Магнитное поле Земли

1.

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации ФГБОУ
ВО “Тульский государственный университет” Технический колледж имени
С.И.Мосина
Проект по физике:
Магнитное поле
Земли”
“
Проект подготовила
Щепетина П.Ю.
1 курс, группа 1б-230201-1
Тула
2023 год

2.

Введение
С древних времен известно, что магнитная стрелка, свободно вращающаяся вокруг своей вертикальной оси, всегда
позиционируется в определенном направлении в данном месте Земли (если поблизости нет магнитов, проводников электричества или
железных предметов). Этот факт объясняется тем, что вокруг Земли существует магнитное поле, и магнитная стрелка
устанавливается вдоль его магнитных линий. На этом основан компас, который представляет собой магнитную стрелку, свободно
вращающуюся на оси.
Цель проекта: Изучить как влияет магнитное поле Земли на здоровье человека.
Задачи проекта:
Выяснить, что такое магнитное поле Земли
Изучить природу магнитных бурь
Узнать, как магнитное поле действует на здоровье людей
Методы проведения исследования:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Сбор (поиск) информации.
Обработка информации (изготовление иллюстративного материала, работа с текстами, обсуждение темы).
Обсуждение плана реферата, составление реферата.
Разработка стилей оформления реферата и презентации.
Программная реализация проекта (работа с текстом, графикой, звуком) - обработка материалов средствами современных
компьютерных технологий.
Самостоятельная работа с источниками информации, аппаратным и программным обеспечением ПК.
Консультации с руководителями проекта.
Объект исследования: Магнитное поле Земли

3.

Магнитное поле
Поле, действующее на движущиеся
электрические заряды и на тела,
обладающие магнитным моментом,
независимо от состояния их движения.
Магнитное поле может создаваться
током заряженных частиц и
магнитными моментами электронов в
атомах.
Кроме этого, оно возникает в
результате изменения во времени
электрического поля.

4.

Характеристика магнитного поля
Основными характеристиками магнитного поля
являются магнитная индукция, магнитный поток и
магнитная проницаемость.
Магнитная индукция B – векторная физическая
величина, являющаяся основной силовой
характеристикой магнитного поля. Обозначается
буквой B. Единица измерения магнитной индукции –
Тесла (Тл).
Магнитный поток Ф – это физическая
величина, характеризующаяся количеством
магнитных линий, пронизывающих замкнутый
проводник, который называется контуром.
Измеряется в Веберах (Вб).

5.

История геомагнетизма
Основы науки о геомагнетизме были заложены в период
между XIII-XVI столетиями. А к середине XV в. стало
известно, что подвешенный магнит не всегда указывает
точно на север. Первые сведения о наклонении направления
земного магнитного поля относительно горизонтальной
плоскости появились в середине XVI в.
В 1600 г. английский естествоиспытатель Уильям
Гильберт опубликовал знаменитый трактат "О магните,
магнитных телах и о большом магните - Земле". Он подвел
итог работам своих предшественников и собственным 18летним исследованиям. Гильберт в своем трактате сделал
исключительный вывод - Земля это огромный магнит.

6.

Откуда у Земли
магнитное поле?
Ранее считалось, что магнитное поле Земли генерируется за счёт вращения
огромного металлического ядра, чаще всего именно такое объяснение и можно
услышать, когда речь заходит об источнике магнитного поля планет, однако
математические расчёты показали, что таким образом не может формироваться
стабильное магнитное поле с той конфигурацией, которую имеет Земное
(осесимметричное поле), поэтому данное объяснение является как минимум не
точным и нуждается в серьезных дополнениях, а в отдельных интерпретациях оно
вообще ошибочно.
Необходимые условия для самовозбуждающегося планетарного динамо есть во
внешнем ядре Земли, там идёт перенос тепла от внутреннего ядра к мантии,
благодаря чему возникают конвективные потоки, которые и служат изначальными
течениями проводящего вещества. Сила Кориолиса закручивает данные потоки в
спирали, называемые столбами Тейлора. Из-за трения этих движущихся слоев
вещества они электризуются, из-за чего возникают контурные токи, после этого
достаточно совсем слабого внешнего магнитного поля, а оно всегда найдётся, и
удачной геометрии потока, чтобы начать процесс циклического усиления.

7.

Из чего состоит
магнитное поле
Земли
Геомагнитное поле состоит из:
главного геомагнитного поля (производится
во внешнем ядре Земли);
аномального геомагнитного поля
(производится намагниченными горными
породами);
внешнего геомагнитного поля
(производится взаимодействиями между
Солнцем и Землёй).

8.

Изменение магнитного
поля
На Земле имеются такие территории, где ее собственное магнитное
поле сильно искажается залеганием железных руд. Например,
Курская магнитная аномалия, расположенная в Курской области.
Причина кратковременных изменений магнитного поля Земли действие "солнечного ветра", т.е. действие потока заряженных
частиц, выбрасываемых Солнцем. Магнитное поле этого потока
взаимодействует
с
магнитным
полем
Земли, возникают
"магнитные бури". На частоту и силу магнитных бурь влияет
солнечная активность.
В годы максимума солнечной активности (один раз в каждые 11,5
лет) возникают такие магнитные бури, что нарушается радиосвязь, а
стрелки компасов начинают непредсказуемо "плясать".
Результатом взаимодействия заряженных частиц "солнечного
ветра" с атмосферой Земли в северных широтах является такое
явление, как "полярное сияние".

9.

Магнитные бури
Магнитные бури — сильные возмущения магнитного поля Земли, которые
резко нарушают его обычный ход и длятся от нескольких часов до
нескольких суток.
На Солнце есть пятна — зоны с пониженной температурой. На них
формируются области так называемой особой магнитной активности,
которые извергают облака с магнитными частицами. Они быстро двигаются
в сторону Земли. Достигнув нашей планеты, они влияют на ее магнитное
поле, что в свою очередь выводит из строя электрические устройства. При
достаточно сильной буре планета на несколько месяцев может погрузиться в
каменный век.

10.

Полярное сияние
Полярное сияние – это одно из уникальных природных
явлений, представляющее собой многоцветное свечение,
возникающее в определенных слоях атмосферы вследствие
взаимодействия ее магнитного поля с частицами солнечного
ветра.
Северное сияние образуется излучением фотонов в верхних
областях земной атмосферы, на высоте 80 км и выше. Под
воздействием ионов, протонов, электронов молекулы и атомы
газов (главным образом азота и кислорода) переходят в
измененное состояние. Когда же атом или молекула
возвращаются в основное состояние, происходит излучение
кванта света. Разные атомы дают различный свет при переходе
в возбужденное или обычное состояние. Так, кислород
светится зеленым или багровым цветом, азот – синим или
красным.
Под воздействием ряда факторов ширина свечения может
составлять 160 км. Длина же сияния может превышать
полторы тысячи километров.

11.

Влияние магнитного поля на
здоровье человека
Современная наука уже доказала, что магнитное поле Земли влияет на живые организмы. Установлено также, что живые
существа не только воспринимают электромагнитные потоки, но и генерируют собственные.
Биофизики и врачи отмечают положительное влияние магнитного поля на систему кровообращения – состояние кровеносных
сосудов, активность переноса кислорода через кровь, транспортировку питательных веществ.
По мнению ученых, в отличие от других физиологических воздействий человек может не чувствовать влияние магнитного
поля, однако организм все же реагирует на него, в первую очередь, функциональными изменениями нервной,
сердечнососудистой систем и мозговой деятельности.
В свое время отечественный биофизик Александр Чижевский на основе многочисленных статистических данных указывал на
серьезность воздействия геомагнитных бурь на состояние здоровья человека. Такие бури, по мнению ученого, являются
виновниками вспышек эпидемий чумы, холеры, дифтерии, гриппа, менингита и даже возвратного тифа. В Ереванском
медицинском институте изучили влияние возмущения магнитного поля Земли на уровень заболеваемости инфарктом
миокарда. Это заболевание удобно для исследования тем, что можно четко определить время начала его возникновения, а
затем соотнести данные с временем начала магнитных бурь. Исследования показали, что в день прохождения магнитной бури
и в течение ближайших двух дней возрастало количество обращений людей с сердечнососудистыми проблемами, а также
число случаев с летальным исходом.

12.

Литература
1. https://news.rambler.ru/science/37201669-kak-na-cheloveka-vliyaet-magnitnoe-polezemli/
2. https://www.uznaychtotakoe.ru/magnitnoe-pole-zemli/
3. https://www.krugosvet.ru/enc/Earth_sciences/geologiya/GEOMAGNETIZM.html
4. https://mirax.space/solnechnaya-sistema/magnitnoe-pole
5.
6.
7.
Л.Л. Лазутин Мировые и полярные магнитные бури, НИИЯФ МГУ, 2012г.
https://avdspb.ru/magnitnie-polya-i-chelovek.html
Трофимова Т.И. Курс физики, Москва “Высшая школа”, 2001

13.

Спасибо за внимание!