Магнітне поле Землі та його визначають: магнітне нахилення

Компас – це прилад, винахід якого дозволило людині навчитися знаходити місце розташування полюсів планети, таким чином орієнтуючись на місцевості. Синій кінець його стрілки показує, де розташований північ, а червоний фіксує південний напрямок.

Однак при визначенні подібним методом сторін світла в окремих випадках можна помилитися. Адже географічні північ і південь планети не зовсім збігаються з магнітними, і саме місцезнаходження останніх вказує стрілка компаса. Щоб бути точними в цьому питанні, вчені ввели ряд понять, до яких відносяться в тому числі магнітне схилення і магнітне нахилення. Вони допомагають виявити похибка вимірювань, а також з’ясувати віддаленість від полюсів. Крім того, ці визначальні дають можливість фіксувати зміни самого поля, які відбуваються з часом.

Що таке магнітне поле землі?

Нашу планету можна уявити грандіозних розмірів магнітом. Стрілка компаса теж є чимось таким, що лише в мініатюрному варіанті. Ось чому кінці її весь час вказують на магнітні полюси Землі, беручи положення вздовж магнітних силових ліній.

Але в чому джерело і природа такого грандіозного явища в масштабах планети? Цікавитися цим люди почали ще кілька століть тому. Спочатку висувалися версії, що причина магнетизму ховається в земному ядрі. Так думали до тих самих пір, поки не виявили яскраві підтвердження впливу сонячної активності на це природне явище. І тоді вчені припустили, що джерело земного магнетизму знаходиться зовсім не в ядрі.

Одна з останніх наукових гіпотез, що намагається розкрити таємницю, що таке магнітне поле Землі, говорить наступне. Вода з океанів, що займають величезну територію блакитної планети, у великій кількості випаровується під впливом енергії Сонця і електризується, отримуючи позитивний заряд. При цьому сама земна поверхня заряджається негативно. Все це провокує рух потоків іонів. Звідси і з’являються магнітні властивості самої планети.

Дивіться також:  Етапи педагогічного дослідження - опис, характеристика і вимоги

Географічна і магнітні осі

Що таке географічна вісь Землі, зрозуміти зовсім не складно. Навколо неї відбувається обертання планетарного кулі, де певні точки залишаються нерухомими. Для того щоб з’ясувати, де знаходиться вісь, потрібно з’єднати полюси уявною лінією. Але подібні ж точки є і в Землі-магніту або, якщо висловлюватися по-науковому – геомагнітної сфери. Якщо провести пряму, що сполучає північний магнітний полюс і південний, вона-то і буде магнітною віссю планети.

Аналогічним чином у Землі-магніту існує екватор. Це коло, що розташовується в площині, яка перпендикулярна прямій, яка називається віссю. Зразок тільки що викладеним визначаються магнітні меридіани. Це дуги, що огинають геомагнітну сферу вертикально.

Магнітне відмінювання

Зрозуміло, що магнітні та географічні меридіани, як і осі, не можуть збігатися повністю, а лише приблизно. Кут між ними в якійсь певній точці земної поверхні прийнято іменувати магнітним схиленням. Слід зауважити, що для кожної певної місцевості цей показник при з’ясуванні виявиться неоднаковим. А величина його допомагає визначати похибку між істинним напрямком і свідченнями компаса.

Оскільки напрямок магнітних полюсів не збігається з географічними, зазначену помилку, виявляється, необхідно враховувати при навігаційних розрахунках. Подібна різниця може виявитися дуже важливою для моряків, льотчиків і військових. На багатьох географічних картах для зручності величина магнітного схилення вказується заздалегідь.

Магнітне нахилення

Цікаво те, що з точки зору фізики полюса істинний і магнітний не тільки не збігаються, але і як би перевертаються з ніг на голову, тобто південний відповідає магнітному північному, і навпаки.

Стрілка компаса покликана визначати в будь-якій точці Землі розташування магнітних полюсів. А що станеться з показами цього приладу безпосередньо на Північному і Південному полюсах? Якщо компас влаштований класичним чином, то стрілка перестане вільно рухатися на центральній голці по корпусу, а буде притискатися до нього або, навпаки, відхилятися. На північному географічному полюсі вона опише пірует на 90° вниз, на південному ж – вона зметнеться вертикально вгору своїм північним кінцем. Протилежний же кінчик стрілки, тобто південний, поведе себе з точністю до навпаки.

Дивіться також:  Похідні шкіри: будова, функції та особливості

Зазначені метаморфози відбуваються не різко в один момент при просуванні до полюсів. Слід зауважити, що на певний кут у вертикальному напрямку стрілка компаса відхиляється майже постійно під впливом магнітного поля: у північній півкулі – вниз, а в південному, відповідно, вгору своїм північним кінцем. Цей кут отримав назву магнітного нахилення.

Подібне явище було відомо давно і відкрито китайцями ще в XI столітті. Але в Європі його описали набагато пізніше, в XVI столітті. І зробив це астроном і інженер з Німеччини Георг Хартман.

Способи виміру

Те, що магнітне нахил змінюється певним чином в залежності від географічного місцезнаходження та координат, його описують, було доведено ще Христофором Колумбом. При наближенні до екватора кут зменшується. Він стає рівним нулю на самій екваторіальної лінії. Однак у часи цього великого мандрівника ще не навчилися в точності визначати значення даної величини. Перші прилади, названі инклинаторами і дозволяють встановити кут нахилу магнітного поля Землі, були винайдені лише через більш ніж півстоліття після смерті Колумба.

Перша така конструкція була запропонована англійцем Робертом Норманом в 1576 році. Але вона виявилася не зовсім точною у свідченнях. Пізніше винайшли більш досконалі і чутливі инклинаторы.