Home
Klik de plaatjes twee keer aan om in te zoomen.
Klik op een van de blauwe pijlen om terug te keren naar boven.
Magnetometers
Er zijn vele manieren om magneetvelden aan te tonen, dan wel te meten.
Zie de Engelse Wikipedia pagina
https://en.wikipedia.org/wiki/Magnetometer
daarover.
Een zeer nauwkeurige, maar moeilijk zelf te bouwen magnetometer is de
protonprecessiemagnetometer
https://en.wikipedia.org/wiki/Proton_magnetometer
De eenvoudigste vorm van een magnetometer (kompas) is een staafmagneetje
aan een dun koord. De magneet orienteert zich al slingerend
in de richting Noord-Zuid. Uit de slinger tijd is - in principe - de
sterkte van het aardmagnetisch veld af te leiden.
Een eenvoudig kaartkompas voldoet voor veel doeleinden, in het bijzonder
om een landkaart in de 'goede' richting te leggen.
Suunto
uit Finland maakt horloges
met ingebouwde weersvoorspeller, hoogtemeter en ...
kompas.
En dan zijn en nog de echte instrumenten, zoals het hierbij afgebeelde
laat negentiende eeuwse kompas van de gebroeders Fromme in Wenen met
een grondplaat van 13 bij 16 cm.
Een interessante magnetometer die ook als kompas gebruikt kan worden en
die
wel
gemakkelijk zelf te bouwen is, is de
fluxgate magnetometer.
Het principe is als volgt: Er zijn twee (of meer) spoeltjes waar een
wisselstroom doorheen gestuurd wordt en wel zo dat ze antiparallel zijn
aangesloten. Daaromheen (of ertussen) zit een opneemspoel. Daar loopt
in de symmetrische situatie geen stroom door, maar wel als de ene kern
van de spoeltjes eerder verzadigd raakt dan de andere. En dat is precies
wat er gebeurt als de fluxgate magnetometer in een extern magneetveld
wordt geplaatst. De frequentie van het signaal is het dubbele van de
frequentie van de aangelegde spanning. Dat is eenvoudig hoorbaar te maken.
Een fluxgate magnetometer is gevoelig genoeg om het magnetisch veld van de Aarde,
waarover hieronder meer, te detecteren.
Het magneetveld van de Aarde
Populair gezegd wijst de kompasnaald altijd naar het
(magnetische) Noorden (volgens de
Chinezen naar het Zuiden, maar dat komt op hetzelfde neer).
Het magnetisch veld van de Aarde wordt onderhouden door stromingen in de
vloeibare kern van de Aarde en beïnvloed door uitbarstingen op de Zon.
Het magneetveld varieert in richting en in sterkte van plaats tot
plaats en van dag tot dag en zal op termijn zelfs omklappen, wat al
vele malen is gebeurd.
Het magneetveld van de Zon klapt overigens elke 11 jaar om.
Magnetische declinatie
De hoek tussen het geografsch Noorden en richting van de kompasnaald
(het magnetische Noorden) noemen we de
declinatie.
De hoek met het horizontale vlak is in de praktijk van minder belang.
De magnetische declinatie verschilt van plaats tot plaats en
van jaar tot jaar. Het kan om een grote hoek gaan.
Voor Utrecht is de declinatie op het ogenblik (2023)
2.39° (2°23') in oostelijke richting.
Dagelijkse variatie
Van uur tot uur en zelfs van minuut tot minuut verandert het
magnetisch veld van de Aarde een paar ‰.
Dat wordt over de hele wereld nauwkeurig bijgehouden. Zie daarvoor
de website van het Tromsø Geophysical Observatory in Noorwegen
https://flux.phys.uit.no/geomag.html
De (voornaamste) oorzaak is gelegen in de
zonneactiviteit
.
Veranderingen in duizenden jaren
Onderzoek aan de magnetisatie van gesteente van de oceaanbodem,
waarvan de ouderdom bekend is, laat zien dat het magnetisch
veld van de Aarde talloze malen is omgeklapt. De overgangstijd duurde
waarschijnlijk een paar duizend jaar, waarna de rust voor
honderdduizenden jaren terugkeerde.
Aan zo'n omslagperiode zijn wel risico's verbonden, omdat op dat moment
schadelijke kosmische straling tot het aardoppervlak door kan dringen.
Dat wil zeggen veel meer dan nu.
De intensiteit van kosmische straling is nu ongeveer 1 energierijk proton
per vierkante centimeter (een duimnagel) per seconde.
Op grote hoogte (zoals in een vliegtuig) is het meer.
Kosmische straling kan genetische mutaties veroorzaken en is daarmee
één van de drijvende krachten van de evolutie.
Magneten
Zie op deze website
Magneten
.
Beide fluxgate magnetometers zijn (hands on) gedemonstreerd tijdens de
Buurtcamping
in Park de Gagel in Utrecht Overvecht op
8 juli 2023.
Het principe is als volgt: Er zijn twee (of meer) spoeltjes waar een
wisselstroom doorheen gestuurd wordt en wel zo dat ze antiparallel zijn
aangesloten. Daaromheen (of ertussen) zit een opneemspoel. Daar loopt
in de symmetrische situatie geen stroom door, maar wel als de ene kern
van de spoeltjes eerder verzadigd raakt dan de andere. En dat is precies
wat er gebeurt als de fluxgate magnetometer in een extern magneetveld
wordt geplaatst. De frequentie van het signaal is het dubbele van de
frequentie van de aangelegde spanning. Dat is eenvoudig hoorbaar te maken.
Van uur tot uur en zelfs van minuut tot minuut verandert het
magnetisch veld van de Aarde een paar ‰.
