thuyết trình từ trường trái đất

Từ trường Trái đất được coi như một lưỡng cực từ trường, với một cực gần cực bắc địa lý và cực kia gần cực nam địa lý.... Điểm tập trung Bắc từ trường của Trái Đất nằm ở trên đảo của nướ

THUYẾT TRÌNH VẬT LÝ

A1

CHỦ ĐỀ: TỪ TRƯỜNG TRÁI ĐẤT

KHOA KĨ THUẬT XÂY

I TỪ TRƯỜNG TRÁI ĐẤT

LÀ GÌ

 Là tấm chắn bảo vệ trái đất, nhưng là tấm lá chắn vô hình,

nên không ai có thể nhìn thấy từ trường trái đất Song, chính cực quang lại tiết lộ cho chúng ta - những "người trần mắt thịt" - biết nó ở đâu.

Từ trường Trái đất

được coi như một lưỡng cực từ

trường, với một cực gần cực bắc địa lý

và cực kia gần cực

nam địa lý

THEO KHOA HỌC

THEO THÓI QUEN NGÀY NAY

II TỪ CỰC CỦA

TRÁI ĐẤT

1 Vị trí các từ cực

Điểm tập trung Bắc từ trường của Trái Đất nằm ở trên đảo của nước Canada, có tọa độ địa lí là 1010 Kinh Tây và 760 Vĩ Bắc

Điểm Nam từ trường thì nằm ở ngoài biển khơi Nam

Băng Dương, có tọa độ địa lí là 1390 Kinh Đông và 650 Vĩ

Nam

Nơi đây phát sinh ra từ trường của toàn bộ Trái Đất, tất cả các lọai nam châm trên Trái Đất đều có một cực chính chỉ về hướng Bắc



2 Từ cực của trái đất không đứng yên mà chuyển động không ngừng

Hai cực của trái đất đang thay đổi vị trí

1590 - 1990

 Từ trường là tấm chắn bảo vệ cho trái đất Từ trường giảm đi thì ngày càng có nhiều tia cực tím đến bề mặt Điều đó nghĩa là gì thì các cơn bão mặt trời trong quá khứ đã chỉ ra: Tháng giêng năm

1997 nó làm tê liệt một vệ tinh viễn thông trị giá 200 triệu dollar 8 năm trước đó, nó đã làm hỏng mạng lưới điện ở Canada.

Các nhà khoa học cho rằng còn phải tính đến sự thay đổi thời tiết

và khí hậu Những cơn giông tố có lẽ sẽ xảy ra thường xuyên hơn

và mạnh hơn Lốc xoáy, lũ lụt cùng các kỳ hạn hán sẽ trở thành thông lệ.

Đối với một số loài động vật thì từ trường rất quan trọng vì chúng

sử dụng từ trường để định hướng Kiến, chim di cư, rùa và cá

mập có lẽ sẽ lạc hướng nếu không có từ trường.

Từ trường trái đất ngày càng yếu đi, đó sẽ

là một thảm họa



 Thực sự là địa từ trường đã yếu đi rõ ràng - một dẫn chứng cho việc cứ một triệu năm có một lần thay đổi cực Các nhà vật lý địa cầu đã tính toán rằng chậm nhất là 1.000 năm nữa thì điều đó sẽ xảy ra.

Từ trường trái đất sẽ đổi cực muộn nhất là

trong 1000 năm tới

1 KHÁI NIỆM VỀ BÃO TỪ

Các yếu tố của từ trường Trái đất ( chẳng hạn cảm ứng từ, độ

từ thiên, độ từ khuynh…) có những biến đổi theo thời gian Những biến đổi này xảy ra hầu như cùng một lúc trên qui mô hành tinh gọi là BÃO TỪ (còn gọi là bão địa từ)

Trong những thời kì này, kim la bàn sẽ dao động mạnh

Có hai loại bão từ: loại yếu và loại mạnh

2 NGUYÊN NHÂN GÂY RA BÃO TỪ

Mặt trời hoạt động phát ra chùm hạt tích điện gọi là chùm

plasma Bão từ được gây ra do các chùm plasma khổng lồ

trung hòa về điện của các hạt tích điện phát ra từ các vụ bùng

nổ của sắc cầu mặt trời.Các chùm này trên đường đi tới Trái Đất sẽ bao trùm lên Trái Đất, tác động đến từ quyển Trái Đất, tạo ra hệ dòng điện tròn xung quanh Trái Đất

3 Quá trình hình thành

• Các quá trình được miêu tả như sau:

• a) Các dòng hạt mang điện phóng ra từ Mặt Trời sinh

ra một từ trường, có độ lớn vào khoảng 6.10-9 tesla

• b) Từ trường này ép lên từ trường Trái Đất làm cho từ trường nơi bị ép tăng lên

• c) 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)

d) 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

e) Hiện tượng này tiếp diễn làm cho từ trường Trái Đất liên tục biến thiên và kim la bàn dao

động mạnh

3 ẢNH HƯỞNG CỦA BÃO TỪ

SỨC KHỎE CON NGƯỜI

KINH TẾ

KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VŨ TRỤ

CÁC CỰC QUANG TUYỆT ĐẸP

SỨC KHỎE CON NGƯỜI

Khoa học đã chứng minh rằng các tế bào động vật có dư điện tích âm bên trong màng tế bào và có dư điện tích dương ở bên ngoài màng Điện áp giữa 2 mặt của màng tế báo là 90 mV

Khi tế bào bị kích thích hoạt động, có sự dịch chuyển của các điện tích qua màng tế bào, tạo ra một xung điện thế hoạt động Các xung điện thế này đặc biệt mạnh ở cơ tim Vì thế, khi bão

từ xuất hiện, nó tác động đến các tế bào trong tim và não nên ảnh hưởng đến người huyết áp cao , bệnh nhân tim mạch và thần kinh,gây mất ngủ, đau đầu ,gãy xương

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

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

KINH TẾ

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

Dầu khí: vì đây là ống dẫn kim loại nên khi có bão từ, chắc chắn xuất hiện một dòng điện cảm ứng mạnh trong đường ống dẫn dầu ,dẫn khí làm cho ống bị ăn mòn và có thể thủng

KINH TẾ

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

KHOA HỌC CÔNG NGHỆ VŨ TRỤ

Một hiện tượng vô hại khác nhưng rất ấn

tượng: mặt trời luôn phóng vào vũ trụ một

khối lượng khổng lồ các hạt mang năng

lượng, kể cả hướng trái đất Nhưng trái đất

đã may mắn được từ trường bảo vệ, ngoại

trừ ở cực Bắc và cực Nam Nơi đó thì tấm

chắn bảo vệ có thể bị xuyên qua được Ở đây

các hạt năng lượng cao của gió mặt trời có

thể xâm nhập vào vùng khí quyển trên cùng

và làm nó phát sáng Những dải, vòng cung

hoặc băng ánh sáng xuất hiện trên trời, đó là

cực quang

Thỉnh thoảng cực quang có thể được nhìn

thấy ở miền Bắc nước Đức Thông thường

hơn người ta có thể quan sát cực quang ở

vùng cao phía Bắc như Alaska, Canada hay

Bắc Scandinavia

CỰC QUANG

Năm 1940, một số nhà vật lý đã đưa ra giả thuyết "Đinamô" để giải

thích nguồn gốc từ trường của trái đất

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

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

IV Nguồn gốc từ trường của trái đất

THĂM DÒ LÕI TRÁI ĐẤT

Lõi Trái Đất được chia làm 2 phần : lõi bên trong và lõi bên

ngoài Lõi bên trong là chất rắn và lõi bên ngoài là chất lỏng

Một số giả thuyết cho rằng lõi bên trong cấu tạo từ uranium và thori mà theo Herndon, đó là hai nguyên tố nặng nhất trong

thiên nhiên

Và một số giả thuyết nói rằng lõi bên ngoài là lớp sắt nóng

chảy

Từ trường xuất hiện trong lòng trái đất Nơi đó có nhân trái đất được cấu tạo chủ yếu là sắt Nhân rắn bên trong được bao

bọc bởi cái vỏ bằng sắt dạng lỏng Do sức nóng từ trong nhân, kim loại sẽ chảy tràn lên bề mặt nhân, nguội đi và lại chìm

xuống phía dưới Đồng thời nó chảy theo đường xoắn ốc do trái đất quay Sự chuyển động của sắt có khả năng dẫn điện sẽ làm xuất hiện một nguồn điện, tương tự như

một máy phát điện khổng lồ Và khi có

dòng điện chảy thì sẽ xuất hiện từ trường

TỪ TRƯỜNG TRÁI ĐẤT ĐÃ HÌNH THÀNH THẾ NÀO

Tóm lại, lõi Trái Đất là lò phản ứng hạt nhân tự nhiên, tạo ra nhiệt lượng sưởi ấm bề mặt trái đất Lượng nhiệt này còn

khiến chúng ta quan tâm bởi một lý do nữa: nó là nguyên nhân hình thành các dòng đối lưu trong những lớp vỏ chất lỏng của Trái Đất Các dòng đối lưu này dường như là nguồn gốc từ

trường của hành tinh

V Một số ứng dụng của từ trường trái đất

 - Từ trường trái đất có rất nhiều ứng dụng và có vai trò rất lớn đối với đời sống con người cũng

như tất cả các sinh vật trên trái đất

Khi kim la bàn

ổn định sẽ cho ta biết kim nằm

dọc theo vectơ cảm ứng từ

Đặt la bàn trên một mặt phẳng cố định song song với mặt đất sao cho kim la bàn nằm

ổn định

Chỉnh la bàn sao cho kim la bàn trùng vạch bắc nam từ cực trên la bàn

Khi kim la bàn ổn định, chúng ta sẽ đọc được phương hướng cần xác định

III La bàn, độ từ thiên, độ từ khuynh

Hai đầu của kim nam châm sẽ chỉ về từ cực bắc và từ cực nam của Trái đất Từ đó bạn có thể xác định được các phương hướng nơi bạn đang đứng

1/ Xác định phương hướng:

Đặt la bàn sao cho phương Bắc Nam của la bàn trùng với phương Bắc Nam địa lý Khi đó kim nam châm sẽ bị lệch khỏi phương Bắc Nam của la bàn Góc tạo bởi kim nam châm và phương Bắc Nam của la bàn là độ từ thiên

2/ Xác định độ từ thiên:

Công dụng: độ từ thiên thay đổi tùy theo không gian ta đứng Nếu

ta biết độ từ thiên nơi ta đứng, ta có thể xác định Bắc Nam địa lý một cách chính xác Ví dụ: ở nước ta, độ từ thiên không quá 10 o

nên Bắc la bàn xem như gần trùng với Bắc địa lý.

Đặt la bàn vuông góc với mặt đất, ta thấy kim lệch khỏi mặt phẳng nằm ngang Góc hợp bởi kim nam châm của la bàn và mặt phẳng nằm ngang là độ từ khuynh

4 Động vật định hướng di chuyển nhờ vào từ trường

cực địa từ để di trú, trong đó có ong, cá

hồi, rùa, cá voi, chim di cư…

• + Chim di trú nhìn thấy từ trường Trái Đất nhờ vào đó để định hướng bay

• + Loài rùa biển luôn trở về khu vực quen thuộc để đẻ trứng Chúng sử dụng hệ

thống định vị tương đối đơn giản là từ

trường trái đất