Kuidas magnetomeeter töötab?

Kui soovite välja selgitada magnetvälja tugevuse või suuna, on teie valitud tööriist magnetomeeter. Need ulatuvad lihtsast - saate seda oma köögis hõlpsasti valmistada - kompleksini ja arenenumad seadmed on kosmoseuuringute tavalised reisijad. Esimese magnetomeetri lõi Carl Friedrich Gauss, keda sageli nimetatakse "matemaatika printsiks" ja kes avaldas artikli 1833 kirjeldades uut seadet, mida ta nimetas "magnetomeetriks". Tema disain on väga sarnane allpool kirjeldatud lihtsa magnetomeetriga, mille saate oma sisse luua köök.

Kuna need on väga tundlikud, saab magnetomeetreid kasutada arheoloogiliste paikade, rauakogumite, laevavrakkide ja muu magnetilise allkirjaga asjade leidmiseks. Maa ümber asuv magnetomeetrite võrk jälgib pidevalt päikesetuule vähest mõju Maa magnetväljale ja avaldab andmed K-indeksis (vt Ressursid). Magnetomeetreid on kahte põhitüüpi. Skalaarsed magnetomeetrid mõõdavad magnetvälja tugevust, vektormagnetomeetrid aga kompassi suunda.

Seal on lihtne vektormagnetomeeter, mille saate ise teha. Keermest riputatud vardamagnet näitab alati põhja; selle ühe otsa tähistades saate magnetvälja muutudes märgata väikesi variatsioone. Peegli ja valguse lisamisega saate teha üsna täpseid mõõtmisi ja tuvastada magnetiliste tormide mõjusid (täielikud juhised leiate ressursside lingilt Suntrek).

Keerulisemates magnetomeetrites, näiteks kosmoseaparaatides kasutatavates, kasutatakse magnetvälja tugevuse ja avastamise tuvastamiseks mitmesuguseid meetodeid. Kõige tavalisemaid magnetomeetreid nimetatakse tahkis-halli efekti anduriteks. Need andurid kasutavad elektrivoolu omadusi, mida mõjutab magnetvälja olemasolu, mis ei kulge paralleelselt voolu suunaga. Kui magnetväli on olemas, kogunevad voolus olevad elektronid (või nende vastupidised, elektroniaugud või mõlemad) juhtiva materjali ühele küljele. Selle puudumisel jooksevad elektronid või augud põhimõtteliselt sirgjooneliselt. Seda, kuidas magnetväli mõjutab elektronide või aukude liikumist, saab mõõta ja kasutada magnetvälja suuna määramiseks. Halli efekti andurid toodavad ka magnetvälja tugevusega proportsionaalset pinget, muutes need nii vektor- kui ka skalaarmagnetomeetriteks.

Magnetomeetreid kohtame oma igapäevaelus sageli, ehkki te ei pruugi seda teada, metallidetektorite näol. Aardeküttide ja harrastajate kasutatavad käsitsi metallidetektorid kasutavad halli efekti metallesemete leidmiseks. Faasinihkena tuntud nähtuse abil saavad detektorid eristada metalle, mõõtes objekti takistust või induktiivsust (juhtivust).