Fyzika v 23L

Magnetické pole Země

Na úvod prvních cvičení z fyziky ve třídě 23L SPŠST Panská jsme se žáky společně zopakovali základní parametry cívky a vlastnosti jí generovaného magnetického pole. Ujasnili jsme si výhody solenoidu pro vznik homogenního magnetického pole uvnitř jeho dutiny.

Poté jsme přešli k magnetickému poli Země, které se zejména v námořní navigaci používá téměř tisíc let ve spojení s kompasem. Postupně jsme se žáky diskutovali a ujasnili:

polohu magnetických pólů Země ve srovnání s geografickými póly;

tvar a orientaci magnetických indukčních čar magnetického pole Země;

výhody rozkladu vektoru magnetické indukce tohoto pole na horizontální a vertikální složku;

nutnost dávat pozor na použití kompasu na různých polokoulích Země;

metodu měření velikosti horizontální složky magnetické indukce magnetického pole Země.

Když jsme společně odvodili vztah pro výpočet hledané fyzikální veličiny, ve kterém vystupuje tangens azimutu, prozradil jsem žákům, že jsme právě odvodili činnost tzv. tangentové buzoly.

„Po teoretickém úvodu si zkusíte danou veličinu proměřit. Pro ten účel jsem vyrobil cívky, které v žádném případě nesplňují vlastnosti solenoidu, ale vztahy pro solenoid v jejich případě poskytují relevantní výsledky,“ říkám a ukazuji žákům cívky vyrobené ze seříznuté PET láhve, uvnitř nichž je vlepena přepážka z fólie. „Na tu přepážku lze položit kompas, vhodně natočit a s připojením cívky přes reostat nebo dělič napětí změnou elektrického proudu docílit změny výchylky kompasu.“

Žáci pak ve skupinách zadanou fyzikální veličinu proměří. Až na výjimky vychází všem rozumná hodnota, která je ve shodě s tabelovanými hodnotami.

Ano, v současné době, kdy mají žáci kompas vestavěn v jejich iVěcích, se může zdát toto měření zastaralé. Ale jednak poskytlo informace o magnetickém poli Země a způsobu jeho detekce, a jednak umožnilo s podomácku vyrobenou pomůckou změřit hodnotu fyzikální veličiny v řádu desítek mikrotesla.

Průběh měření zobrazují fotografie.

Autor fotografií:

Jaroslav Reichl