توجه : تمامی مطالب این سایت از سایت های دیگر جمع آوری شده است. در صورت مشاهده مطالب مغایر قوانین جمهوری اسلامی ایران یا عدم رضایت مدیر سایت مطالب کپی شده توسط ایدی موجود در بخش تماس با ما بالای سایت یا ساماندهی به ما اطلاع داده تا مطلب و سایت شما کاملا از لیست و سایت حذف شود. به امید ظهور مهدی (ع).

    حرکت قطب نما مربوط به کدام لایه زمین است

    1 بازدید

    حرکت قطب نما مربوط به کدام لایه زمین است را از سایت اسک 98 دریافت کنید.

    جهت یابی، جلسه دوم

    جهت یابی، جلسه دوم

    قطب های زمین و میدان مغناطیسی زمین

    اهداف: --------------------------------

    وسائل مورد نیاز: --------------------------------

    درس دوم:

    کره زمین و قطب های آن:

    کره زمین نه تنها دو، بلکه چندین قطب دارد. یک جفت آن قطب های شمال و جنوب جغرافیای هستند که محور چرخش زمین را مشخص می کنند. جفت دیگر قطب های شمال و جنوب مغناطیسی اند که محل آن ها وابسته به میدان مغناطیسی زمین است. هنگامی که شما از قطب نما استفاده می کنید عقربه آن در واقع قطب شمال مغناطیسی را نشان می دهد نه قطب شمال جغرافیایی.

    جابه جایی قطب ها:

    قطب ها مغناطیسی زمین ثابت نیستند و در یک چرخه یک روزه حرکتی نزدیک به 80 کیلومتر را دارا هستند. البته موقعیت واقعی قطب ها میانگین مجموع جابه جایی هایشان است که مقداری نزدیک به 40 کیلومتر در سال تغییر دارد. در 150 سال گذشته میزان حرکت قطب ها در حدود 1102 کیلومتر بوده است. می بینید که این حرکت به قدری کند هست که بتوان با کمک یک قطب نمایساده جهت قطب ها را تعیین کرد.

    قطب ها ی شمال و جنوب مغناطیسی همچنین می توانند با هم جابه جه شوند. دانشمندان زمان و چگونگی این جابه جایی را با بررسی تغییر شکل صخره های کف اقیانوس توضیح می دهند. این صخره ها اطلاعات میدان مغناطیسی زمین را همچون نوار کاست های مغناطیسی، به صورت خطوط در خود ثبت می کنند. آخرین باری که قطب های زمین جابه جا شده اند مربوط به 780 هزار سال پیش می شود و این رویداد در 330 میلیون سال گذشته در حدود 400 بار رخ داده است!

    اطلاعات ثبت شده از میدان مغناطیسی زمین همچنین حاکی از آن است که میدان مغناطیسی زمین در طی 150 سال گذشته در حدود 10% ضعیف شده است. برخی دانشمندان بر این عقیده اند که این امر می تواند نشانه ای از یک تغییر در حال وقوع باشد.

    اما منشا تمامی این تغییرات میدان مغناطیسی، ساختار فیزیکی کره زمین است. هسته داخلی این سیاره از آهن جامداست. اطراف این هسته جامد را هسته خارجی مذابی احاطه کرده است. لایه خارجی بعدی که گوشته نام دارد و با آنکه جامد است اما همچون پلاستیک نرم و انعطاف پذیر است. در پایان هم لایه ای است که هر روز آن را می بینیم و با آن سر و کار داریم که به آن پوسته گفته می شود.

    همانطور که در بالا گفته شد مرکز کره زمین مملو از آهن یونیزه است که به معنای باردار بودن آن می باشد. همچنین شعاع این ماده در حدود 50% از شعاع کره زمین می باشد. با چرخش کره زمین حول محورش، هسته داخلی که جامد است با سرعتی مشابه چرخش دارد اما سرعت چرخش برای هسته خارجی که مایع است متفاوت می باشد. این هسته مذاب آهنی بر روی هسته خارجی حرکتی ناهمگن دارد. این حرکت نوعی جریان و هدایت الکتریکی را برای الکترون های آزاد این سیال ایجاد کرده و به این ترتیب هسته زمین همچون یک آهنربای الکتریکی غول آسا عمل خواهد کرد.

    همچنین تغییراتی که در شدت و جهت میدان مغناطیسیزمین مشاهده می شود نیز ناشی از همین جریان ناهمگن هسته مذاب است. به گفته ای تغییر محل قطب ها مغناطیسی وابسته است به تغییر جهت جریان این مواد. البته اینکه دقیقاً چگونه این موضوع بر روی تغییرات میدان تاثیر دارد هنوز بر دانشمندان آشکار نشده است! اما چیزی که مشخص است این است که ما همگونی های هسته به ویژه هنگامی که در مرز مشترک با گوشته قرار می گیرد همانطوری که موجب تغییراتی بر روی پوسته از جمله زمین لرزه های غول آسا می شود، عامل تغییرات میدان مغناطیسی زمین نیز هستند.

    میدان مغناطیسی زمین:

    البته تعجب نکنید! با کمی دقت متوجه می شوید که به همین دلیل است که قطب شمالی عقربه آهنربا(که معمولا به رنگ قرمز است) جهت شمال جغرافیایی را به ما نشان می دهد. چون همانطور که از قوانین آهنربا ها می دانیم این قطب های ناهمنام هستند که همدیگر را جذب می کنند و عقربه قرمز قطب نما در واقع جذب قطب جنوب مغناطیسی که همان شمال جغرافیایی است، می شود!

    اندازه میدان مغناطیسی زمین چقدر است؟

    میدان مغناطیسی زمین از هسته زمینمنشا گرفته و در فضای اطراف زمین در فضا منتشر می شود و این گسترش تا محدوده طوفان های خورشیدی (جریانی از ذرات پر انرژی که از خورشید منتشر می شوند) در فضای اطراف ادامه دارد.

    اندازه این میدان در سطح زمین از 25/0 تا 65/0 گاوس (25 تا 65 میکرو تسلا) تغییر می کند.برای آنکه از اندازه این میدان احساس واقعی پیدا کنید به جدول زیر که مربوط به اندازه میدان مغناطیسیهای مختلف است توجه کنید.

    به ناحیه ای از فضا که میدان مغناطیسی زمین در خارج از جو در آن ادامه دارد magnetosphere گفته می شود. این لایه در واقع نقش یک لایه محافظ را در برابر اشعه های مضر کیهانی ایفا می کند.

    تکلیف: ----------------

    محل بازدید/ اردو/ خرید: ------------------

    منابع مطالعه: اگر علاقمند به دانستن اطلاعات بیشتری درباره میدان مغناطیسیزمین هستید، سری به لینک های زیر بزنید! می توانید نتایج آموخته هایتان را به صورت اسلاید در کلاس برای دوستانتان ارائه دهید.

    شمال و جنوب مغناطیسی

    تعریف میدان مغناطیسی

    شفق قطبی

    مطالب مرتبط:

    جهت یابی، جلسه اول

    جهت یابی، جلسه دوم

    جهت یابی، جلسه سوم

    جهت یابی، جلسه چهارم

    جهت یابی، جلسه پنجم

    منبع مطلب : article.tebyan.net

    مدیر محترم سایت article.tebyan.net لطفا اعلامیه سیاه بالای سایت را مطالعه کنید.

    چطور قطب‌نما کار می‌کند؟

    چطور قطب‌نما کار می‌کند؟

    قطب‌نما مدت‌ها پیش از ابداع ماهواره‌های GPS و دیگر تکنولوژی‌های پیشرفته موقعیت‌یابی، راهکاری ساده و دقیق برای جهت‌یابی در موقعیت‌های دشوار جغرافیایی به‌شمار می‌رفت. امروزه نیز این ابزار که شاید از نظر بسیاری کاملا ابتدایی به شمار‌ رود،‌در موقعیت‌هایی که هیچ‌نوع دسترسی یه انواع تکنولوژی‌ها وجود ندارد می‌تواند انسان‌ها را از بحران برهاند.

    قطب‌نما با وجود کارایی بسیار دقیق و موثرش ساختاری بسیار ساده دارد. یک قطب‌نمای مغناطیسی برخلاف قطب‌نمای ژیروسکوپی شامل آهن‌ربایی کوچک و سبک‌وزن است که روی سطح محوری بدون اصطکاک به صورت متوازن قرار گرفته‌است. این آهن ربا معمولا سوزن نامیده شده و یک سر آن با حرف N به معنی شمال نشانه‌گذاری شده و یا با رنگی متفاوت رنگ‌آمیزی شده‌است. این تمامی آن چیزی است که در ظاهر یک قطب‌نما می‌توان دید.

    میدان مغناطیسی زمین

    اما عملکرد قطب‌نما بر پدیده‌ای جالب‌تر متکی است. درصورتی که زمین را محفظه‌ای تصور کرد که درونش آهن‌ربایی میله‌ای و غول‌پیکر مخفی شده، برای اینکه سر شمالی عقربه قطب‌نما جهت شمال را نمایش دهد باید اینگونه تصور کرد که قطب جنوب آهن‌ربای مدفون در زمین به سوی شمال قرار گرفته‌است. به این شکل با استفاده از قانون جذب قطب‌های مخالف آهن‌ربا می‌توان عملکرد قطب‌نما را توجیه کرد، به بیانی دیگر سر شمالی عقربه قطب‌نما جذب سر جنوبی آهن‌ربای مخفی در زمین شده و به این شکل ابزار می‌تواند قطب شمال را نمایش دهد.

    برای افزودن جزئیات بیشتر، بهتر است بدانید که آهن ربای میله‌ای درون زمین دقیقا روی محور چرخشی زمین قرار نگرفته‌است و کمی از مرکز منحرف شده‌است. این انحراف میل نامیده شده و بیشتر نقشه‌های دقیق از مناطق مختلف این میل به انحراف از مرکز را نمایش می‌دهند.

    میدان مغناطیسی زمین در سطح چندان قدرتمند نیست، زیرا زمین قطری برابر 12 هزار و 784 کیلومتر دارد از این رو میدان مغناطیسی زمین برای اینکه بتواند روی عملکرد یک قطب‌نما روی سطح زمین اثر بگذارد باید مسافت طولانی را سفر کند. از همین رو است که عقربه قطب‌نما باید بسیار سبک‌وزن و سوار بر سطحی بدون اصطکاک باشد،‌در غیر این صورت میدان مغناطیسی زمین توان حرکت دادن آن را نخواهد داشت.

    مثال آهن‌ربای میله‌ای تنها به این دلیل مطرح شد که عملکرد ساده قطب‌نما توضیح داده‌شود، اما عامل اصلی که عقربه قطب‌نما را به حرکت درمی‌آورد این آهن‌ربای خیالی نیست. هنوز به شکل دقیق مشخص نیست درون زمین چه اتفاقی می‌افتد که عقربه قطب‌نما روی زمین به حرکت در‌می‌آید،‌ اما نظریه‌هایی در این زمینه وجود دارند که شاید بتوانند این رویداد را بهتر توجیه کنند.

    هسته زمین شامل مقدار زیادی آهن مذاب است،‌ اما در اعماق این هسته فشار به حدی زیاد است که این آهن مذاب به کریستالی منجمد تبدیل می‌شود. انتقال گرمای ناشی از تشعشعات هسته در کنار چرخش زمین منجر به حرکت آهن مذاب در مسیری چرخشی می‌شود. گفته می شود این نیروهای چرخشی درون آهن مذاب نیروهای مغناطیسی ضعیفی را در اطراف محورهای چرخش ایجاد می‌کنند.

    از این رو گفته می‌شود به دلیل ضعیف‌بودن میدان مغناطیسی زمین در سطح این سیاره،‌ قطب‌نما چیزی نیست به‌جز یک ردیاب میدان‌های مغناطیسی بسیار ضعیف که هرچیزی می‌تواند مولد آن باشد، و از این رو است که می‌توان از این ابزار برای ردیابی میدان‌های مغناطیسی کوچک ایجاد شده توسط سیم پیچ‌ها نیز استفاده کرد.

    قطب‌نمای ژیروسکوپی

    استفاده از قطب‌نماهای مغناطیسی در فضاهای درحال حرکتی مانند کشتی‌ها و هواپیماها می‌توانند دردسرساز شوند، زیرا این ابزار باید در سطحی کاملا صاف مورد استفاده قرار بگیرد و ایجاد کوچکترین زاویه در سطح باعث می‌شود قطب‌نما خود را با زاویه جدید منطبق ساخته و اطلاعات جدیدی نمایش دهد که شاید نادرست باشد. از این رو بیشتر کشتی‌ها و هواپیماها به قطب‌نماهای ژیروسکوپی مجهز هستند.

    ژیروسکوپ یا جهت‌نما می‌تواند باوجود حرکت نیز زاویه و جهت را با دقت نمایش دهد،‌ این‌کار به واسطه موتوری که درون قطب‌نمای ژیروسکوپی قرار گرفته و ژیروسکوپ را فعال نگه‌ می‌دارد انجام می‌گیرد،‌ به این شکل این ابزار را به هر سویی که حرکت دهید، عقربه آن همواره با دقتی بالا شمال را نشان خواهد داد و می‌تواند متناسب با حرکت‌های موجود خود را با جهت شمال انطباق دهد.

    منبع مطلب : www.hamshahrionline.ir

    مدیر محترم سایت www.hamshahrionline.ir لطفا اعلامیه سیاه بالای سایت را مطالعه کنید.

    جواب کاربران در نظرات پایین سایت

    مهدی : نمیدونم, کاش دوستان در نظرات جواب رو بفرستن.

    میخواهید جواب یا ادامه مطلب را ببینید ؟
    ناشناس 11 ماه قبل
    1

    حرکت قطب نما مربوط به کدام یک از لایه های زمین است؟همین جواب

    -1
    محمد 14 روز قبل

    حرکت عقربه ای قطبنماتحت تاثیر کدام لایه ی زمین است؟

    مهدی 1 سال قبل
    1

    نمیدونم, کاش دوستان در نظرات جواب رو بفرستن.

    برای ارسال نظر کلیک کنید