Kaip veikia magnetometras?

Kai norite išsiaiškinti magnetinio lauko stiprumą ar kryptį, magnetometras yra jūsų pasirinktas įrankis. Jie svyruoja nuo paprasto - galite lengvai pasigaminti savo virtuvėje - iki komplekso, o pažangesni prietaisai yra nuolatiniai keleiviai, vykdantys kosmoso tyrimus. Pirmąjį magnetometrą sukūrė Carlas Friedrichas Gaussas, dažnai vadinamas „matematikos princu“ ir 1833 m. aprašydamas naują prietaisą, kurį jis pavadino „magnometru“. Jo dizainas labai panašus į žemiau aprašytą paprastą magnetometrą, kurį galite sukurti savo virtuvė.

Kadangi jie yra labai jautrūs, magnetometrais galima rasti archeologines vietas, geležies nuosėdas, laivo nuolaužas ir kitus daiktus, turinčius magnetinį parašą. Magnetometrų tinklas aplink žemę nuolat stebi nedidelį saulės vėjo poveikį žemės magnetiniam laukui ir skelbia duomenis apie K indeksą (žr. Ištekliai). Yra du pagrindiniai magnetometrų tipai. Skaliariniai magnetometrai matuoja magnetinio lauko stiprumą, o vektoriniai magnetometrai - kompaso kryptį.

Yra paprastas vektorinis magnetometras, kurį galite pasidaryti patys. Strypo magnetas, kabantis ant sriegio, visada bus nukreiptas į šiaurę; pažymėdami vieną jo galą, galite pastebėti nedidelius pokyčius, kai keičiasi magnetinis laukas. Pridėję veidrodį ir šviesą, galite atlikti gana tikslius matavimus ir aptikti magnetinių audrų padarinius (išsamias instrukcijas rasite „Suntrek“ nuorodoje, esančioje šaltiniuose).

Sudėtingesni magnetometrai, pavyzdžiui, naudojami erdvėlaiviuose, naudoja įvairius magnetinio lauko stiprumo ir aptikimo metodus. Dažniausiai pasitaikantys magnetometrai vadinami kietojo kūno salės efekto jutikliais. Šie jutikliai naudoja elektros srovės savybes, kurias veikia magnetinio lauko buvimas, kuris nėra lygiagretus srovės krypčiai. Kai yra magnetinis laukas, srovės elektronai (arba jų priešingybės, elektronų skylės arba abu) kaupiasi vienoje laidžiosios medžiagos pusėje. Kai jo nėra, elektronai ar skylės eina iš esmės tiesia linija. Tai, kaip magnetinis laukas veikia elektronų ar skylių judėjimą, galima išmatuoti ir panaudoti magnetinio lauko krypčiai nustatyti. „Hall Effect“ jutikliai taip pat sukuria įtampą, proporcingą magnetinio lauko stiprumui, todėl jie yra ir vektoriniai, ir skaliariniai magnetometrai.

Kasdieniame gyvenime dažnai susiduriame su magnetometrais, nors jūs to ir nežinote, metalinių detektorių pavidalu. Lobių ieškotojų ir mėgėjų naudojami rankiniai metalo detektoriai naudoja „Hall“ efektą metaliniams daiktams surasti. Naudojant reiškinį, vadinamą fazių poslinkiu, detektoriai gali atskirti metalus, matuodami objekto varžą arba induktyvumą (laidumą).