Просмотр содержимого документа
«Урок "Постоянные магниты. Магнитное поле Земли"»
Муниципальное общеобразовательное учреждение
«Вербенская средняя школа»
Конспект урока
«Постоянные магниты.
Магнитное поле Земли»
Учитель физики
Шумаева В.М
Предмет: физика
Класс: 8-й
Тема раздела: Магнитное поле
Дидактическая цель: создать условия для включения субъектного опыта учащихся в процесс познания.
Цели по содержанию урока:
Образовательная цель
сформировать представления о постоянном магните и магнитном поле Земли,
помочь учащимся осмыслить практическую значимость, полезность приобретаемых знаний и умений о магнитном поле Земли и постоянных магнитов.
Развивающаяцель: создать условий для развития навыков общения и совместной деятельности.
Воспитательнаяцель: создать условия для понимания связи между открытиями в области физики и жизнью на планете Земля.
Тип урока – усвоение новых знаний.
Методы обучения: проблемный, частично-поисковый.
Форма организации познавательной деятельности – фронтальная (ФФОПД), групповая (ГФОПД), индивидуальная (ИФОПД).
Структура урока
Этапы урока
Деятельность учителя
Деятельность учащихся
Предполагаемый результат, комментарии
Организационный момент
Формируются группы из 4-х человек разного уровня обученности, включающие и девочек и мальчиков.
Выбор формы работы на уроке в принципе зависит от желания самих учащихся, учитель должен быть готов обеспечить как индивидуальную, так и групповую формы работы.
Создаются условия для возможности групповой работы.
Мотивация
Есть такая поговорка: нет ничего более закономерного, чем случайное. Слайд 2
Как вы думаете, каков смысл данного утверждения?
Опора на жизненный опыт учащихся, беседа с целью получения учащимися ценностной оценки своих действий: любое действие в размерах планеты или в размерах одного человека может привести к необычным последствиям.
Вопрос: а как связаны между собой великолепное северное сияние, простой на первый взгляд предмет – магнит, одно из важнейших географических открытий – открытие Америки и замечательный маленький карапуз?
ФФОПД
Обращение к Презентации (см. в папке Приложения к уроку, слайд 3).
Если закономерность найдена, то легко перейти к теме урока. Если закономерность не найдена – к этому вопросу возвращаемся на этапе рефлексии.
Высказывают свои предположения.
Создаваемая учителем проблемная ситуация мотивирует учащихся на процесс познания через постановку задачи, которую можно решить, лишь изучив новый материал.
Значимость подобного рода вопроса заключается в том, что учащиеся учатся видеть связь между открытиями в области физики (или любой другой науки) и нашей жизнью на планете Земля. В этом вопросе заключен аксиологический аспект урока. С каждого урока ученику необходимо вынести определенную ценность или смысл познания, жизни.
Целеполагание
Какова будет цель нашего урока?
1) Обсудите в группах и определите ее для вашей группы. ГФОПД
2) Определите свою личную цель урока и запишите ее в тетрадь. ИФОПД
Формулируют тему, общую и личную цель урока, записывают их в тетрадь
Создание возможностей каждому ученику стать активным субъектом целеполагания,
осознания личностного смысла учебной задачи и ее принятия как личностно-значимой.
Первичное усвоение материала
I. Отбор фактов
Проведение экспериментального исследования. Работа в группах (ГФОПД).
(Задания для групп находятся в Приложении 1)
В ходе выполнения экспериментальных заданий у учащихся возникают вопросы, которые становятся вопросами-проблемами данного урока. После выступления учащихся эти вопросы-проблемы заносятся в компьютер.
Обращение к Презентации, слайд 5
Работа учащихся в группах.
Наблюдение и выделение фактов, определение основных вопросов- проблем по наблюдаемым явлениям.
Выступления групп.
Выполнение подобного задания решает важнейшие задачи: обучение учащихся на основе собственного ощущений и наблюдений описывать явления, отличать факты от «нефактов», обучение совместной работе.
Составление учащимися вопросов по отношению к выделенным фактам является важным условием развития их способности: видеть непознанное в знакомом, совершать открытия, логически мыслить. Именно в возникающем вопросе лежит первый шаг к совершаемому ребенком открытию, познанию окружающего мира и себя.
Осознание и осмысление учебного материала.
II. Построение модели
(ФФОПД)
Давайте обобщим результаты исследований и те вопросы-проблемы, которые вы выделили в ходе экспериментов.
Можете ли вы дать ответы на поставленные вами вопросы?
Какова наша следующая цель?
Для достижения этой цели давайте выделим или сформулируем новый вопрос, ответ на который позволит объяснить все результаты экспериментов.
Подводим учащихся под формулирование дальнейшей цели работы и основного вопроса-проблемы урока.
Попробуем ответить на этот вопрос. Обращение к экспериментальному заданию №5 (см. Приложение 1).
Вывод, который делают из работы учащиеся: разрезая магнит на мелкие части, каждый раз был получен новый магнитик, имеющий два полюса, как и предыдущий.
Вопросы для обсуждения:
А каков может быть наименьший размер магнитика?
Где нужно искать причину магнетизма?
Что является источником магнитного поля?
Что может двигаться в веществе и создавать магнитное поле?
Модель: Слайд 7
Каждый электрон при вращении вокруг атома и своей оси создает свое собственное магнитное поле.
Слайд 8
Эти магнитные поля накладываются друг на друга и в результате: либо взаимно уничтожаются, либо усиливаются.
III. Следствия из модели.
На основе построенной модели ответим на вопросы, поставленные каждой из групп в ходе проведения эксперимента.
Первоначально обсуждение в группах, а далее ответы групп. (ФФОПД, ГФОПД)
Объяснение намагничивания. Слайды 9-15
Объяснение деления магнитов. Слайды 16-17
На все ли вопросы при помощи построенной модели мы можем дать ответы?
Вопрос-проблема: Почему компас устанавливается с севера на юг? Слайд 18
Ответьте на вопросы:
Как взаимодействуют магниты разными полюсами?
К чему притягивается северная стрелка компаса?
Просмотр Видеофрагмента
Вывод: Земля – большой магнит.
Где находятся магнитные полюса Земли?
Совпадают ли географические и магнитные полюса?
Сравните вид магнитного поля постоянного магнита и Земли. Слайд 19
Отвечают на вопросы, делают выводы, просматривают видеофрагменты и анимации.
Построенная модель позволяет объяснять ряд явлений. Первоначально построенная модель еще пока выступает в роли гипотезы, так как требует экспериментального (теоретического) доказательства. На следующем этапе происходит выдвижение следствий и их объяснение на основе построенной модели, позволяющих судить о степени адекватности модели.
Углубление знаний
IV. Применение, эксперимент
Работа в группах по методу «пила» (описание методики работы см. в Приложении 3).
Выберите в своей группе тот ряд вопросов, которые вам интересны и определите специалистов по выбранным вами вопросам. Слайд 20
Вопросы:
Солнечный ветер и защита от него. Северное сияние. (Тема, расширяющая знания о значении магнитного поля Земли)
Компас (тема для туристов и увлекающихся географией).
Магнитные аномалии и магнитные бури (тема для увлеченных необычными явлениями).
Магнитное поле в разных веществах (углубленное изучение вопроса о природе магнетизма).
Смена магнитных полюсов Земли (тема для любителей катастроф).
(Материал для изучения школьниками вопросов может быть либо напечатан, либо представлен в компьютерной форме. Если учителем сделан сайт для урока, и у учащихся имеется доступ к компьютеру, то они необходимый материал могут найти по соответствующей ссылке. Список и содержание вопросов подбираются в зависимости от уровня подготовки класса. Примерное содержание некоторых вопросов представлено в приложении 4)
Обсуждение результатов: ответы на вопросы (ФФОПД). Слайд 21
Что такое солнечный ветер и что защищает Землю от солнечного ветра?
Какова природа полярных сияний, и на каких планетах они возможны?
Что такое компас, как он устроен, и как им можно пользоваться?
Как компас помог открыть Америку?
На какие группы можно разделить все вещества по их магнитным свойствам?
Почему постоянные магниты способны длительное время сохранять магнитные свойства?
Что такое магнитные аномалии?
Что такое магнитные бури?
Где находятся магнитные полюса Земли? Является ли их расположение постоянным?
К чему, по мнению некоторых ученых, может привести смена магнитных полюсов?
Выбирают в группах 4 вопроса для изучения, определяют «экспертов» в группах, изучают материал, работая по методу «пила»
Учащиеся в зависимости от личных интересов углубляют свои знания по изучаемому вопросу, а работа в группах позволяет на основе сотрудничества обеспечить усвоение выбранного ими материала.
Проверка уровня усвоения знаний и умений
Решение проблемных задач в группах:
Почему корпус компаса делают из меди, алюминия или пластмассы, но никогда из железа?
Каким быстрым способами можно размагнитить магнит?
Возможно ли пользование компаса на Луне?
Имеются два одинаковых по внешнему виду металлических стержня. Как определить какой из них является магнитом?
Выбирают задание, выполняют его.
Основную информацию по изучаемой теме ученик должен вынести с урока, задача учителя – оценить уровень усвоения учащимися темы урока для коррекции результатов и прогнозирования дальнейшей работы.
Рефлексия (подведение итогов)
Мы прошли с вами за один урок путь познания длиной в несколько тысяч лет.
Что было изучено сегодня на уроке? Как бы вы сформулировали тему сегодняшнего урока.
Возврат к первоначальной и последующей целям урока.
На какие вопросы вы не получили ответа?
Кто не достиг своей поставленной цели урока?
Что вам интересного запомнилось на уроке? Что оказалось для вас полезным? Как вы оцениваете свою деятельность, активность на уроке?
Получение ответа на вопрос, поставленный в начале урока: Что связывает северное сияние, магнит, открытие Америки, карапуза? (Северное сияние, магнит, открытие Америки связаны существованием магнитного поля, магнитное же поле Земли защищает жизнь на Земле – а значит и жизнь маленького карапуза)
Для итоговой рефлексии учащимся предлагается заполнить Лист самооценки урока, который заполняется либо сразу после урока, либо анкета выдается на дом. (См. в Приложении 3)
Осознают механизм познания, анализируют свою деятельность на уроке, оценивают значимость изученного материала.
Рефлексия помогает оценить полученные результаты, способ достижения цели, обнаружить причины неудач или проблем, определить цели дальнейшей работы.
Домашнее задание
Соответствующие параграфы учебника. На основе параграфов составить 10 вопросов по теме, начинающихся с разных слов и дать на них ответы.
Выберите вид дополнительного домашнего задания.
1) Исследовать при помощи компаса металлические предметы: холодильник, батареи центрального отопления, вертикальные ножки железных столов и стульев, можно термосы и кастрюли, если они не очень маленьких размеров. Объяснить, почему стрелка компаса показывает разное направление, у основания предмета и в верхней его части.
2) Создать компьютерную презентацию по применению постоянных магнитов.
3) Если дома имеются постоянные магниты, то при помощи железных опилок изучить картины силовых линий их магнитного поля, результаты сфотографировать, распечатать, определить направление силовых линий.
Записывают домашнее задание
Приложения
Приложение 1. Экспериментальные задания для групп разного уровня сложности.
Формулировка заданий может быть изменена в зависимости от уровня подготовки класса.
1. Оборудование: магнитная стрелка, компас, два полосовых магнита, тела из разных веществ.
Проведите эксперимент.
1) Расположите на столе на достаточном расстоянии друг от друга компас и магнитную стрелку. Выделите общее в наблюдаемых явлениях.
2) Поднесите магнит к разным предметам. Выясните, какие тела притягиваются к нему, а какие нет. Пронаблюдайте взаимодействие магнитов разными полюсами.
Подготовьте выступление по выполненному вами эксперименту: покажите опыты, прокомментируйте их, сформулируйте вывод по наблюдаемым фактам и основные вопросы-проблемы по наблюдаемым явлениям.
2. Оборудование: полосовой, дугообразный, кольцевой магнит, сосуд с железной стружкой.
Проведите эксперимент. По очереди опускайте магниты разных форм полностью в емкость с металлической стружкой. Найдите нейтральные зоны и области, где притяжение наиболее сильное (полюса).
Подготовьте выступление по выполненному вами эксперименту: покажите опыты, прокомментируйте их, сформулируйте вывод по наблюдаемым фактам и основные вопросы-проблемы по наблюдаемым явлениям.
3. Оборудование: два полосовых, дугообразный, кольцевой магнит, коробка с железной стружкой, лист бумаги.
Получите модели спектров различных магнитов. Для этого положите магнит на стол, сверху на него положите лист бумаги, на нее равномерно насыпайте железную стружку. Обратить внимание на нейтральные зоны, однородные и неоднородные магнитные поля. Сначала изучите магнитное поле полосового магнита, затем дугообразного, затем кольцевого. После этого изучите магнитное поле двух полосовых магнитов, расположив их одноименными полюсами, а затем разноименными.
Подготовьте выступление по выполненному вами эксперименту: продемонстрируйте результаты опытов по фотографиям на компьютере, сформулируйте вывод по наблюдаемым фактам и основные вопросы-проблемы по наблюдаемым явлениям.
4. Оборудование: полосовой магнит, два гвоздя, катушка, провода, источник тока, ключ, железные стружки, магнитная стрелка.
Проведите эксперимент.
1) Возьмите первый гвоздь и проверьте на железных стружках его магнитные свойства. Затем расположите его вдоль магнита и подержите так некоторое время. Снова проверьте его магнитные свойства.
2) Поднесите компас к краю катушки. Подключите катушку к источнику постоянного напряжения. Пронаблюдайте за поведением стрелки компаса. Поместите второй гвоздь внутрь катушки с током на некоторое время. Проверьте его магнитные свойства до и после намагничивания. Определите полюса полученного магнита при помощи стрелки компаса.
Сравните результат намагничивания гвоздей в первом и втором опытах.
Подготовьте выступление по выполненному вами эксперименту: продемонстрируйте результаты опытов, сформулируйте вывод по наблюдаемым фактам и основные вопросы-проблемы по наблюдаемым явлениям.
5. Оборудование: намагниченная полоска железа, магнитная стрелка, ножницы по металлу.
На основе эксперимента выясните, можно ли разделить магнит так, чтобы получить отдельно северный и южный полюса. Для этого поднесите полоску железа обоими краями к магнитной стрелке компаса и проверьте наличие у нее магнитных свойств. Расположите полоску вдоль полосового магнита. Через некоторое время проверьте наличие у нее магнитных свойств и расположение полюсов полученного магнита. Далее разрезая магнит на части, проверяйте какие полюса получаются на его концах.
Подготовьте выступление по выполненному вами эксперименту: продемонстрируйте результаты опытов, сформулируйте вывод по наблюдаемым фактам и основные вопросы-проблемы по наблюдаемым явлениям.
Приложение 2. Описание групповой работы по методу «пила»
Интересующий нас вариант обучения в сотрудничестве был разработан Элиотом Аронсоном и получил название «пила». Учащиеся разбиваются на группы для работы над учебным материалом, который разделен на смысловые блоки. Каждый член группы работает над определенным фрагментом и находит материала по своей части. Ребята, изучающие один и тот же вопрос, организуются во временную группу для обмена информацией, обсуждения рассматриваемой темы. Это называется «встречей экспертов». Затем они возвращаются в группы и обучают всему новому, что узнали сами. Другие в свою очередь рассказывают о своей части задания и т.д. Получается, что чтобы полностью освоить тему, выполнить задание необходима добросовестная работа всех участников группы. Отчитываться по всей теме может как каждый по отдельности, так и вся команда. В качестве контроля учитель или участники других групп могут задать любой вопрос любому члену группы по любой части задания.
Такой вариант сотрудничества в группах возможен, когда материал может быть разбит на небольшие смысловые блоки. Также такой метод работы может использоваться для углубления или расширения знаний школьников по изучаемому вопросу. При этом им предлагается в группах обсудить круг тем для изучения, а далее в соответствие с личными предпочтениями и интересами каждый ученик в группе определяет одну тему, в которой он будет являться «экспертом».
Как показывают результаты анкетирования детей после проведенных уроков, в листах самооценки многие (68%) указывают, что им интересна именно такая форма работы, так как она позволяет более детально разобраться в изучаемой теме, быстро усвоить материал, поскольку он прорабатывается первоначально в группе «экспертов», где выделяются основные идеи и проблемы, а затем происходит обучение других участников группы.
Приложение 3
Листа самооценки урока
№
Параметры
Ответы:
Назовите (как можно точнее) тему урока.
Какая цель стояла перед Вами на уроке?
Какова была Ваша личная цель?
Была ли достигнута Ваша личная цель на уроке?
Какие ранее полученные знания были использованы Вами на уроке?
Пригодился ли Вам ваш жизненный опыт при изучении темы урока?
Что принципиально важного Вы узнали на уроке?
Чему полезному, с Вашей точки зрения, Вы научились на уроке?
Какие мысли, идеи урока Вы считаете главными?
Интересен ли для Вас был материала урока?
Интересна ли для Вас была форма организации урока?
Способствовал ли данный урок повышению вашего интереса к физике?
Вырази свое отношение к уроку. Нужное подчеркни:
- отличный, увлекательный;
- нормальный, заставляющий работать;
- бесполезный, совсем не интересный.
Своими словами:
Вопросы 2-4 позволяют оценить организацию деятельности учителя по принятию целей всеми учащимися. Если ученик не может сформулировать общую или личностную цель урока, то можно ли утверждать, что он являлся действительным субъектом целеполагания? Ответы на вопросы 5, 6, 8 дают возможность судить о личностной составляющей урока, понимание школьниками субъективной значимости материала урока, а 7 и 9 – понимание школьником его объективной значимости. При ответе на вопросы листа самооценки учащиеся осознают смысл и ценность не только знаний, получаемых ими на уроке, но и учения в целом, так как главными образующими смысла ученые (А.Г. Асмолов, Е.С. Мазур, Л.Д. Чайнова, В.И. Батов, М.В. Ермолаев и др.) называют: субъективные эталоны значимости и самооценку вероятности возможного их достижения.
Один из примеров заполнения листа самооценки представлен на рис. 1.
Такая организация оценки учеником урока и его результатов позволяет учителю выявить степень осознанности учащимися личностного смысла учебного материала, собственной деятельности на уроке и «интересности» для учащихся формы организации урока и его содержания.
Сравним анализ учебного занятия по теме «Постоянные магниты. Магнитное поле Земли» (8-й класс), сделанный учащимися двух классов. В первом классе (24 уч.) урок имел личностно-ориентированную направленность (ЛОУ), во втором классе (27 уч.) урок был проведен по традиционной системе (ТУ).
Анализ самооценки учащимися урока
№
Параметры
ЛОУ
ТУ
Названа тема урока
100%
100%
Определена цель урока
100%
56%
Определена личная цель
100%
4%
Оценено достижение личных целей урока
92%
0%
Выделены важные с точки зрения ученика идеи и мысли урока
75%
74 %
Выделен материал, имеющий практическую значимость для самого ученика
68%
56%
Материала урока был интересен для ученика
92%
74%
Форма организации урока была интересна ли ученика
100%
67%
Данный урок способствовал повышению интереса к физике с точки зрения ученика
83%
56%
Урок определен как:
- отличный, увлекательный;
- нормальный, заставляющий работать;
- бесполезный, совсем не интересный.
83%
37%
17%
52%
-
11%
Как видно из анализа таблицы, урок, организованный по представляемой методике способствует более эффективному развитию познавательных интересов школьников. 83 % школьников определили его как отличный и увлекательный, способствующий повышению интереса к предмету. А в другом классе, где урок выстраивался на основе традиционных подходов к развитию познавательных интересов школьников, результаты оказались значительно ниже.
Рисунок 1. Лист самооценки урока
Приложение 4
Компас
Компас был изобретен в Италии неким Джойя примерно 700 лет назад. Тогда уже научились натирать природными магнитами стальные иглы, которые стали первыми искусственными магнитами и которые использовали в качестве стрелок. Джойя снабдил магнитную стрелку кругом с делениями. Прибор получил название «компассаре», что означает «измерять шагами».
Если стержневой магнит, намагниченную иголку или кусок магнитного железняка укрепить так, чтобы они могли свободно поворачиваться в горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси, то, как хорошо известно, их концы будут показывать на север и юг. Подобный инструмент называется компасом. Тот конец иголки, который указывает на север, был назван северным полюсом (его обозначение N или С), противоположный конец — южным полюсом (обозначается S или Ю).
Почему компас показывает направление с севера на юг?
Тот факт, что разноименные магнитные полюсы притягиваются друг к другу, может объяснить, почему стрелка компаса показывает определенное направление. Так как северный конец стрелки указывает на север, то, видимо, где-то в этом направлении должен находиться противоположный магнитный полюс. Это же можно сказать и в отношении южного полюса. Но если эти полюсы действительно существуют, то где же они находятся?
В течение долгого времени считалось, что источником магнитного притяжения для компаса является Полярная звезда. Однако если бы это было так, то направление стрелки компаса должно было бы меняться по крайней мере на 1 градус через каждые 12 часов, вследствие видимого кругового движения Полярной звезды на небосводе. Наблюдения же не показывают поворота стрелки компаса в течение суток, так что это объяснение ошибочно.
То что стрелка компаса нигде не показывает на Полярную звезду, было известно еще Колумбу. Об этом свидетельствует письмо, написанное им королю и королеве Испании:«...Когда я отплыл из Испании в Западные Индии, я обнаружил, что, после того как я проплыл сто лиг на запад от Азорских островов..., стрелка компаса, дотоле показывавшая на северо-восток, вдруг повернулась на целую четверть, к северо-западу, и уже более не меняла своего направления...».
Столь странное поведение компасной стрелки вызвало панику среди матросов Колумба: они полагали, что компас должен всегда указывать на Полярную звезду. Колумб и сам думал точно так же; однако ему удалось убедить своих моряков, что неправильно вел себя не компас, а Полярная звезда. Благодаря этому обману Колумб смог предотвратить мятеж матросов, требовавших возвращения назад, и довел до конца свой замечательный подвиг. В противном же случае открытие Америки могло бы отодвинуться на несколько десятков лет. Так магниты вошли в широкое применение.
Где находятся магнитные полюсы Земли?
После открытия Америки, уже в XIX веке, исследователи земного магнетизма установили, что на севере Гудзонова залива, в точке, находящейся приблизительно на 73° северной широты и 96° западной долготы, северный полюс иглы для грубых определений наклонения оказался направлен точно вниз, указывая, что северный магнитный полюс Земли находится непосредственно в этой точке. Южный магнитный полюс Земли находится в Антарктиде на 72° южной широты и 155° восточной долготы. Через точки, расположенные на половине расстояния между магнитными полюсами, проходит магнитный экватор.
Угол, на который стрелка компаса отклоняется от направления на географический или истинный север и юг, называется магнитным склонением компаса, или вариацией. Если склонение происходит к западу от севера, оно называется западным склонением, если же к востоку от севера - то восточным склонением.
Благодаря совместным усилиям ученых многих стран были тщательно определены и постоянно проверяются магнитные склонения и наклонения, а также интенсивность земного магнетизма. Современные карты показывают склонения во всех частях земного шара. Карты, на которых нанесены такие линии, необходимы для морской и воздушной навигаций по компасу.
Что вы знаете о влиянии магнитных бурь на организм человека?
Солнечный ветер и защита от него. Северное сияние.
Солнечный ветер — поток ионизированных частиц (в основном гелиево–водородной плазмы), истекающий из солнечной короны со скоростью 300–1200 км/с в окружающее космическое пространство. Множество природных явлений связано с солнечным ветром, в том числе магнитные бури, полярные сияния и различная форма кометных хвостов, всегда направленных от Солнца.
1) Природа полярных сияний. Проникновение в верхние слои атмосферы планет заряженных частиц солнечного ветра определяется взаимодействием магнитного поля планеты с солнечным ветром. Набегающий поток плазмы солнечного ветра деформирует магнитосферу планеты и проникает в верхнюю атмосферу в районе её магнитных полюсов. При столкновении высокоэнергетических частиц солнечного ветра с верхней атмосферой происходит ионизация и возбуждение атомов и молекул газов, входящих в её состав. Излучение возбуждённых атомов и наблюдается как полярное сияние. Спектры полярных сияний зависят от состава атмосфер планет: так, например, если для Земли наиболее яркими являются линии излучения возбуждённых кислорода и азота в видимом диапазоне, то для Юпитера — линии излучения водорода в ультрафиолете.
Поскольку магнитные полюса Земли отстоят от географических на ~12°, полярные сияния наблюдаются в широтах 67-70°, однако во времена солнечной активности полярные сияния могут наблюдаться в более низких широтах - на 20-25° южнее или севернее границ их обычного проявления.
При наблюдении с поверхности Земли Полярное сияние проявляется в виде общего быстро меняющегося свечения неба или движущихся лучей, полос, корон, «занавесей». Длительность полярных сияний составляет от десятков минут до нескольких суток.
Рисунок 1. Полярное сияние на Юпитере, снимок в ультрафиолете (Hubble Space Telescope)
2) Полярные сияния других планет Солнечной системы
Магнитные поля планет-гигантов Солнечной системы значительно сильнее магнитного поля Земли, что обуславливает больший масштаб полярных сияний этих планет по сравнению с полярными сияниями Земли.
3) Магнитное поле планет (в том числе Земли) служит защитой от солнечного ветра, но часть заряженных частиц способно проникать внутрь магнитосферы Земли. Это происходит в основном в высоких широтах, где имеются две так называемые воронки: одна в Северном, другая в Южном полушариях. Взаимодействие этих заряженных частиц с атомами и молекулами атмосферных газов вызывает северное сияние. Но изменения в атмосфере и ионосфере происходит на всех широтах и долготах. Волновое излучение Солнца распространяется прямолинейно со скоростью 300 тыс. км/сек и доходит до Земли за 8 минут. Молекулы и атомы атмосферных газов поглощают и рассеивают волновое излучение Солнца избирательно (на определённых частотах).
Глубина проникновения солнечной радиации в атмосферу Земли зависит от длины волны его излучения. Магнитное поле Земли воздействует на заряженные частицы солнечного ветра и не позволяет им приблизиться к поверхности планеты. Пространство вокруг Земли, в которое в основном не могут проникать частицы солнечного ветра, называют земной магнитосферой.
Рисунок 2. Радиационный пояс Земли
4) Радиационный пояс Земли (РПЗ). Внутри магнитосферы, есть области, недоступные для частиц с кинетической энергией E, меньше критической. Те же частицы с энергией EРадиационный пояс был открыт американскими и советскими учеными в 1957—1958 годах и представляет собой в первом приближении тороид, в котором выделяется две области:
внутренний радиационный пояс на высоте ~ 4000 км, состоящий преимущественно из протонов с энергией в десятки МэВ;
внешний радиационный пояс на высоте ~ 17 000 км, состоящий преимущественно из электронов с энергией в десятки кэВ.
Магнитные полюса Земли поменяются местами
Магнитный полюс земли значительно увеличил скорость своего движения и все быстрее приближается к границам России. Как установили ученые из американского университета штата Орегон, сейчас скорость передвижения магнитного полюса достигла 40 километров в год.
В результате, как показывают подсчеты, через 50 лет магнитный полюс Земли, который сейчас находится на территории Канады, окажется в России, в северной Сибири. Отчеты об этих новейших работах опубликованы в европейской научной прессе, сообщает ИТАР-ТАСС.
Выводы ученых из Орегона стали полной неожиданностью для мирового научного мира: такого увеличения скорости движения полюса никто не предвидел. В результате в последние дни ряд специалистов выступили с предположением, что возможна смена магнитных полюсов Земли, когда нынешний северный и южный поменяются местами.
Учёные обнаружили, что в магнитном поле Земли образуются мощные прорехи, свидетельствующие о том, что магнитные полюса планеты в скором времени поменяются местами.
Эти дыры располагаются над южной Атлантикой и Арктикой. О них стало известно после анализа данных, полученных с датского спутника Orsted и их сравнения с более ранними показаниями других орбитальных аппаратов.
Считается, что "виновниками" образования магнитного поля Земли являются колоссальные потоки расплавленного железа, которыми окружено земное ядро. Время от времени в них образуются гигантские завихрения, способные заставить потоки расплавленного железа поменять направление своего движения.
По мнению сотрудников датского Центра планетарных исследований (Centre for Planetary Science), в районе Северного Полюса и южной Атлантики образовались такие завихрения.
В свою очередь сотрудники Университета Лидса (Leeds University), заявили, что обыкновенно смена полюсов происходит раз в полмиллиона лет. Однако с момента последней смены прошло уже 750 тысяч лет, так что смена магнитных полюсов может произойти в самое ближайшее время.
Это может вызвать значительные изменения в жизни и людей, и животных.
Во-первых, в момент смены полюсов уровень солнечной радиации может в значительной мере повыситься, поскольку магнитное поле временно ослабнет.
Во-вторых, изменение направления магнитного поля может дезориентировать мигрирующих птиц и животных.
В-третьих, учёные ожидают серьёзных проблем в технологической сфере, поскольку, опять-таки, смена направлений магнитного поля скажется на работе всех приборов, так или иначе с ним связанных.
По мнению специалистов, все это никоим образом не свидетельствует о том, что магнитное поле земли, защищающее жизнь на ней от воздействия космической радиации, разрушается и может исчезнуть.
