高考考试网
当前位置: 首页 高考资讯

指南针是用什么原理建造的(指南针的原理是什么)

时间:2023-07-25 作者: 小编 阅读量: 3 栏目名: 高考资讯

所以有关地磁场起源的推测已有近400年的历史。根据“电磁感应”现象,这个推测指出了旋转的导电流体维持自激发电机的可能性,这是关于地磁场起源的自激发电机说的最早概念。这个过程类似于发电机,所以称为发电机机制。地磁场的磁力大概只有25-65微特斯拉,即一特斯拉的十万分之一。事实上火星的磁场大约在39亿年前就已经停止,这也进一步说明磁场和行星的内部结构没有直接关系。

如果我们叫一位不了解地球磁场的人说出指南针运行的原理,他一定会云里雾里,把其看做是神秘力量的缩影,满脑子都是玄学的解释。事实上把这个问题发散一下,更进一步,那么地球的磁场又是来源于何处呢?相信许多喜欢科学的读者都有“打破沙锅问到底”的精神,就让我们一起来看看吧。

指南针,在中国古代叫做司南。其主要组成部分是一根放在轴上的磁针,磁针在天然地磁场的作用下可以自由转动并且保持在磁子午线的切线方向上,磁针的北极可以指向地理的北极,利用这一性能人类可以辨别方向。

地球是一个大磁体。地球的两个极分别在接近地理南极和地理北极的地方。地球表面的磁体,当可以自由转动时,就会因磁体同性相斥、异性相吸的性质指示南北。古人其实很早就发现了这种现象,但是最开始却没有将地球想象成一块磁铁。

地球磁场的概念最初来自于英国的吉伯在1600年提出的“地球是一个巨大的磁石”。所以有关地磁场起源的推测已有近400年的历史。由于地磁场好似一个近似沿自转轴方向均匀磁化的球体磁场。“永久磁石说”就成为地磁场成因最早与最自然的猜测。

而物理学家认为地核很可能是由铁、镍等天然的强磁性物质组成的,所以“地球是个大磁石”的猜测看似得到了支持。但其实地球内部的温度远超过铁的居里点(与温度相关的磁性转变点),所以这个假说难以成立。

同时期出现的另一个推测是“自激发电机说”。由拉莫尔在1919年首先提出。根据“电磁感应”现象,这个推测指出了旋转的导电流体维持自激发电机的可能性,这是关于地磁场起源的自激发电机说的最早概念。

“自激发电机说”在40年代末和50年代初由埃尔萨塞 、帕克和布拉德等人完成了较为系统详实的论述,它被称为埃尔萨塞-帕克模型和布拉德过程。随着现代大型计算机的应用,使更复杂的磁流体动力学的计算成为现实。

有专家认为“发电机机制”的主要原理是基于地球的内部结构,也就是地球的核心里面有高温的导电流体,地核的冷却主要是靠和地幔的对流,这样就产生了运动的导电。

假如地球内部一开始有微弱的“种子”磁场(局部的微弱电流可以产生局部的微弱磁场),导电的流体随着地球的转动就会和“种子”磁场作用,类似于通电的线圈在永久磁铁中的相对运动,根据法拉第电磁感应定律将会产生感应电流。

这个过程类似于发电机,所以称为发电机机制。而电流环又会产生磁场,最终就形成了地球的偶极磁场结构。由于这个过程需要局部微弱电流产生的“种子”磁场,所以这个推测也被称为“自激发发电机说”。

有各种现象表明这是现代解释地磁场最靠谱的假说,但现代科学又没有充分的证据证明地磁场就是这么产生的,所以地球磁场对于我们还真就和古人一样属于“玄学”了,至今也仍未获得圆满解决。

其实地磁场本身是很弱的,这很好理解,因为从来没听说过南北极能把飞机给扯下来。事实上飞机驾驶员也不会感到南北极周边会多出一股子吸力(物理不好的读者别和万有引力弄混了)。地磁场的磁力大概只有25-65微特斯拉,即一特斯拉的十万分之一。

“一特斯拉的十万分之一”是什么概念呢?研究员在物理实验中用的超导磁铁就可以达到3-8特斯拉,而之所以要用超导磁铁,那是因为需要太强的电流才能产生这么强的磁场。如果是用正常导体的话,由于导体的电阻不是零,导线会因为产生太多的热量而被熔化。

有读者一定会问,那是不是所有宇宙中的行星都拥有磁场呢?答案是不一定拥有。事实上火星的磁场大约在39亿年前就已经停止,这也进一步说明磁场和行星的内部结构没有直接关系。如果以后我们人类移民火星,想用指南针找路看来是不可能的了。

    推荐阅读
  • 讯飞翻译机2.0和3.0(讯飞AI翻译笔)

    讯飞AI翻译笔“双减”政策出台后,不报班、不刷题成为很多学生家长的选择,但同时如何保证孩子的学习成绩,给家长带来的新的考验比如需要勤学多练的英语课程,如果没有老师即时辅导,对成绩的影响还是比较大的,而家长一方面自己。

  • 生日短句写给自己(过生日写给自己的小句子)

    熬过一切,星光璀璨,生日快乐。想得少,睡得早,喜欢笑,祝自己又长大一岁。又长大一岁,身价不止翻了一倍。按时吃饭,按时长大,永远年轻,永远热泪盈眶。思念不能自已,痛苦不能自理,结果不能自取,幸福不能自予。祝自己生日快乐生活不能游戏人生,否则就会一事无成;生活不能没有游戏,否则就会单调无聊。祝自己生日快乐,愿天佑苍生岁月长安,愿自己和家人爱人能健康平安,愿自己能和所恋之人白头偕老,一切顺其天然就好。

  • 孩子走神发呆怎么回事 孩子走神发呆怎么办

    有神的发生原因有很多,比如有的小儿学习缺乏兴趣或者是智能不足,以及学习障碍,无法理解上课的内容,听力或视力出现问题,都可引起走神和发呆。

  • 藿香种子怎么种(藿香种子如何种)

    下面希望有你要的答案,我们一起来看看吧!藿香种子怎么种土壤:选择方便排灌、肥力中上的壤土或沙壤土种植,翻耕施好腐熟基肥。温度:气温在20-25度时,10天左右即可出苗,出苗后解开薄膜。

  • 如何清洗黑木耳(如何清洗黑木耳才干净)

    跟着小编一起来看一看吧!如何清洗黑木耳木耳需要在水中浸泡一段时间,再用自来水多冲洗几次,才能洗净木耳褶皱上藏匿的农药残留。冲泡一下后,用剪刀剪去黑木耳尾部的蒂,然后再放入清水中冲洗即可。

  • 无印良品适合买的东西(无印良品最值得买的10件单品)

    2)MUJI壁挂式架子这件壁挂式架子不仅能给沉闷的卧室带来一些亮点,而且还能增加收纳空间。肌肤护理1)MUJI净润卸妆油被身边的小姐妹强推的一款卸妆产品,亲测是好用的。3)MUJI修护舒缓乳液这些年,一直尝试着在用无印家的护肤产品,总体来说,保湿还不错,无印良品护肤品不再是无效护肤系列,hhh好啦,今天的分享就到这里啦,希望能够帮助到你哦!

  • 潮汕美食家常菜(潮汕特色美食了解一下)

    橄榄还有“开胃,下气,止泻”之功效。日常生活中,不少人爱将橄榄用于配菜,烹制出的菜肴别具风味,除了和味之外,还取其养胃之功效。橄榄的吃法有有好多种橄榄营养非常丰富,对人体健康有非常好的功效。鲜橄榄的果肉比较厚实,内面黄白而多汁液。干橄榄的果肉较薄,棕褐色或灰棕色和黄色,质坚韧,可与果核分离,内核性状与鲜者无异。橄榄可以直接生吃,洗干净之后直接吃就行。

  • 唐印多肉怎么养才能红(9月买来的多肉唐印)

    而且夏季温度比较高,属于唐印生长缓慢期,如果直接暴晒,容易出现挂掉的情况。不过给唐印施肥的时候,也需要注意一些,不要使用生肥,也不要使用浓肥,防止出现肥害烧根的情况。等到温度降到3~5度的时候,在搬到室内养护,防止唐印出现冻伤的情况。而且可以养在充足的阳光下,室内温度控制在5度以上,土壤干燥之后,在中午浇水,唐印在冬季也可以美美的。

  • 自制蓬松酥脆好油条手把手教给你(自制放心油条不用泡打粉)

    哈喽大家好我是老左,今天给大家分享一个油条非常简单好吃的做法,不用泡打粉不用膨松剂,各个蓬松酥脆。

  • 正宗小叶紫檀手串的特征(小叶紫檀手串鉴别)

    如今很多商家为了牟利,常常使用其他相似木料,来假冒小叶紫檀手串。小叶紫檀手串鉴别方法一:看重量小叶紫檀作为一种名贵木材,其密度是比较大的。我们在进行小叶紫檀手串的鉴别时,可以先看一看手串的重量。还有一些电商流行的仿冒小叶紫檀手串,则常常表面颜色深红,把玩一段时间之后就发黑,完全相应的质感。小叶紫檀手串鉴别方法三:看纹路和棕眼很多手串虽然乍一看十分形似小叶紫檀,但仔细观察就会发现纹路上的错位。