Земля Планеты Космос 55 11–18

    Google Scholar

  • Олсен, Н., Friis-Christensen, E., Hulot, G., Korte, M., Kuvshinov, A., Lesur, V., Lühr, H., Macmillan, S., Mandea, M., Maus, S., Purucker, М., Рейббер, К., Риттер, П., Ротер, М., Сабака Т., Тариц П. и Томсон, А .: 2004, Исследование на имитаторе непрерывной работы миссии Swarm, Контракт ЕКА № 17263 / 03 / NL / CB, Отчет DSRI

  • А Паис ГРАММ. Юло (2000) Статья НазваниеДлина дневных и декадных колебаний, крутильные колебания и суперротация внутреннего керна: данные по зональным потокам на поверхности извлеченного керна Phys.Планета Земля. Int. 118 291–316

    Google Scholar

  • Р. Л. Паркер (1994) Геофизическая обратная теория Princeton University Press Принстон 386

    Google Scholar

  • W.ЧАС. Нажмите С.А. Теукольский W. T Vetterling Б. П. Flannery (1992) Числовые рецепты на C, Искусство научных вычислений EditionNumber2 Издательство Кембриджского университета Нью-Йорк 71–89

    Google Scholar

  • Примдал, Ф.: 2000, «Резонансные магнитометры», в П. Рипке (ред.), Магнитные датчики и магнитометры , Artech House Inc., стр. 267–304 (глава 7)

  • МЕНЯ. Purucker Т. Дж. Сабака Р.А. Лангель (1996) ArticleTitle Сопряженный градиентный анализ: новый инструмент для изучения наборов спутниковых магнитных данных Geophys.Res. Lett. 23 507–510 Вхождение Ручка 10.1029 / 96GL00388

    Артикул Google Scholar

  • М. Purucker ЧАС. Маккриди С.Vennerstroem ГРАММ. Юло Н. Olsen ЧАС Lühr Э. Гарнеро (2002) ArticleTitle Основные моменты виртуальной сессии AGU по новым спутникам магнитного поля EOS, Пер.AGU 83 368

    Google Scholar

  • Purucker, M. и Whaler, K .: 2003, ‘Объединение спутниковых и аэромагнитных данных по Европе, Северной Атлантике и Арктике’, Второе научное совещание CHAMP, Потсдам, Германия

  • Purucker, M. 2004: «Аннигиляторы на Марсе: существуют ли альтернативные, но разумные распределения намагниченности в марсианской коре, которые объясняют наблюдения магнитного поля MGS», EOS, Trans.AGU , 85 (17), Jt. Ассем. Suppl., Abstract P33A-01

  • Purucker, M. and Whaler, K .: 2004, «Распознавание самых длинноволновых литосферных магнитных сигналов, скрытых из-за перекрытия с основным полем», EOS, Trans. AGU , 85 (47), Fall Meeting Suppl., Abstract GP31A-0821

  • Рават, Д., Гиделла, М., Корхонен, Дж., Маус, С., Маклин, С. и Ривз, С .: 2003, «К всемирной цифровой карте магнитных аномалий (WDMAM)», EOS, Trans.AGU , 84 (46), Fall Meeting Suppl., Abstract GP21D-01

  • П. Рипка (Ред.) (2001) Магнитные датчики и магнитометры Артек Хаус Бостон 494

    Google Scholar

  • П.ЧАС Робертс С. Скотт (1965) Название статьиОб анализе световой изменчивости J. Geomag. Геоэлектр. 17 137–151

    Google Scholar

  • Рисбо, Т., Йоргенсен, Дж.и Примдал, Ф .: 2003, «Миссия по калибровке Ørsted, состояние и обзор», в P. Stauning, et al. (ред.), OIST-4 Proceedings, DMI Scientific Report 03–09 , Копенгаген, Дания, стр. 313–316

  • К. Runcorn (1975) Название статьиО интерпретации лунного магнетизма Phys. Планета Земля. Int. 10 327–335

    Google Scholar

  • Т.Дж. Сабака N Olsen Р.А. Лангель (2002) СтатьяНазваниеКомплексная модель околоземного магнитного поля в спокойное время: фаза 3 Geophys. J. Int. 151 32–68 Вхождение Ручка 10.1046 / j.1365-246X.2002.01774.x

    Артикул Google Scholar

  • Сабака Т., Олсен Н. и Пурукер М .: 2004, «Расширение комплексных моделей магнитного поля Земли с помощью данных Ørsted и CHAMP», Geophys. Дж. Инт . 159: 521-547

    Google Scholar

  • п Дрожь Д.Фонтан (1988) ArticleTitleМагнитная минералогия в разрезе архейской коры: влияние на намагниченность земной коры J. Geophys. Res. 93 IssueIDB 12177–12186

    Google Scholar

  • Smith, P .: 1969, ‘Petrus Peregrinus: 1269, EPISTOLA.Начало экспериментальных исследований магнетизма в Европе », Earth Science Reviews / Atlas , Elsevier, pp. A11 – A17

  • Р. С Ловушка (1998) История векторной магнитометрии в космосе, в технике измерений в космических плазменных полях. Р. Пфафф Дж.E Боровский Д. Т Молодой (Ред.) Монография Geophys 103 Являюсь. Geophys. Союз Вашингтон 101–114

    Google Scholar

  • Ф. Д. Стейси (1992) Физика Земли EditionNumber3 Брукфилд Пресс Брисбен Qld

    Google Scholar

  • А.Тарантола (1987) Теория обратной задачи Эльзевир Нью-Йорк

    Google Scholar

  • п Tarits N Грамматика (2000) СтатьяНазваниеЭлектромагнитная индукция, создаваемая спокойным магнитным полем Солнца на высоте спутника Geophys.Res. Lett. 27 4009–4012 Вхождение Ручка 10.1029 / 1999GL011249

    Артикул Google Scholar

  • Э. Тебо Дж. Дж. Скотт M Мандеа Дж.П. Hoffbeck (2004) ArticleTitleНовое предложение по гармоническому моделированию сферической шапки Geophys. J. Int. 159 83–103

    Google Scholar

  • Тэбо, Э., Скотт, Дж. Дж. И Мандеа, М .: 2005, «Revised Spherical Cap Harmonic Analysis (R-SCHA): Validation and Properties», J.Geophys. Res ., В печати

  • Р. Х. Тайлер Л. А Мысак Дж. М. Оберхубер (1997) ArticleTitleЭлектромагнитные поля, создаваемые трехмерной глобальной циркуляцией океана J. Geophys.Res. 102 5531–5552 Вхождение Ручка 10.1029 / 96JC03545

    Артикул Google Scholar

  • Р. Х. Тайлер S Maus ЧАС.Lühr (2003) СтатьяНазваниеСпутниковые наблюдения магнитных полей, вызванных океаническими приливными потоками Наука 299 239–241 Вхождение Ручка 10.1126 / science.1078074

    Артикул Google Scholar

  • Ван дер Слуис, А.и Ван дер Ворст, HA: 1987, «Численное решение больших разреженных линейных алгебраических систем, возникающих из томографических задач», в издании G. Nolet (ed.), Seismic Tomography , Reidel, Dordrecht, Holland, pp. 49–83 ( глава 3)

  • Вивье, Ф., Майер-Реймер, Э. и Тайлер, Р.Х .: 2004, «Моделирование магнитных полей, создаваемых антарктическим циркумполярным течением на высоте спутника: можно ли использовать геомагнитные измерения для мониторинга потока» ? ‘, Геофиз. Res. Lett ., 31 , L10306, doi: 10.1029 / 2004GL019804

  • Вардински И. и Холм Р. 2004, «Вековые вариации и потоки между ядром и поверхностью между 1980 и 2000 годами», 9-й симпозиум по изучению глубин Земли Интерьер

  • П. Дж. Василевский М.А. Мэйхью (1992) СтатьяTitleМохо как магнитная граница, новый взгляд Geophys.Res. Lett. 19 2259–2262

    Google Scholar

  • п Wessel В. Х. Ф. Смит (1991) ArticleTitle Бесплатное программное обеспечение помогает отображать и отображать данные EOS, Пер.AGU 72 441

    Google Scholar

  • Наблюдения магнитного поля в слоях CoFeB / Ta с разрешением 0,67 нм с помощью электронной голографии

  • 1.

    Lee, J.-S. и др. . Титан d xy ферромагнетизм на границе LaAlO 3 / SrTiO 3 . Nat.Матер. 12 , 703–706 (2013).

    ADS CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 2.

    Икеда, С. и др. . Магнитный туннельный переход CoFeB-MgO с перпендикулярной анизотропией. Nat. Матер. 9 , 721–724 (2010).

    ADS CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 3.

    Лю, Л. и др. . Спиново-моментное переключение с гигантским спин-эффектом Холла тантала. Наука 336 , 555–558 (2012).

    ADS CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 4.

    Эмори, С., Бауэр, У., Ан, С.-М., Мартинес, Э. и Бич, Г.С.Д. Динамика хиральных ферромагнитных доменных стенок, управляемая током. Nat. Матер. 12 , 611–616 (2013).

    ADS CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 5.

    Kasama, T. et al. . Определение магнитных свойств сверхрешетки GdBa 2 Cu 3 O 7 / La 0,75 Sr 0,25 MnO 3 с использованием внеосевой электронной голографии. Заявл. Серфинг. Sci. 252 , 3977–3983 (2006).

    ADS CAS Статья Google Scholar

  • 6.

    Мураками, Ю. и др. . Намагниченность усиливается структурным беспорядком в области границы нанометрового масштаба. Nat. Commun. 5 , 4133 (2014).

    CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 7.

    Murakami, Y. et al. . Магнетизм ультратонких межзеренных пограничных областей в постоянных магнитах Nd-Fe-B. Acta. Матер. 71 , 370–379 (2014).

    CAS Статья Google Scholar

  • 8.

    Чжу Ю. Современные методы определения характеристик магнитных материалов (Спрингер, Нью-Йорк, 2005).

  • 9.

    Tonomura, A. Электронная голография (Springer, Heidelberg, 1999).

  • 10.

    Маккартни, М. Р. и Смит, Д. Дж. Электронная голография: фазовое отображение с нанометровым разрешением. Ann. Rev. Mater. Res. 37 , 729–767 (2007).

    ADS CAS Статья Google Scholar

  • 11.

    Shirota, K., Yonezawa, A., Shibatomi, K. & Yanaka, T. Система линз для наблюдения за ферромагнитным материалом для CTEM с эвцентрическим гониометром. J. Electron Microsc. 25, , 303–304 (1976).

    Google Scholar

  • 12.

    Харада, К. и др. . Наблюдение вихревых решеток в сверхпроводнике в реальном времени с помощью электронной микроскопии. Природа 360 , 51–53 (1992).

    ADS Статья Google Scholar

  • 13.

    Скофилд, М. А., Беледжиа, М., Чжу, Ю. и Поцци, Г. Характеристика JEOL 2100F Lorentz-TEM для электронной голографии с малым увеличением и получения магнитных изображений. Ультрамикроскопия 108 , 625–634 (2008).

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 14.

    Хайдер М. и др. . Электронно-микроскопическое изображение улучшено. Природа 392 , 768–769 (1998).

    ADS CAS Статья Google Scholar

  • 15.

    Батсон, П. Э., Деллби, Н. и Криванек, О. Л. Разрешение по субангстрему с использованием электронной оптики с коррекцией аберраций. Природа 418 , 617–620 (2002).

    ADS CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 16.

    Такаянаги, К. и др. . Электронная микроскопия с разрешением менее 50 мкм. J. Electron Microsc. 60 , S239 – S244 (2011).

    CAS Google Scholar

  • 17.

    Дунин-Борковский, Р. Э. и др. . Возможности для исправленной хроматической аберрации просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения, лоренцевой микроскопии и электронной голографии магнитных минералов. Microsc. Микроанал. 18 (Приложение 2), 1708–1709 (2012).

    Артикул Google Scholar

  • 18.

    Snoeck, E. et al. . Коррекция внеосевой аберрации с использованием B-COR для режимов Лоренца и ВРЭМ. Microsc. Микроанал. 20 (Приложение 3), 932–933 (2014).

    Артикул Google Scholar

  • 19.

    Акаси, Т. и др. . Холодный автоэмиссионный просвечивающий электронный микроскоп с коррекцией аберрации 1,2 МВ с разрешением менее 50 мкм. Заявл. Phys. Lett. 106 , 074101 (2015).

    ADS Статья Google Scholar

  • 20.

    Танигаки, Т., Акаси, Т., Такахаши, Ю., Кавасаки, Т., Шинада, Х. В поисках максимального разрешения с использованием когерентных электронных волн: высоковольтный электронный микроскоп с коррекцией аберраций. Adv. Imaging Electron Phys. 198 , 69–125 (2016).

    Артикул Google Scholar

  • 21.

    Gatel, C. et al. . Зависящие от размера конфигурации спинов в одном железном наномагнетике: от потока до экзотических вихрей. Nano Lett. 15 , 6952–6957 (2015).

    ADS CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 22.

    Тономура, А. Электронно-голографическая интерференционная микроскопия. Adv. Phys. 41, , 59–103 (1992).

    ADS Статья Google Scholar

  • 23.

    Дунин-Борковский, Р. Э. и др. . Магнитная микроструктура магнитотактических бактерий методом электронной голографии. Наука 282 , 1868–1870 (1998).

    ADS CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 24.

    Мураками Ю., Ю Дж. Х., Шиндо Д., Атоу Т. и Кикучи М. Распределение намагниченности в смешанно-фазовом состоянии манганитов, допированных дырочками. Природа 423 , 965–968 (2003).

    ADS CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 25.

    Кон, А., Петфорд-Лонг, А. К. и Энтони, Т. С. Магнитный потенциал в материалах с рисунком, определенный с помощью энергозависимой фазовой микроскопии Лоренца. Phys. Ред. B 72 , 014444 (2005).

    ADS Статья Google Scholar

  • 26.

    Yi, G. et al. . Новая конструкция предметного столика для экспериментов по намагничиванию in situ в просвечивающем электронном микроскопе. Ультрамикроскопия 99 , 65–72 (2004).

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 27.

    Арита М., Токуда Р., Хамада К. и Такахаши Ю. Разработка держателя ТЕМ, генерирующего магнитное поле в плоскости, используемого для наблюдения на месте с помощью ТЕМ . Mater. Пер. 55 , 403–409 (2014).

    CAS Статья Google Scholar

  • 28.

    Inoue, M. et al. . Разработка намагничивающего столика для in situ наблюдений с электронной голографией и лоренцевой микроскопией. J. Electron Microsc. 54 , 509–513 (2005).

    CAS Статья Google Scholar

  • 29.

    Лихте, Х. Пределы характеристик электронной голографии. Ультрамикроскопия 108 , 256–262 (2008).

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 30.

    Чекот, М. и др. . Влияние перемешивания на границе Ta / CoFeB на спиновый угол Холла в гетероструктурах Ta / CoFeB / MgO. Sci. Реп. 7 , 968 (2017).

    ADS Статья PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 31.

    Дунин-Борковски, Р. Э., Маккартни, М. Р., Смит, Д. Дж. И Паркин, С. П. К количественной электронной голографии тонких магнитных пленок с использованием перемагничивания in situ . Ультрамикроскопия 74 , 61–73 (1998).

    CAS Статья Google Scholar

  • 32.

    Tonomura, A. et al. . Доказательства эффекта Ааронова-Бома с магнитным полем, полностью экранированным от электронной волны. Phys. Rev. Lett. 56, , 792–795 (1986).

    ADS CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 33.

    Эндо, М., Канаи, С., Икеда, С., Мацукура, Ф. и Оно, Х. Влияние электрического поля на зависящую от толщины магнитную анизотропию распыленного MgO / Co 40 Fe 40 B 20 / Та конструкции. Заявл. Phys. Lett. 96 , 212503 (2010).

    ADS Статья Google Scholar

  • 34.

    Фёлькл Э., Аллард Л. Ф. и Джой Д. К. Введение в электронную голографию (Kluwer Academic / Plenum Press, Нью-Йорк, 1999).

  • Исследователи показывают, что гематит из оксида железа остается магнитным глубоко в мантии Земли – ScienceDaily

    Огромное магнитное поле, которое окружает Землю, защищая ее от радиации и заряженных частиц из космоса, и которое многие животные даже используют для ориентации. – постоянно меняется, поэтому геологи постоянно следят за ним. Старые хорошо известные источники магнитного поля Земли – это ядро ​​Земли – на глубине до 6000 километров под землей – и земная кора: другими словами, земля, на которой мы стоим.С другой стороны, мантия Земли, простирающаяся от 35 до 2900 километров под поверхностью Земли, до сих пор считалась «магнитно мертвой». Международная группа исследователей из Германии, Франции, Дании и США продемонстрировала, что форма оксида железа, гематит, может сохранять свои магнитные свойства даже глубоко в мантии Земли. Это происходит в относительно холодных тектонических плитах, называемых плитами, которые находятся особенно под западной частью Тихого океана.

    «Эти новые знания о мантии Земли и сильномагнитном регионе в западной части Тихого океана могут пролить новый свет на любые наблюдения магнитного поля Земли», – говорит физик-минерал и первый автор д-р.Илья Купенко из Мюнстерского университета (Германия). Новые результаты могут, например, иметь отношение к любым будущим наблюдениям магнитных аномалий на Земле и на других планетах, таких как Марс. Это связано с тем, что на Марсе больше нет динамо-машины и, следовательно, нет источника, позволяющего создавать сильное магнитное поле, исходящее из ядра, как на Земле. Поэтому, возможно, теперь стоит более подробно рассмотреть его мантию. Исследование опубликовано в журнале « Nature ».

    Предпосылки и использованные методы:

    Глубоко в металлическом ядре Земли именно сплав жидкого железа вызывает электрические потоки. В самой внешней коре Земли магнитный сигнал вызывают горные породы. Однако в более глубоких областях недр Земли считалось, что породы теряют свои магнитные свойства из-за очень высоких температур и давления.

    Исследователи внимательно изучили основные потенциальные источники магнетизма в мантии Земли: оксиды железа, которые имеют высокую критическую температуру – i.е. температура, выше которой материал перестает быть магнитным. В мантии Земли оксиды железа встречаются в плитах, которые погребены из земной коры дальше в мантию в результате тектонических сдвигов, процесса, называемого субдукцией. Они могут достигать глубины внутри Земли от 410 до 660 километров – так называемой переходной зоны между верхней и нижней мантией Земли. Однако ранее никому не удавалось измерить магнитные свойства оксидов железа в экстремальных условиях давления и температуры, обнаруженных в этой области.

    Теперь ученые объединили два метода. Используя так называемую ячейку с алмазной наковальней, они сжимали образцы гематита из оксида железа микрометрического размера между двумя алмазами и нагревали их лазером до давления до 90 гигапаскалей и температуры более 1000 ° C (1300 K). Исследователи объединили этот метод с так называемой мессбауэровской спектроскопией, чтобы исследовать магнитное состояние образцов с помощью синхротронного излучения. Эта часть исследования проводилась на синхротронной установке ESRF в Гренобле, Франция, и это позволило наблюдать изменения магнитного порядка в оксиде железа.

    Неожиданным результатом стало то, что гематит оставался магнитным до температуры около 925 ° C (1200 K) – температуры, преобладающей в субдуцированных плитах под западной частью Тихого океана на глубине переходной зоны Земли. «В результате мы можем продемонстрировать, что мантия Земли не так магнитно« мертва », как предполагалось до сих пор», – говорит профессор Кармен Санчес-Валле из Института минералогии Мюнстерского университета. «Эти открытия могут оправдать другие выводы, касающиеся всего магнитного поля Земли», – добавляет она.

    Актуальность для исследований магнитного поля Земли и движения полюсов

    Используя спутники и изучая горные породы, исследователи наблюдают магнитное поле Земли, а также местные и региональные изменения магнитной силы. Предыстория: геомагнитные полюса Земли – не путать с географическими полюсами – постоянно перемещаются. В результате этого движения они фактически меняли положение друг друга каждые 200 000–300 000 лет в новейшей истории Земли.Последний переворот полюсов произошел 780 000 лет назад, и в последние десятилетия ученые сообщают об ускорении движения магнитных полюсов Земли. Смена магнитных полюсов окажет огромное влияние на современную человеческую цивилизацию. Факторы, управляющие перемещением и переворотом магнитных полюсов, а также направления, которым они следуют при перевороте, пока не изучены.

    Один из маршрутов полюсов, наблюдаемых во время переворотов, проходит над западной частью Тихого океана, что очень заметно соответствует предполагаемым источникам электромагнитного излучения в мантии Земли.Поэтому исследователи рассматривают возможность того, что магнитные поля, наблюдаемые в Тихом океане с помощью записей горных пород, не отражают путь миграции полюсов, измеренных на поверхности Земли, а происходят от неизвестного до сих пор электромагнитного источника гематитсодержащих пород в мантия Земли под западной частью Тихого океана.

    «То, что мы теперь знаем – что там, в мантии Земли есть магнитоупорядоченные материалы – следует принимать во внимание в любом будущем анализе магнитного поля Земли и движения полюсов», – говорит соавтор профессор Проф. .Леонид Дубровинский в Баварском научно-исследовательском институте экспериментальной геохимии и геофизики Байройтского университета.

    История Источник:

    Материалы предоставлены Университетом Мюнстера . Примечание. Содержимое можно редактировать по стилю и длине.

    Космическая миссия

    первая, которая обнаружит ключевое взаимодействие между магнитными полями Земли и Солнца

    Миссия НАСА с помощью физиков UMD первая, чтобы наблюдать, как происходит магнитное пересоединение, что является важным шагом в понимании космической погоды

    КОЛЛЕДЖ-ПАРК, мкр.- Большинство людей не задумываются о магнитном поле Земли, но оно так же важно для жизни, как воздух, вода и солнечный свет. Магнитное поле создает невидимый, но важный барьер, который защищает Землю от солнечного магнитного поля, которое направляет поток заряженных частиц, известный как солнечный ветер, наружу из внешних слоев Солнца. Взаимодействие между этими двумя магнитными полями может вызвать взрывные бури в космосе у Земли, которые могут вывести из строя спутники и вызвать проблемы здесь, на поверхности Земли, несмотря на защиту, обеспечиваемую магнитным полем Земли.

    Новое исследование, проведенное в соавторстве с физиками из Университета Мэриленда, предоставляет первые важные результаты миссии НАСА по магнитосферному многомасштабному (MMS), включая беспрецедентный взгляд на взаимодействие между магнитными полями Земли и Солнца. В статье описывается первое прямое и подробное наблюдение явления, известного как магнитное пересоединение, которое происходит, когда две противоположные линии магнитного поля разрываются и повторно соединяются друг с другом, высвобождая огромное количество энергии.

    Это открытие является важной вехой в понимании магнетизма и космической погоды.Статья опубликована в номере журнала Science от 13 мая 2016 г.

    «Представьте, что два поезда едут навстречу друг другу по разным путям, но поезда переключаются на один и тот же путь в последнюю минуту», – сказал Джеймс Дрейк, профессор физики в UMD и соавтор научного исследования. «Каждая дорожка представляет собой линию магнитного поля от одного из двух взаимодействующих магнитных полей, в то время как переключатель дорожек представляет собой событие повторного соединения. Результирующий удар выбрасывает энергию из точки повторного соединения, как рогатка.”

    Данные свидетельствуют о том, что пересоединение является основной движущей силой таких событий, как солнечные вспышки, выбросы корональной массы, магнитные бури и полярные сияния, наблюдаемые как на Северном, так и на Южном полюсах Земли. Хотя исследователи почти полвека пытались изучить переподключение в лаборатории и в космосе, миссия MMS – первая, которая непосредственно наблюдала, как происходит переподключение.

    Миссия MMS предоставила более точные наблюдения, чем когда-либо прежде. Летая в форме пирамиды на границе магнитного поля Земли на расстоянии всего 10 километров между четырьмя идентичными космическими кораблями, MMS отображает электроны внутри пирамиды каждые 30 миллисекунд.В отличие от этого, предшественник MMS, Европейское космическое агентство и миссия NASA Cluster II, проводит измерения каждые три секунды – времени, достаточного для MMS, чтобы сделать 100 измерений.

    «Просто посмотреть на данные из MMS – это необычно. Уровень детализации позволяет нам видеть вещи, которые раньше были размытыми », – объяснил Дрейк, который работал в научной группе MMS, а также консультировал команду инженеров по требованиям к приборам MMS. «При временном интервале в три секунды увидеть повторное соединение с Кластером II было невозможно.Но качество данных MMS абсолютно вдохновляет. Неизвестно, будет ли когда-нибудь еще одна миссия, подобная этой ».

    Простое детальное наблюдение за повторным подключением – важная веха. Но главная цель миссии MMS – определить, как линии магнитного поля кратковременно разрываются, что позволяет осуществить повторное соединение и высвобождение энергии. Измерение поведения электронов в событии пересоединения позволит более точно описать, как работает пересоединение; в частности, происходит ли это в аккуратном и упорядоченном процессе или в турбулентном, штормовом вихре энергии и частиц.

    Более ясная картина физики пересоединения также приблизит нас на один шаг к пониманию космической погоды, включая то, следуют ли солнечные вспышки и магнитные бури какой-либо предсказуемой схеме, такой как погода здесь, на Земле. Воссоединение также может помочь ученым понять другие, более энергичные астрофизические явления, такие как магнетары, которые представляют собой нейтронные звезды с необычно сильным магнитным полем.

    «Понимание пересоединения имеет отношение к целому ряду научных вопросов в физике Солнца и астрофизике», – сказал Марк Свисдак, младший научный сотрудник Института исследований электроники и прикладной физики UMD.Свисдак не является соавтором научной статьи, но он активно сотрудничает с Дрейком и другими над последующим анализом данных MMS.

    «Повторное соединение в магнитном поле Земли требует относительно низкой энергии, но мы можем получить хорошее представление о том, что происходит, если экстраполировать на более энергетические системы», – добавил Свисдак. «Край магнитного поля Земли – отличная испытательная лаборатория, поскольку это чуть ли не единственное место, где мы можем пролететь космический корабль прямо через регион, где происходит переподключение.”

    На сегодняшний день MMS сосредоточено только на обращенной к Солнцу стороне магнитного поля Земли. В будущем миссия должна совершить перелет на противоположную сторону, чтобы исследовать каплевидный хвост магнитного поля, обращенный от Солнца.

    Исследовательская статья Джеймса Берча и др. «Измерения магнитного взаимодействия в космосе в электронном масштабе» опубликована в журнале Science 13 мая 2016 г.

    Помимо Дрейка, соавторами UMD являются Ли-Джен Чен, младший научный сотрудник по астрономии, и Шан Ван, научный сотрудник по астрономии.

    Магнетизм и Солнце: магнитные поля

    Магнетизм и Солнце: магнитные поля Магнитные поля

    <-Назад | Далее->



    На главную | Вступление | Магнитные поля | Магнитная сила | Хранится Энергия в магнитных полях | Магнетизм на Солнце | Дальнейшие исследования | Библиография

    Один из способов описания магнетизма – это магнитных полей .Магнитный поле определяет магнитную силу, “толкание” или “притяжение”, ощущаемое частицей независимо от его заряда и скорости (скорость и направление частица) из-за наличия других движущихся зарядов. Чем сильнее поле, тем сильнее магнитная сила, ощущаемая частицей. Так же, чем слабее поле, тем слабее магнитная сила. Помимо описания сила магнитной силы в различных точках пространства, магнитная поле также описывает направление силы на частицу относительно к его скорости.

    Магнитные поля можно визуализировать с помощью линий магнитного поля . Эти линии представляют собой кривые, на которых:

    1. В каждой заданной точке касательная (линия, пересекающая кривую только в данной точке на бесконечно малом расстоянии) находится в том же направление как магнитное поле . Если бы кто-то поместил компас в магнитное поле, стрелка будет указывать по касательной к магнитному полю линия.
    2. Величина магнитного поля пропорциональна плотности линий. Чем ближе силовые линии друг к другу, тем сильнее магнитное поле. Чем больше чем они разложены, тем слабее магнитное поле.
    Наблюдение за магнитными полями Эксперимент: Магнитные поля магнита косвенно можно наблюдать по железным опилкам.
    Оборудование:
    стержневых магнитов
    кусок картона, намного больше стержневого магнита
    железных опилок
    стол
    Сборка:
    1. Поместите стержневой магнит на стол
    2. Положите картон поверх магнита.
    3. Равномерно разложите железные опилки по картону.
    Процедура:
    1. Обратите внимание на железные опилки. Направлены ли они в каком-то определенном направлении? Где концентрируются ли опилки вблизи областей с более слабым или сильным магнитным поле?
    2. Используя узор, образованный железными опилками, в качестве ориентира, нарисуйте магнитный диаграмма силовых линий для данного магнита.
    3. На схеме силовых линий магнитного поля отметьте, где находятся силовые линии. разнесены или сконцентрированы.Используя пару магнитов, определите, какой части магнита сильнее или слабее. Установите отношения между магнитные силы, которые вы почувствовали, используя пару магнитов, и концентрацию линий поля на диаграмме.
    Что происходит?
    Магнитное поле, создаваемое стержневым магнитом, индуцирует магнитное поле. поле в железных опилках. Железные опилки становятся маленькими магнитами. Так как железные опилки имеют форму стержней, они имеют тенденцию образовывать свои полюса в продольном направлении.В результате они указывают в одном направлении. приложенного магнитного поля стержневого магнита, как стрелка компаса делаю, когда подносят к магниту.


    Магнитные поля на Земле: гигантский стержневой магнит


    Та же картина, которую мы наблюдали в эксперименте с магнитным полем банка можно увидеть на Земле. Благодаря своему глобальному магнитному полю Земля действует как гигантский стержневой магнит. Поскольку мы не можем размещать железные опилки вокруг Земли Чтобы наблюдать магнитные поля, мы собираемся моделировать поля, используя апплет Java.
    Магнитные поля на Солнце

    В отличие от Земли, Солнце имеет очень слабое общее магнитное поле. поле (среднее дипольное поле). Однако поверхность Солнца имеет очень сильную и чрезвычайно сложные магнитные поля. Поскольку поверхность магнитная поля настолько сложны, что ученые-солнечники используют компьютеры и моделируют Магнитные поля Солнца, как мы это делали для Земли с помощью Java-апплета. в предыдущем упражнении. Изображение выше взято с компьютера. имитация нагрева солнечной короны или внешней атмосферы своим «магнитным ковром».”Петли, входящие в корону, магнитны. силовые линии, соединяющие северный и южный полюсы в «магнитном ковре».
    Магнитограммы
    Магнитный поля также можно визуализировать в виде магнитограмм , которые используются для наблюдений за Солнцем. Магнитограммы визуальные представления полярности и силы магнитных полей, которые указывайте прямо в сторону или в сторону наблюдателя. В черных регионах самые сильные южное поле (поле направлено от наблюдателя в сторону Солнца), и белые области имеют самое сильное северное поле (поле указывает к наблюдателю и от Солнца).В серых областях мало или нет магнитного поля. Один такой инструмент, который генерирует магнитограммы из его наблюдения – это доплеровский тепловизор Майкельсона (MDI) на борту SOHO. спутник. Ежедневно доступны магнитограммы с этого прибора.


    <-Назад | Далее->


    На главную | Вступление | Магнитные поля | Магнитная сила | Хранится Энергия в магнитных полях | Магнетизм на Солнце | Дальнейшие исследования | Библиография

    Возвращаться К деятельности


    Последний раз редактировал Евгений 26 августа 1999 г.


    Магнитные поля – Электромагнетизм и магнетизм – KS3 Physics Revision

    Магнит создает вокруг себя магнитное поле.Вы не можете увидеть магнитное поле, но можете наблюдать его эффекты. На магнитный материал, попавший в магнитное поле, действует сила. Сила – это бесконтактная сила, потому что магнит и материал не должны касаться друг друга.

    Обнаружение магнитных полей

    Для обнаружения магнитного поля можно использовать чертёжный компас или железные опилки:

    1. положите лист бумаги на магнит (это препятствует прилипанию железных опилок к магниту)
    2. насыпьте железные опилки на бумага
    3. осторожно постучите по бумаге, чтобы разложить опилки
    4. наблюдать и записать результаты

    Железные опилки показывают магнитное поле вокруг этого стержневого магнита

    Рисование диаграмм магнитного поля

    Было бы трудно получить результаты из вид эксперимента, показанный на фотографии, поэтому вместо этого мы рисуем простые силовые линии магнитного поля.

    Обратите внимание на диаграмму:

    • каждая линия поля имеет наконечник стрелки
    • линии поля выходят из северного полюса и переходят в южный полюс

    Оставить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *