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.
Veldsterkte
De sterkte van een magnetisch veld wordt gemeten met de magnetische fluxdichtheid
→
B van het veld, die wordt uitgedrukt in tesla (T), een afgeleide SI-eenheid. Vroeger werd de inmiddels verouderde eenheid gauss (G) gebruikt (1 G = 10−4 T). Aan de evenaar bedraagt de fluxdichtheid aan het oppervlak 3,1 × 10−5 T, aan de polen ongeveer 6,0 × 10−5 T. In Midden-Europa is dit ongeveer 4,8 × 10−5 T, de horizontale component is daarbij 2,0 × 10−5 T, de verticale component 4,4 × 10−5 T groot. Binnenin de Aarde is de magnetische fluxdichtheid ongeveer honderd keer zo groot.
→
H die hier vaak mee verward wordt, wordt gemeten in ampère per meter. De relatie tussen de twee eenheden wordt gegeven door de magnetische permeabiliteit:
→
B = µ . H
Waarbij:
→
B de magnetische fluxdichtheid;
→
H de magnetische veldsterkte; en
µ de magnetische permeabiliteit is.
Deze lineaire relatie geldt echter alleen in vacuüm en in gassen vormt de relatie ook een redelijke benadering. Echter, in vaste materie –zoals binnenin de Aarde– kan de relatie non-lineair en anisotroop zijn, waardoor in de Aarde de vergelijking met een dipolair magnetisch veld niet meer opgaat.
Variaties en afwijkingen
Door verschillen in magnetische permeabiliteit tussen verschillende gesteenten in de aardkorst treden kleine lokale afwijkingen (magnetische anomalieën) in het aardmagnetisch veld op. Zulke magnetische afwijkingen kunnen worden gevormd door in de ondergrond aanwezige ijzeren artefacten of stenen structuren zoals oude funderingen. In de archeologie worden soms met een magnetometer kleine variaties in kaart gebracht bij het zoeken naar restanten van menselijke nederzettingen.
Grotere variaties (magnetische anomalieën) komen ook voor. Het bekendste voorbeeld is de Zuid-Atlantische Anomalie, waarvan de oorzaak diep in de Aarde gezocht moet worden. De magnetische anomalie van Koersk in het zuiden van Europees Rusland is een voorbeeld van een magnetische anomalie die door een structuur in de aardkorst veroorzaakt wordt. In dit geval bevindt zich abnormaal veel ijzererts in de ondergrond die het magnetisch veld beïnvloedt.
Veranderingen van het aardmagnetisch veld
Tijdelijke fluctuaties
De elektrische invloed van bijvoorbeeld bliksem kan lokaal zorgen voor een verandering van het magnetisch veld. Er is tijdens onweer veel meer elektrische spanning in de atmosfeer. Het elektrische veld versterkt daarbij het aardmagnetisch veld tijdelijk en plaatselijk.
Langzame verandering
Door wervelingen in het binnenste van de Aarde treedt een langzame verandering op van het aardmagnetisch veld. Hoewel op de lange termijn niet voorspeld kan worden hoe de magnetische declinatie –ook wel variatie genoemd– verandert, kan dit wel voor enkele jaren. Declinatiekaarten worden bijvoorbeeld door de British Admiralty om de vijf jaar uitgegeven.
Bestudeer eerst bovenstaande cursus.
IN ONDERSTAANDE GEGEVENS STAAN ER VAAK HYPERLINKS. KLIK ER OP EN LEES OOK DIE TEKSTEN.
ER WORDEN DAAR VRAGEN OVER GESTELD.
Combineer een element links met een element rechts. Je kan selecteren uit het uitrolmenu.
ALLES VERWERKT? KLIK DAN PAS OP DE TOETS CONTROLEER.
MEN KAN DE OEFENING OOK OPNIEUW MAKEN, DOOR MET DE RECHTERMUISTOETS OP HET SCHERM TE KLIKKEN EN DAN, ALS HET WOORD BESTAAT, IN HET GEOPENDE VENSTER TE KLIKKEN OP "VERNIEUWEN"
*
De magnetische fluxdichtheid is de dichtheid van de magnetische flux,
populair uitgedrukt: de magnetische flux per oppervlakte-eenheid.
Ze wordt gemeten in tesla,
*
De elektrische invloed van bijvoorbeeld bliksem kan lokaal zorgen
voor een verandering van het magnetisch veld.
Er is tijdens onweer veel meer elektrische spanning in de atmosfeer.
Het elektrische veld versterkt daarbij
*
Door wervelingen in het binnenste van de Aarde treedt
*
In de bovenste delen van de aardatmosfeer wordt de zonnewind –
de van de Zon afkomende stroom geïoniseerde deeltjes– afgebogen.
*
De plek waar de botsing tussen de zonnewind en
het aardmagnetisch veld plaatsvindt wordt de
*
Aan de schaduwzijde van de Aarde ontstaat een staart
*
Magnetische stormen, die ontstaan door zonne-erupties
waardoor de zonnewind tijdelijk sterker wordt, kunnen
*
Sinds het begin van systematische metingen rond 1830
is de sterkte van het
*
In de loop van miljoenen jaren heeft het aardmagnetisch veld
*
Door de afname van de sterkte van het magnetisch veld
is het goed mogelijk dat de bescherming tegen de zonnewind voor het leven
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.Veldsterkte
De sterkte van een magnetisch veld wordt gemeten met de magnetische fluxdichtheid
→
B van het veld, die wordt uitgedrukt in tesla (T), een afgeleide SI-eenheid. Vroeger werd de inmiddels verouderde eenheid gauss (G) gebruikt (1 G = 10−4 T). Aan de evenaar bedraagt de fluxdichtheid aan het oppervlak 3,1 × 10−5 T, aan de polen ongeveer 6,0 × 10−5 T. In Midden-Europa is dit ongeveer 4,8 × 10−5 T, de horizontale component is daarbij 2,0 × 10−5 T, de verticale component 4,4 × 10−5 T groot. Binnenin de Aarde is de magnetische fluxdichtheid ongeveer honderd keer zo groot.
→
H die hier vaak mee verward wordt, wordt gemeten in ampère per meter. De relatie tussen de twee eenheden wordt gegeven door de magnetische permeabiliteit:
→
B = µ . H
Waarbij:
→
B de magnetische fluxdichtheid;
→
H de magnetische veldsterkte; en
µ de magnetische permeabiliteit is.
Deze lineaire relatie geldt echter alleen in vacuüm en in gassen vormt de relatie ook een redelijke benadering. Echter, in vaste materie –zoals binnenin de Aarde– kan de relatie non-lineair en anisotroop zijn, waardoor in de Aarde de vergelijking met een dipolair magnetisch veld niet meer opgaat.
Variaties en afwijkingen
Door verschillen in magnetische permeabiliteit tussen verschillende gesteenten in de aardkorst treden kleine lokale afwijkingen (magnetische anomalieën) in het aardmagnetisch veld op. Zulke magnetische afwijkingen kunnen worden gevormd door in de ondergrond aanwezige ijzeren artefacten of stenen structuren zoals oude funderingen. In de archeologie worden soms met een magnetometer kleine variaties in kaart gebracht bij het zoeken naar restanten van menselijke nederzettingen.
Grotere variaties (magnetische anomalieën) komen ook voor. Het bekendste voorbeeld is de Zuid-Atlantische Anomalie, waarvan de oorzaak diep in de Aarde gezocht moet worden. De magnetische anomalie van Koersk in het zuiden van Europees Rusland is een voorbeeld van een magnetische anomalie die door een structuur in de aardkorst veroorzaakt wordt. In dit geval bevindt zich abnormaal veel ijzererts in de ondergrond die het magnetisch veld beïnvloedt.
Veranderingen van het aardmagnetisch veld
Tijdelijke fluctuaties
De elektrische invloed van bijvoorbeeld bliksem kan lokaal zorgen voor een verandering van het magnetisch veld. Er is tijdens onweer veel meer elektrische spanning in de atmosfeer. Het elektrische veld versterkt daarbij het aardmagnetisch veld tijdelijk en plaatselijk.
Langzame verandering
Door wervelingen in het binnenste van de Aarde treedt een langzame verandering op van het aardmagnetisch veld. Hoewel op de lange termijn niet voorspeld kan worden hoe de magnetische declinatie –ook wel variatie genoemd– verandert, kan dit wel voor enkele jaren. Declinatiekaarten worden bijvoorbeeld door de British Admiralty om de vijf jaar uitgegeven.
Bestudeer eerst bovenstaande cursus.
IN ONDERSTAANDE GEGEVENS STAAN ER VAAK HYPERLINKS. KLIK ER OP EN LEES OOK DIE TEKSTEN.
ER WORDEN DAAR VRAGEN OVER GESTELD.
Combineer een element links met een element rechts. Je kan selecteren uit het uitrolmenu.
ALLES VERWERKT? KLIK DAN PAS OP DE TOETS CONTROLEER.
MEN KAN DE OEFENING OOK OPNIEUW MAKEN, DOOR MET DE RECHTERMUISTOETS OP HET SCHERM TE KLIKKEN EN DAN, ALS HET WOORD BESTAAT, IN HET GEOPENDE VENSTER TE KLIKKEN OP "VERNIEUWEN"
IN ONDERSTAANDE GEGEVENS STAAN ER VAAK HYPERLINKS. KLIK ER OP EN LEES OOK DIE TEKSTEN.
ER WORDEN DAAR VRAGEN OVER GESTELD.
Combineer een element links met een element rechts. Je kan selecteren uit het uitrolmenu.
ALLES VERWERKT? KLIK DAN PAS OP DE TOETS CONTROLEER.
MEN KAN DE OEFENING OOK OPNIEUW MAKEN, DOOR MET DE RECHTERMUISTOETS OP HET SCHERM TE KLIKKEN EN DAN, ALS HET WOORD BESTAAT, IN HET GEOPENDE VENSTER TE KLIKKEN OP "VERNIEUWEN"
| * De magnetische fluxdichtheid is de dichtheid van de magnetische flux, populair uitgedrukt: de magnetische flux per oppervlakte-eenheid. Ze wordt gemeten in tesla, |
||
| * De elektrische invloed van bijvoorbeeld bliksem kan lokaal zorgen voor een verandering van het magnetisch veld. Er is tijdens onweer veel meer elektrische spanning in de atmosfeer. Het elektrische veld versterkt daarbij |
||
| * Door wervelingen in het binnenste van de Aarde treedt |
||
| * In de bovenste delen van de aardatmosfeer wordt de zonnewind – de van de Zon afkomende stroom geïoniseerde deeltjes– afgebogen. |
||
| * De plek waar de botsing tussen de zonnewind en het aardmagnetisch veld plaatsvindt wordt de |
||
| * Aan de schaduwzijde van de Aarde ontstaat een staart |
||
| * Magnetische stormen, die ontstaan door zonne-erupties waardoor de zonnewind tijdelijk sterker wordt, kunnen |
||
| * Sinds het begin van systematische metingen rond 1830 is de sterkte van het |
||
| * In de loop van miljoenen jaren heeft het aardmagnetisch veld |
||
| * Door de afname van de sterkte van het magnetisch veld is het goed mogelijk dat de bescherming tegen de zonnewind voor het leven |