ИССЛЕДОВАНИЕ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ Автор: Боев Георгий, МБОУ СО Школы 104, 8 класс Руководитель: Колегова И.В., учитель физики и информатики МБОУ СО Школы 104 XXIII муниципальная научно-практическая конференция обучающихся «Культура. Интеллект. Наука» 1

Цель: Исследовать земной магнетизм и его влияние на человека, животный и растительный мир. Задачи: Познакомиться с элементами теории земного магнетизма; Выяснить причины изменения магнитного поля. Экспериментально определить горизонтальную составляющую вектора магнитной индукцию магнитного поля Земли и сравнить её с предыдущими значениями; Собрать информацию о влиянии магнитного поля Земли на человека, животный и растительный мир; Познакомиться со сферами применения магнитного поля Земли. 2

Актуальность: Всем известно, что магнитное поле – это защита нашей планеты от космического излучения. Благодаря Магнитному полю земли существует жизнь на Земле. В средствах массовой информации стали появляться мнения об изменении магнитного поля. Мы решили выяснить, что такое магнитное поле, как оно изменяется и чем это грозит человечеству. 3

Объект исследования: Магнитное поле Земли Предмет исследования: Изменение магнитного поля Земли, горизонтальная составляющая вектора магнитной индукцию магнитного поля Земли Методы: Теоретическое исследование; Эксперимент; Расчёт; Обобщение; Сравнение. 4

Магнитное поле- представляет собой особую форму материи, посредством которой осуществляется взаимодействие между движущимися электрически заряженными частицами 5

Свойства магнитного поля: Магнитное поле возникает под воздействие движущих зарядов электрического тока. В любой своей точке магнитное поле характеризуется вектором физической величины под названием магнитная индукция, которая является силовой характеристикой магнитного поля. Магнитное поле может воздействовать только на магниты, на токопроводящие проводники и движущиеся заряды. Магнитное поле может быть постоянного и переменного типа. Линии магнитного поля замкнутые и представляют собой концентрические окружности. Такое поле называется вихревым. 6

Характеристики магнитного поля Магнитная индукция векторная величина, являющаяся силовой характеристикой магнитного поля (его действия на заряженные частицы) в данной точке пространства. Определяет, с какой силой магнитное поле действует на заряд, движущийся со скоростью. Напряжённость магнитного поля (Н) - это отношение полного тока пронизывающего данную поверхность к длине магнитной силовой линии. Магнитная проницаемость (µ) – она показывает, во сколько раз магнитное поле в данном веществе больше или меньше проницаемости в вакууме. 7

Магнитное поле Земли - это область вокруг нашей планеты, где действуют магнитные силы. В 1600 г. Английский естествоиспытатель придворный врач королевы Елизаветы Уильям Гильберт впервые предположил о существовании магнитного поля Земли. В 1635 г. Генри Геллибранд обнаружил, что поле земного магнита медленно меняется, а Эдмунд Галлей провел первую в мире магнитную съемку океанов и создал первые миро­вые магнитные карты (1702 г.). В 1831 г. английским полярным исследователем Джоном Россом в Канадском архипелаге был открыт магнитный полюс область, где магнитная стрелка занимает вертикальное положение, то есть наклонение равно 90°. Уильям Гилберт ( ) Эдмудт Галлей (1656 – 1742) 8

1. Ядро Земли состоит из раскаленного железа (хорошего проводника электрических токов, возникающих внутри Земли). 2. Электрические токи, которые текут у поверхности земной коры. Причина существования магнитного поля Земли 9

Характеристики магнитного поля Земли Магнитный полюс условная точка на земной поверхности, в которой силовые линии магнитного поля направлены строго под углом 90° к поверхности. Магнитная ось - прямая, проходящая через магнитные полюсы. Магнитный экватор – окружность большого круга в плоскости, которая перпендикулярна к магнитной оси. 10

Изменения магнитного поля Земли 1. Инверсия магнитных полюсов 11 Южный магнитный полюс (2001) 81°18 с. ш.1 10°48 з. д. (2004) 82°18 с. ш.11 3°24 з. д. (2005) 82°42 с. ш.11 4°24 з. д. (2010) 85°0000 с. ш.132°3600 з. д. (2012) 85°5400 с. ш.147°00 00 з. д. Северный магнитный полюс (1998) 64°36 ю. ш. 138°30 в. д. (2004) 63°30 ю. ш.1 38°00 в. д. (2007) 64°2949 ю. ш.137°4102 в. д. (2010) 64°2400 ю. ш.137°1800 в. д. (2012) 64°2400 ю. ш.137°0 600 в. д. Перемещение магнитных полюсов

Изменения магнитного поля Земли 2. Геомагнитная буря возмущение геомагнитного поля длительностью от нескольких часов до нескольких суток. 12

13 Эксперимент: Определение горизонтальной составляющей индукции магнитного поля Земли [1] [2]

ЭКСПЕРИМЕНТ: ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ ИНДУКЦИИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ 14 Параметры установки: Тангенс-гальванометр, число витков N = 160, радиус витка R = 0,0775 м. Амперметр. Реостат (1-6 Ом). БНП-1. Ключ. Соединительные провода.

Результаты измерений и вычислений 15 опыта I, A + - cp tg cp В г, мк Тл В мк Тл В ср мк Тл 10, ,7 12,4 1,2 20, ,54,9 13,2 0,4 30, ,14 14,9 1,3 40, ,9 0,3 50, ,6 0 Среднее 13,6

16 Карта горизонтальной составляющей нормального геомагнитного поля, Тл, эпоха 1980 г.

Влияние магнетизма Земли на человека Головная боль; нервно-психические заболевания; нарушения сердечно - сосудистой деятельности; Вспышки гриппа, менингита; Бессонница. 17

Уменьшение отрицательного влияния от магнитных бурь исключить: алкоголь; физические нагрузки; не есть жирного и сладкого; держать под рукой привычные лекарства; восстановить прием противовоспалительных препаратов (вольтарен, диклоберг, метиндол и т.д.), включить аспирин, если нет противопоказаний; 18

Влияние магнитного поля Земли на животных Магнитное поле земли является помощником для животных в ориентации на местности. 19

Влияние магнитного поля Земли на растения На растения магнитное поле Земли влияет благотворительно: во-первых, защищает от космического излучения; во-вторых, способствует росту. 20

Использование магнитного поля человеком Компас Обнаружение залежей железной руды 21

Службы по исследованию магнитного поля Земли ИЗМИРАН - Институт земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн академии наук. 22

Выводы: Магнитное поле Земли - удивительное следствие законов физики, защитный щит, ориентир и создатель полярных сияний. Если бы не оно, жизнь на Земле, возможно, выглядела бы совсем иначе. Мы выяснили, что изменение магнитного поля Земли влияет на здоровье людей отрицательно. Мы нашли способы избегания негативного влияния магнитных бурь на человека. Вычислив горизонтальную составляющую магнитного поля Земли и сравнив её с предыдущими значениями, можно заключить, что она уменьшается, хоть и незначительно. Магнитное поле земли является помощником для животных в ориентации на местности. На растения магнитное поле Земли влияет благотворительно: во- первых, защищает от космического излучения, во-вторых, способствует росту. 23

Заключение: Магнитное поле Земли оказывает благотворительное влияние на жизнь на Земле. Но оно требует к себе большого внимания. Нужно постоянно следить за его изменениями, которые могут оказать плохое влияние на человека и все живое на планете. 24

Спасибо за внимание! 25