Bestäm flödestätheten på Jordens magnetfält!


Fysik B - NV09FMTEn klassisk laboration man brukar göra i kursen Fysik B är att bestämma ett värde på flödestätheten på Jordens magnetfält. Även jag brukar låta klasserna utföra laborationen, men detta år fanns inte en sådan möjlighet. Därför tänkte jag att det näst bästa är att själv göra de nödvändiga mätningarna och ge värdena. Vid närmare eftertanke så tror jag inte att det är det näst bästa – jag tror att det ger större möjlighet till träning på ett annat viktigt område inom fysiken: nämligen övning på att strukturera data under mindre tidspressade förhållanden än under en laboration.

Det jag brukar berätta som inledning till laborationen är att vi kommer att ”störa” Jordens magnetfält med ett magnetfält med ett känt magnetfält från en ledare. Sedan lägger vi en kompass, som från början är orienterad mot norr (naturligtvis!) och avläser den vinkelskillnad som blir när man kopplar ström till  ledaren.

Bilder på uppställning och mätvärden i fem försök (ström i ledaren och avstånd mellan ledare och kompassnål varierades) finns nedan (klicka på en bild så förstoras den):

Med hjälp av ovanstående data kan man få fram ett värde på flödestäthetens horisontalkomposant (ja, flödestätheten är en vektorstorhet, vilket utnyttjas i beräkningarna). Använd alla värden för i bestämningen av flödestätheten, då det är fråga om mätvärden kommer inget av värdena att vara korrekt, men ju fler värden som hanteras desto bättre resultat når man.

Försök även att göra göra en graf, ur vilken lutningen representerar flödestätheten. Det kommer där att bli väldigt tydligt hur mätvärdena ligger i anslutning (men ej på) en rät linje.

För att bestämma flödestätheten i magnetfältets aktuella riktning måste man ha kännedom om vinkeln som magnetfältet har mot jordytan. Nedanstående bild illustrerar situationen.

Modell av Jordens magnetfält ur en stavmagnet
Modell av Jordens magnetfält ur en stavmagnet

För att bestämma vinkeln på magnetfältet mot jordytan används en inklinometer. Den ser ut på följande vis:

Inklinometer – ett instrument som mäter under vilken vinkel som magnetfältet är riktat mot Jordytan.

En närmare titt på skalan syns här:

Avläsning av inklinometer i Täby.

Med hjälp av allt ovanstående finns nu data att bestämma Jordens magnetiska flödestäthet med tämligen god noggrannhet. Vilket värde får du?

Ett par andra frågor: Kommer den jordmagnetiska flödestäthetens  horisontalkomposant att variera på olika breddgrader? Kommer flödestätheten att variera?

Bestäm flödestätheten på Jordens magnetfält!

Kommentera

Fyll i dina uppgifter nedan eller klicka på en ikon för att logga in:

WordPress.com Logo

Du kommenterar med ditt WordPress.com-konto. Logga ut / Ändra )

Twitter-bild

Du kommenterar med ditt Twitter-konto. Logga ut / Ändra )

Facebook-foto

Du kommenterar med ditt Facebook-konto. Logga ut / Ändra )

Google+ photo

Du kommenterar med ditt Google+-konto. Logga ut / Ändra )

Ansluter till %s