指南针与远洋航海讲解.ppt

第二章 磁场,第二章 磁场,第二章 磁场,指南针与远洋航海,我国是最早在航海上使用指南针的国家。郑和下西洋的宝船上装备着罗盘，导航时兼用罗盘和观星，二者互相补充、互相修正。,指南针与远洋航海,用罗盘指引航向，探索航道，将船舶航向的变动与指南针指向变动的对应关系总结出来，画出的航线在古代称作“针路”或“针径”。利用“针路”，船能够靠指南针导航。,东汉王充在论衡中写道：“司南之杓，投之于地，其柢指南”,世界上最早的磁性指向仪器司南,指南针与远洋航海,1、磁性:磁铁具有吸引铁、钴、镍等物质的性质，磁铁的这种性质。2、磁体：具有磁性的物体。3、磁极：磁体的各部分磁性强弱不同，磁性最强的区域叫磁极。任何磁铁都有两个磁极，一个叫南极（S极），一个叫北极（N极）。,磁铁,指南针与远洋航海,1、磁场：磁体周围存在磁场2、磁场的基本性质：对磁体有力的作用 同名磁极相斥，异名磁极相吸。3、作用过程：通过磁场实现。磁体是通过磁场 对铁一类物质发生作用的，磁场和电场一样，是客观存在的。4、磁场的方向：规定小磁针北极受力的方向，也即小磁针静止时北极所指的方向，就是那一点的磁场方向,一、磁场对比电场学习,指南针与远洋航海,5、磁感线：（1）目的：为形象地描述磁场而人为引入的假想曲线（2）定义：在磁场中画出一些有方向的曲线,在这些曲线上，每一点的切线方向，都跟该点的磁场方向相同。这样的曲线叫磁感线。磁感线的疏密表示磁场强弱。,指南针与远洋航海,实验中常用铁屑在磁场中被磁化的性质来模拟磁感线的形状，下面是几种常见的磁感线：,指南针与远洋航海,条形磁体磁感线模拟图,实验中常用铁屑在磁场中被磁化的性质来模拟磁感线的形状，下面是几种常见的磁感线：,指南针与远洋航海,蹄形磁体磁感线模拟图,指南针与远洋航海,蹄形磁体的磁感线,条形磁体的磁感线,5、磁感线：（3）特点：a、某点 的切线方向就是该点磁场的方向。b、磁感线疏密程度表示磁场的强弱,指南针与远洋航海,磁场方向也就是在该点放上小磁针，静止时N极的指向或N极的受力方向。,c、意两条磁感线不能相交。（讨论）d、磁感线是封闭的曲线。e、磁感线方向：外部：N极S极，内部：S极N极,指南针与远洋航海,蹄形磁体的磁感线,条形磁体的磁感线,指南针为什么能指南北,指南针与远洋航海,二、磁性的地球,1、地磁场：定义：地球是个磁体，具有磁场，叫地磁场地磁场的分布大致上就像一个条形磁体,各地磁感线近似平行地面.,指南针与远洋航海,2、磁偏角：（1）地球的地理南北极与地磁场的南北相反.（2）地球的地理两极与地磁场的两极并不重合，磁针并非准确地指南或指北，有个夹角，叫地磁偏角，简称磁偏角.,指南针与远洋航海,方家以磁石磨针锋，能指南，然常微偏东，不全南也。沈括梦溪笔谈杂志一,指南针与远洋航海,2012有没有地磁倒转？,【流言】,在2012年12月21日，我们不仅能看到磁场的快速减弱，还能看到磁极快速倒转。如果这样的事情真的发生了，随着地球磁极的倒转，地球磁场屏蔽宇宙射线的能力会大大减弱，我们将暴露在更多的太阳辐射之中。我们将与舰队失去通讯联络，军用卫星将从轨道上掉下来，地面陷入一片混乱。社会动荡、战争、饥荒和经济萧条都将随之而来。,2 0 1 2有没有地磁倒转,通常这样一个穿透南北极地区的磁场会稳定存在很久。但是偶尔，地磁场会发生倒转或者强度发生改变。我们确实知道地磁两极在过去数百万年中发生了很多次的倒转。根据铁磁沉积物的记录，最近一次地磁倒转发生在78万年前，那时直立人还在学习怎么制造石头工具呢。在过去1.6亿年内，地磁倒转发生得非常没规律。长期数据显示，历史上稳定的地磁场最长大概保持了4000万年之久（在6500万年前的白垩纪），而最短的只保持了数百年。因此，地磁倒转并不具有固定的发生周期，与太阳活动也没有任何关系。我们无法预言下一次地磁倒转会在什么时候发生，因为它在地球历史上看起来像是随机发生的。,2 0 1 2有没有地磁倒转,【地磁多久倒转一次】,2012有没有地磁倒转,地磁倒转终将到来，但是我们说的是在未来500年到数百万年内，而不是说两年之内,2012没有地磁倒转！,3、宇宙中的磁现象 宇宙中的许多天体都具有磁场。月球也有磁场。但月球不象地球那样有一个全球性的磁场。火星也没有全球性的磁场，所以火星上指南针不起作用。,指南针与远洋航海,信鸽爱好者都知道，如果把鸽子放飞到数百公里以外，它们还会自动归巢。鸽子为什么有这么好的认家本领呢？,原来，鸽子对地球的磁场很敏感，它们可以利用地球磁场的变化找到自己的家。如果在鸽子的头部绑上一块磁铁，鸽子就会迷航。如果鸽子飞过无线电发射塔，强大的电磁波干扰也会使它们迷失方向。,思考,乘坐飞机时，在飞机即将起飞的时候，乘务员总会提醒乘客将手机关闭。究竟为什么飞机上禁用手机呢？,新闻链接,广州白云机场某次飞机降落，因为机上有四位乘客同时使用了手机，使飞机降落时偏离了航线，险些酿成事故。,思考,磁悬浮列车,上海的磁悬浮列车是全球唯一的一条商业运营磁悬浮列车。,磁现象在生活中的应用,悬空陀螺,磁现象在生活中的应用,勘探矿床 由于所有物质均具有或强或弱的磁性，如果它们聚集在一起，形成矿床，那么必然对附近区域的地磁场产生干扰，使得地磁场出现异常情况。根据这一点，可以在陆地、海洋或者空中测量大地的磁性，获得地磁图，对地磁图上磁场异常的区域进行分析和进一步勘探，往往可以发现未知的矿藏或者特殊的地质构造。,磁现象在生活中的应用,普通的水雷或者地雷只能在接触目标时爆炸，因此作用有限。而如果在水雷或地雷上安装磁性传感器，由于坦克或者军舰都是钢铁制造的，在它们接近（无须接触目标）时，传感器就可以探测到磁场的变化使水雷或地雷爆炸，提高了杀伤力。,磁现象在生活中的应用,在现代战争中，制空权是夺得战役胜利的关键之一。但飞机在飞行过程中很容易被敌方的雷达侦测到，从而具有较大的危险性。为了躲避敌方雷达的监测，可以在飞机表面涂一层特殊的磁性材料吸波材料，它可以吸收雷达发射的电磁波，使得雷达电磁波很少发生反射，因此敌方雷达无法探测到雷达回波，不能发现飞机，这就使飞机达到了隐身的目的。这就是大名鼎鼎的“隐形飞机”。隐身技术是目前世界军事科研领域的一大热点。美国的F117隐形战斗机便是一个成功运用隐身技术的例子。,磁现象在生活中的应用,The End！,