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

Единицей напряженности геомагнитного поля () в системе Си является ампер на метр (А/м). В магниторазведке применялась и другая единица Эрстед (Э) или гамма , равная 10^-5 Э . Однако практически измеряемым параметром магнитного поля является магнитная индукция (или плотность магнитного потока) , где — 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), , то количественно магнитное поле Земли можно измерять либо в единицах магнитной индукции (в нТл), либо в соответствующей ей напряженности поля — гамма

На полюсах вертикальные составляющие магнитной индукции примерно равны 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 магнитометра http://slovari.yandex.ru/~%D0%BA%D0%BD%D0%B8%D0%B3%D0%B8/%D0%91%D0%A1%D0%AD/%D0%9C%D0%B0%D0%B3%D0%BD%D0%B8%D1%82%D0%BE%D0%B3%D1%80%D0%B0%D1%84%20%D1%81%D0%BE%D0%BB%D0%BD%D0%B5%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B9/

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.narod.ru/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

На чем основан метод измерения горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли, и почему только H, а не полного вектора Т?

ФизикаНаукаДомашние задания

Физика

КФМН (физика тведого тела), сейчас пенсионер-инженер. Работал в ИФТТ, ЦКБ УП, ИФП (всё…  · 13 дек 2021

Сам таких приборов не делал, да и пользовался всего пару раз, но…

Катушки наматываются на нечто нелинейное по магнитному полю (феррит). По возбуждающей катушке гонится переменный ток, а с приёмной снимается переменное напряжение, которое зависит от внешнего постоянного магнитного поля направленного вдоль катушки (размагничивающий фактор длинного цилиндра). Можно для настройки смешать в возбуждении постоянный и переменный ток, можно измерять напряжение на разных гармониках. Но это подробности. По сути измеряется магнитный поток через цилиндр (dФ/dt).

Далее эту катушку можно крутить, можно выставлять горизонтально или вертикально, но больше одной компоненты вектора Н за раз не измеришь. Посему берётся сразу 2-3 катушки, измеряется все три компоненты, а дальше по потребностям.

При нынешнем развитии миниатюрных моторчиков, цапов и микропроцессоров, я бы мб попробовал быстро вращать пустую рамку (ещё лучше квантовый Холл??!) и менять оси вращения. Но что там будет с паразитными полями от моторчиков не знаю.

Если надо найти одну компоненту, но точно, пойдёт СКИМП (СКВИД), но это пока гелиевые температуры (хотя мб подойдёт какой-нибудь ВТСП?).

Физика т/т, производственник, к Нижнему с любовью.  · 13 дек 2021

В основе метода — воздействие магнитного поля, называемое силой Ампера, на проводник с током. Направление силы Ампера определяется правилом левой руки. Направление горизонтальной составляющей магнитного поля определяется обычным компасом. Для измерения перпендикулярной составляющей используются приборы сложнее и чувствительнее простого провода.

Александр Владимирович Овод, пенсионер Горный инженер Геофизик  · 9 дек 2021

крупно серийные скважинные магнитометры-каппа метры-инклинометры меряют все три вектора от вертикально ориентированного датчика и три от ориентированного по оси скважины. И уже комп. программой вычисляется полный вектор и угол отклонения скважины, скорость замера с заданной погрешность 0,5% по модулю Т и 0,1 град по направлению 1500 м/час. Для уменьшения погрешности в 2… Читать далее

Специалист . Инженер- исследователь. Авто управление, ИТ, ТОЭ, электрофизика и механика…  · 8 июн 2022

Есть величина системы СИ — каппа. Называется Кажущаяся магнитная восприимчивость. На измерении ее основана магнитометрия. Смысл открытия Ленинградского профессора в том что измеряя состовляющую магнитного поля строго по осям полюсов получаем независимость результата измерения от расстояния между полюсами. Т.е. имея устройство в виде катушки магнита, направленного к… Читать далее

Логик. Электрический ток и радиосвязь.  · 18 дек 2021

Любое измерение — это сравнение с неким принятым эталоном. Магнитное поле — это действие силы на проводники с током. Если поместить в уже существующее поле (в том числе , формируемое Землёй) эталонный проводник в током (в любом виде, катушка , например), то по величине воздействия на него, или по изменению наведённого тока можно измерить (сравнить с эталоном) любую… Читать далее

Алексей Сивохин

Вообще-то нужно добавить, что напряжённость магнитного поля в некоторой точке есть величина векторная, которая… Читать дальше

Вы знаете ответ на этот вопрос?

Поделитесь своим опытом и знаниями

Измерение магнитного поля Земли

You are here: Home / New Articles / Измерение магнитного поля Земли

31 мая 2018 г. Дэвид Херрес 4 комментария

Магнитное поле Земли намного сильнее, чем у Венеры или Марса, и этот единственный факт объясняет, почему жизнь на Земле в изобилии, в то время как ближайшие соседние планеты в настоящее время не поддерживают жизнь.

Магнитное поле Земли простирается от ее внешнего ядра (где вращающееся расплавленное железо создает эффект динамо) вверх через магнитосферу, простираясь на многие тысячи миль в космос. Это магнитное поле защищает Землю от солнечного ветра и космических лучей, которые в противном случае разрушили бы верхние слои атмосферы, включая озоновый слой, защищающий нас от смертельного ультрафиолетового излучения. Марс и Венера не так защищены.

Почему Земля, в отличие от Марса и Венеры, имеет такое магнитное поле? Для создания и поддержания магнитного поля, создаваемого внутренним динамо, есть три требования: проводящая жидкость, вращение и конвекция. Все это есть во внешнем ядре Земли.

Современная теория утверждает, что недостающим элементом Венеры является конвекция. Детали неизвестны, но, по-видимому, разница температур в ядре слишком мала для поддержания конвекции, то есть передачи тепла за счет физического движения нагретой среды. Следовательно, внутреннего динамо, способного создавать магнитное поле, не существует.

Ситуация на Марсе совершенно иная. Предполагается, что красная планета потеряла свою магнитосферу четыре миллиарда лет назад, возможно, из-за многочисленных ударов астероидов, которые могли нарушить одно или несколько требований для внутреннего динамо.

Для измерения магнитного поля Земли обычно используется либо феррозондовый магнитометр, который дает векторные компоненты поля, либо магнитометр протонной прецессии, который измеряет скалярную напряженность поля. В феррозондовых датчиках обычно используются кольца из сплава с высокой магнитной проницаемостью. Каждый сердечник обычно содержит две обмотки катушки, обмотку возбуждения и обмотку считывания. Некоторые датчики также используют третью обмотку для обратной связи, если датчик работает в режиме обратной связи. Как правило, имеется один кольцевой сердечник для измерения поля по каждой из трех осей.

Сигнал возбуждения кольцевого сердечника обычно состоит из периодического биполярного импульса тока на обмотке возбуждения. Импульс тока перемещает материал по его петле B-H и глубоко насыщает сердечник в разных направлениях (намагниченный — ненамагниченный — обратно намагниченный — ненамагниченный — намагниченный и т. д.).

Обмотка датчика, размещенная вокруг датчика, улавливает наведенное напряжение, вызванное изменением потока внутри катушки, вызванным внешним полем. Это индуцированное напряжение появляется как сигнал с удвоенной частотой возбуждения. Частота возбуждения f обычно составляет десятки килогерц. Таким образом, индуцированное 2 f будет в два раза больше. Электроника обнаружения и обнаружения извлекает величину и фазу небольшого сигнала, пропорционального полю, для определения величины и направления поля.

Конструкции, которые просто усиливают результирующий сигнал, известны как схемы без обратной связи. Но некоторые конструкции пропускают выходной сигнал через интегратор и подают его в обмотку обратной связи, чтобы обнулить поле в сердечнике. Такая конструкция с обратной связью улучшает линейность.

Феррозондовые магнитометры, которые измеряют магнитные поля по трем осям, обычно используют три кольца, но можно использовать только два кольца, оснащенных обмотками двойного измерения.

Магнитометры протонной прецессии, напротив, измеряют только величину магнитного поля Земли, а не направление. Вкратце, прецессия — это медленное движение оси вращающегося тела вокруг другой оси из-за крутящего момента (например, гравитационного воздействия), который изменяет направление первой оси. Классический пример прецессии — круг, медленно описываемый полюсом вращающегося гироскопа.

Магнитометр прецессии протонов основан на прецессии протонов в магнитном поле
. Обычным источником протонов в магнитометре протонной прецессии является вода. Магнитные диполи протонов (ядер водорода) в образце воды временно выравниваются или поляризуются за счет приложения магнитного поля, создаваемого током в катушке провода. Когда ток внезапно прекращается, вращение протонов заставляет их прецессировать относительно направления магнитного поля Земли. Эта прецессия протонов вызывает слабый сигнал в той же катушке, которая используется для поляризации протонов.

Прецессия протонов в богатой протонами среде не будет синфазной. Вот почему богатая протонами среда сначала подвергается воздействию сильного магнитного поля путем подключения катушки к источнику питания. Этот процесс называется поляризацией. Напряжение поляризации прикладывается до тех пор, пока не произойдет выравнивание диполей. Минимальное время поляризации определяется так называемым временем спин-решеточной релаксации среды, обычно это несколько секунд для воды.

После поляризации намагниченность протонов убывает экспоненциально и поэтому
сигнал исчезает через несколько секунд. Сигнал, полученный датчиком, подключается к цепи усилителя для записи точек данных.

Диаметр проволочных контейнеров обычно составляет несколько дюймов. Индуцированное среднеквадратичное значение напряжения сигнала от таких устройств составляет порядка микровольт.

Рубрики: FAQ, Рекомендуемые, Новые статьи с тегами: FAQ

Измерение наклона и склонения магнитного поля Земли с помощью смартфона

Аврадип Гош, Университет Хьюстона, Университетский парк

Это задание было выбрано для Образцового учебного собрания «На переднем крае»

Ресурсы в этой коллекции высшего уровня a) должны иметь баллы Образцово или очень хорошо во всех пяти категориях отзывов, а также должен быть оценен как «образцово» как минимум в трех из пяти категорий. Пять категорий, включенных в процесс рецензирования:

• Научная точность
• Согласование целей обучения, мероприятий и оценок
• Педагогическая эффективность
• Надежность (удобство использования и надежность всех компонентов)
• Полнота веб-страницы ActivitySheet

Для получения дополнительной информации о самом процессе рецензирования см. https://serc.carleton.edu/teachearth/activity_review.html.

Эта страница впервые опубликована: 7 декабря 2020 г.

Сводка

Развернуть для получения более подробной информации и ссылок на соответствующие ресурсы

Классификация действий и подключение к связанным ресурсам Свернуть

Контекст

Аудитория

Это задание могут выполнять все учащиеся, имеющие некоторое образование в области естественных наук. Все, что требуется, — это предварительные знания по естественным наукам на уровне средней школы. Это упражнение было разработано специально для курса геофизических полевых методов, необходимого для изучения геофизики, но доступного большинству студентов, изучающих естественные науки и инженерные науки на младших курсах. Деятельность была разработана, когда COVID19Пандемия помешала проведению типичной полевой программы с проживанием, поэтому вместо этого ее преподавали онлайн. Студенту не нужно тратить дополнительные деньги, так как это можно сделать с помощью смартфона и из дома.

Навыки и концепции, которыми должны овладеть учащиеся

Краткое понимание магнетизма и векторов будет полезно, но не обязательно. В материале представлена ​​вся необходимая информация о магнитном поле Земли. Ссылки на веб-сайты и онлайн-информацию также предоставляются, если студенты хотят узнать больше подробностей.

Как деятельность расположена в курсе

Можно проводить как отдельный эксперимент. Его также можно включить в виртуальный полевой лагерь геофизики или в другие мероприятия, связанные с магнетизмом.

Продолжительность операции

В идеале вся операция, включая анализ данных, не должна занимать более 1 часа 30 минут. Измерение магнитного поля с помощью смартфона занимает не более 15-30 минут.

Цели

Содержание/концепции целей данного занятия

Учащиеся смогут:

• Измерить трехкомпонентный профиль магнитного поля Земли в зависимости от угла с географическим севером
• Рассчитать напряженность магнитного поля
• Расчет угла наклона/угла наклона магнитного поля Земли
• Рассчитать угол склонения магнитного поля Земли
• Проверка результатов точными измерениями, проведенными Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (США) (NOAA) или аналогичными данными, полученными через их веб-сайты.

Цели мыслительных навыков высшего порядка для этой деятельности

• Понимание магнитного поля Земли
• Понимание векторов в 3D
• Оценить ошибки, неопределенности и общее качество эксперимента; сформулировать причины ошибок и отклонений от теоретически ожидаемых результатов
• Графики в Excel или аналогичном программном обеспечении

Прочие цели навыков для этой деятельности

• Возможность использовать приложение «Physics Toolbox Magnetometer».
• Уметь анализировать данные и сообщать о наблюдениях и результатах эксперимента в научном отчете.

Описание и учебные материалы

Технологические потребности

• Любой современный смартфон (IOS или Android)
• Доступ в Интернет для загрузки бесплатного приложения «Physics Toolbox Magnetometer», доступного в App Store (IOS) или Play Store (Android).
• Excel или любое подобное программное обеспечение для построения графиков
• Доступ в Интернет для проверки результатов точных измерений, проведенных Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (США) (NOAA) или аналогичным, полученных через их веб-сайты.

Учебные заметки и советы

• Следует следить за тем, чтобы в зоне проведения экспериментов не было других магнитов и меняющихся магнитных полей, например, от других электронных устройств, таких как динамики
• Рекомендуется выполнять действия предпочтительно в помещении, так как измерения занимают значительное время и необходимы стабильные условия. Пока место съемки свободно от изменяющегося во времени электромагнитного поля, проблем не будет. (это можно проверить, открыв приложение магнитометра Physics toolbox, и если через какое-то время показания выравниваются (становятся постоянными), то поблизости нет изменяющегося во времени магнитного поля)
• Если на вашем смартфоне/планшете есть крышка/чехол, металлические полоски/магниты, рассмотрите возможность их снятия. (Обязательно для металлических корпусов, так как будет мешать сигналу)

Оценка

Деятельность может быть оценена по выполнению опроса, документированного изображениями, видео, отчетом и данными. Можно оценить качество и полноту графиков. Сравнение можно проводить с точными значениями, полученными с веб-сайта NOAA, хотя, учитывая, что возможны большие вариации. Можно определить некоторую меру уровня сложности, креативности и полезности опроса.

Ссылки и ресурсы

Все ссылки на дополнительные ресурсы приведены в основном дополнительном файле.