Глава XIII. Магнитное поле земли

§ 128. Магнитное поле Земли. В'§ 112 мы говорили о том, что подвешенная на нити или, укрепленная на острие маг­нитная стрелка устанавливается в каждой точке вблизи земной поверхности определенным образом — приблизи­тельно в направлении с севера на юг. Этот основной факт означает, что существует магнитное поле Земли.

Рис. 228. Линии магнитного поля Земли

Изучение магнитного поля Земли имеет чрезвычайно важное практическое и научное значение. С давних времен известен компас, прибор, в котором используется магнит­ное поле Земли и который дает возможность ориентировать­ся относительно стран света.

Обычный походный компас изображен на рис. 227.

В современном корабле­вождении и самолетовождении

магнитныи компас уже не является единственным средством ориентации и определения курса корабля или самолета. Для этих целей существуют и другие приборы. Однако магнитный компас отнюдь не потерял своего значения. Он остается и теперь важным прибором для штурманов, и магнитными компасами по сегодняшний день снабжаются все корабли и самолеты. Компас широко применяется также геологами, охотниками и путешественниками.

Наличие магнитного поля Земли позволяет осуществить также ряд других важных исследований. Из них мы осо­бенно отметим методы поисков и изучения месторождений железа.

Ход линий земного магнитного поля схематически изоб­ражен на рис. 228, из которого видно, что земное магнитное поле имеет такой вид, как будто земной шар представляет собой магнит с осью, направленной приблизительно с севера на юг. В северном полушарии все линии магнитного поля сходятся в точке, лежащей на 75°50' сев. широты и 96° зап. долготы. Эта точка называется южным магнитным' полюсом Земли ¹). В южном полушарии точка схождения линий магнитного поля лежит на 70°10' южн. широты и 150°45' вост. долготы; она называется северным магнитным полюсом Земли. Нужно заметить, что точки схождения ли­ний земного магнитного поля лежат не на самой поверхно­сти Земли, а под ней. Магнитные полюсы Земли, как мы видим, не совпадают с ее географическими полюсами. Магнитная ось Земли, т. е. прямая, проходящая через оба магнитных полюса Земли, не проходит через ее центр и, таким образом, не является земным диаметром.

^ 128.1. Уже очень давно, с XVI века, известно, что вертикально

• стоящие железные оконные решетки с течением времени намагни­чиваются. Объясните это явление. Какой вывод можно сделать из него относительно направления магнитной индукции земного магнитного поля? На каком конце вертикального прута — верхнем или нижнем — возникает северный полюс и на каком — южный?

2. В книге одного из первых исследователей земного магне­тизма Гильберта описан следующий опыт. Если бить молотком по железной полосе, расположенной с севера на юг, то полоса намагнитится. Объясните это явление. Укажите, как будут рас­положены северный и южный полюсы на намагнитившейся таким образом полосе.

3. Самопроизвольное намагничивайте железных предметов в магнитном поле ЗемлТИ было использовано для устройства магнит­ных мин, которые устанавливаются на некоторой глубине под поверхностью воды и взрываются nph прохождении над ними ко­рабля. Механизм, заставляющий мину всплывать и взрываться, приходит в действие, когда магнитная стрелка, вращающаяся вокруг горизонтальной оси, поворачивается под влиянием магнит­ного поля проходящего над миной железного корабля, который всегда оказывается самопроизвольно намагниченным (подобно железным решеткам в задаче 128.1). Для борьбы с магнитными ми­нами применяют два способа: магнитное траление этих мин и нейтрализацию магнитного поля корабля.

Первый способ заключается в том, что самолет, летящий низко над поверхностью моря, проносит цадэтим участком подве­шенный к нему на тросах сильный магнит. Иногда вместо этого опускают на поверхность воды на поплавках кабель в виде коль­ца и пропускают по этому кольцу ток. Под влиянием поля магнита или тока механизмы всех мин приходят в действие, и ми­ны взрываются, не причиняя вреда.

Второй способ состоит в том, что на корабле укрепляют петли из изолированного провода и по ним пропускают токи с таким рас­четом, чтобы магнитное поле этих токов было равно и противопо­ложно полю корабля (постоянного магнита). Оба поля, склады­ваясь, уничтожают друг друга, и корабль свободно проходит над магнитной миной, не приводя в действие ее механизма. Укажите, как должен быть направлен ток в петле, если она расположена горизонтально: по направлению часовой стрелки или против нее, если смотреть на палубу корабля сверху? Имеет ли значение на­правление тока в кабеле при первом способе?

2. На одну из чашек весов поставлен вертикально железный стержень, после чего весы уравновешены. В какую сторону нару­шится равновесие весов, если мы намагнитим этот стержень так, чтобы северный полюс его был внизу?

3. При подготовке полетов на Северный полюс много внима­ния уделяется обеспечению ориентации самолета вблизи полюса, так как там обыкновенные магнитные компасы работают очень плохо и практически непригодны. Почему это так?