Oefeningen over het aardmagnetisch veld
Het aardmagnetish veld
Het aardmagnetisch veld (ook wel aardmagneetveld) is het magnetisch veld dat de Aarde omringt. Het aardmagnetisch veld ontstaat doordat een vloeibaar mengsel van gesmolten ijzer en nikkel in de buitenkern van de aarde, om de binnenkern heen beweegt, die bestaat uit een vast mengsel van eveneens ijzer en nikkel. Deze beweging is het gevolg van de draaiing van de aarde om zijn as. Het magneetveld beschermt de planeet tegen de ioniserende straling van de zonnewind. De invloedzone van het aardmagnetisch veld, die vele duizenden kilometers ver in de ruimte reikt, wordt de magnetosfeer genoemd. Het aardmagnetisch veld wordt zwakker met toenemende afstand van de Aarde.
In het zonnestelsel hebben, naast de Aarde, alleen Mercurius, de 'gasreuzen' Jupiter, Saturnus, de 'ijsreuzen' Uranus, Neptunus en een van Jupiters manen Ganymedes een zelf-gegenereerd magnetisch veld. Onder de terrestrische ("aardachtige") planeten en alle manen van het zonnestelsel zijn de Aarde, Mercurius en Jupiters maan Ganymedes dus de drie uitzonderingen.
Het aardmagnetisch veld is de basis voor de werking van het kompas, een belangrijk navigatie-middel voor de zeevaart. Magnetische metingen zijn ook van nut bij geofysische exploratie en zijn verder belangrijk voor de scheepvaart, ruimtevaart en de geodesie.
Vorm
Aan het aardoppervlak is het aardmagnetisch veld grofweg te beschrijven als een dipoolveld, met een magnetische zuidpool in het noorden en een magnetische noordpool in het zuiden. Deze benadering van het aardmagnetische veld wordt het geomagnetisch dipoolveld genoemd. In werkelijkheid is er een afwijking, tussen het best passende dipolaire magnetische veld door de Aarde en het werkelijke veld. De plek waar de magnetische veldlijnen verticaal uit het aardoppervlak lopen, worden de magnetische polen genoemd. Op de plek waar dit bij de best passende dipool zou gebeuren, worden ze de geomagnetische polen genoemd. Hoe dichter men de evenaar nadert, hoe kleiner de hoek wordt tussen de veldlijnen en het aardoppervlak.
De magnetische veldlijnen schieten op het zuidelijk halfrond uit het oppervlak om op het noordelijk halfrond de Aarde weer te bereiken. Dit betekent dat de magnetische zuidpool zich bij de geografische noordpool – de pool op de denkbeeldige rotatieas – bevindt en niet bij de geografische zuidpool. De naald die het noorden op een kompas aangeeft, wijst naar de magnetische zuidpool (en dus ruwweg naar het geografische noorden). Verwarrend genoeg noemt men de magnetische zuidpool echter de geomagnetische noordpool. Op dezelfde manier wordt de magnetische noordpool de geomagnetische zuidpool genoemd.
De posities van de geomagnetische polen vallen ook niet geheel samen met de geografische polen. De hoek tussen de aardas en de as van de geomagnetische dipool bedraagt ongeveer 9,6°. De positie van de magnetische polen verandert langzaam en daarmee verandert de richting en sterkte van het magnetisch veld ook. De magnetische zuidpool bevindt zich op het moment in het noorden van Canada en "wandelt" elke dag ongeveer 90 meter naar het westen, richting Siberië. De magnetische noord- en zuidpolen bewegen onafhankelijk van elkaar. Op het moment is de magnetische noordpool verder van de geografische zuidpool verwijderd dan de magnetische zuidpool van de geografische noordpool.
De vergelijking van het aardmagnetisch veld met een grote dipoolmagneet is redelijk accuraat aan het aardoppervlak, maar in het binnenste van de Aarde is die benadering minder goed. De hoek tussen de richting van het geografische noorden en een kompasnaald wordt genoemd. Isogonen zijn de lijnen die de punten op het aardoppervlak met gelijke magnetische declinatie verbinden. De agoon is de lijn die de punten verbindt waar de declinatie nul is
De hoek van het aardmagnetisch veld en het aardoppervlak heet inclinatie. Op hogere breedtegraden is de verticale component van het magnetisch veld groter dan de horizontale. Op het noordelijk halfrond zal een kompasnaald daarom de neiging hebben naar onderen willen wijzen, op het zuidelijk naar boven. Door een kompas met een (lichte) naald verticaal te houden kan de inclinatie gemeten worden; in Nederland en België is deze ongeveer 60°. Op de magnetische polen is dat 90°, nabij de evenaar gaat dit naar 0°.
Het aardmagnetisch veld (ook wel aardmagneetveld) is het magnetisch veld dat de Aarde omringt. Het aardmagnetisch veld ontstaat doordat een vloeibaar mengsel van gesmolten ijzer en nikkel in de buitenkern van de aarde, om de binnenkern heen beweegt, die bestaat uit een vast mengsel van eveneens ijzer en nikkel. Deze beweging is het gevolg van de draaiing van de aarde om zijn as. Het magneetveld beschermt de planeet tegen de ioniserende straling van de zonnewind. De invloedzone van het aardmagnetisch veld, die vele duizenden kilometers ver in de ruimte reikt, wordt de magnetosfeer genoemd. Het aardmagnetisch veld wordt zwakker met toenemende afstand van de Aarde.In het zonnestelsel hebben, naast de Aarde, alleen Mercurius, de 'gasreuzen' Jupiter, Saturnus, de 'ijsreuzen' Uranus, Neptunus en een van Jupiters manen Ganymedes een zelf-gegenereerd magnetisch veld. Onder de terrestrische ("aardachtige") planeten en alle manen van het zonnestelsel zijn de Aarde, Mercurius en Jupiters maan Ganymedes dus de drie uitzonderingen.
Het aardmagnetisch veld is de basis voor de werking van het kompas, een belangrijk navigatie-middel voor de zeevaart. Magnetische metingen zijn ook van nut bij geofysische exploratie en zijn verder belangrijk voor de scheepvaart, ruimtevaart en de geodesie.
Vorm
Aan het aardoppervlak is het aardmagnetisch veld grofweg te beschrijven als een dipoolveld, met een magnetische zuidpool in het noorden en een magnetische noordpool in het zuiden. Deze benadering van het aardmagnetische veld wordt het geomagnetisch dipoolveld genoemd. In werkelijkheid is er een afwijking, tussen het best passende dipolaire magnetische veld door de Aarde en het werkelijke veld. De plek waar de magnetische veldlijnen verticaal uit het aardoppervlak lopen, worden de magnetische polen genoemd. Op de plek waar dit bij de best passende dipool zou gebeuren, worden ze de geomagnetische polen genoemd. Hoe dichter men de evenaar nadert, hoe kleiner de hoek wordt tussen de veldlijnen en het aardoppervlak.
De magnetische veldlijnen schieten op het zuidelijk halfrond uit het oppervlak om op het noordelijk halfrond de Aarde weer te bereiken. Dit betekent dat de magnetische zuidpool zich bij de geografische noordpool – de pool op de denkbeeldige rotatieas – bevindt en niet bij de geografische zuidpool. De naald die het noorden op een kompas aangeeft, wijst naar de magnetische zuidpool (en dus ruwweg naar het geografische noorden). Verwarrend genoeg noemt men de magnetische zuidpool echter de geomagnetische noordpool. Op dezelfde manier wordt de magnetische noordpool de geomagnetische zuidpool genoemd.
De posities van de geomagnetische polen vallen ook niet geheel samen met de geografische polen. De hoek tussen de aardas en de as van de geomagnetische dipool bedraagt ongeveer 9,6°. De positie van de magnetische polen verandert langzaam en daarmee verandert de richting en sterkte van het magnetisch veld ook. De magnetische zuidpool bevindt zich op het moment in het noorden van Canada en "wandelt" elke dag ongeveer 90 meter naar het westen, richting Siberië. De magnetische noord- en zuidpolen bewegen onafhankelijk van elkaar. Op het moment is de magnetische noordpool verder van de geografische zuidpool verwijderd dan de magnetische zuidpool van de geografische noordpool.
De vergelijking van het aardmagnetisch veld met een grote dipoolmagneet is redelijk accuraat aan het aardoppervlak, maar in het binnenste van de Aarde is die benadering minder goed. De hoek tussen de richting van het geografische noorden en een kompasnaald wordt genoemd. Isogonen zijn de lijnen die de punten op het aardoppervlak met gelijke magnetische declinatie verbinden. De agoon is de lijn die de punten verbindt waar de declinatie nul is
De hoek van het aardmagnetisch veld en het aardoppervlak heet inclinatie. Op hogere breedtegraden is de verticale component van het magnetisch veld groter dan de horizontale. Op het noordelijk halfrond zal een kompasnaald daarom de neiging hebben naar onderen willen wijzen, op het zuidelijk naar boven. Door een kompas met een (lichte) naald verticaal te houden kan de inclinatie gemeten worden; in Nederland en België is deze ongeveer 60°. Op de magnetische polen is dat 90°, nabij de evenaar gaat dit naar 0°.