Một đặc tính của từ trường Trái đất, giống như bất kỳ từ trường nào, là cường độ hoặc các thành phần của nó. Để phân tách một vectơ thành các thành phần, người ta thường sử dụng hệ tọa độ hình chữ nhật, trong đó trục x định hướng theo kinh tuyến địa lý (trong trường hợp này, hướng của trục x hướng về phía bắc được coi là dương) và trục y định hướng theo phương song song (hướng trục y về phía đông được coi là dương). Do đó, trục z có hướng từ trên xuống dưới tính từ điểm quan sát (Hình 3.8). Hình chiếu của vectơ lên trục x gọi là thành phần phía bắc H x, hình chiếu lên trục y là thành phần phía đông H y và hình chiếu lên trục z là thành phần thẳng đứng H z. Các hình chiếu này thường được ký hiệu lần lượt là X, Y, Z. Hình chiếu lên mặt phẳng ngang được gọi là thành phần ngang H. Mặt phẳng thẳng đứng chứa vectơ được gọi là mặt phẳng kinh tuyến từ. Rõ ràng trục x và trục z nằm trong mặt phẳng kinh tuyến địa lý nên góc D giữa mặt phẳng kinh tuyến địa lý và kinh tuyến từ gọi là độ lệch từ. Góc giữa mặt phẳng ngang và vectơ được gọi là độ nghiêng từ tính J. Độ nghiêng là dương khi vectơ hướng xuống từ bề mặt trái đất, trường hợp này xảy ra ở bán cầu bắc và âm khi hướng lên trên, tức là ở bán cầu nam. bán cầu.
Độ xích D, độ nghiêng J, thành phần nằm ngang H, phương X phía bắc, phương Y phía đông và thành phần Z thẳng đứng được gọi là các thành phần của từ trường mặt đất. Không ai trong số
các yếu tố từ trường của trái đất không cố định theo thời gian mà liên tục thay đổi giá trị của nó theo từng giờ và từ năm này sang năm khác. Những thay đổi như vậy được gọi là sự biến đổi của các thành phần từ trường mặt đất.
Những biến đổi chậm trong các thành phần của từ trường mặt đất được gọi là những biến đổi thế tục. Các biến thể hàng thế kỷ của các nguyên tố có liên quan đến các nguồn nằm trên toàn cầu. Những biến đổi thoáng qua có tính chất tuần hoàn có nguồn gốc từ dòng điện ở các tầng cao của khí quyển.
Trường địa từ được chia thành ba phần chính:
1) từ trường chính và các biến thể trường kỳ của nó, có nguồn bên trong lõi Trái đất;
2) trường dị thường gây ra bởi sự kết hợp của các nguồn ở lớp mỏng phía trên gọi là lớp vỏ hoạt động từ tính của Trái đất;
3) trường bên ngoài liên kết với các nguồn bên ngoài - các hệ thống dòng điện trong không gian gần Trái đất.
Các trường chính và trường dị thường được gọi là trường địa từ không đổi. Trường có nguồn gốc bên ngoài được gọi là trường điện từ xen kẽ, vì nó không chỉ có từ tính mà còn có điện.
Sự đóng góp của trường chính trung bình là hơn 95%, trường dị thường đóng góp 4% và tỷ trọng của trường bên ngoài ít hơn 1%.
Mô hình lý thuyết dưới dạng nam châm lưỡng cực đặt ở tâm Trái đất tạo ra từ trường trên bề mặt của nó trùng khớp tương đối tốt với trường địa từ thực.
Tuy nhiên, trường này được tái tạo chính xác hơn nếu một “lưỡng cực nam châm” như vậy được quay một góc 11,5° so với trục quay của hành tinh, và thậm chí còn chính xác hơn khi nó được dịch chuyển 450 km về phía Thái Bình Dương.
Các điểm giao nhau của bề mặt quả cầu với trục của một nam châm lưỡng cực dịch chuyển được gọi là các cực địa từ.
Do đó, tọa độ của các cực địa từ không trùng với tọa độ của các cực địa lý của quả địa cầu và theo đó, đường xích đạo địa từ (một đường trên bề mặt Trái đất cho tất cả các điểm trong đó độ nghiêng của trường lưỡng cực bằng 0) không trùng với tọa độ của các cực địa từ của quả địa cầu. không trùng với đường xích đạo địa lý. Vị trí của các cực từ không cố định mà liên tục thay đổi.
Gần các cực từ thành phần dọc nhận giá trị cực đại xấp xỉ 49,75 A/m, và thành phần nằm ngang trong vùng này bằng không.
Tại đường xích đạo từ, độ lớn của thành phần thẳng đứng bằng 0 và thành phần ngang nhận giá trị lớn nhất ( giá trị tối đa nó nhận được gần Quần đảo Sunda tương đương với khoảng 31,83 A/m).
Để hình dung rõ ràng bức tranh phân bố các nguyên tố từ trường Trái đất trên bề mặt địa cầu, người ta sử dụng phương pháp hình ảnh đồ họa - phương pháp xây dựng bản đồ cô lập, tức là. đường cong nối các điểm trên bản đồ có cùng giá trị của tham số từ trường đang nghiên cứu.
Thẻ từđược xây dựng cho cả một khu vực nhất định, cho cả nước và cuối cùng là cho toàn bộ thế giới. Trong trường hợp sau chúng được gọi bản đồ thế giới.
Việc xem xét bản đồ đường cô lập thế giới và bản đồ đường cô lập của từng vùng riêng lẻ dẫn đến kết luận rằng từ trường trên bề mặt Trái đất là tổng của một số trường có nguyên nhân khác nhau, cụ thể là:
– trường được tạo ra bởi từ hóa đồng đều của quả cầu, gọi là lưỡng cực (được mô hình hóa bằng nam châm lưỡng cực ở trên), – ;
– trường gây ra bởi các nguyên nhân bên trong gắn liền với tính không đồng nhất của các lớp sâu của quả địa cầu, được gọi là trường không lưỡng cực (còn gọi là trường dị thường toàn cầu);
– trường gây ra bởi từ hóa của phần trên của vỏ trái đất, – ;
– trường gây ra bởi các nguyên nhân bên ngoài, – ;
– trường biến đổi, lý do tạo ra chúng cũng liên quan đến các nguồn nằm bên ngoài địa cầu, tức là.
Tổng của trường lưỡng cực và trường không lưỡng cực
như đã nói ở trên, các dạng từ trường chính của Trái đất.
Trường là một trường dị thường, được chia thành trường có tính chất khu vực, trải rộng trên diện rộng và trường có tính chất cục bộ, giới hạn ở những khu vực nhỏ. Trong trường hợp đầu tiên, nó được gọi là dị thường khu vực và trong trường hợp thứ hai - dị thường cục bộ.
Thường là tổng của các trường từ hóa đều, trường dị thường thế giới và trường bên ngoài
gọi là trường chuẩn. Vì nó rất nhỏ và thực tế có thể bỏ qua nên trường pháp tuyến thực tế trùng với trường chính. Từ quan điểm này, trường được quan sát, nếu chúng ta loại trừ trường biến thể khỏi nó, là tổng của trường bình thường (hoặc chính) và trường dị thường:
.
Do đó, nếu biết được sự phân bố của trường bình thường trên bề mặt Trái đất thì có thể xác định được phần dị thường của từ trường.
Thông thường, cường độ của trường bình thường lớn hơn nhiều lần so với cường độ dị thường khu vực và cục bộ. Mặc dù có những khu vực cực kỳ hiếm hoi trên bề mặt trái đất
trong đó những dị thường này có cường độ gần với từ trường chính của Trái đất. Nhưng ngay cả trong số những khu vực này Vùng dị thường từ tính Kursk là duy nhất, nơi hàng chục “Everests” từ tính “tăng lên”.
Từ trường Trái Đất là từ trường yếu và cường độ trường bình thường của nó (mô đun căng thẳng) thay đổi tùy thuộc vào các vùng trên một phạm vi rộng. Vì vậy, ở các cực, như đã lưu ý, nó đạt tới 49,5 A/m, ở khu vực Moscow - 39,8 A/m, ở khu vực Komsomolsk-on-Amur - 43,8 A/m. Nó đạt giá trị lớn nhất trên lãnh thổ nước ta ở vùng Irkutsk, Yakutia - 48,54 A/m, trên Sakhalin – 40,59 A/m.
Hiện nay, người ta chú ý nhiều đến các biến thể từ tính, vì ngoài ý nghĩa khoa học, chúng còn được quan tâm như một hiện tượng ảnh hưởng đến hoạt động thực tế của con người và sức khỏe của họ. Vì vậy, khi sự thay đổi biên độ đáng kể - bão từ– liên lạc vô tuyến bị gián đoạn, hoạt động của nhiều thiết bị kỹ thuật bị suy giảm và tốc độ của các quá trình sinh lý thay đổi. Ví dụ, vào tháng 7 năm 1959, do một cơn bão từ mạnh, liên lạc vô tuyến giữa châu Âu và châu Mỹ bị gián đoạn, tín hiệu điện bị gián đoạn trên đường sắt của nhiều quốc gia và thậm chí một số hệ thống điện bị hỏng (cách điện của dây cáp và máy biến áp). cuộn dây bị hư hỏng).
Người ta cũng chứng minh rằng những thay đổi mạnh mẽ trong trường địa từ không ảnh hưởng đến động vật và thực vật. Ảnh hưởng của sự biến đổi từ trường Trái đất đến sức khỏe con người hiện nay là không thể phủ nhận. Vì vậy, khi có căng thẳng ở một trong những thành phố từ trường tăng gấp ba lần trong ngày, số người chết tăng 1,8 lần.
Các biến thể từ tính thay đổi khác nhau vào những ngày khác nhau. Đôi khi sự thay đổi diễn ra suôn sẻ, tuân theo một khuôn mẫu nhất định, đôi khi chúng hỗn loạn và khi đó các chu kỳ, biên độ và pha biến đổi liên tục thay đổi ý nghĩa. Trong trường hợp đầu tiên, các biến thể được gọi là bình tĩnh hoặc không bị xáo trộn, và trong trường hợp thứ hai - bị xáo trộn.
Đến số biến thể không bị xáo trộn bao gồm nhật ngày, nhật âm và hàng năm.
Phần bị xáo trộn của các biến đổi từ trường cũng bao gồm một loạt các biến thể, chồng lên nhau, tạo ra sự dao động không đều của tất cả các thành phần của từ trường Trái đất xung quanh giá trị trung bình. Một số biến thể này có chu kỳ rất xác định, một số khác thay đổi chu kỳ của chúng từ dao động này sang dao động khác. Ngoài ra, còn có những biến thể có tính chất không định kỳ. Vì vậy, các dao động nhiễu loạn còn được phân loại thành dao động định kỳ, dao động không định kỳ và dao động không đều. Những dao động định kỳ bao gồm các biến đổi ngày-mặt trời bị xáo trộn với chu kỳ ngày mặt trời và dao động chu kỳ ngắn, có chu kỳ dao động từ vài phần giây đến hàng chục phút. Trong số những biến thể không định kỳ, người ta biết đến một biến thể gọi là nhiễu loạn không định kỳ, biểu hiện trong các cơn bão từ chủ yếu ở sự thay đổi thành phần nằm ngang. Sự dao động không đều của các thành phần từ trường mặt đất là phần chính của nhiễu loạn từ trường.
Ngoài ra, có những biến thể không thể phân loại thành bất kỳ loại nào trong ba loại này. Những biến thể này được gọi là hình vịnh.
Nhiễu loạn từ trường có thể mang tính chất cục bộ và chỉ được quan sát trong một phạm vi giới hạn về kinh độ và vĩ độ, hoặc đạt đến cường độ lớn, bao phủ toàn bộ Trái đất cùng một lúc. Trong trường hợp sau chúng được gọi bão từ hoặc bão toàn cầu.
Người ta thường phân biệt bão từ khởi phát đột ngột và bão khởi phát từ từ. Trong trường hợp đầu tiên, trên nền chuyển động bình tĩnh của tất cả các yếu tố, một bước nhảy đột ngột xảy ra, được ghi nhận trong vòng một hoặc hai phút ở tất cả các trạm trên toàn cầu. Một bước nhảy như vậy thể hiện đặc biệt rõ nét ở độ lớn của thành phần nằm ngang, tăng thêm hàng chục gamma (một đơn vị cường độ từ trường ngoài hệ thống bằng một trăm
phần nghìn của Oersted; 1g = 10 -5 Oe = 0,795775×10 -3 A/m). Trong trường hợp thứ hai, nhiễu loạn phát sinh dưới dạng tăng dần biên độ của tất cả các phần tử.
Bão theo cường độ (theo biên độ) người ta thường chia thành yếu, vừa và lớn. Trong cơn bão lớn biên độ, ví dụ, của thành phần nằm ngang của cường độ từ trường có thể đạt tới 3000g ( 2,39 A/m) và hơn thế nữa
Dưới tần suất bão từ hiểu họ số lượng quy cho một khoảng thời gian cụ thể(năm, mùa, ngày). Tần suất của bão từ phụ thuộc vào nhiều yếu tố và trên hết là vào hoạt động của mặt trời. TRONG năm hoạt động mặt trời tối đa tần suất bão là cao nhất: từ 23 (năm 1894) đến 41 (năm 1938) cơn bão mỗi năm, và trong những năm hoạt động mặt trời ở mức tối thiểu, nó giảm xuống còn vài cơn bão mỗi năm. Ngoài ra, tần suất bão còn phụ thuộc vào thời gian trong năm. Bão xảy ra thường xuyên hơn trong thời gian phân.
Cũng cần lưu ý một trong những mô hình chính về sự xuất hiện của bão từ, đó là chúng Độ lặp lại 27 ngày.
Trong những năm gần đây, mối liên hệ giữa bão từ và các thông số gió mặt trời cũng đã được thiết lập.
Về mặt từ tính, Trái đất là một nam châm có kích thước khổng lồ nhưng có độ bền yếu với hai cực.
Các cực từ của Trái đất nằm tương đối gần với các cực địa lý. Quan sát cho thấy các cực từ không đứng yên,
và thay đổi dần vị trí so với các cực địa lý. Như vậy, vào năm 1600, cực từ phía bắc cách cực địa lý 1300 km và hiện tại cách đó khoảng 2000 km. Tọa độ địa lý của các cực từ năm 1965 là: đối với phía bắc = 72° N, ? = 96° Tây, hướng Nam? = 70° Nam, ? =150° Đ.
Người ta tin rằng từ tính dương tập trung ở cực nam và từ tính âm tập trung ở cực bắc. Không gian xung quanh Trái đất tràn ngập các đường sức từ phát ra từ cực từ phía Nam, bao quanh toàn bộ địa cầu và đóng lại ở phía bắc (Hình.)
Từ trường của Trái đất tại mỗi điểm được đặc trưng bởi cường độ của nó T
, tức là lực tác dụng lên một đơn vị từ tính dương và hướng của lực này. Vectơ T
hướng tiếp tuyến với đường sức. Vì vậy, nếu tại một thời điểm nào đó MỘT
đặt một kim nam châm lơ lửng tự do thì trục của nó sẽ cùng hướng với vectơ T
. Trong trường hợp này, kim từ sẽ nghiêng so với mặt phẳng chân trời và bị bác bỏ
cách xa mặt phẳng kinh tuyến thật.
Góc thẳng đứng giữa trục của kim từ treo tự do và mặt phẳng ngang gọi là tích tụ từ TÔI . Tại các cực từ, độ nghiêng là cực đại và bằng 90°; khi bạn di chuyển ra xa các cực, nó giảm dần, ví dụ ở Murmansk 77°, ở Odessa 62°, v.v., cho đến khi đạt tới 0°. Tập hợp các điểm trên bề mặt trái đất có độ nghiêng từ bằng 0 được gọi là đường xích đạo từ. Đường xích đạo từ là một đường cong không đều cắt đường xích đạo của trái đất tại hai điểm.
Mặt phẳng thẳng đứng đi qua trục của kim từ treo tự do gọi là mặt phẳng kinh tuyến từ. Tại giao điểm với mặt phẳng của chân trời thực, mặt phẳng này tạo thành đường kinh tuyến từ, hay đơn giản là kinh tuyến từ N M -S M.
Nói chung, mặt phẳng kinh tuyến từ không trùng với mặt phẳng kinh tuyến thực. Góc mà mặt phẳng của kinh tuyến từ lệch khỏi mặt phẳng của kinh tuyến thực tại một điểm nhất định trên bề mặt trái đất được gọi là độ lệch từ trường d.
Độ lệch từ trường được đo trong mặt phẳng chân trời từ phần phía bắc của kinh tuyến thực đến Ost hoặc W đến phần phía bắc của kinh tuyến từ. Hơn nữa, nếu phần phía bắc của kinh tuyến từ lệch khỏi kinh tuyến thực về E thì xích vĩ được gán tên E (lõi) hoặc dấu cộng; nếu là W thì W (sứ giả) hoặc dấu trừ. (cơm)
Độ lớn của độ lệch từ trường tại các điểm khác nhau trên bề mặt trái đất là khác nhau. Ở hầu hết các nơi vận chuyển trên thế giới, nó dao động từ 0 đến 25°, nhưng ở những vĩ độ cao, ở những nơi gần cực từ, nó có thể đạt tới vài chục độ và giữa cùng một cực từ và cực địa lý là 180°.
Toàn bộ lực từ của trái đất T
có thể được đặt theo chiều ngang N
và dọc Z
thành phần (hình) Thành phần ngang N
đặt kim từ trong mặt phẳng của kinh tuyến từ và giữ nó ở vị trí này. Từ các công thức, rõ ràng là tại đường xích đạo từ, nơi có độ nghiêng TÔI
= 0, thành phần nằm ngang có giá trị lớn nhất, tức là N
- T và dọc Z
= 0. Do đó, điều kiện để la bàn từ hoạt động tại và gần xích đạo là thuận lợi nhất. Tại các cực từ có I=90°, N
= 0, một Z
= T
, la bàn từ tính không hoạt động.
số lượng T , TÔI , d , N Và Z được gọi là các yếu tố của từ trường mặt đất, trong đó yếu tố quan trọng nhất đối với việc điều hướng là độ lệch từ trường d .
Toàn bộ Trái đất là một nam châm hình cầu, các cực của nó nằm gần các cực địa lý: gần cực địa lý phía bắc có cực từ phía nam S (~ 11,5° so với trục quay của Trái đất), và gần cực địa lý phía nam ở đó là cực từ phía bắc N. Các cực từ trôi dạt, có lẽ là cực từ phía nam về phía tây bắc.
Góc giữa kinh tuyến địa lý và kinh tuyến từ gọi là độ suy giảm từ tính β (Hình 1).
Vectơ cường độ tổng cộng (cảm ứng từ B=μ 0 H) hướng tiếp tuyến với các đường sức của từ trường Trái đất. Một kim từ treo trên một sợi dây đặt theo hướng vectơ tổng cường độ từ trường Trái đất, vectơ này có thể phân tích thành hai thành phần: H g ngang và H b dọc (Hình 4).
| α |
| S |
| N |
| V. |
Mối quan hệ giữa các thành phần ngang và dọc phụ thuộc vào vị trí địa lý. Càng về phía bắc, mũi tên đặt xuống càng dốc. Do đó, để mô tả từ trường Trái đất, người ta đưa ra một góc α – góc nghiêng.
Một kim từ chỉ có thể quay quanh một trục thẳng đứng sẽ chỉ bị lệch dưới tác dụng của vectơ H r, ổn định trong mặt phẳng của kinh tuyến từ. Tính chất này của kim nam châm được sử dụng trong la bàn.
Vì vậy, để mô tả từ trường của Trái đất, người ta sử dụng những điều sau đây:
1. Độ lệch từ β
2. Góc nghiêng α
3. Thành phần nằm ngang của từ trường Trái đất H g:
N g = cosα hoặc B g = cosα
Phương pháp đo H theo chiều ngang (H g) và chiều dọc trong các thành phần của từ trường Trái đất.
Các đại lượng đặc trưng cho từ trường Trái đất có thể được đo bằng hai phương pháp.
1)Phương pháp la bàn tiếp tuyến cho phép xác định thành phần nằm ngang của từ trường H g .
Một la bàn được đặt bên trong cuộn dây. Mặt phẳng của cuộn dây được đặt trong mặt phẳng của kinh tuyến từ, tức là. dọc theo kim nam châm của la bàn. Khi dòng điện chạy qua cuộn dây, một từ trường được tạo ra trong nó vuông góc với mặt phẳng của cuộn dây và kim la bàn được đặt theo hướng của từ trường tạo ra.
Hình 5 cho thấy mặt cắt ngang của cuộn dây.
| α |
| Cơm. 5. |
Cường độ từ trường tại tâm dòng điện tròn 
và ở tâm của một cuộn dây tròn có dòng điện xét đến số vòng dây:
Từ Hình 5 nó suy ra rằng 
, Sau đó:
.
Sau khi lấy vi phân logarit của công thức này, ta thu được công thức tính sai số
(2)
theo đó sai số sẽ là tối thiểu nếu tội lỗi 2α =1 tức là α =45°. Điều này có nghĩa là bạn cần chọn cường độ dòng điện trong mạch sao cho độ lệch của kim từ gần bằng 45° và sau đó
Ở đâu N- số vòng cuộn dây, N=400 lượt; R- bán kính trung bình của cuộn dây, R= 35 mm.
2) Phương pháp sử dụng hiện tượng cảm ứng điện từ cho phép xác định được thành phần H g theo phương ngang và phương thẳng đứng H của cảm ứng từ trường Trái đất.
Việc lắp đặt bao gồm một cuộn cảm (Hình 1) và một thiết bị đo tính toán giá trị trung bình của dòng emf cảm ứng xảy ra trong cuộn dây trong quá trình quay của nó.
Cảm ứng từ B g và B b được xác định theo công thức.
trong đó S là diện tích của cuộn dây.
Nếu khung gắn cuộn dây được lắp đặt theo chiều ngang thì (trục quay của cuộn dây nằm ngang) thiết bị đo sẽ đo lưu lượng<E i Δt> được tạo bởi thành phần dọc B trong.
Nếu khung được lắp đặt theo chiều dọc, thiết bị đo sẽ đo lưu lượng<E i Δt> được tạo bởi thành phần nằm ngang B g.
Bởi vì khi không có môi trường, cảm ứng từ và cường độ từ trường có liên hệ với nhau bởi hệ thức:
trong đó - hằng số từ = 4 10 -7 H/m.
Vì các cực từ và địa lý của Trái đất không trùng nhau nên kim từ chỉ chỉ hướng bắc-nam một cách xấp xỉ. Mặt phẳng mà kim từ được lắp đặt được gọi là mặt phẳng kinh tuyến từ của một nơi nhất định và đường thẳng mà mặt phẳng này cắt mặt phẳng ngang được gọi là kinh tuyến từ. Góc giữa hướng của kinh tuyến từ và kinh tuyến địa lý được gọi là độ từ thiên; nó thường được biểu thị bằng một chữ cái Hy Lạp. Độ lệch từ trường thay đổi theo từng nơi trên trái đất.
Độ lệch từ trường được gọi là tây hay đông, tùy theo cực bắc của kim từ lệch về phía tây () hay đông () so với mặt phẳng kinh tuyến địa lý (Hình 229). Thang đo độ lệch là từ 0 đến 180°. Thông thường xích vĩ phía đông được đánh dấu bằng dấu “+” và xích vĩ phía tây bằng dấu “-”.
Cơm. 229. Vị trí của kim từ so với các điểm hồng y: a) Ở những nơi có độ vĩ từ đông; b) ở những nơi có độ suy giảm từ trường phía Tây
Từ hình. 228 rõ ràng là các đường sức từ của trái đất nói chung không song song với bề mặt trái đất. Điều này có nghĩa là cảm ứng từ của trường Trái đất không nằm trong mặt phẳng chân trời của một nơi nhất định mà tạo thành một góc nhất định với mặt phẳng này. Góc này được gọi là độ nghiêng từ tính. Độ nghiêng từ thường được ký hiệu bằng chữ cái. Độ nghiêng từ trường là khác nhau ở những nơi khác nhau trên Trái đất.
Có thể thu được ý tưởng rất rõ ràng về hướng cảm ứng từ của từ trường Trái đất tại một điểm nhất định bằng cách tăng cường kim từ để nó có thể tự do quay quanh cả trục thẳng đứng và trục ngang. Điều này có thể được thực hiện, ví dụ, bằng cách sử dụng hệ thống treo (còn gọi là hệ thống treo gimbal), như trong Hình. 230. Mũi tên đặt theo hướng cảm ứng từ của từ trường.
Cơm. 230. Một kim nam châm gắn trên gimbal được lắp đặt theo chiều cảm ứng từ của từ trường trái đất
Độ lệch từ và độ nghiêng từ (góc và ) xác định hoàn toàn hướng cảm ứng từ của từ trường Trái đất tại một nơi nhất định. Nó vẫn còn để xác định giá trị số của đại lượng này. Hãy để chiếc máy bay trong hình. 231 đại diện cho mặt phẳng kinh tuyến từ của một vị trí nhất định. Chúng ta có thể phân tích cảm ứng từ của từ trường Trái đất nằm trong mặt phẳng này thành hai thành phần: ngang và dọc. Biết góc (độ nghiêng) và một trong các thành phần, chúng ta có thể dễ dàng tính toán thành phần còn lại hoặc chính vectơ. Ví dụ, nếu chúng ta biết mô đun của thành phần nằm ngang thì từ một tam giác vuông, chúng ta tìm thấy
Cơm. 231. Phân tích cảm ứng từ của từ trường trái đất thành thành phần nằm ngang và thẳng đứng
Trong thực tế, việc đo trực tiếp chính xác thành phần nằm ngang của từ trường trái đất là thuận tiện nhất. Do đó, thông thường cảm ứng từ của trường này ở nơi này hay nơi khác trên Trái đất được đặc trưng bởi mô đun thành phần nằm ngang của nó.
Do đó, ba đại lượng: độ xích, độ nghiêng và giá trị bằng số của thành phần nằm ngang đặc trưng hoàn toàn cho từ trường Trái đất ở một nơi nhất định. Ba đại lượng này được gọi là các phần tử của từ trường trái đất.
129.1. Góc nghiêng của kim từ là 60°. Nếu gắn một vật nặng có khối lượng 0,1 g vào đầu trên của nó thì mũi tên sẽ lệch một góc 30° so với phương ngang. Cần phải gắn trọng lượng bao nhiêu vào đầu trên của mũi tên này để mũi tên nằm ngang?
129.2. Trong hình. 232 cho thấy một máy đo độ nghiêng, hay la bàn độ nghiêng, một thiết bị dùng để đo độ nghiêng từ trường. Nó là một kim từ được gắn trên một trục nằm ngang và được trang bị một vòng tròn chia theo chiều dọc để đo góc nghiêng. Mũi tên luôn quay trong mặt phẳng của đường tròn này, nhưng bản thân mặt phẳng này có thể quay quanh một trục thẳng đứng. Khi đo độ nghiêng, vòng tròn được đặt trong mặt phẳng của kinh tuyến từ.
Cơm. 232. Đối với bài tập 129.2
Chứng minh rằng nếu vòng tròn nghiêng được lắp đặt trong mặt phẳng của kinh tuyến từ thì mũi tên sẽ lệch một góc với mặt phẳng chân trời bằng độ nghiêng của từ trường Trái đất tại một vị trí cho trước. Góc này sẽ thay đổi như thế nào nếu chúng ta quay vòng tròn máy nghiêng quanh một trục thẳng đứng? Mũi tên sẽ được định vị như thế nào khi mặt phẳng của đường tròn nghiêng vuông góc với mặt phẳng của kinh tuyến từ? 129,3. Kim la bàn sẽ hoạt động như thế nào khi được đặt phía trên một trong các cực từ của trái đất? Mũi tên nghiêng sẽ hoạt động như thế nào ở đó?
Kiến thức chính xác về các giá trị đặc trưng của từ trường Trái đất đối với càng nhiều điểm trên Trái đất càng tốt là vô cùng quan trọng. Ví dụ, rõ ràng là để người điều hướng một con tàu hoặc máy bay sử dụng la bàn từ tính, anh ta phải biết độ lệch từ trường tại mọi điểm trên tuyến đường của mình. Rốt cuộc, la bàn chỉ cho anh ta hướng của kinh tuyến từ và để xác định hướng đi của con tàu, anh ta phải biết hướng của kinh tuyến địa lý.
Xích vĩ giúp anh ta điều chỉnh các chỉ số la bàn cần thực hiện để tìm ra hướng bắc-nam thực sự. Vì vậy, từ giữa thế kỷ trước, nhiều nước đã nghiên cứu một cách có hệ thống về từ trường trái đất. Hơn 50 đài quan sát từ tính đặc biệt được phân bổ trên toàn cầu tiến hành quan sát từ tính một cách có hệ thống hàng ngày.
Hiện tại, chúng ta có dữ liệu phong phú về sự phân bố của các nguyên tố từ trường trên trái đất trên toàn cầu. Những dữ liệu này cho thấy các yếu tố của từ trường trên mặt đất thay đổi một cách tự nhiên từ điểm này sang điểm khác và thường được xác định bởi vĩ độ và kinh độ của một điểm nhất định.
CÁC YẾU TỐ TỪ TRÁI ĐẤT - hình chiếu của vectơ đầy đủ cường độ từ trường của trái đất T(cm. Từ trường của Trái đất) pa. trục tọa độ và diện tích ngang, cũng như góc nghiêng và góc nghiêng. Phép chiếu vectơ T trên hình vuông nằm ngang gọi là thành phần ngang (H) - trên trục tung - thành phần thẳng đứng (Z), trên trục X (hướng dọc theo kinh tuyến địa lý về C) - hướng bắc. T thành phần (X) và trên trục Y (hướng dọc theo đường song song địa lý với B) - phía đông. thành phần (Y). Góc xích (D) là góc giữa kinh tuyến địa lý và thành phần nằm ngang H (độ lệch được coi là dương khi H lệch về phía B). Góc nghiêng (I) là góc giữa vectơ T và hình vuông nằm ngang. (độ nghiêng được coi là dương khi độ lệch xuống) . Cường độ từ trường của trái đất(T, H, X, Y, Z) đo bằng Oerstedach, Milliersted và gama. T Góc nghiêng và góc nghiêng được đo bằng độ. Tùy thuộc vào hệ tọa độ được sử dụng trong tính toán để mô tả đầy đủ đại lượng và xây dựng vectơ trong không gian 3 E. z là đủ. m.: trong hệ tọa độ hình chữ nhật - X, Y, Z; trong hình trụ - H, Z, D; V. hình cầu -
T, D, tôi. Giữa E.z. m có các hệ thức sau: X = H cos D; Y = Hsin D; Z T= H tân I; Z= H giây tôi = cosec tôi; H2 = X2 + Y2; T 2 =H2+ Z 2
= X 2 + Y 2 + Z 2 ; .
E h. m. không thay đổi theo thời gian mà liên tục thay đổi giá trị của chúng (xem. Các biến thể có từ tính). Dành cho hiện đại kỷ nguyên H trên bề mặt Trái đất thay đổi từ 0,4 oe tại xích đạo từ (ở khu vực Quần đảo Sunda) đến 0 tại các cực từ. Z thay đổi từ 0,6 Oe ở vùng cực từ đến 0 ở xích đạo từ. Độ xích thay đổi từ 0 tại xích đạo đến ± 180° (tại cực từ và cực địa lý). Độ nghiêng dao động từ 0 (tại xích đạo) đến ±90° (tại các cực từ). Được sử dụng trong thăm dò từ tính T, Z Và N, vì cường độ của từ trường dị thường có liên quan về mặt chức năng với các thông số của vật thể gây nhiễu. Đôi khi, để mô tả vị trí của thành phần dị thường nằm ngang, người ta còn đo D. Cm.
Thăm dò từ tính. Yu. P. Tafeev.. Từ điển địa chất: gồm 2 tập. - M.: Nedra. 1978 .
Xem “Yếu tố từ trái đất” là gì trong các từ điển khác:
BẢN ĐỒ CÁC YẾU TỐ TỪ TRÁI ĐẤT- biểu đồ từ tính, biểu đồ hải lý tham chiếu có áp dụng các yếu tố từ tính mặt đất, được biên soạn dưới dạng phép chiếu Mercator với bản đồ bản đồ chung. cơ sở cho mọi phần tử. Bản đồ này nhằm mục đích nghiên cứu tổng quát về trạng thái của từ trường... ... Sách tham khảo bách khoa biển
Địa từ, từ trường Trái đất và không gian gần Trái đất; một nhánh của địa vật lý nghiên cứu sự phân bố trong không gian và sự thay đổi theo thời gian của trường địa từ, cũng như các quá trình địa vật lý liên quan trong Trái đất và... ... Bách khoa toàn thư vĩ đại của Liên Xô
Từ trường Trái đất, sự tồn tại của nó là do tác động của các nguồn không đổi nằm bên trong Trái đất (xem Máy phát điện thủy từ) và tạo ra thành phần chính của trường (99%), cũng như các nguồn biến thiên (dòng điện) trong . .. ... Từ điển bách khoa
1976. Nội dung... Wikipedia
Một thiết bị đo từ trường của Trái đất trong không khí. Được lắp đặt trên máy bay hoặc trực thăng, nó có thể là một phần của trạm địa vật lý trên không. Thông thường, vectơ đầy đủ của cường độ từ trường T của trái đất hoặc của nó... ... được đo trong không khí. Bách khoa toàn thư địa chất
Nghiên cứu địa lý của Đế quốc Nga và sự phát triển của khoa học địa lý ở Nga. Chúng tôi tìm thấy thông tin địa lý đầu tiên về không gian hiện đang hình thành nên Đế quốc Nga từ các nhà văn nước ngoài. Có người nước ngoài và... Từ điển bách khoa F.A. Brockhaus và I.A. Efron
- (Biểu đồ từ) bản đồ biểu thị giá trị độ từ thiên dưới dạng các đường có độ vĩ bằng nhau hoặc các thành phần khác của từ trường mặt đất. Từ điển hàng hải Samoilov K.I. M. L.: Nhà xuất bản Hải quân Nhà nước NKVMF của Liên Xô, 1941 ... Từ điển Hàng hải
Magn. trường của Trái đất, sự tồn tại của nó được xác định bởi hoạt động của bài. các nguồn nằm bên trong Trái Đất (xem Máy phát điện thủy từ) và tạo ra nguồn chính. các thành phần trường (99%), cũng như các nguồn biến đổi (dòng điện) trong từ quyển và... ... Khoa học tự nhiên. Từ điển bách khoa
Khoa học về từ trường của Trái đất. G. nghiên cứu cấu trúc và sự thay đổi theo thời gian của từ trường Trái đất, nguồn gốc của từ trường này và phương pháp đo nó. Dữ liệu địa lý được sử dụng trong nhiều ngành khoa học: thăm dò từ tính, trắc địa và cổ từ học. Đồng nghĩa: từ tính... Bách khoa toàn thư địa chất
Các đường nối các điểm trên bản đồ địa lý có cùng giá trị độ lệch từ. Vị trí của chúng trên bản đồ từ tính có từ một thời đại nhất định. Xem Các yếu tố của từ trường Trái đất. Từ điển địa chất: gồm 2 tập. M.: Nedra. Dưới… … Bách khoa toàn thư địa chất
Sách
- Từ trường Trái đất, Tarasov L.V.. Trong một hình thức giáo dục phổ thông, nói về từ trường Trái đất. Được coi là một trường địa từ trên bề mặt trái đất (các thành phần từ trường trái đất, bản đồ từ trường, sự trôi dạt và nghịch đảo...