Измерение вариаций геомагнитного поля

Цель работы:

• 1) ознакомиться с краткой теорией магнитного поля Земли и провести измерение вариаций геомагнитного поля;
• 2) построить вариограмму и определить амплитуду изменения значений магнитной индукции за время наблюдения.

Приборы и оборудование:

магнитометр типа ММ 60 М1, компьютер (программа создания таблиц и графиков EXCEL).

Порядок выполнения работы:

Изучение краткой теории.

Измерение геомагнитного поля с помощью магнитометра типа ММ 60 М1, составление таблицы результатов, построение графика вариации геомагнитного поля и определение амплитуду изменения значений магнитной индукции за время наблюдения.

Выводы.

Изучение краткой теории

Магнитное поле — это материальная среда взаимодействия электрически заряженных частиц, движение которых обусловлено этими электрическими зарядами и спин-орбитальными моментами носителей магнетизма (электронов, протонов и др.).

Магнитными полями, в той или иной степени, обладают большинство планет Солнечной системы. По убыванию дипольного магнитного момента на первом месте Юпитер и Сатурн, а за ними следуют Земля, Меркурий и Марс. Средняя напряженность поля на поверхности составляет около 5· 10−5 Тл Геомагнитные полюса отклоняются от соответствующих географических полюсов на 11, 5 ?. При этом южный геомагнитный полюс находится в северном полушарии.

Под действием исходящего от Солнца потока плазмы (солнечного ветра) магнитное поле Земли искажается и приобретает «шлейф» в направлении от Солнца, который простирается на сотни тысяч километров, выходя за орбиту Луны Основное магнитное поле Земли, испытывающее медленные изменения во времени (вековые вариации) с периодами от 10 до 10 000 лет, сосредоточенными в интервалах 10−20, 60−100, 600−1200 и 8000 лет.

Наблюдения магнитного поля Земли в течение длительного времени и палеомагнитные исследования показывают, что напряженность магнитного поля и его элементы меняются во времени. Эти изменения получили название вариаций. Принято различать четыре вида магнитных вариаций: вековые, годовые, суточные и магнитные возмущения (бури).

• — Вековые вариации магнитного поля происходят в течение длительных периодов времени в десятки и сотни лет и приводят к значительным изменениям среднегодовых элементов земного магнетизма
• — Годовые вариации — это изменения среднемесячных значений напряженности магнитного поля. Они характеризуются небольшой амплитудой (десятки нТл).
• — Суточные вариации связаны с солнечносуточными и лунносуточными изменениями напряженности геомагнитного поля из-за изменения солнечной активности
• — Геомагнитная буря (магнитная буря) — возмущение геомагнитного поля, вызванное поступлением в окрестности Земли возмущённых высокоскоростных потоков солнечного ветра и связанной с ними ударной волны. Магнитные бури бывают разной интенсивности — до 1000 нТл и более, чаще в северных и южных широтах. Они возникают спорадически и проходят по всей земной поверхности либо одновременно, либо с запаздыванием на несколько часов. Продолжительность магнитных бурь колеблется от нескольких часов до нескольких суток. Намечается четкая связь между интенсивностью магнитных бурь и солнечной активностью. В годы максимумов солнечной активности, период которых около 11 лет, наблюдается наибольшее число бурь. Магнитные бури зависят от возмущений в ионосфере, которые, в свою очередь, связаны со вспышками на Солнце и приходом на Землю корпускулярных потоков. Магнитным бурям сопутствуют полярные сияния, ухудшение радиосвязи, возникновения магнитотеллурических полей.