Bài 35. Từ trường Trái Đất

BÀI 35:TỪ TRƯỜNG TRÁI ĐẤT
Ta đã biết một kim nam châm nhỏ ở gần một thanh nam châm hay một dòng điện;thì có lực từ tác dụng lên kim nam châm đó.Và khi đó ta nói xung quanh thanh nam châm hay xung quanh dòng điện có từ trường
Tương tự,khi ta đặt thanh nam châm ổn định thì nó luô chỉ hướng Bắc-Nam và ta nói xung quanh trái đất cũng có từ trường.
Trái đất là một khối nam châm khổng lồ với nhiều bí ẩn thú vị.Bây giờ ta cùng tìm hiểu những điều thú vị về nó.
Từ trường trái đất có từ đâu???


Hiện nay nguêyn nhân gây ra từ trường trái đất chưa có nguyên nhân rõ ràng.Có rất nhiều giả thiết được đưa ra.Có rất nhiều giả thiết được đưa ra nhưng chưa có giả thiết nào có cơ sở khoa học đáng tin cậy.Mặc dầu vậy hầu như tất cả các giả thiết đều cho rằng nguyên nhân gây ra từ trường trái đất là ở trong lòng trái đất.
Từ trường trái đất có từ đâu???
Năm 1600,nhà vật lý người Anh là W.Gillbert Vào năm 1600, nhà vật lí người Anh W. Gilbert đã đưa ra giả thuyết Trái Đất là một nam châm khổng lồ. Ông đã làm một quả cầu lớn bằng sắt nhiễm từ, gọi nó là "Trái Đất tí hon" và đặt các từ cực của nó ở các địa cực. 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. Hiện nay vẫn chưa có sự giải thích chi tiết và thỏa đáng về nguồn gốc từ tính của Trái Đất.
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. Sự khác biệt về nhiệt độ trong chất lỏng của trái đất đã làm xuất hiện các dòng đối lưu. 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. Tuy nhiên, thuyết vẫn còn một số điểm chưa rõ ràng. Trong quá trình hình thành từ trường trái đất, cần có "từ trường nguyên thuỷ", nhưng từ trường này được hình thành từ bao giờ và bằng cách nào? Đây là một trong những tồn tại chưa giải quyết được của các ngành khoa học về Trái Đất.
Gần đây, các nhà khoa học cho rằng ngoài từ trường chính của trái đất hình thành từ lõi ngoài chiếm 98%, còn có phần từ trường với nguồn gốc bên ngoài trái đất chiếm 2%, phần từ trường này lại hay biến đổi, là phần quan trọng gây ra những tác động đối với cơ thể sống.
1. Độ từ thiên.Độ từ khuynh
a.Độ từ thiên
Độ từ thiên D ở một nơi là góc hợp bởi kinh tuyến từ và kinh tuyến địa lý ở nơi đó(góc hợp bởi phương nằm ngang của thanh nam châm và phương Nam-Bắc địa lý)
Để xác định độ từ thiên ta dùng la bàn độ thiên.la bàn này được cấu tạo bởi một kim nam châm chuyển dộng quanh một trục thẳng đứng đi qua trọng tâm của kim,dùng để định phương Nam-Bắc từ tại một nơi(ngắm phương nam châm cân bằng trong mặt phẳng nằm ngang)
Độ từ thiên không những biến đổi theo không gian mà còn theo thời gian
b. Độ từ khuynh
Nếu treo một kim nam châm tại trọng tâm,thì thí nghiệm cho thấy kim nam châm không nằm ngang mà lại nằm theo một đường xiên góc.
=>góc hợp bởi kim nam châm của la bàn từ khuynh và mặt phẳng nằm ngang gọi là độ từ khuynh(hay góc từ khuynh),kí hiệu là I




Muốn đo từ khuynh ta dùng la bàn từ khuynh,La bàn này được cấu tạo bởi một kim nam châm,chuyển động dễ dàng quanh một trục đi qua trọng tâm.hai cực của kim chuyển động trên một đường tròn thẳng đứng đã chia ra góc độ.
LA BÀN
2.Các từ cực của Trái Đất
Trái đất có hai địa cực được gọi là bắc cực và nam cực.Ngoài ra nó còn có hai cực từ.
Cực bắc của kim la bàn hướng về phía Bắc cực,cực nam hướng về phía nam cực.điều đó nghĩa là chiều đường sức từ của trái đất là chiều nam-bắc.
Vì vậy,từ cực nằm ở nam bán cầu phải gọi là từ cực Bắc,còn từ cực nằm ở nam bán cầu phải gọi là từ cực nam.
Nhưng ngay từ đầu người ta lại gọi nhầm từ cực bắc bán cầu la từ cực bắc,từ cực nam bán cầu là từ cực nam.Ngày nay ta vẫn dùng cách gọi tên theo thói quen đó.
Một số hình ảnh về từ cực trái đất
BÃO TỪ
- Bão từ yếu là những cơn diễn ra trong khoảng thời gian ngắn. Có những cơn bão từ yếu chỉ kéo dài chừng vài ba giây.
Có hai loại bão từ: loại yếu và loại mạnh

- Bão từ mạnh là những cơn diễn ra trong khoảng thời gian dài khoảng hang chục giờ thậm chí khoảng vài ngày.
- Các cơn bão từ xây ra không tuân theo quy luật nào. Có năm chỉ có vài cơn bão từ, nhưng có năm có đến ba bốn chục cơn.
- Bão từ mạnh thường chỉ xuất hiện trong thời gian hoạt động của Mặt Trời
Bão từ hay còn gọi là bão địa từ trên Trái Đất là những thời kỳ mà kim la bàn dao động mạnh. Nguyên nhân gây ra bão từ là do dòng hạt mang điện phóng ra từ các vụ bùng nổ trên Mặt Trời (gió Mặt Trời) tác dụng lên các đường cảm ứng từ của Trái Đất. Trên một số hành tinh khác trong hệ Mặt Trời, nhất các hành tinh có từ quyển (như Sao Thổ) cũng có hiện tượng tương tự.

Các quá trình xảy ra bão từ

1.Các dòng hạt mang điện phóng ra từ Mặt Trời sinh ra một từ trường, có độ lớn vào khoảng 6.10-9 tesla
2.Từ trường này ép lên từ trường Trái Đất làm cho từ trường nơi bị ép tăng lên.
3. 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).
4.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.
5.Hiện tượng này tiếp diễn làm cho từ trường Trái Đất liên tục biến thiên và kim la bàn dao động mạnh.
Ảnh hưởng của bão từ
+Sức khỏe con người
+Kinh tế
+Khoa học công nghệ vũ trụ
KINH TẾ:


Điện lực: Khi bão từ xuất hiện sẽ tạo ra dòng điện tròn xung quanh Trái Đất. Dòng điện này tạo ra từ trường bổ sung vào từ trường Trái Đất, làm biến đổi rất mạnh từ trường này. Khi từ trường Trái Đất tăng lên, từ thông sẽ biến thiên và sinh ra dòng điện cảm ứng hàng triệu ampe đối nghịch với dòng điện trên mặt đất, gây tê liệt hệ thống điện.
Hàng không: gây nhiễu sóng vô tuyến làm cho máy không thể xác định được phương hướng và liên lạc với mặt đất nên tai nạn hàng không tăng lên
Bưu chính viễn thông: Làm hỏng vệ tin truyền hình gây gián đọan cho việc truyền tín hiệu của các trạm quan sát và những vệ tinh trong quỹ đạo Trái Đất
Sức khoẻ con người
Thời kỳ có bão từ là thời kỳ rất nguy hiểm cho người có bệnh tim mạch bởi vì từ trường ảnh hưởng rất mạnh đến hoạt động của các cơ quan trong hệ tuần hoàn của con người. Để đảm bảo sức khỏe, những người mắc bệnh tim mạch nên tránh hoạt động nhiều ngoài trời, nhất là những bệnh nhân đã được cấy máy tạo nhịp tim vĩnh viễn, uống đủ nước trong ngày để tránh hiện tượng máu cô đặc vì máu cô đặc sẽ càng làm cho cục máu đông hình thành dễ dàng hơn. Những bệnh nhân mắc bệnh mạch vành, bệnh động mạch cảnh... đang được dùng các loại thuốc chống đông máu, chống kết dính tiểu cầu như Aspirin, Plavix phải dùng thuốc đều đặn theo đúng chỉ dẫn của thầy thuốc và đặc biệt là không được quên uống thuốc trong những ngày này dù chỉ một lần.
Khoa học công nghệ
- Làm cho vệ tinh truyền thông bị hư hại, tất cả mọi dữ liệu quan trọng truyền về trái đất dều bị gián đọan, làm cho họat động tại vài thành phố lớn tê liệt hoàn toàn
Phần trình bày của các bé nhóm 2 đến đây là hết.Cám ơn cô và các bạn đã chú ý lắng nghe!!!!