Жердің магнит өрісінің өзгерісі

Тапсырма: Жердің магнит өрісінің өзгерісі

Тапсырма мәтіні: Магнит өрісі - электрлі зарядталып, қозғалысқа түскен бөлшектердің өзара әсері сол өріс арқылы жүзеге асады. Жер магнитизмнің табиғаты жердің магнит өрісінің бір бөлігі 30% жердің қыртысы мен қабығындағы (мантиядағы) темір қосындыларының магниттелу есебінен, ал екінші бөлігі Жердің металл ядросындағы электр тогынан пайда болуынан болады деп есептесек. Жердің магнит өрісінің тәуліктік вариациялары зерттеу не үшін қажет? Магнит анамалиялары ненің салдарынан болады? Ионосфера электр өткізгіш қабат жер бетін неден қорғайды? Магнит дауылдары неден туындайды және жер бетіне қаншалықты зиян әсерін тигізеді? Жердің магнит өрісі болмаса не болар еді? Магнит өрісінің тұрмыста, техникада қолданыстарын көрсет.
а) Зертеу жұмысын жүргізу үшін трек сөзді анықта
ә) Керекті мағлұматтарды іздеп, топтастырып жинақтаңыз
б) Анализ және синтез жасаңыз
в) Зерттеу жұмысын үлгімен салыстыр
г) Қорытынды жаса.
Қор көзі:

Жақыннан әсер ету теориясы бойынша өткізгіштердің біреуіндегі ток басқа токқа тікелей әсер ете алмайды. Қозғалмай тұрған электр зарядтарын айнала қоршаған кеңістікте электр өрісі пайда болатыны сияқты, токтың айналасындағы кеңістікте магнит өрісі пайда болады.
Өткізгіштердің біріндегі электр тогы өз маңында екінші өткізгіштегі токқа әсер ететін магнит өрісін тудырады. Ал екінші ток тудырған магнит өрісі бірінші токқа әсер етеді.
Магнит өрісі дегеніміз материяның бір түрі. Магнит өрісінің тәжірибе жүзінде тағайындалған негізгі қасиеттері мыналар:
1. Магнит өрісін электр тогы (қозғалысқа түскен зарядтар) тудырады.
2. Магнит өрісі электр тогына (қозғалысқа түскен зарядтарға) тигізетін әсерден барып байқалады.
Магнит өрісі, электр өрісі сияқты, бізге тәуелсіз, біздің ол туралы білуімізге тәуелсіз нақтылы бар екені ақиқат.
М. Н. Алексеев «Физикаға құмар өренге...»

Ежелгі шежіреде бұдан 4000жыл бұрын Қытайда магнит ұғымы жөнінде жазылған. Кейінірек оны магнитті суда жүзіп келе жатқан қамыстарға орнатып индиялықтар, арабтар, гректер пайдалана бастаған.
ХІV ғасырдың бас кезінде италян Флавий Джойя шкалалы компасты қолдануға ұсынды. Христофор Колумб магнит бұрылуының тұрақты болып қалмайтындығын, географиялық координаталардың өзгеруімен байланысты өзгеретіндігін ашты. Жердің магнит өрісін қайта зерттеуге түрткі болды. 1544 жылы неміс Г. Гратман магнит еңкейуін ашты. Магнит еңкеюі деп, Жердің магнит өрісінің әсерінен магнит тілінің горизонталь жазықтықтан жоғары төмен бұрылатын бұрышын айтады. Ағылшын В. Гильберт 1600 жылы жарық көрген өзінің «Магнит хақында» деген кітабында, магнит рудасынан жасалған шармен және кішкентай темір тілмен жасалған тәжірибесін баяндаған. Ұзақ уақыт бойы адамдар магнит тіліне Темірқазық жұлдызының тарту күші әсер етеді деп түсінген. Гильберт жердің өзі үлкен магнит қортындыға келді. Магнит өрісі бірте - бірте өзгереді (ғасырлық өзгеріс), оның тәуліктік өзгерісі де бар. М. В. Ломоносов 1759жылғы «Теңіз жолының үлкен дәлдігі...» деген баяндамасында жер магнетизімін зерттеу үшін үнемі магниттік бақылаулар жүргізіп отыратын тұрақты пункттер (обсерваториялар) жүйесін ұйымдастырудың керектігін айтты. 1785 жылы француз физигі Ш. Кулонның еңбегі жарық көрді, ол Жерді магнит өрісін толық өлшеуде, бағытын ғана емес, оның күшінің сан мәнін де анықтауда бастама болды.
Жердің магнит өрісінің өзгеруін зерттеуді магнитологтар өте сезгіш прибор – вариометрдің көмегімен жүргізді. Кейбір заттар, мысалы мыс, алтын, қаратікен тұз т. б магнит өрісінің әсерінен сол өріске қарама - қарсы магниттеледі. Ондай заттардың кендері Жердің магнит өрісін нашарлатады, яғни теріс магниттік анамалия тудырады.
Магнит тілінің тербелістері көп болғанда күннен - күнге 15 - 20мин ауытқиды. Жердің магнит өрісінің тәуліктік вариациялары деп атайды. Жердің магнит өрісінің тәуліктік вариациялары Күннің сәуле шығару әсерінен болады.
Жердің магнит өрісінің бітіп және космос кеңістігі магнит өрісінің басталатын шекарасы жерден 150 - 200 мың км алыста.
Жердің магнит өрісінің тәуліктік өзгерісі географиялық ендікке және жыл мезгіліне байланысты, өйткені олар Жер бетіндегі берілген нүктемен салыстырғанда Күннің қалай орналасатындығына қарай анықталады.
Магнит тілі үнемі тыныш тұра бермейді, аздап тербеліп тұрады. Кейбір күндері ол «толқып тұрады»: кенеттен және абайсызда дір ете қалады да, бір мезет тыныштала қалады, сонан градусқа жетеді. Осылайша бірнеше сағатқа, кейде бірнеше күнге созылады! Магнтологтар ондай күндерді ұйытқу немесе дауылдар күндері деп аталады. Магнит дауылдары үлкен зиян келтірді; олар радиобайланыс, электр байланыс желілеріне күшті әсер етеді.

«Физика в школе» 1990, №6
Жер бетіндегі магнит өрісі 1млн жылда өзгереді. Бұл процесті бақылау қиынға түседі. Филипин аралдарындағы теңіз астындағы қалдықтарды зерттеуде 700мың жыл бұрын жердің магнит өрісі үш мәрте өз бағытын ауыстырғанын және ол үш ғасырға ғана созылғанын көрсетіп отыр. Американдық ғалымдардың пайымдауынша 3мың км жер астында ядро мен мантия арасында темір қоспаларының үлкен қоры бар. Осыған байланысты жер бетіндегі магнит өрісі мен жер асты магнит өрістерінің салдарынан магнит өрісінің өзгеру бағытына әсер етеді.
Басқа зертеушілердің пайымынша жерге түскен метеориттер жердің магнит өрісін ауытқуына әкеледі....
Күннің шығарған сәулелерінің бір бөлігі ультракүлгін сәуле. Атмосфераның жоғарғы қабаттарына өткен кезде ультракүлгін сәуле оны иондайды, соның салдарынан Жер бетінен100км биіктікте электр өткізгіш қабат - ионосфера пайда болады. Күн мен Айдың әсер етуінен ол қабатта, теңіздер мен мұхиттарда болатын тасу қозғалыстары сияқты қозғалыстар жасалады. Магнит өрісінде қозғалушы өткізгіштерде электр тогы пайда болатындықтан, геомагниттік өріс әсерінен ионосферада электр тогы пайда болады. Сонымен қатар электр тогының өзі де магнит өрісін тудырады. Ионосферадағы электр тогтарының магнит өрістері Жер бетіндегі магнит тілін үнемі тербеліп тұруға мәжбүр етеді.
Бұйым ішіндегі ақауды - қуысты немесе сызатты табу үшін магнит дефектоскопясы әдісімен анықтауға болады. Көп мөлшерде темірлерді тасымалдауға арналған магниттік крандар өндірісте үлкен сұранысқа ие. Магнит өрісі болат бұйымдарды дұрыс орналастырып салуға мысалы, шегелерді реттеп салғанда көмектеседі. Магнит подшипниктер конструкторладың арман етіп жүрген үйкеллісіз идеал подшипниктеріне жақын. «Сосьете де меканик магнетик» француз фирмасы жаңа технологиямен қондырғыларды магнитті подшипниктермен шығаруда үлкен сұранысқа ие. Магнит өрісі арқылы құбырларды жаман қоқыстардан тазартуға да болатынын білген жөн.

Оқушының зерттеу жұмысын жүргізуде алатын функционалдық оқу әрекеті
Тапсырманы орындау барысында оқушы:
1. Магнит өрісі қозғалыстағы зарядтардың әсерінен болатын;
2. Тапсырманың тірек сөзі «магнит өрісі», «жердің магнит өрісі» екенін;
3. Жер шарындағы магнит өрісі аспан әлемімен тікелей баланысты болатынын;
4. Магнит өрісінің қолданысы өндірісте көп екенін;
5. Магнит өрісінің көп болу салдарынан радиотолқындар, электромагниттік құрылғылардың ауытқуы болатынын;
6. Космостық бөлшектер атмосфераның ионизациясын күшейтіп, жердің магнит өрісін ауытқытады да магниттік дауыл, анамалиялардың себепкері болады;
7. Жердің магнит өрісінің өзгерісі (бағыты ) мыңдаған, миллиондаған жылдарда болатынын біледі.