Содержание
Содержание 1
Часть VI. Магнитное поле 3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ НАПРЯЖЕННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ 3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО ЗАРЯДА ЭЛЕКТРОНА МЕТОДОМ ФОКУСИРОВКИ ЭЛЕКТРОННОГО ПУЧКА МАГНИТНЫМ ПОЛЕМ 7
СНЯТИЕ КРИВОЙ НАМАГНИЧИВАНИЯ ЖЕЛЕЗА. 15
Часть VIII. Волновая оптика 23
ОпределениЕ фокусного расстояния 23
собирающей и рассеивающей линз 23
ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ РАСТВОРА ПРИ ПОМОЩИ 30
ФОТОМЕТРА ПУЛЬФРИХА И ФОТОЭЛЕКТРОКОЛОРИМЕТРА 30
ФЭК-56 30
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЯ ПРЕЛОМЛЕНИЯ И 40
ДИСПЕРСИИ ЖИДКОСТИ РЕФРАКТОМЕТРОМ ИРФ-23 40
ИЗУЧЕНИЕ СПЕКТРОВ ИЗЛУЧЕНИЯ ПРИ ПОМОЩИ МОНОХРОМАТОРА УМ-2 54
63
Изучение характеристик спектральной призмы 63
с помощью гониометра 63
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИН ВОЛН С ПОМОЩЬЮ ОТРАЖАТЕЛЬНОЙ ДИФРАКЦИОННОЙ РЕШЕТКИ 72
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО ВРАЩЕНИЯ И КОНЦЕНТРАЦИИ 79
ОПТИЧЕСКИ АКТИВНОГО РАСТВОРА ПРИ ПОМОЩИ ПОЛЯРИМЕТРА 79
ИЗУЧЕНИЕ ДИФРАКЦИИ СВЕТА ОТ УЗКОЙ ЩЕЛИ 96
Часть IX. Квантовая оптика 108
ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОСТОЯННОЙ СТЕФАНА-БОЛЬЦМАНА С ПОМОЩЬЮ ОПТИЧЕСКОГО ПИРОМЕТРА 108
ИЗУЧЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ФОТОЭЛЕМЕНТА 117
Часть X. Квантовая механика и ядерная физика 132
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДЛИНЫ ВОЛНЫ ОПТИЧЕСКОГО 132
КВАНТОВОГО ГНЕРАТОРА С ПОМОЩЬЮ ЯВЛЕНИЯ ДИФРАКЦИИ 132
ИССЛЕДОВАНИЕ проникающей способности β-частиц и Определение их максимальной энергии 143
Приложения 153
ИЗМЕРЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН 153
ЕДИНИЦЫ ИЗМЕРЕНИЯ И РАЗМЕРНОСТИ ФИЗИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН 180
КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ 194
ОБ ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРАХ 194
Часть VI. Магнитное поле
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ НАПРЯЖЕННОСТИ МАГНИТНОГО ПОЛЯ ЗЕМЛИ
Цель работы: освоить методику измерений с помощью тангенс-буссоли и определить горизонтальную составляющую напряженности магнитного поля Земли.
Приборы и принадлежности: специальное устройство – тангенс-буссоль, источник постоянного тока, амперметр, реостат, двойной переключатель.
Теоретическое введение
М
агнитное
поле Земли обнаруживается с помощью
магнитной стрелки, которая устанавливается
вдоль магнитных силовых линий. Согласно
одной из гипотез, магнитное поле Земли
обусловлено электрическими токами в
ядре планеты. Магнитные полюса Земли
не совпадают с ее географическими
полюсами: северный магнитный полюс
расположен на юге в Антарктиде, а южный
– на севере в Канаде. Земля представляет
собой магнитный диполь, ось которого
составляет с осью вращения Земли угол
11.
Пространство, занимаемое магнитным
полем Земли, называется магнитосферой.
Магнитосфера имеет сложное строение;
она сплюснута со стороны Солнца и
вытянута с противоположной стороны на
десятки тысяч километров. Наблюдаются
суточные, вековые изменения магнитного
поля, в том числе магнитные бури.
Напряженность магнитного поля вблизи
магнитных полюсов достигает приблизительно
50 А/м, а на экваторе 30 А/м. В некоторых
районах (так называемых районах магнитных
аномалий) напряженность резко возрастает;
например, в районе Курской магнитной
аномалии она достигает 150 А/м.
Магнитная
стрелка, подвешенная на нити, ориентируется
в магнитном поле Земли под некоторым
углом к горизонту (рис.1). Вектор
напряженности поля
Земли можно разложить на две составляющие:
вертикальную
и горизонтальную
.
Угол между вектором напряженности
и горизонталью называется углом
наклонения i.
Для нашей местности i
= 70.
Горизонтальную составляющую напряженности магнитного поля Земли можно определить с помощью тангенс-буссоли. Тангенс-буссоль состоит из нескольких витков проволоки, расположенных в вертикальной плоскости. В центре витков находится короткая магнитная стрелка, способная поворачиваться в горизонтальной плоскости. Отклонение магнитной стрелки отсчитывается по горизонтальному лимбу с помощью длинной легкой стрелки-указателя, скрепленной перпендикулярно с магнитной стрелкой.
П
еред
включением обмотки в цепь тангенс-буссоль
устанавливают в плоскости магнитного
меридиана Земли. Магнитная стрелка при
этом должна находиться в плоскости
витков буссоли, стрелка-указатель – на
нуле лимба. При пропускании тока по
обмотке возникает магнитное поле тока.
Его напряженность
перпендикулярна плоскости обмотки. На
рис. 2 показано сечение тангенс-буссоли
горизонтальной плоскостью. Направление
токов в витках обозначено условно
(точками и крестиками). Направление
вектора
связано с направлением тока в обмотке
по правилу правого винта. Модуль
напряженности магнитного поля тока в
центре кругового витка определяется
по формуле
, (1)
где I – сила тока, – количество витков, r – радиус витков.
Таким образом, на магнитную стрелку одновременно будут действовать два поля: поле Земли и поле тока. В результате стрелка отклонится от своего первоначального положения на некоторый угол и установится вдоль результирующего вектора (рис. 2). Из соотношения катетов прямоугольного треугольника находим модуль напряженности магнитного поля Земли:
Hg = Htctgα (2)
Подставив (1) в (2), получим расчетную формулу горизонтальной составляющей напряженности магнитного поля Земли:
. (3)