Мониторинг магнитного поля Земли

Компас - простейшее устройство для определения направления силовых линий магнитного поля Земли.
Для того, чтобы определять не только направление, но и изменение величины магнитного поля, компас можно дополнить постоянным магнитом:
измерение магнитного поля Земли

Закрепляем (лучше вне помещения, вдали от массивных ферромагнитных предметов) компас в положении, при котором южная часть стрелки указывает на 180 градусов (S). На линии, являющейся продолжением стрелки, располагаем магнит таким образом, чтобы его силовые линии были перпендикулярны линиям магнитного поля Земли.

Если $\delta$ - угол отклонения стрелки от первоначального положения под действием магнита, $B_M$ - магнитная индукция, создаваемая  магнитом вблизи стрелки компаса, $B_E$ - горизонтальная составляющая магнитной индукции магнитного поля Земли, то

${tg\,{\delta}} = {B_M \over B_E}$

Двигаем магнит вдоль этой линии к компасу до тех пор, пока южная часть стрелки не укажет на 135 градусов. В этом положении силы, действующие на стрелку со стороны магнитного поля магнита и магнитного поля Земли, одинаковы по величине (${\delta} = 185^{\circ} - 135^{\circ} = 45^{\circ} \rightarrow {tg\,{\delta}} = 1 \rightarrow B_M = B_E$).

Данные геомагнитного поля для конкретной местности можно получить здесь - https://www.ngdc.noaa.gov/geomag/calculators/magcalc.shtml#igrfwmm .
Для Гомеля горизонтальная составляющая равна 18,43 мкТл.

Стрелка компаса стабильно сохраняет свое положение:
мониторинг магнитного поля Земли

При изменении величины магнитного поля Земли произойдет отклонение стрелки в ту или другую сторону (в сторону большего азимута - при усилении, меньшего - при ослаблении). Осталось дождаться сильной магнитной бури и пронаблюдать за поведение стрелки. Хотя весьма маловероятно, что удастся стать очевидцем настолько сильной магнитной бури, которая заметно изменит положение стрелки...

Применение компаса для оценки магнитных полей описано в статье "Exploring Magnetic Fields with a Compass" (https://projects.ncsu.edu/PER/Articles/LunkBFieldArticle.pdf).

В статье "The Earth’s Magnetic Field" (https://www.science-on-stage.eu/images/download/iStage_2_-_The_Earths_Magnetic_Field.pdf) для измерения магнитного поля Земли вместо постоянного магнита предлагается использовать катушки Гельмгольца, создающие однородное магнитное поле.

Яндекс.Метрика