11-26-2011, 09:48 AM
الكترومغناطيس و ميدان مغناطيسي زمين
[COLOR="#0000FF"]الكترومغناطيس
تاريخچه پيدايش الكترومغناطيس
مبدا علم الكتريسيته به مشاهده معروف تالس ملطي (Thales of Miletus) در 600 سال قبل از ميلاد بر مي*گردد. در آن زمان تالس متوجه شد كه يك تكه كهرباي مالش داده شده خرده*هاي كاغذ را مي*ربايد. از طرف ديگر مبدأ علم مغناطيس به مشاهده اين واقعيت برمي*گردد كه بعضي از سنگها (يعني سنگهاي ماگنتيت) بطور طبيعي آهن را جذب مي*كند. اين دو علم تا سال 1199 - 1820 به موازات هم تكامل مي*يافتند.
در سال 1199-1820 هانس كريستان اورستد (1777 - 1851) مشاهده كرد كه جريان الكتريكي در يك سيستم مي*تواند عقربه قطب نماي مغناطيسي را تحت تأثير قرار دهد. بدين ترتيب الكترومغناطيس به عنوان يك علم مطرح شد. اين علم جديد توسط بسياري از پژوهشگران كه مهمترين آنان مايكل فاراده بود تكامل بيشتري يافت.
جيمز كلرك ماكسول قوانين الكترومغناطيس را به شكلي كه امروزه مي*شناسيم ، در آورد. اين قوانين كه معادلات ماكسول ناميده مي*شوند، همان نقشي را در الكترومغناطيس دارند كه قوانين حركت و گرانش در مكانيك دارا هستند.
پيشگامان علم الكترومغناطيس
اگر چه تنفيق الكتريسيته و مغناطيس توسط ماكسول بيشتر مبتني بر كار پيشينيانش بود. اما خود او نيز سهم عمده اي در آن داشت. ماكسول نتيجه گرفت كه ماهيت نور ، الكترومغناطيسي است و سرعت آن را ميتوان با اندازه گيريهاي صرفا الكتريكي و مغناطيس تايين كرد. از اينرو اپتيك و الكترومغناطيس رابطه نزديكي پيدا كردند.
ميدان مغناطيسي زمين
ديد كلي
در هر نقطه*اي در نزديكي سطح زمين ، عقربه مغناطيسي آويزان از رشته يا واقع روي يك نقطه به ترتيب خاصي سمت گيري مي*كند (تقريبا در جهت شمال به جنوب). اين واقعيت مهم به اين معنا است كه زمين ميدان مغناطيسي ايجاد مي*كند، مطالعه ميدان مغناطيسي زمين براي مقاصد عملي و علمي از اهميتي اساسي برخودار است.
از زمانهاي قديم ، قطب نماها ، يعني وسايلي بر اساس استفاده از ميدان مغناطيسي زمين براي سمت گيري نسبت به چهار جهت اصلي ، بكار گرفته مي*شدند. قطب نماي مرسوم شامل يك عقره مغناطيسي و يك صفحه مدرج است و در جهت يابيها كاربرد وسيعي دارد.
از ميدان مغناطيسي زمين چه استفاده*هايي مي*شود؟
در دريانوردي و هوانوردي جديد ، ديگر قطب نماي مغناطيسي تنها وسيله*اي براي سمت گيري و تعيين مسير كشتي يا هواپيما نيست. براي اين منظور وسايل ديگري نيز وجود دارد. با وجود اين ، از اهميت قطب نماي مغناطيسي به هيچ وجه كاسته نشده است. تمام كشتيها و هواپيماهاي امروزي به قطب نماي مغناطيسي مجهزند. زمين شناسان ، شكارچيان و مسافران نيز از قطب نما خيلي استفاده مي*كنند. وجود ميدان مغناطيسي زمين انجام پاره*اي از بررسيهاي مهم ديگر را ميسر ساخته است. از آن جمله مي*توان از روشهاي اكتشاف و مطالعه ذخاير آهن نام برد.
بهاي مغناطيسي زمين
مغناطيس زمين
پيرامون زمين را ميدان مغناطيسي كه ماينوتسفر يا مغناطو كره ناميده مي*شود احاطه نموده است. بايد توجه داشت كه نقاط به هم رسيدن خطوط ميدان مغناطيسي روي سطح زمين قرار ندارد، بلكه قدري از آن پايينتر هستند. همچنين قطبهاي مغناطيسي زمين با قطبهاي جغرافيايي آن منطبق نيستند. محور ميدان مغناطيسي زمين ، يعني خط مستقيمي كه از هر دو قطب مغناطيسي مي*گذرد، از مركز زمين نمي*گذرد و از اينرو قطر زمين نيست. مغناطو كره توسط دو عامل مشخص مي*شود: انحراف مغناطيسي و شيب مغناطيسي.
انحراف مغناطيسي عبارت است از زاويه انحراف عقربه مغناطيسي از نصف النهار جغرافيايي مورد نظر. خطوط واصل نقاط داراي انحراف مغناطيسي مساوي كه خطوط هم گوشه نام دارند، در جنوب و شمال قطبين مغناطيسي كه مخالف قطبين جغرافيايي است، همگرا مي شود. برخي از محققان ، عدم تطابق قطبهاي مغناطيسي و جغرافيايي را به توزيع نايكنواخت خشكي و آب در زمين توجيه مي*نمايند.
شيب مغناطيسي عبارت است از زاويه ميان عقربه مغناطيسي نسبت به افق (در نيمكره شمالي سر شمالي عقربه و در نيمكره جنوبي عقربه به افق متمايل مي شود). ضمن حركت از استوا به سوي قطبين ، شيب مغناطيس افزايش مي يابد. خط واصل نقاط داراي شيب صفر استواي مغناطيسي نام دارد . استواي مغناطيسي ، استواي جغرافيايي را در دو نقطه، يكي با 169˚ طول شرقي و ديگري با ˚23 طول غربي به جنوب و در نيمكره شرقي به شمال منحرف مي گردد. در قطبين مغناطيسي شيب به ˚90 مي رسد.
مغناطش خود بخودي مواد در ميدان مغناطيسي زمين
از مغناطش خودبخودي مواد در ميدان مغناطيسي زمين استفاده*هاي زيادي مي*شود. از جمله در ساخت مينهاي مغناطيسي است كه در عمق معيني زير سطح آب قرار مي*دهند و با عبور كشتي از بالاي آنها منفجر مي*شود. ساز و كاري كه باعث صعود مين به سطح و انفجار آن مي*شود وقتي عمل مي*كند كه عقربه مغناطيسي كه مي*تواند حول ميله*اي افقي بچرخد، بر اثر ميدان مغناطيسي كشتي كه از بالاي مين مي گذرد، بتواند بگردد. معلوم شده است كه كشتي هميشه خودبخود آهنربا مي*شود. براي محافظت در مقابل مينهاي مغناطيسي دو روش بكار مي*برند:
مين روبي
اين روش عبارت است از حمل مغناطيس نيرومندي كه با طنابهاي سيمي از هواپيماي در حال پرواز در ارتفاع كم در منطقه مين گذاري شده آويزان مي*شود. گاهي كابل سيمي دايره شكلي را بطور شناور روي آب قرار مي*دهند و جرياني از آن مي*گذرانند. بر اثر ميدان مغناطيسي يا جريان ، ساز و كار مينها عمل مي*كند و بدون هيچ خسارتي منفجر مي*شوند.
خنثي سازي ميدان مغناطيسي كشتي
اين روش به اين ترتيب است كه حلقه هايي از سيم عايق بندي شده را به كشتي وصل مي*كنند و جرياني را از آنها مي*گذرانند، بطوري كه ميدان مغناطيسي اين جريان مساوي و در خلاف جهت ميدان مغناطيسي كشتي (كه يك مغناطيس دائمي است) باشد. وقتي كه اين ميدانها باهم تركيب شوند، همديگر را خنثي مي*كند و كشتي بدون اينكه ساز و كار مين را به كار اندازد از روي آن مي*گذرد.
آنچه بايد بدانيم
از مدتها پيش (قرن شانزدهم) معلوم شده است كه شبكه پنجره قائم به مرور زمان آهنربا مي*شود.
يكي از اولين پژوهشگران ميدان مغناطيسي زمين ، گيلبرت (Gilbert) آزمايش زير را در كتاب خود شرح داده است. اگر شخصي به يك ميله آهني كه از شمال به جنوب قرار گرفته است با چكش بكوبد، ميله آهنربا مي*شود.
در تدارك پرواز به قطب شمال ، بيشترين توجه به سمت گيري هواپيما در نزديكي قطب مبذول مي*شود، زيرا قطبهاي مغناطيسي معمولي در اين فاصله به كلي از كار كردن باز مي*ماند و عملا بدون استفاده هستند.
[/COLOR]
[ATTACH=CONFIG]1140[/ATTACH]
منبع: رشد
[COLOR="#0000FF"]الكترومغناطيس
تاريخچه پيدايش الكترومغناطيس
مبدا علم الكتريسيته به مشاهده معروف تالس ملطي (Thales of Miletus) در 600 سال قبل از ميلاد بر مي*گردد. در آن زمان تالس متوجه شد كه يك تكه كهرباي مالش داده شده خرده*هاي كاغذ را مي*ربايد. از طرف ديگر مبدأ علم مغناطيس به مشاهده اين واقعيت برمي*گردد كه بعضي از سنگها (يعني سنگهاي ماگنتيت) بطور طبيعي آهن را جذب مي*كند. اين دو علم تا سال 1199 - 1820 به موازات هم تكامل مي*يافتند.
در سال 1199-1820 هانس كريستان اورستد (1777 - 1851) مشاهده كرد كه جريان الكتريكي در يك سيستم مي*تواند عقربه قطب نماي مغناطيسي را تحت تأثير قرار دهد. بدين ترتيب الكترومغناطيس به عنوان يك علم مطرح شد. اين علم جديد توسط بسياري از پژوهشگران كه مهمترين آنان مايكل فاراده بود تكامل بيشتري يافت.
جيمز كلرك ماكسول قوانين الكترومغناطيس را به شكلي كه امروزه مي*شناسيم ، در آورد. اين قوانين كه معادلات ماكسول ناميده مي*شوند، همان نقشي را در الكترومغناطيس دارند كه قوانين حركت و گرانش در مكانيك دارا هستند.
پيشگامان علم الكترومغناطيس
اگر چه تنفيق الكتريسيته و مغناطيس توسط ماكسول بيشتر مبتني بر كار پيشينيانش بود. اما خود او نيز سهم عمده اي در آن داشت. ماكسول نتيجه گرفت كه ماهيت نور ، الكترومغناطيسي است و سرعت آن را ميتوان با اندازه گيريهاي صرفا الكتريكي و مغناطيس تايين كرد. از اينرو اپتيك و الكترومغناطيس رابطه نزديكي پيدا كردند.
ميدان مغناطيسي زمين
ديد كلي
در هر نقطه*اي در نزديكي سطح زمين ، عقربه مغناطيسي آويزان از رشته يا واقع روي يك نقطه به ترتيب خاصي سمت گيري مي*كند (تقريبا در جهت شمال به جنوب). اين واقعيت مهم به اين معنا است كه زمين ميدان مغناطيسي ايجاد مي*كند، مطالعه ميدان مغناطيسي زمين براي مقاصد عملي و علمي از اهميتي اساسي برخودار است.
از زمانهاي قديم ، قطب نماها ، يعني وسايلي بر اساس استفاده از ميدان مغناطيسي زمين براي سمت گيري نسبت به چهار جهت اصلي ، بكار گرفته مي*شدند. قطب نماي مرسوم شامل يك عقره مغناطيسي و يك صفحه مدرج است و در جهت يابيها كاربرد وسيعي دارد.
از ميدان مغناطيسي زمين چه استفاده*هايي مي*شود؟
در دريانوردي و هوانوردي جديد ، ديگر قطب نماي مغناطيسي تنها وسيله*اي براي سمت گيري و تعيين مسير كشتي يا هواپيما نيست. براي اين منظور وسايل ديگري نيز وجود دارد. با وجود اين ، از اهميت قطب نماي مغناطيسي به هيچ وجه كاسته نشده است. تمام كشتيها و هواپيماهاي امروزي به قطب نماي مغناطيسي مجهزند. زمين شناسان ، شكارچيان و مسافران نيز از قطب نما خيلي استفاده مي*كنند. وجود ميدان مغناطيسي زمين انجام پاره*اي از بررسيهاي مهم ديگر را ميسر ساخته است. از آن جمله مي*توان از روشهاي اكتشاف و مطالعه ذخاير آهن نام برد.
بهاي مغناطيسي زمين
مغناطيس زمين
پيرامون زمين را ميدان مغناطيسي كه ماينوتسفر يا مغناطو كره ناميده مي*شود احاطه نموده است. بايد توجه داشت كه نقاط به هم رسيدن خطوط ميدان مغناطيسي روي سطح زمين قرار ندارد، بلكه قدري از آن پايينتر هستند. همچنين قطبهاي مغناطيسي زمين با قطبهاي جغرافيايي آن منطبق نيستند. محور ميدان مغناطيسي زمين ، يعني خط مستقيمي كه از هر دو قطب مغناطيسي مي*گذرد، از مركز زمين نمي*گذرد و از اينرو قطر زمين نيست. مغناطو كره توسط دو عامل مشخص مي*شود: انحراف مغناطيسي و شيب مغناطيسي.
انحراف مغناطيسي عبارت است از زاويه انحراف عقربه مغناطيسي از نصف النهار جغرافيايي مورد نظر. خطوط واصل نقاط داراي انحراف مغناطيسي مساوي كه خطوط هم گوشه نام دارند، در جنوب و شمال قطبين مغناطيسي كه مخالف قطبين جغرافيايي است، همگرا مي شود. برخي از محققان ، عدم تطابق قطبهاي مغناطيسي و جغرافيايي را به توزيع نايكنواخت خشكي و آب در زمين توجيه مي*نمايند.
شيب مغناطيسي عبارت است از زاويه ميان عقربه مغناطيسي نسبت به افق (در نيمكره شمالي سر شمالي عقربه و در نيمكره جنوبي عقربه به افق متمايل مي شود). ضمن حركت از استوا به سوي قطبين ، شيب مغناطيس افزايش مي يابد. خط واصل نقاط داراي شيب صفر استواي مغناطيسي نام دارد . استواي مغناطيسي ، استواي جغرافيايي را در دو نقطه، يكي با 169˚ طول شرقي و ديگري با ˚23 طول غربي به جنوب و در نيمكره شرقي به شمال منحرف مي گردد. در قطبين مغناطيسي شيب به ˚90 مي رسد.
مغناطش خود بخودي مواد در ميدان مغناطيسي زمين
از مغناطش خودبخودي مواد در ميدان مغناطيسي زمين استفاده*هاي زيادي مي*شود. از جمله در ساخت مينهاي مغناطيسي است كه در عمق معيني زير سطح آب قرار مي*دهند و با عبور كشتي از بالاي آنها منفجر مي*شود. ساز و كاري كه باعث صعود مين به سطح و انفجار آن مي*شود وقتي عمل مي*كند كه عقربه مغناطيسي كه مي*تواند حول ميله*اي افقي بچرخد، بر اثر ميدان مغناطيسي كشتي كه از بالاي مين مي گذرد، بتواند بگردد. معلوم شده است كه كشتي هميشه خودبخود آهنربا مي*شود. براي محافظت در مقابل مينهاي مغناطيسي دو روش بكار مي*برند:
مين روبي
اين روش عبارت است از حمل مغناطيس نيرومندي كه با طنابهاي سيمي از هواپيماي در حال پرواز در ارتفاع كم در منطقه مين گذاري شده آويزان مي*شود. گاهي كابل سيمي دايره شكلي را بطور شناور روي آب قرار مي*دهند و جرياني از آن مي*گذرانند. بر اثر ميدان مغناطيسي يا جريان ، ساز و كار مينها عمل مي*كند و بدون هيچ خسارتي منفجر مي*شوند.
خنثي سازي ميدان مغناطيسي كشتي
اين روش به اين ترتيب است كه حلقه هايي از سيم عايق بندي شده را به كشتي وصل مي*كنند و جرياني را از آنها مي*گذرانند، بطوري كه ميدان مغناطيسي اين جريان مساوي و در خلاف جهت ميدان مغناطيسي كشتي (كه يك مغناطيس دائمي است) باشد. وقتي كه اين ميدانها باهم تركيب شوند، همديگر را خنثي مي*كند و كشتي بدون اينكه ساز و كار مين را به كار اندازد از روي آن مي*گذرد.
آنچه بايد بدانيم
از مدتها پيش (قرن شانزدهم) معلوم شده است كه شبكه پنجره قائم به مرور زمان آهنربا مي*شود.
يكي از اولين پژوهشگران ميدان مغناطيسي زمين ، گيلبرت (Gilbert) آزمايش زير را در كتاب خود شرح داده است. اگر شخصي به يك ميله آهني كه از شمال به جنوب قرار گرفته است با چكش بكوبد، ميله آهنربا مي*شود.
در تدارك پرواز به قطب شمال ، بيشترين توجه به سمت گيري هواپيما در نزديكي قطب مبذول مي*شود، زيرا قطبهاي مغناطيسي معمولي در اين فاصله به كلي از كار كردن باز مي*ماند و عملا بدون استفاده هستند.
[/COLOR]
[ATTACH=CONFIG]1140[/ATTACH]
منبع: رشد