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: 7 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
  • 稀土资源是什么资源(稀土资源都含有什么)

    以下内容大家不妨参考一二希望能帮到您!世界自然资源主要包括矿产资源、土地资源、生物资源、水资源。稀土资源就是化学元素周期表中镧系元素—镧、铈、镨、钕、钷、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥,以及与镧系的15个元素密切相关的两个元素—钪和钇共17种元素,称为稀土元素,也叫稀土资源,简称稀土。

  • 地理中国播出时间(地理中国什么时候播出)

    跟着小编一起来看一看吧!地理中国播出时间《地理·中国》播出时间:每周一至周日17:27。《地理·中国》是由于胜春、陈志峰联合主持,中央电视台科教频道播出的科普类电视栏目。以地质科考为线索,以普及地理学知识为宗旨,介绍地质学的新发现、新成果、新探索,展示地质地貌的新、奇、特、美。栏目在带着观众感受大自然神奇魅力的同时,传播科学知识,并传播人与自然和谐共生、相互依存的理念。

  • 蜡笔小新最有趣的事(蜡笔小新配音怎么弄)

    首先,我们需要确认一下自己的声音是怎么样的,所以可以打开手机录音机功能录制一下,看看究竟和蜡笔小新的声音有哪些区别。尽量让自己的声音靠近蜡笔小新憨憨的音色,不断的模仿和练习。总而言之,想要有蜡笔小新的声音,那么就只有多模仿多练习,或者直接用工具来配音,都是可以的。

  • 临沂市有几家汽车客运站(临沂所有汽车站恢复客运服务)

    临沂市有几家汽车客运站临沂交运集团道路客运复班公告为充分满足广大人民群众的出行需求,经市交通运输局批准,自2020年3月5日起,临沂交运集团所属市区各汽车站及九县汽车站恢复客运服务。

  • 5U是什么意思啊(5U具体是什么意思啊)

    5U是什么意思啊其实U是一种表示服务器外部尺寸的单位,是unit的缩略语,详细尺寸由作为业界团体的美国电子工业协会决定。之所以要规定服务器的尺寸,是为了使服务器保持适当的尺寸以便放在铁质或铝质机架上。机架上有固定服务器的螺孔,将它与服务器的螺孔对好,用螺丝加以固定。由于宽为19英寸,所以有时也将满足这一规定的机架称为“19英寸机架”。厚度以4.445cm为基本单位。

  • 回南天被子防潮湿怎么保存(回南天安全防潮小妙招)

    ,现在小编就来说说关于回南天被子防潮湿怎么保存?早晚关窗当潮湿的“回南天”来袭,大家千万要记得紧闭家中的窗户,特别是关闭朝南和东南的窗户,不给窗外虎视眈眈的湿气任何潜入的机会。防潮的最重要时段是每天的早晨和晚上,这两段时间的空气湿度较午间更高,若不及时关上门窗,水汽将严重渗透至家居的每个角落。

  • 冷烫发软化技巧(如何在烫发的时候软化头发)

    冷烫发软化技巧判断发质:根据客人的发质选择是否需要调配药水,因为有的客人发质差我们需要在药水里面加少量的氨基酸,发质好的不需要加。如果是粗硬发质那则需要加热不然会很慢。如果头发能起小卷就说软化好了,如果头发要松开不起小卷说明还没到位。如果你是以为经验比较丰富的烫染设计师,那么摸头发也能感觉头发是否软化到位,摸头发是指摸头发感觉头发的软硬度。

  • 考生身份怎么填(考生身份填什么)

    接下来我们就一起去研究一下吧!考生身份怎么填考试考生类别:农民;事业单位工作人员,教师可以选择此项;国有企业工作人员;三资、民营等企业工作人员。私企工作人员可选择此项;自由职业者;应届毕业生;留学回国人员;待业人员;其他。考生身份是指考生进入考场考试的身份证明,它是判断某人能否参加考试的依据,例如参加高考要带上准考证、身份证等,这样才能证明你能作为考生进入考场考试。

  • 巴沙鱼跟龙利鱼哪个便宜(超市里买的龙利鱼其实都是巴沙鱼)

    巴沙鱼巴沙鱼与龙利鱼不同,它属于淡水鲇鱼的一种。市场上近九成的巴沙鱼来自东南亚国家,其中最典型的是越南。市售的巴沙鱼基本上都是冷冻鱼柳的状态,为了保鲜通常会在表面包上一层“冰衣”。有研究报道发现,巴沙鱼柳中磷酸盐的超标率达30%。也就是说,如果膳食中的磷摄入超标,会导致人体对钙的吸收降低。考虑到一些小伙伴,并不是专门购买的巴沙鱼,而是被商家误导,错把它当成了龙利鱼。

  • 怪物猎人崛起迅龙延髓怎么获得 怪物猎人崛起迅龙的延

    迅龙的延髓是迅龙武器必备的材料,获取难度极高,下面小编就带来怪物猎人崛起迅龙延髓获取方法,一起来看看吧。怪物猎人崛起迅龙延髓获取方法首先,想获取迅龙延髓只能剥取,不能捕获,捕获获得的几率极低。这个剥取是指挖尾巴12%,不过挖本体也有7%,比抓的概率高一点。不过还是要破损剥取才会额外加机率,所以最好的办法就是断尾外加活活打死。