BÀI GIẢNG TỪ TRƯỜNG TRÁI ĐẤT

Đặt vấn đề: Khi ta đặt la bàn tại một vị trí xác định xa các nam châm khác và các dòng điện , kim nam châm của la bàn luôn luôn nằm theo hướng xác định không đổi > Xung quanh Trái Đất cũng có từ trường

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HỒ CHÍ MINH KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN VẬT LÝ * - ĐỀ TÀI 15: TỪ TRƯỜNG TRÁI ĐẤT TPHCM, Ngày 9/1/2013 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HỒ CHÍ MINH KHOA KHOA HỌC ỨNG DỤNG BỘ MÔN VẬT LÝ * - BÁO CÁO BÀI TẬP LỚN ĐỀ TÀI SỐ: 15 GVHD: Nguyễn Thị Minh Hương Khoa: KT Địa Chất- Dầu Khí Lớp DC1201 Nhóm: 15 Nhóm sinh viên thực hiện: Họ tên 1/ Nguyễn Toàn Định 2/ Nguyễn Thanh Hưng 3/ Lương Thái Khang 4/ Lê Văn Đạt 5/ Trần Phú An 6/ Nguyễn Hữu Hoài 7/ Thái Lê Hoàng Bảo 8/ Vũ Văn Tuấn MSSV 31200782 31201506 31201580 31200707 31200027 31201184 31200200 31204320 TPHCM, Ngày 9/1/2013 ĐỀ TÀI 15 TỪ TRƯỜNG TRÁI ĐẤT Đặt vấn đề: Khi ta đặt la bàn vị trí xác định xa nam châm khác dòng điện , kim nam châm la bàn luôn nằm theo hướng xác định không đổi -> Xung quanhTrái Đất có từ trường!! I/ Khái niệm: Từ trường Trái Đất (và từ trường bề mặt) coi lưỡng cực từ trường, với cực gần cực bắc địa lý cực gần cực nam địa lý Một đường thăng tưởng tượng nối hai cực tạo thành góc khoảng 11,3° so với trục quay trái đất Nguyên nhân gây từ trường giải thích theo lý thuyết dynamo Các trường từ mở rộng vô hạn, nhiên xét điểm xa nguồn chúng yếu dần Từ trường Trái Đất có tác dụng đến hàng chục ngàn km vũ trụ gọi từ II/ Phát từ trường: Vào năm 1600, nhà vật lí người Anh W Gilbert đưa giả thuyết Trái Đất nam châm khổng lồ Ông làm cầu lớn sắt nhiễm từ, gọi "Trái Đất tí hon" đặt từ cực địa cực Đưa la bàn lại gần trái đất tí hon ông thấy trừ hai cực, điểm cầu, kim la bàn hướng Nam Bắc Hiện chưa có giải thích chi tiết thỏa đáng nguồn gốc từ tính Trái Đất Năm 1940, số nhà vật lý đưa giả thuyết "Đinamô" để giải thích nguồn gốc từ trường trái đất Theo thuyết từ trường Trái đất chủ yếu hình thành từ dòng đối lưu chất lỏng trái đất độ sâu 3000 km Sự khác biệt nhiệt độ chất lỏng trái đất làm xuất dòng đối lưu Nếu nhân trái đất có "từ trường nguyên thuỷ" dòng đối lưu có vai trò cuộn dây máy phát điện Dòng điện nhờ hình thành tạo từ trường cho trái đất Tuy nhiên, thuyết số điểm chưa rõ ràng Trong trình hình thành từ trường trái đất, cần có "từ trường nguyên thuỷ", từ trường hình thành từ cách nào? Đây tồn chưa giải ngành khoa học Trái Đất Gần đây, nhà khoa học cho từ trường trái đất hình thành từ lõi chiếm 98%, có phần từ trường với nguồn gốc bên trái đất chiếm 2%, phần từ trường lại hay biến đổi, phần quan trọng gây tác động thể sống III/ Đặc điểm từ trường: Cũng nam châm, Trái Đất có cực địa từ, không trùng với cực địa lý Cực Bắc từ có toạ độ 70° Vĩ Bắc Và 96° Kinh Tây, lãnh thổ Canada, cách cực Bắc địa lý 800 km Cực Nam từ có toạ độ 73° Vĩ Nam 156° Kinh Đông vùng Nam cực, cách cực Nam địa lý 1000 km Trục từ trường tạo với trục trái đất góc 11° Các từ cực thường có vị trí không ổn định đảo ngược theo chu kỳ Do đồ địa từ phải thường xuyên điều chỉnh (5 năm lần) Việc thu nhập thông tin từ vệ tinh phát vành đai xạ bao quanh trái đất môi trường khí cao từ 500–600 km dến 60.000- 80.000 km: từ (tầng điện ly trở lên) IV/ Ứng dụng từ trường trái đất: Việc thu nhập thông tin từ vệ tinh phát vành đai xạ bao quanh trái đất môi trường khí cao từ 500600 km đến 60.000- 80.000 km: từ (tầng điện ly trở lên) Nó tạo thành vỏ bảo vệ chung quanh trái đất.Sự bảo vệ cần thiết mặt trời không ngừng phát hạt điện tích, gọi gió mặt trời Từ trường cản gió mặt trời dẩn vòng qua trái đất từ trường bị biến dạng gió mặt trời, hướng phía bị nén lại, hướng xuất đuôi dài, co thể vươn vào vũ trụ 250.000 km Bồ câu có “la bàn” não, nhà khoa học Mỹ nói chim bồ câu di chuyển cách ghi nhận thông tin từ trường trái đất, sử dụng tế bào não la bàn sinh học Theo báo The New York Times, khám phá làm sáng tỏ việc làm nhiều loài chim di chuyển hàng nghìn số, bay ngày lẫn đêm, mặt trời bị mây che khuất Rùa biển định hướng nhờ từ trường trái đất Loài rùa biển trở khu vực quen thuộc để đẻ trứng Trung bình năm lần, chúng bơi đại dương mà không cần điểm mốc nào, di chuyển hàng trăm, chí hàng nghìn km khu vực tìm thức ăn khu vực đẻ trứng Chúng sử dụng hệ thống định vị tương đối đơn giản từ trường trái đất Từ trường giúp loài rùa tìm hướng dù bị sóng biển Tại từ trường trái đất lại giảm? Nguyên nhân từ trường giảm nằm lòng trái đất Ở kim loại chảy lỏng xoay vòng quanh nhân ngoài.Bằng chuyển động cắt ngang từ trường tạo dòng điện, dòng điện tạo từ trường Nhưng đường chuyển động thường xuyên thay đổi, từ trường tạo thay đổi làm giảm bớt từ trường có trước Kết trái đất đổi cực? Cứ khoảng triệu năm cực từ trái đất thay đổi Theo đoán nhà vật lý trái đất thay đổi cực, từ trường trái đất không ổn định phân làm nhiều từ trường nhỏ, bao bọc lấy trái đất khắp hướng Sau từ trường ổn định trở lại theo hướng ngược lại Điều có nghĩa đường từ trường từ Nam đến Bắc mà từ Bắc đến Nam V/ Cực quang gì? Mặt trời phóng vào vũ trụ khối lượng khổng lồ hạt mang lượng, kể hướng trái đất Nhưng trái đất may mắn từ trường bảo vệ, ngoại trừ cực Bắc cực Nam Nơi chắn bảo vệ bị xuyên qua Ở hạt lượng cao gió mặt trời xâm nhập vào vùng khí làm phát sáng Những dải, vòng cung băng ánh sáng xuất trời, cực quang Thỉnh thoảng cực quang nhìn thấy miền Bắc nước Đức Thông thường người ta quan sát cực quang vùng cao phía Bắc Alaska, Canada hay Bắc Scandinavia VI/ Bão từ A/Định nghĩa Các yếu tố từ trường Trái đất (chẳng hạn cảm ứng từ, độ từ thiên, độ từ khuynh…) có biến đổi theo thời gian Những biến đổi xảy lúc qui mô hành tinh gọi BÃO TỪ (còn gọi bão địa từ) B/Quá trình tạo bão từ Các dòng hạt mang điện phóng từ Mặt Trời sinh từ trường, có độ lớn vào khoảng 6.10-9 tesla Từ trường ép lên từ trường Trái Đất làm cho từ trường nơi bị ép tăng lên Khi từ trường Trái Đất tăng lên, từ thông biến thiên sinh dòng điện cảm ứng chống lại tăng từ trường Trái Đất (theo định luật Lenz) Dòng điện cảm ứng đạt cường độ hàng triệu Ampe có hướng vòng quanh Trái Đất gây từ trường lớn tác dụng lên từ trường Trái Đất Hiện tượng tiếp diễn làm cho từ trường Trái Đất liên tục biến thiên C/Ảnh hưởng bão từ: o o o Về sức khỏe người Về kinh tế Khoa học công nghệ vũ trụ Cao huyết áp Đau đầu Tim mạch Những người mẫn cảm với từ tính bị bệnh tim mạch thường cảm thấy mệt mỏi, bồn chồn, huyết áp tăng cao Thậm chí người già, bệnh nặng bị trụy tim mạch Tại Nga, số nhà khoa học nghiên cứu thống kê vòng 15 năm qua ngày có bão từ, số lượng bệnh nhân tim mạch tăng lên 25 - 30% Ở nước phương Tây, điều kiện chăm sóc ổn định, sau nhiều năm, nhiều nhà khoa học có nghiên cứu chứng minh bão từ làm giảm suất số loại trồng như: Nho, lúa mì, ngô… rõ rệt gây nhiều đột biến gen cho trồng Bão từ gây dòng điện cảm ứng vào máy biến áp, gây rối loạn hệ thống Bão từ có khả ảnh hưởng tới đường dây tải điện đường ống dẫn dầu khí Tại thành phố Canada, vào năm 1989, bão từ làm sập hệ thống truyền tải điện làm điện gần 10 tiếng Hệ thống thu phát vệ tinh chịu ảnh hưởng lớn bão từ Tín hiệu truyền từ vệ tinh đến mặt đất bị nhiễu loạn liên tục khiến thông tin lúc làm sai lạc liệu Khi bão mạnh, tín hiệu vài ba ngày Tháng giêng năm 1997 bão từ làm tê liệt vệ tinh viễn thông trị giá 200 triệu đô la Đối với số loài động vật từ trường quan trọng chúng sử dụng từ trường để định hướng Kiến, chim di cư, rùa cá mập… bão từ ảnh hưởng lớn đến sinh sống loài ... thành từ trường trái đất, cần có "từ trường nguyên thuỷ", từ trường hình thành từ cách nào? Đây tồn chưa giải ngành khoa học Trái Đất Gần đây, nhà khoa học cho từ trường trái đất hình thành từ lõi... triệu năm cực từ trái đất thay đổi Theo đoán nhà vật lý trái đất thay đổi cực, từ trường trái đất không ổn định phân làm nhiều từ trường nhỏ, bao bọc lấy trái đất khắp hướng Sau từ trường ổn định... định vị tương đối đơn giản từ trường trái đất Từ trường giúp loài rùa tìm hướng dù bị sóng biển Tại từ trường trái đất lại giảm? Nguyên nhân từ trường giảm nằm lòng trái đất Ở kim loại chảy lỏng