Головна ⇒ 📌Плани-конспекти уроків по фізиці ⇒ Магнітне поле Землі

Магнітне поле Землі

2-й семестр

ЕЛЕКТРОМАГНІТНІ ЯВИЩА

3. Магнітне поле

Урок 2/39

Тема. Магнітне поле Землі

Мета уроку: пояснити походження магнітного поля Землі, ознайомити учнів з магнітними бурями й магнітними аномаліями.

Тип уроку: Урок вивчення нового матеріалу.

План уроку

Контроль знань	6 хв.	1. Якими властивостями володіють постійні магніти? 2. Що таке магнітне поле? 3. Що приймають за напрямок магнітного поля в даній точці? 4. Що розуміють під силовими лініями магнітного поля?
Демонстрації	10 хв.	1. Магнітне поле Землі. 2. Фрагменти відеофільму “Магнітні бурі й магнітні аномалії”
Вивчення нового матеріалу	23 хв.	1. Доведемо, що Земля має магнітне поле. 2. Магнітні бурі. 3. Магнітні аномалії. 4. Користь магнітного поля Землі
Закріплення вивченого матеріалу	6 хв.	Контрольні питання

ВИВЧЕННЯ НОВОГО МАТЕРІАЛУ

1. Доведемо, що Земля має магнітне поле

Орієнтація шматків залізної руди і постійних магнітів у напрямку з півдня на північ свідчить

про те, що наша планета Земля має магнітні властивості.

Наприкінці XVI століття англійський учений Вільям Гілберт зробив припущення: якщо “північний” кінець стрілки компаса вказує завжди на північ, значить, Земля є величезним магнітом. Поводження магнітів здавна представлялося людям загадковим, тому книга Гілберта “Про магніт, магнітні тіла і великий магніт – Земля” відразу стала популярною.

Північний полюс магніту притягується до південного полюса іншого магніту, отже, з того, що північний кінець магнітної стрілки вказує на північ, ми доходимо висновку, що поблизу Північного географічного полюса Землі знаходиться її південний магнітний полюс.

Північний же магнітний полюс Землі розташований поблизу її Південного географічного полюса.

Однак так було не завжди: розкопки, за якими можна простежити намагнічування копалин у різні геологічні епохи, свідчать, що магнітні полюси Землі рухаються. А колись Земля навіть була “намагнічена навпаки”.

Хоча земний магнетизм відкритий понад чотири століття тому, він дотепер залишається загадкою: учені висловлюють різні припущення про походження земного магнетизму, але єдиної думки вони поки не виробили.

2. Магнітні бурі

Ретельне вивчення магнітного поля Землі показало, що сили, які діють з боку магнітного полюса Землі на магнітну стрілку, можуть змінюватися як за модулем, так і за напрямком. Протягом доби магнітна стрілка робить невеликі коливання. Невеликі періодичні зміни магнітного поля Землі ми можемо спостерігати й протягом року. Але іноді трапляються й дуже різкі зміни магнітного поля Землі. Часом магнітне поле Землі сильно спотворюється, що було виявлено шляхом спостерігання за магнітною стрілкою (вона дуже швидко переміщається і не вказує на північ) німецьким фізиком А. Гумбольдтом. Це явище називається магнітною бурею.

Помічено, що магнітні бурі спостерігаються одночасно з дуже сильними полярними сяйвами та зі збільшенням площі темних плям на Сонці. Темні плями на Сонці збільшуються з ростом сонячної активності, коли з поверхні Сонця в навколишній простір викидаються величезні потоки заряджених частинок. Ці частинки утворюють магнітне поле, що взаємодіє з магнітним полем Землі. У результаті магнітне поле Землі змінюється – починається магнітна буря.

Магнітні бурі не топлять кораблі, не мають руйнівної сили, але й не проходять безслідно. Вони порушують радіозв’язок, призводять до появи полярних сяйв; сприяють виникненню циклонів; негативно позначаються на самопочутті хворих, що страждають гіпертонією й серцево-судинними захворюваннями. Тому за станом геомагнітного поля постійно спостерігають і про його зміну повідомляють у прогнозах погоди.

3. Магнітні аномалії

На земній поверхні зустрічаються місця, у яких дія магнітного поля помітно відрізняється від сусідніх. Такі області називаються областями магнітних аномалій. Розрізняють магнітні аномалії континентальні (площа 10-100 тис. км2, наприклад Східно-Сибірська), регіональні (1-10 тис. км2) і локальні (останні часто пов’язані із заляганням залізних руд, наприклад, Криворізька, Курська).

Причиною магнітних аномалій, як правило, є неглибокі підземні поклади магнітної залізної руди. Вивчення магнітної аномалії може дати цінну інформацію про обсяг і розташування цих покладів. Добре відома Курська магнітна аномалія, відкрита за допомогою компаса, стрілка якого в цьому районі “поводилася” дуже незвичайно.

4. Користь магнітного поля Землі

Однією з особливостей нашої планети є її магнітне поле. Ми не будемо обговорювати досить складне питання про причини його наявності, але підкреслимо, що воно є однією з необхідних умов існування життя на нашій планеті. Усі живі істоти Землі мільйони років еволюціонували саме в умовах магнітного поля і без нього існувати не можуть.

Канадський учений Я. Крейн досліджував живі організми, що знаходилися в спеціальній камері з меншим, ніж земне, магнітним полем. Після 72-годинного перебування в таких умовах різко (у 15 разів) зменшувалася здатність бактерій до розмноження, знижувалася нейромоторна активність птахів, у мишей прискорювався обмін речовин. У випадку більш тривалого перебування в умовах ослабленого магнітного поля в тканинах виникали необоротні зміни і розвивалася безплідність.

Крім того, магнітне поле Землі оточує нашу планету і захищає її від потужного потоку електрично заряджених частинок (сонячного вітру). Якби на Землі не було магнітного поля, то життя в тій формі, що існує зараз, було б просто неможливим.

Магнітне поле допомагає визначити місце свого перебування мандрівникам (і не тільки їм). Доведено, що риби та птахи під час своїх міграцій орієнтуються за магнітним полем Землі.

Навіть кішки в пошуках шляху додому орієнтуються за ним же.

Питання до учнів у ході викладу нового матеріалу

– На підставі яких дослідів і спостережень можна зробити висновок про існування в Землі магнітного поля?

– Де знаходяться магнітні полюси Землі і чим це підтверджується?

– Як спрямована стрілка компаса поблизу магнітних полюсів?

– Чим пояснити, що магнітна стрілка встановлюється в даному місці Землі у визначеному напрямку?

ЗАКРІПЛЕННЯ ВИВЧЕНОГО МАТЕРІАЛУ

1. У якому місці Землі магнітна стрілка обома полюсами показує на південь?

2. Чому сталеві віконні грати з часом намагнічуються?

3. Чому науково-дослідні кораблі для вивчення магнітного поля Землі будують не зі сталі, а з дерева, а для кріплення деталей корабля використовують шурупи з латуні й бронзи?

4. При підготовці польотів на Північний полюс значна увага приділялася забезпеченню правильної орієнтації літака поблизу полюса, тому що там звичайні магнітні компаси можуть давати похибку й практично непридатні. Чому?

Домашнє завдання

1. Підр.: § 25.

2. Зб.:

Рів1 – № 12.6; 12.7; 12.8; 12.9; 12.10.

Рів2 – № 12.19; 12.22; 12.23; 12.24, 12.25.

Рів3 – № 12.31, 12.32; 12.33; 12.34; 12.35.