о величине магнитного поля земли

О величине магнитного поля земли.

Из многих учебников физики по магнетизму, в том числе и в берклиевском курсе

(Приводим выдержку)

Говорится что у подобных магнитов величина поля (то есть индукция или напряженность) как внутри магнита, так и снаружи чуть ли не на пять порядков превышает величину поля Земли матушки.

И всего в два раза она меньше снаружи магнита, не на порядки.

И в то же время в 5-10 раз больше силы обычного постоянного магнита.

Средняя напряженность поля земли на поверхности составляет около 0,5 Э (5·10^–5 Тл

Тем не менее, уже в нескольких сотнях метров (если не десятков) от такого магнита магнитная стрелка компаса не реагирует ни на включение, ни на выключение тока.

При этом она преспокойно реагирует на поле земли или его аномалии при малейшем изменении положения. О чем это говорит?

Прежде всего, о явно заниженной цифре индукции магнитного поля земли. Да и как мы ее измеряем, то есть не саму индукцию явно.

Мы измеряем реакцию рамки с током, угол ее поворота в магнитном поле земли.

Любой магнитометр построен на принципе измерения не напрямую, а косвенно по характеру лишь изменения значения напряженности, да и только на поверхности земли да возле нее в атмосфере и в ближнем космосе. Источника поля с конкретным максимумом мы не знаем. Мы измеряем всего лишь разницу величины поля в различных точках, причем градиент напряженности не слишком сильно изменяется с высотой. Никакие математические выкладки с определением максимума при использовании классического подхода не помогают.

Воздействие магнитного поля такого магнита на биологические объекты не более чем укус комара. Любое живое существо или растение постоянно находятся под воздействием земного магнетизма куда более сильного.

Поэтому и не заметно явно действие неверно измеряемого поля..

1 гаусс=1 10^-4 тесла

Единицей напряженности геомагнитного поля () в системе Си является ампер на метр (А/м). В магниторазведке применялась и другая единица Эрстед (Э) или гамма $( \gamma)$ , равная 10^-5 Э $(1 \hbox{А/м} = 4\pi - 10^{ -3} \hbox{Э})$ . Однако практически измеряемым параметром магнитного поля является магнитная индукция (или плотность магнитного потока) $В = \mu Т$ , где $\mu$ - магнитная проницаемость среды. Единицей магнитной индукции в системе Си является тесла (Тл). В магниторазведке используется более мелкая единица нанотесла (нТл), равная 10^-9 Тл. Так как для большинства сред, в которых изучается магнитное поле (воздух, вода, громадное большинство немагнитных осадочных пород), $\mu_{ 0} = 4 \pi - 10^{ -7} \hbox{Гн/м} = \hbox{соnst}$ , то количественно магнитное поле Земли можно измерять либо в единицах магнитной индукции (в нТл), либо в соответствующей ей напряженности поля - гамма $( \gamma).$

Рис. 2.2. Полная напряженность магнитного поля Земли для эпохи 1980 г. Изолинии Т проведены через 4 мкТл $(4000 \gamma)$ (из книги П.Шарма "Геофизические методы в региональной геологии")

На полюсах вертикальные составляющие магнитной индукции примерно равны $\pm$ 60 мкТл, а горизонтальные - нулю. На экваторе горизонтальная составляющая приблизительно равна 30 мкТл, а вертикальная - нулю.

Именно таким образом современная наука о геомагнетизме давно отказалась от основного принципа магнетизма, два магнита, расположенные плашмя друг к другу, стремятся соединиться разноименными полюсами. То есть, судя по последней фразе на экваторе силы (вертикальной составляющей), притягивающей магнит к земле нет!!!!!!!! Как и отталкивающей!!!!

Такие два магнита не притягиваются??????? То есть, нет силы притяжения, а есть сила растяжения?

Нонсенс!

Зато на полюсах при таком расположении магнита она есть, но горизонтальная сила пропадает.

Причем разница всего-то в 2 раза, между этими составляющими!!!!!!!

Попросту берем два магнита и убеждаемся что , что при подобном положении магнит сначала разворачивает , а потом притягивает. Южный ПОЛЮС к северному ПОЛЮСУ!!!!

Приходится более углубленно взглянуть на проблему. Возьмем, к примеру, основной в России учебник по земному магнетизму.

В нем говорится

Как видно из формул, за основу всех вычислений принимается напряженность магнитного поля земли или горизонтальная силовая составляющая..

Яновский Б. М. Земной магнетизм. Учебное пособие. Изд. 4-е, перераб. и до-полн. Под ред. В. В. Металловой. Л., Изд-во Ленингр. ун-та,
1978. с. 1—592.

Явно две стрелки находящиеся на одной оси достаточно близко друг от друга, прежде всего, будут взаимодействовать друг с другом, и будут стремиться соединиться естественным образом, как показано на рисунке. Поэтому, в результате как в случае с деклинатором, как угодно зафиксированным, так и в случае пары магнитных стрелок, отличие в угле поворота стрелок от меридиана в любую сторону: вверх- вниз, вправо-влево, покажет разницу в действии разворачивающей силы на обе стрелки и не будет функцией горизонтальной составляющей. Угол будет одновременно функцией магнитного склонения и наклонения, то есть именно разворачивающей силы, а не силы, тянущей к полюсу. Таким именно образом данную силу измерить невозможно. Получается, что разница в угле наклона стрелок есть высотная зависимость и никакая другая.

К примеру, инклинатор - измерение магнитного наклонения, произвели измерения угла между плоскостью поверхности земли в направлении магнитного меридиана.

На магнитную стрелку продолжает действовать сила, притягивающая к магнитному полюсу. По простому принципу, два магнита притягиваются разноименными полюсами.

Никакое измерение разворачивающего момента в плоскости земли не покажет действие этой силы и только измерение в перпендикулярной ей плоскости покажет ее. Но по странности как раз этого и не делается.
по крайней мере о таком измерении примеров в литературе не встречается.

Если цель только вариации напряженности отметить это одно дело, и совсем другое разговоры о силе магнитного поля земли. Необходимо, как минимум, подвесить такой магнит(эталонный) за один полюс и измерить вес магнита, сравнивая этот вес с ненамагниченным образцом. Разница в весе покажет притягивающую к полюсу земли силу.

То есть измерений необходимо производить два! Одно с магнитом расположенным плашмя к поверхности земли(опять же взвешивать!!!!). А другое измерение делать с магнитом, подвешенным за один из полюсов в соответствии с полушарием земли. Тогда совместив эти два измерения с измерением вращающих моментов по вертикали и горизонтали и динамики на эталонных магнитах (с учетом времени успокоения прибора) можно получить действительные значения силы притяжения магнита.

Основной вопрос к метрологии.

Ускорение свободного падения намагниченных тел!!!!!!!!!!!!!

А ведь до сих пор этим вопросом никто и заниматься не желает!!!!!

На предлагаемой странице приводятся описания и схемы практически всех известных приборов магнитометров.

http://detect-ufo.narod.ru/pribor/magnitometr/index.html#holl

ни один их указанных непосредственно не измеряет силы притяжения, и в том числе не определяет южный или северный полюс магнита подвергается исследованию. Собственно вектор направления магнитного поля есть вектор, указывающий на максимум или минимум измеряемой величины в зависимости от угла направления датчика, но никак не вектор магнитной индукции в соответствии с определением..

К примеру, магнитометр на основе датчика Холла покажет на середине магнита нулевую напряженность и одинаковые показания на концах магнита, но конкретных полюсов определить не даст.

Да и что может показать такой магнитометр, если он априори находится в магнитном поле земли, только вариацию (зависимость тока в датчике от близости полюса и от угла поворота). Причем для пробного магнита, эталонного, действие земли этим магнитом нивелируется, сводится на нет, поскольку сам магнит по сути вблизи действительно оказывается (не по силе, а по физическому эффекту создаваемому в материале) эффективней этого земного поля, в котором он уже находится.

Такой подход к измерениям наталкивает на мысль: а вообще правомерно ли утверждение о том, что мы знаем расположение полюсов на нашем светиле-солнце и тем более вроде как бы и уже доказанный факт, что солнце имеет полную инверсию полюсов в течении 22-х летнего цикла.

По крайней мере методы измерения при помощи солнечного (схема не соответствует непосредственным измереничм) не дают оснований для этой гипотезы, выдвинутой в работе

Ко всему хочется отметить что не смотря на явные упущения в методике измерения силы действия магнитных полей(явно на много заниженных), инверсия магнитного поля солнца несомненно бы сказалась на параметрах орбиты не только земли, но и других планет солнечной системы. По одной только причине:

Взаимное отталкивание взаимное притяжение.

Наиболее естественным является взаимное притяжение, которое, скорее всего, компенсируется энергией выбросов и излучения солнца.

Отталкивание магнитных полей должно сопровождаться увеличением диаметра орбиты земли, чего не происходит. Следует учесть, что стабильность орбит в солнечной системе обеспечивается гироскопическим эффектом вращения планет вокруг солнца. А механизм этого вращения до сих пор не выяснен.

Как можно измерить напряженность поля в точке, если ты находишься в этой точке вместе с измерительным прибором. Как можно измерить скорость потока, находясь внутри потока. Вывод – невозможно без репера. Или опоры. Именно с этим связано неверное понимание абсолютности современных эталонов магнитных характеристик: Индукция, магнитный поток и магнитный момент. Любой прибор будет измерять только изменение от точки до точки, если не учитывает действие силы на саму опору.

То есть если корабль в море в отсутствии видимости берегов и приборов, находится в течении, то возникает проблема невозможности определения скорости этого течения.

Либо нужен прибор, позволяющий зафиксировать это перемещение визуально, по имеющемуся неподвижному ориентиру. Либо просто нужен якорь.

И таким якорем при измерении силы магнитного поля земли может быть только опора на саму землю!!!! Аналогично и с магнитами.

Измерение момента – измерение момента сил действующих на рамку с током находящуюся в поле земли должно производиться с учетом пространственного положения рамки. То есть должна быть определена еще и динамическая объемная картина взаимодействия.

Все дело в том силовые линии магнитного поля изображаемые на всех без исключения примерах в учебниках не соответствуют действительности.

Вот ответ на вопрос заданный на одном из форумов:

> Помогите ответить на вопрос или подскажите где его можно найти сайт или ссылки

> Какое влияние оказывает магнитное поле земли на гравитационное, и влияет ли оно на выпадение осадков, направление воздушных масс, влияет на направление морских течений.

Да влияет и очень сильно. Вообще никто не наблюдал (да и не пытались даже) в опытах свободное падение намагниченного тела, например, магнитной стрелки. Судя по теории и практике геомагнитных измерений существует понятие наклонения, то есть, имеется некоторый угол между северныи полюсом стрелки и поверхностью земли в северном полушарии и наоборот в южном(на магнитном экваторе этот угол практически равен нулю) . стрелка наклонена к земле. но это касается ЗАКРЕПЛЕННОЙ НА ОСИ СТРЕЛКИ.

Это простейший магнитометр. Любые усложнения схемы измерения не отменяют этого правила. Закрепленный прибор обязательно это наклонение покажет. Таким образом на любой магнит, находящийся в свободном падении действуют две постоянные силы, одна стремящаяся вдоль магнитного меридиана притянуть разноименные полюса(стрелки и полюса земли), вторая обеспечивающая наклонение тянет вниз почти перпендикулярно поверхности земли на полюсе и плашмя на экваторе
Следовательно, ускорение свободного падения на сегодняшний день не является точным, по крайней мере, для намагниченных тел. Плюс не учитывается смещение падающей стрелки вдоль магнитного меридиана(оно тем больше чем ближе стрелка к полюсу), не учитывается и склонение, то есть разворот стрелки, если она не направлена вдоль меридиана.

Вывод: наличие молекул и атомов в воде и воздухе, способных намагничиваться, или априори имеющих так называемый магнитный момент, несомненно, должно оказывать, и не слабое, влияние на общее движение газовых, жидких масс и взвешенных в них твердых частиц, а так же на движение твердых тел. В том числе и знаменитый маятник Фуко, работа которого, объясняется только с позиции кинематики и фиктивных сил Кориолиса. Достойно отдельного рассмотрения с позиции электродинамики.

Имеется масса примеров подтверждающих это. Это явления явно не связанные с действием фиктивных сил Кориолиса, приписываемых чисто кинематическому вращению земли. Это поведение торнадо (смерчей) закрученных в разные стороны в обоих полушариях земли, циклоны и антициклоны, имеющие ту же тенденцию, водовороты в трубах.

В физике эти явления закручивания обнаружены Эрстедом и Фарадеем при опытах с магнитами и токами.

Есть еще один аспект проблемы: это наличие огромных разниц потенциалов(в разных точках земли) между массами например воздуха (различной плотности, облаками и т.п.) и поверхностью земли, то есть постоянно текут токи, не только в виде различных искровых разрядов(молний и т.п.), но и невидимые глазу, взаимодействующие с магнитным полем земли, что и обеспечивает закрутку-вращение.

Современные методы измерения магнитной индукции не учитывают энергии, затрачиваемой на колебательный процесс обязательно сопутствующий успокоению магнитной стрелки или измерительной рамки. Они основаны на однократном измерении и учитывают только время успокоения (чисто умозрительно, как время ожидания). Правда это касается электромеханических приборов.

Не учитывается также и изменение внутренних энергий атомов в самой стрелке. Эффекты, связанные с движением магнита во внешнем магнитном поле земли(собственно само намагничивание-размагничивание, нагревание). Таким образом, намного занижено и значение магнитной индукции на десяток порядков не менее, если не еще больше.

Пример прост. Электромагнит с индукцией в 30000 гаусс в его центре (на пять порядков вроде бы больше поля земли) на магнитную стрелку не влияет уже на расстоянии нескольких десятков метров, а поле земли влияет!!!!

вот уж кладезь для экспериментаторов и теоретиков. А поле вообще не пахалось ни разу!

Свободно расположенные не закрепленные магнитные стрелки в виде железных опилок стараются занять место поближе к полюсу.

Если их рассыпать ровно посредине магнита то в зависимости от первоначальной ориентации их полюсов (зависимость от расстояния до ближайшего полюса) каждая из них притянется своим полюсом к полюсу магнита, если конечно не препятствующие этому силы трения или опора на уже притянувшиеся.

В статье «О магнитных силовых линиях» приводятся основные аргументы для отказа от нынешнего понимания данного представления.

http://fatyf.0fees.us/magnetic-power-lines.htm

Для примера приведем несколько опытов по определению горизонтальной составляющей магнитного поля земли.

http://www3.crimea.edu/tnu/structure/physic_fac/departments/general/common_phys/all/lab14.htm

http://www.physics.vsau.ru/student/zem/Lab/LabBg.htm

и вертикальной составляющей.

http://www.kf.ustu.ru/methods/16.pdf

как видно из описаний, никакой динамики не снимается, ни скорости поворота рамки, ни наблюдения колебательного процесса, а тем более не измеряется сила притяжения.

Предложенная в статье методика подразумевает явное измерение силы

И влечет за собой необходимые теоретические коррекции подхода к измерениям основных магнитных единиц измерения. Что и будет сделано впоследствии.

Данная статья написана после обсуждения самой проблемы на форуме.

Фатьянов А.В. СПб. 11.12.2010.

В начало на лист изменений

Free Web Counter