"Физика", Белага В.В., Ломаченков И.А., Панебратцев Ю.А.
Земля действует как огромный магнит: её магнитное поле влияет на магнитные стрелки и проводники с током. Благодаря этому работает компас — его стрелка устанавливается вдоль поля и помогает ориентироваться. Однако магнитные полюса расположены не там же, где географические, поэтому компас показывает направление на магнитный, а не точно на географический север. Разницу направлений называют магнитным склонением; само поле со временем меняется.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Магнитное поле Земли — поле, которое создаёт наша планета и которое действует на магниты и проводники с током. Его нельзя увидеть напрямую, но можно обнаружить по действию на магнитную стрелку. Это поле помогает понять, почему работает компас и почему его показания зависят от места.
Магнитный полюс Земли — область, где магнитное поле направлено почти вертикально. Такие области не совпадают с географическими полюсами, заданными осью вращения Земли. Это различие объясняет, почему компас показывает не совсем на географический север.
Компас — прибор с магнитной стрелкой, которая поворачивается и устанавливается вдоль магнитного поля. Один конец стрелки принято называть северным, другой — южным. Компас используют, чтобы находить стороны света и ориентироваться на местности.
Магнитное склонение — угол между направлениями на географический и магнитный север. Оно может быть восточным или западным: это показывает, с какой стороны от географического севера находится магнитное направление. Зная склонение, можно точнее сопоставить показания компаса с картой.
Магнитное поле Земли можно обнаружить, если поместить в разных местах планеты магнитную стрелку. На неё действует магнитное поле, поэтому стрелка поворачивается и занимает определённое положение. Если изменить место наблюдения, направление стрелки может немного измениться: значит, поле имеет направление и неодинаково проявляется в разных точках.
Северный конец стрелки компаса направлен примерно к географическому северу из-за притяжения магнитных полюсов. Вблизи географического севера расположен магнитный полюс Земли, который притягивает северный конец стрелки. Разноимённые полюса притягиваются, поэтому этот район по физическому смыслу является магнитным южным полюсом, хотя географически это север планеты.
Географические полюса определяются осью, вокруг которой вращается Земля, а магнитные — особенностями её магнитного поля. Это разные способы задать положение на планете, поэтому соответствующие полюса находятся не в одних и тех же точках. Из-за этого направление магнитного поля у поверхности не везде совпадает с направлением на географические полюса.
Компас ориентируется по магнитному полю, а не по географическим линиям на карте. Поэтому угол между направлениями на магнитный и географический север, то есть магнитное склонение, зависит от места. Если склонение составляет 8° к востоку, магнитный север находится на 8° восточнее географического; для точного ориентирования эту разницу учитывают.
Магнитное поле Земли не остаётся совершенно неизменным: его направление и сила со временем меняются. На него влияют процессы, связанные с Солнцем, в том числе поток заряженных частиц, называемый солнечным ветром. При сильных возмущениях, которые называют магнитными бурями, показания компаса могут становиться менее надёжными, а радиосвязь — нарушаться.
| Что сравнивается | Географическое | Магнитное |
|---|---|---|
| Как определяется направление на север | По направлению к географическому Северному полюсу | По направлению, задаваемому магнитным полем Земли |
| Чем задаётся положение полюсов | Осью вращения Земли | Магнитным полем Земли |
| Совпадают ли полюса | Не совпадают с магнитными полюсами | Не совпадают с географическими полюсами |
| Как связано с показаниями компаса | Это направление не всегда точно показывает стрелка | По нему ориентируется магнитная стрелка |
Сначала определите, о каком направлении идёт речь: географическом или магнитном. Затем сравните их и учтите склонение, если нужна точность. Так можно понять, почему стрелка компаса и направление на карте могут расходиться.
Ученик держит компас и поворачивается на месте. Нужно описать, как установится стрелка и почему. Важно отличать поворот ученика от направления, которое задаёт магнитное поле Земли. Стрелка реагирует на поле, а не стремится следовать за рукой.
Ответ: стрелка сохранит направление вдоль магнитного поля Земли, а её положение относительно ученика изменится. Северный конец будет направлен примерно к географическому северу.
Северный конец стрелки компаса направлен к географическому северу. Требуется определить, какой магнитный полюс Земли расположен в этом районе. Для решения нужно вспомнить, как взаимодействуют магнитные полюса. Наблюдаемое притяжение указывает на разноимённость полюсов.
Ответ: вблизи географического Севера расположен магнитный южный полюс Земли. Названия географического и магнитного полюсов здесь не следует смешивать.
В некотором месте магнитное склонение составляет 8° к востоку. Нужно установить, куда направлен магнитный север относительно географического. В условии уже указана сторона, поэтому не требуется вычислять угол. Достаточно применить значение слова «восточное».
Ответ: магнитный север находится на 8° восточнее географического. Значит, стрелка компаса отклонена от географического направления на этот угол к востоку.
Ошибка: считать, что магнитные полюса точно совпадают с географическими. Их путают, потому что компас указывает примерно на север, но направления задаются разными свойствами Земли. Проверка: вспомните, что ось вращения определяет географические полюса, а магнитное поле — магнитные.
Ошибка: называть область у географического севера магнитным северным полюсом. Названия кажутся похожими, однако северный конец стрелки притягивается к этой области, значит, полюса разноимённые. Проверка: примените правило притяжения и отталкивания магнитных полюсов.
Ошибка: считать, что компас всегда показывает точно на географический север. Стрелка ориентируется по магнитному полю, которое не совпадает с географическим направлением. Проверка: выясните магнитное склонение для места наблюдения и сопоставьте оба направления.
Ошибка: полагать, что магнитное поле Земли неизменно. Обычно изменения не заметны при обычном использовании компаса, поэтому поле легко принять за постоянное. Проверка: помните, что поле меняется, а во время магнитных бурь его возмущения усиливаются и могут влиять на приборы.
Для понимания магнитного поля Земли нужны знания о поле постоянного магнита, магнитных полюсах и их взаимодействии. Тема помогает объяснить, как компас используется для ориентирования на местности, и продолжает изучение магнитного поля тока. Связь с Солнцем и солнечным ветром позволяет понять причины магнитных бурь; с этими явлениями связаны и полярные сияния.
Почему компас указывает на север?
Магнитная стрелка поворачивается под действием магнитного поля Земли и устанавливается вдоль его направления. Северный конец стрелки направлен примерно к географическому северу, потому что рядом с ним находится магнитный полюс, притягивающий этот конец.
Совпадают ли магнитные полюса Земли с географическими?
Нет, магнитные и географические полюса находятся в разных точках. Поэтому магнитное направление на север обычно немного отличается от географического.
Почему область у географического севера называют магнитным южным полюсом?
К этой области притягивается северный конец стрелки компаса. Разноимённые магнитные полюса притягиваются, поэтому по физическому смыслу это район магнитного южного полюса Земли.
Что такое магнитное склонение?
Магнитное склонение — это угол между направлениями на географический и магнитный север. Его учитывают, когда требуется определить точное направление по компасу.
Что происходит с магнитным полем Земли во время магнитной бури?
Поле Земли возмущается и становится менее спокойным из-за взаимодействия с потоком частиц от Солнца. В такие периоды компасы могут работать менее точно, а радиосвязь — нарушаться.
46. Магнитное поле Земли
