Từ trường trái đất

- La bàn TỪ TRƯỜNG TRÁI ĐẤT.
- Lịch sử la bàn bắt đầu từ hơn 1000 năm trước Công nguyên, lúc đó người Trung quốc khám phá ra nguyên tắc và dần dần phát triển thêm.
- Các sử sách Tây phương ghi lại là la bàn từ dùng kim nam châm được các nhà hàng hải Trung hoa dùng khoảng năm 1100 Tây lịch.
- Các thủy thủ Anh, theo học giả Alexander Neckam viết trong sách De Utensilibus (Về các dụng cụ) vào năm 1190, đã dùng la bàn từ trong khi đi biển.
- Người Arập bắt đầu dùng la bàn khoảng năm 1220 và khoảng năm 1250 thì người Viking đã biết dùng loại la bàn này.
- Do vậy, các tàu bè dùng la bàn từ thời xa xưa vẫn phải mang theo một viên đá nam châm loại tốt, để có thể nam châm hoá hay từ hóa kim la bàn khi cần và người ta đã biết đến sự từ hóa vào khoảng thế kỷ thứ 11.
- Trung Quốc được xem là nước đầu tiên dùng la bàn từ trong ngành hàng hải.
- Nhưng khi trời nhiều mây hoặc mưa thì không thể định hướng được và la bàn từ đã giúp giải quyết việc định hướng trong mọi hoàn cảnh thời tiết, kể cả việc định hướng của gió mậu dịch.
- La bàn từ là 1 trong 4 phát minh lớn nhất của Trung Hoa cổ đại.
- La bàn còn được gọi là kim chỉ nam (chứ ko phải kim chỉ Bắc) vì người Trung Quốc tạo ra la bàn nhằm mục đích mở rộng lãnh thổ về phía Nam, họ tô màu vào cực Nam của nam châm (chứ ko phải tô màu đỏ vào cực Bắc như người châu Âu), chỉ huy đoàn quân đi theo hướng của chiếc kim là đến nơi chiến đấu..
- Người Ả Rập học được cách dùng la bàn từ trong khi buôn bán với Trung Hoa.
- Sau đó la bàn từ được đem qua Tây Âu vào cuối thế kỷ thứ 12, rồi đến Bắc Âu vào thế kỷ thứ 13.
- Trong thời Đại Minh la bàn Trung Quốc được chú ý đưa vào sử dụng nhất bởi vị đô đốc và tướng quân nổi tiếng, Trịnh Hòa .
- Ông có khả năng sử dụng chiếc la bàn Trung Quốc này để xác định đường đi tới các vùng biển Ả rập Xê-út, Thái Lan, Đông Phi, và nhiều quốc gia nhỏ hơn khác.
- Nếu không có la bàn từ thì khó thể thực hiện được các chuyến viễn du này.
- Cấu tạo chiếc la bàn.
- Khi kim đã được độ từ hóa cần thiết, kim sẽ chỉ hướng Nam khi nằm trên một miếng gỗ nhỏ hay một cọng sậy, bềnh bồng trong nước - đó là la bàn đầu tiên.
- Lúc đầu mặt la bàn (còn gọi là Hoa gió, Compass Rose) được chia thành 32 khoảng, sau đó khắc theo vòng tròn thành 360 độ.
- Trên bộ, quân đội các nước dùng la bàn từ chính xác hơn, chia thành 6400 khắc.
- Ngành hàng không cũng dùng la bàn từ.
- Cho đến bây giờ, phần lớn các phi cơ trực thăng và một số phi cơ nhỏ vẫn còn được trang bị la bàn từ để làm khí cụ định hướng..
- La bàn thế kỉ 19.
- Khi sử dụng trong ngành hàng hải, la bàn từ được dùng để chỉ hướng đi.
- Ðược trang bị thêm dụng cụ đo hướng người ta dùng la bàn từ để đo hướng đối chiếu từ hai hay ba đối vật được xác định theo bản đồ hải hành (đỉnh hay mõm núi, đèn phao, hải đăng, các kiến trúc đặc biệt.
- La bàn với hoa gió và các phương chính, phương bàng.
- Trong thời cận đại, la bàn được gắn với hoa gió, có đường tim (lubber line đường tương ứng với trục theo chiều dài của con tàu) đặt trong bầu la bàn, mặt trên có kiếng trong và có đèn soi sáng.
- Bầu la bàn chứa một chất lỏng có mật độ (densité) rất gần với trọng lượng chung của hoa gió và kim nam châm để triệt tiêu sức dựa của phần này trên trục chịu.
- Bầu la bàn được treo trong hệ thống gimbals để lúc nào cũng giữ được mặt la bàn từ theo vị trí mặt phẳng.
- Ðài để đặt la bàn (pinnacle) thường được gắn rất vững chắc trên trục giữa theo chiều dài con tàu.
- Hai bên bầu la bàn từ có hai trái cầu tròn bằng kim loại và có thể xê dịch được.
- Người ta di chuyển hai trái cầu này trên giá của chúng để khử ảnh hưởng lên trên nam châm của la bàn do các kim loại trên tàu gây ra.
- Ngày nay người ta có thể điều chỉnh la bàn từ bằng cách so sánh các hướng đo bằng la bàn từ với hướng đo bằng la bàn điện..
- La bàn máy bay (trái), la bàn đi biển - hải bàn (phải) và la bàn quân sự (dưới).
- La kinh – la bàn phong thủy.
- Vì la bàn từ không cần đến một nguồn năng lượng bên ngoài., la bàn từ được dùng như là một khí cụ định hướng dự phòng hay để dùng trong trường hợp cấp cứu khi tàu bè mất điện.
- La bàn từ còn có thể được sử dụng bất cứ lúc nào, trong khi la bàn điện cần phải có một thời gian để con quay điện được khởi động và đạt đến vận tốc quay cố định.
- Và điểm đặc biệt nhất là la bàn từ có thể được chế tạo theo mọi cỡ lớn nhỏ, có thể cầm trong tay, hay gắn vào mặt sau của đồng hồ, vừa gọn, vừa nhẹ, và ai cũng có thể dùng được, không phải mất thời gian chỉ dẫn.
- Ngoài phát minh giấy và bánh xe có lẽ la bàn từ là phát minh được dùng, với ít nhiều cải tiến, lâu dài nhất.
- La bàn cảm ứng từ (Fluxgate Compass) La bàn là dụng cụ nhằm hỗ trợ con người xác định phương hướng trên biển.
- La bàn cảm ứng từ là một loại công cụ không thể xác định phương hướng một cách tự nhiên như la bàn từ.
- Công nghệ sử dụng trong la bàn cảm ứng từ là sử dụng điện từ trường.
- La bàn cảm ứng từ cũng giảm được sai số so với la bàn từ.
- Điểm khác biệt giữa hai loại này là, la bàn từ sử dụng kim la bàn để chỉ hướng còn la bàn cảm ứng từ không dùng kim mà hiển thị hướng trực tiếp.
- Dòng điện đi qua cuộn dây trong la bàn cảm ứng từ giúp nó nhận dạng hướng địa lý thực tế rồi hiển thị qua các thông số điện tử.
- Khi dòng điện đi qua cuộn dây, phần vật lõi hoạt động như một nam châm điện và cảm nhận hướng của các thành phần nằm ngang trên từ trường trái đất.
- Ưu điểm khác của la bàn cảm ứng từ hơn những loại la bàn khác là nó không phụ thuộc vào vị trí lắp đặt trên tàu.
- La bàn cảm ứng từ có thể chứng tỏ ưu điểm khi hoạt động trong những vùng biển động.
- Tuy nhiên, nhược điểm của việc có một la bàn điện trên tàu là nếu điện áp bị thiếu hụt thì thiết bị sẽ không hoạt động tin cậy bằng la bàn từ.
- Điểm quan trọng cần chú ý về la bàn điện là các bộ phận của nó cần phải được kiểm tra thường xuyên.
- Nếu có vấn đề với chỉ một bộ phận nhỏ của thiết bị thôi, thì hướng cho bởi la bàn sẽ gây ra rất nhiều rắc rối cho thuyền trưởng.
- Mặc dầu có những nhược điểm như thế, nhưng cũng không phủ nhận rằng la bàn cảm ứng từ là một trong những công cụ dẫn đường tốt nhất hiện nay trong nền công nghiệp hàng hải.
- Từ trường Trái đất..
- Từ trường Trái đất sinh ra do đâu, đây là một trong những bí ẩn vẫn còn là giả thiết.
- Đưa la bàn lại gần trái đất tí hon ông thấy trừ ở hai cực, còn ở mọi điểm trên quả cầu, kim la bàn đều chỉ hướng Nam Bắc..
- Năm 1940, một số nhà vật lý đã đưa ra giả thuyết "Đinamô" để giải thích nguồn gốc từ trường của trái đất.
- Theo thuyết này thì từ trường Trái đất chủ yếu được hình thành từ các dòng đối lưu trong chất lỏng của trái đất ở độ sâu trên 3000 km.
- Nếu trong nhân của trái đất có một " từ trường nguyên thuỷ " thì các dòng đối lưu trên sẽ có vai trò như một cuộn dây trong máy phát điện.
- Dòng điện nhờ đó được hình thành và chính nó đã tạo ra từ trường cho trái đất.
- Trục từ trường tạo với trục trái đất một góc 110.
- Xung quanh Trái đất tồn tại một từ trường mà vectơ cảm ứng từ ở mỗi địa điểm được xác định bằng một thành phần nằm ngang B0, độ từ khuynh I và độ từ thiên D.
- Khảo sát từ trường Trái đất, khảo sát từ cực bắc, Cực bắc....
- Những người cổ xưa không biết được sự khác nhau giữa từ cực bắc và bắc cực, họ chỉ nghĩ rằng kim của la bàn luôn luôn chỉ về hướng bắc.
- Về sau này những người thuỷ thủ lên tàu ra khơi xa và họ đã nhận thấy sự khác nhau này chắc hẳn bạn cũng có thể hình dung được nỗi băn khoăn thắc mắc của những người Scanđinavơ cổ khi họ chu du ở các biển bắc xung quanh Greenland và nhận thấy rằng ở một vài nơi kim la bàn lại chỉ về phương tây.
- Trong chuyến đi từ châu âu sang châu Mỹ năm 1942, Cri- xtốp Cô- lông ( Christophe Colomb) páht hiện kim la bàn đã không chỉ đúng về sao Bắc đẩu mà hơi lệch về phía Đông Bắc.
- Ông đã giải thích rằng vì sao Bắc Đẩu đang di chuyển vị trí nên kim la bàn hơi bị lệch khỏi phương bắc địa lí.
- Sau sự kiện này người ta bắt đầu để ý đến sự lệch khỏi phương Bắc – Nam của kim la bàn.
- Kinh tuyến từ là một khái niệm có tính quy ước: Đặt la bàn tại một điểm nào đó trên mặt đất và vẽ một đoạn thẳng đi qua điểm đặt la bàn sao cho kim la bàn nằm dọc theo một đoạn thẳng vừa vẽ thì đoạn thẳng được vẽ được hiểu là một đoạn của kinh tuyến từ đi qua điểm đang xét.
- D>0 Cực bắc của kim la bàn lệch sang phía đông.
- D<0 Cực bắc của kim la bàn lệch sang phía Tây.
- Độ từ thiên được đo bằng la bàn từ thiên.
- Dùng la bàn có một kim nam châm đạt nằm ngang, sao cho có thể quay tự do quanh một trục đứng.
- Độ từ khuynh tại một điểm trên bề mặt trái đất là góc giữa đường thẳng nằm ngang và hướng của từ trường trái đất..
- Có thể theo dõi cường độ từ trường, độ lệch từ thiên… qua trang web sau: http://magnetic-declination.com/ La bàn từ khuynh và hướng chỉ trong từ trường.
- La bàn đo được từ thiên và từ khuynh..
- Thành phần ngang của từ trường trái đất.
- Tính chất của từ trường trái đất.
- Tại một điểm xác định, từ trường trái đất biến thiên theo thời gian.
- Từ trường của trái đất thay đổi theo một thời gian dài có thể viết dưới dạng tổng hợp của hai thành phần: Địa từ trường trung bình và địa từ trường biến thiên.
- Địa từ trường trung bình.
- Địa từ trường trung bình thay đổi rất chậm qua hàng thế kỉ.
- Theo Braford, nguyên nhân là khi không có từ trường chính Nam - Bắc, lõi của Trái đất hình thành một từ trường thứ cấp, yếu hơn.
- Từ trường này có nhiều cực mini ở bề mặt.
- Chính dòng chất lỏng này, ở độ sâu cách mặt đất km, sinh ra từ trường.
- Địa từ trường biến thiên.
- Đó là hiệu giữa giá trị đo được và giá trị trung bình của địa từ trường.
- Dòng các ion này sinh ra thành phần biến thiên của địa từ trường và có đặc điểm.
- Thành phần này có giá trị khoảng vài phần trăm của địa từ trường.
- Bão từ hay còn gọi là bão địa từ trên Trái Đất là những thời kỳ mà kim la bàn dao động mạnh.
- Trường này ép lên từ trường Trái Đất làm cho từ trường nơi bị ép tăng lên.
- Khi từ trường Trái Đất tăng lên, từ thông sẽ biến thiên và sinh ra một dòng điện cảm ứng chống lại sự tăng từ trường của Trái Đất (theo định luật Lenz).
- Dòng điện cảm ứng này có thể đạt cường độ hàng triệu ampe chuyển động vòng quanh Trái Đất và gây ra một từ trường rất lớn tác dụng lên từ trường Trái Đất.
- Hiện tượng này tiếp diễn làm cho từ trường Trái Đất liên tục biến thiên và kim la bàn dao động mạnh.
- Ngược lại, nếu từ trường hướng về phía Nam, ngược với hướng từ trường bảo vệ của Trái Đất, các cơn bão địa từ mạnh sẽ ảnh hưởng trực tiếp tới Trái Đất.
- Tùy theo cấp cao hay thấp mà ảnh hưởng của nó lên từ trường Trái Đất gây ra bão từ nhiều hay ít.
- Ứng dụng của từ trường trái đất.
- Từ trường là lá chắn bảo vệ Trái đất khỏi các vụ nổ bức xạ nguy hiểm từ Mặt trời.
- Một số thiết bị từ trường chữa bệnh hiện nay 1.
- Máy tạo từ trường (dạng nam châm điện) 2.
- Khó cho học sinh hình dung ra được từ trường trái đất có dạng như thế nào, do tính trừu tượng cao..
- Nếu có thể dạy bằng trình chiếu là tốt nhất, nếu không ta có thể in ra các tranh ảnh về từ trường trái đất.