Välkommen till Resurscentrums frågelåda!

 

Vill du ha ett snabbt svar - sök i databasen: Anpassad Google-sökning
(tips för sökningen).
Använd diskussionsforum om du vill diskutera något.
Senaste frågorna. Veckans fråga.

20 frågor/svar hittade

Elektricitet-Magnetism [20599]

Fråga:
Hej, jag och min kompis ska göra en presentation om magnetism och jordens magnetfält och vi har några frågor som vi hoppas kan få svar på!

1, När de magnetiska polerna byter plats, kommer vi att dö då?

2, Finns det något lätt experiment/test eller liknande som vi kan visa för klassen som handlar om jordens magnetfält/magnetism/elektromagnetism? Tack på förhand!
/Maia A, Brageskolan, Enebyberg

Svar:
Maia!

1 Nej, så illa är det inte. Det har funnits avancerat liv på jorden under flera polbyten, och vi kan inte se någon påverkan. Massutdöenden beror antagligen på meteoritnedslag eller stora vulkanutbrott. Se fråga 17557 och 15882 för mer om polbyten.

2 I fråga 16716 finns ett par länkar till beskrivningar av en laboration där man bestämmer horisontalkomponenten av jordens magnetfält.
/Peter E

Nyckelord: jordens magnetfält [20];

*

Elektricitet-Magnetism [19745]

Fråga:
Hur kan man göra experiment av något slag som har med norrsken att göra?! Helst något man kan göra hemma själv
/Emilia K, Normen, Nykarleby

Svar:
Emilia!

Engelska Wikipedia säger om norrsken (mer generellt polarsken eftersom det även förekommer vid sydpolen) Aurora :

An aurora is a natural light display in the sky, predominantly seen in the high latitude (Arctic and Antarctic) regions. Auroras are caused by charged particles, mainly electrons and protons, entering the atmosphere from above causing ionisation and excitation of atmospheric constituents, and consequent optical emissions.

De laddade partiklarna kommer från solen och styrs ner i jordens atmosfär av jordens magnetfält. Förekomsten av norrsken är kopplat till solaktiviteten som varierar med en period av 11 år. Kollisioner med atmosfären sker på hög höjd (90-150 km) där lufttrycket är mycket lågt.

Eftersom norrsken skapas av kollisioner mellan högenergetiska partiklar vid mycket lågt tryck är det inte möjligt att på ett relevant sätt simulera processen i labbet. De för norrsken typiska färgerna grönt och rött uppkommer genom ljusutsändning från ganska långlivade nivåer, se fråga 4383 . Detta sönderfall kan endast observeras vid mycket lågt tryck. Vid högre tryck deexciteras nivåerna genom strålningslösa kollisioner. Eftersom det vid lågt tryck finns få atomer per volymsenhet, så behöver man mycket stora volymer, vilket är omöjligt i laboratoriet.

Länk 1 beskriver ett ganska avancerat experiment som simulerar norrskens-ringarna men inte med korrekta färger. Då det involverar både högspänning och vakuum är det knappast något man kan sätta upp hemma.

Jag skulle hellre rekommendera att du försöker se ett riktigt norrsken. För dem som bor norr om polcirkeln är det ganska lätt: mörkt (dvs vinterhalvåret), klart väder, månfritt, mörkeradapterade ögon och hygglig solaktivitet.

För södra delarna av Sverige (och Finland) är norrsken ovanligt. Det syntes emellertid ett ganska bra norrsken i Skåne i mars 2015.

Norrsken sedda från södra Sverige befinner sig vanligen ganska lågt i norr. Detta ställer ytterligare krav på klart väder. Man bör ge sig ut på ett fält med fri sikt mot norr. Speciellt bör man se till att det inte finns någon bebyggelse i nordriktningen (bebyggelse betyder i allmänhet belysning).

Hur vet man om det är ett norrsken? För det första är den kalla gröna färgen typisk (se bilden nedan). De stråk som ofta syns rör sig ganska snabbt (tidskonstant c:a 10 sekunder). I södra Sverige syns oftast bara de översta svaga stråken på bilden.

Länk 2 är en sajt som bevakar solaktiviteten och signalerar för möjliga norrsken. Man kan även beställa ett nyhetsbrev med varningar, vilket kan vara bra för oss i södra Sverige.

Se även norrsken och Polarsken .



/Peter E

Nyckelord: norrsken [7]; jordens magnetfält [20];

1 http://www.scienceinschool.org/2013/issue26/aurorae
2 http://spaceweather.com

*

Elektricitet-Magnetism [19386]

Fråga:
Frågan lyder: En bil kör med en hastighet på 90 km/h på en horisontell väg där det jordmagnetiska fältet är 52 µT och inklinationsvinkeln är 68 grader. Hur stor spänning induceras mellan ändarna på en 1,6 m lång axel i bilen?

Antar att jag ska använda e=lvB men detta gällar bara när vinkeln är 90 grader, funderar att anv trigonometri men det verkar inte bli rätt. svaret ska bli: 1,9 mV
/Julia H, Gimo

Svar:
Engelska Wikipedia definierar inklination som:

The inclination is given by an angle that can assume values between -90° (up) to 90° (down). In the northern hemisphere, the field points downwards. It is straight down at the North Magnetic Pole and rotates upwards as the latitude decreases until it is horizontal (0°) at the magnetic equator. It continues to rotate upwards until it is straight up at the South Magnetic Pole.

Nedanstående figur från länk 1 visar inklinationsvinkeln. I Earth's_magnetic_field#Inclination finns en världskartor med inklination och fältstyrka på olika platser.

Som det sägs i länk 2 är uttrycket för den inducerade spänningen

e = lvB*sin(i)

där i är inklinationsvinkeln. Vi får alltså

e = 1.6*(90/3.6)*52*10-6*sin(68) = 1.9 mV

Både axelns riktning och rörelsevektorn ligger i horisontalplanet. Det verksamma magnetfältet är alltså vinkelrätt mot detta, dvs vertikalkomponenten som är B*sin(i).



/Peter E

Nyckelord: induktion [13]; jordens magnetfält [20];

1 http://basaret.physto.se/Fysik_B/1112/Lektioner/Lektion13.pdf
2 https://www.flashback.org/t1545607

*

Elektricitet-Magnetism [19350]

Fråga:
Hur påverkar det magnetiska fältet flygplan, när det gäller den elktriska induktionen? :)
/Elin P, Ellen Key, Spånga

Svar:
Enligt uträkningen i länk 1 induceras en emf av 0.06 V mellan vingspetsarna. Så man kan nog säga att effekten är försumbar.

Länk 2 beskriver en intressant tillämpning av jordmagnetiska fältet för flygsäkerhet. Plan på marken kan detekteras genom störningar i det jordmagnetiska fältet.
/Peter E

Nyckelord: jordens magnetfält [20];

1 http://physics.stackexchange.com/questions/50037/passing-through-the-earths-magnetic-field
2 http://spectrum.ieee.org/aerospace/aviation/magnetic-field-sensors-could-help-halt-runway-crashes

*

Universum-Solen-Planeterna [19301]

Fråga:
Vad skulle hända om jordens inre stelnade och blev hård?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Vad skulle hända om jordens inre stelnade och blev hård?
/Mary D, Skälltorpskolan, Hisings/backa

Svar:
Mary! Se fråga 17056 och 17484 varför jordens inre är varmt och flytande. Temeraturen är 1000-7000 K beroende på djup, se nedanstående figur från Geothermal_gradient .

Det omedelbara som skulle ske om jordens inre stelande är att vi inte skulle få några jordbävningar eller vulkanutbrott. Det är kanske bra, men värre är att jordens magnetfält (fråga 18768 ) skulle försvinna.

Förutom att kompasser skulle bli förvirrade så skulle avsaknad av magnetfält göra att vi inte har något skydd för partikelstrålning från solen, se Solvind . Detta osakar en ökad nivå av joniserande strålning och en gradvis uttunning av atmosfären.

Om jorden inre stelnar kommer även kontinentaldriften att upphöra. Denna har en stabiliserande verkan på klimatet genom att hålla koldioxidhalten i atmosfären på en låg nivå, se fråga 17321 . Utan kontinentaldrift skulle jorden kunna råka ut för en extrem växthuseffekt som planeten Venus med medeltemperatur på uppemot 500oC.

Nu är dessa effekter ingenting att oroa sig för eftersom jordens inre kommer att fortsätta att vara flytande under hundratals miljoner år framåt.



/Peter E

Nyckelord: *geologi [16]; jordens inre [11]; jordens magnetfält [20];

*

Elektricitet-Magnetism [18768]

Fråga:
Hur uppstod Jordens magnetfält från första början?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Hej! Jag håller på med mitt projektarbete som involverar Jordens magnetfält. Jag förstår hur magnetfält kan upprätthållas men vad jag där i mot inte kan förstå är hur Jordens magnetfält uppstod från första början så att det kunde därefter upprätthållas. Min fråga är då hur uppstod Jordens magnetfält från första början? Tack i förhand!
/Simon P, Rönneskolan, Ängelholm

Svar:
Simon! Om jag visste det skulle jag skriva en artikel om det och bli världsberömd .

Det är inte så lätt att förstå hur det globala magnetfältet uppstått. Om vi börjar med att titta på de övriga jordlika planeterna i solsystemet så har, förutom jorden, Merkurius ett magnetfält, medan Venus och Mars saknar globalt magnetfält, se Planetary Fact Sheets .

För att ett magnetfält skall uppstå i en planet krävs dels en flytande, ledande kärna och en mekanism som för in energi i systemet. Energin ger upphov till temperaturskillnader som ger konvektion (strömning).

Jorden har en kärna som huvudsakligen innehåller järn. På grund av den höga temperaturen (orsakad av radioaktivt sönderfall i jordens inre, se fråga 13938 ) är den yttre delen av kärnan flytande, medan det höga trycket längre in gör den inre järnkärnan fast. Konvektion i den yttre flytande järnkärnan skapar magnetfältet. Konvektionen orsakas av temperaturskillnader och corioliskraften (3160 ) som orsakas av jordens rotation.

Hur magnetfältet skapades har man bara en kvalitativ kunskap om. Ett ökande magnetfält borde inducera ett elektriskt fält som i sin tur ger en elektrisk ström. Denna ström är enligt Lenz lag (fråga 11791 ) riktad så att ändringen i magnetfältet motverkas. Konvektionen kommer emellertid att få det "infrysta" magnetfältet att flytta på sig, vilket gör att fältet kan öka trots motståndet pga Lenz lag. Denna process skulle kunna fortsätta obegränsat om inte det ökande magnetfältet bromsade upp vätskans rörelse. Man får alltså ett relativt stabilt jämviktsläge.

Hur kan man då förstå förekomsten/avsaknaden av magnetfält hos de ovan nämnda planeterna?

Venus är på många sätt mycket lik jorden, så man borde vänta sig en flytande järnkärna och ett magnetfält. Skillnaden är att Venus roterar mycket långsamt (Planetary Fact Sheets ), vilket gör att konvektionen inte påverkas av någon corioliskraft.

Mars är betydligt mindre än jorden, så avsvalningen har gått längre. Mars saknar därför en flytande järnkärna, och därmed magnetfält.

Att Merkurius har ett magnetfält kan tyckas konstigt eftersom den dels är mindre än Mars och dels för att den roterar mycket långsamt. Det som gör att Merkurius kan ha en flytande järnkärna är att den har en mycket excentrisk bana och befinner sig nära solen. Gravitationskraften "knådar" då Merkurius så att innertemperaturen kan bli tillräckligt hög. Detta är helt analogt med jupitermånen Io, se 2571 .

Se vidare Earth's_magnetic_field och Dynamo_theory .
/Peter E

Nyckelord: jordens magnetfält [20]; jordens inre [11];

*

Elektricitet-Magnetism [18511]

Fråga:
Om man placerar en magnet på den magnetiska nordpolen har jag hört att den skulle snurra hela tiden. Kan man utnyttja detta för att alstra elektrisk ström, som en evighetsmaskin? Eller är jordens magnetfält där så starkt att det upphäver effekten av den snurrande magneten?
/Eva P, Åkersberga

Svar:
Detta är tyvärr bara en vandringssägen! Evighetsmaskiner finns inte!

Jordens magnetfält vid de magnetiska polerna är vertikalt och konstant. En kompassnål skulle bara bli "förvillad" och kunna peka åt vilket håll som helst. Helst skulle den vilja peka rakt nedåt, men kompassnålar kan normalt bara röra sig i horisontalplanet.
/Peter E

Nyckelord: jordens magnetfält [20]; evighetsmaskin [12];

*

Elektricitet-Magnetism [18501]

Fråga:
Hej! Jag undrar om den magnetiska nordpolens förflyttningar har ett samband med motsvarande förflyttningar av den magnetiska sydpolen. I så fall vad beror detta på. Om det inte finns ett samband, hur kan det komma sig.

Tacksam på förhand
/Göran K

Svar:
Det var ett TV-program om polvandringen på norra halvklotet (den magnetiska polen är faktiskt en sydpol) den 5/2/2012.

Den södra magnetiska polen rör sig liknande den norra, men inte nödvändigtvis i fas. Vandringarna orsakas av ändringar i de av konvektion i jordens yttre (flytande) järnkärna skapade strömmarna, som i sin tur skapar magnetfältet. Det varierande magnetfältet skapar i sin tur stömmar, vilket ger en mycket komplex återkoppling. Fältstyrkan varierar en hel del närmast kaotiskt, se fråga 17557 .

På tidsskalor 100 000 år kan även polariteten kastas om, se fråga 15882 .

Se vidare Earth_magnetic_field .



/Peter E

Nyckelord: jordens magnetfält [20];

*

Blandat [17591]

Fråga:
Varför har vi så kalla vintrar trots global uppvärmning?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Hej jag läser med stor nyfikenhet om allt på er sida om varför klimatet är knasigt. Det finns så många bra teorier och frågor och svar men något jag märkt är att man tar inte upp frågan om varför det har varit +10 hela december i Arktis och -20 till -30 grader hos oss i Norden.

Jag har en fundering som knyter samman flera expertområden, kemi, fysik och kanske till och med övernaturliga krafter eller snarare sånt som vi valt att kalla så. Kan det ökande användandet av mobiler, radarteknik, elförbrukning, alltså all typ av strålning och radiovågor (elektromagnetiskt) skapa en förvillande effekt på polerna exempelvis som man kan störa kompasser eller annan känslig utrustning och på så vis rubba polerna.

Det skulle ju förklara det fenomen som vi NU upplever. Jag har sett karta över elktromagnetiska fält över Europa och det har ökat dramatiskt senaste årtiondet. (det är det sista årtiondet vi upplevt mest klimatförändringar) Om man kunde göra ett test på en miniatyr-jordglob med två poler likt Nord å Sydpolen med samma frekventa laddning som de har och sätta den i rotation likt jorden bana runt solen och sen skapa samma strålbeskjutning och elektromagnetiska fält som vi har i Europa i samma skala och se vad som händer. Kommer polerna flyttas och jordgloben studsar iväg ur sin bana? Är det detta som håller på att hända? Det finns ju de som hävdar att detta händer.

Hur lång tid skulle det ta innan vi åker ur banan och dör därför att det inte går att leva under de förhållanden som då uppstår? Ja, inte lång tid, 2 år kanske? och när ändå det är sagt så ska ju jorden gå under 2012 12 12. Ja det låter extremt och oproffsigt men är kanske således inte helt omöjligt.

Det är ju inte bara Europa som ökar sina elektrofält och strålning, USA och Asien är också samma bantiter isåfall. Med det ökar också riskerna om det finns något som stödjer min teori.

Om sen man tar denna strålning vi har naturligt, både från solen och från marken och lägger till i detta så blir det ju ganska mycket till slut.

Jag tror vi skapar tillräckligt mycket energi på jorden för att flytta en, eller bägge polerna ur sitt läge och det tror jag har hänt under de 2 sista åren. Då tror jag resultatet blir att polarisen smälter och vi kastar ut oss själva ur jordevarvet till slut.

Finns det andra likatänkande eller kanske vetenskapsmän att få kontakt med? (Har 100 funderingar kring detta). Eller har jag fullständigt fel? Isåfall vill jag motbevisas.
/Anders N, Skillingsfors

Svar:
Anders! För det första måste vi skilja på klimat och väder. Väder beskriver temperatur, nederbörd och andra egenskaper hos atmosfären just nu eller under en kortare period. Klimat är det genomsnittliga vädret i ett visst område och hur det varierar under flera tiotals år.

Global uppvärmning innebär att medelvärdet av temperaturen över hela jorden ökar, dvs är ett mått på den totala energibalansen av instrålning/utstrålning. Nedanstående figur ofta kallad hockey-klubban (från NASA) visar den globala årsmedeltemperaturen från 1880 till 2009. Att medeltemperaturen har stigit med c:a 0.7o går knappast att förneka, men man kan diskutera vad höjningen beror på. De flesta tror att höjningen framför allt beror på den av oss orsakade ökningen av växthusgasen CO2 i atmosfären (se figuren i fråga 8254 ).

Orsaken till det kalla vädret här hos oss vintern 2009-10 och i november-december 2010 är den nordatlantiska oscillationen (NAO, Nordatlantiska_oscillationen , North_Atlantic_oscillation ), som är en naturlig svängning i atmosfären över nordatlanten. Den är lite besläktad (men inte helt analog) med El Nino (ENSO )som påverkar vädret på södra halvklotet.

Skillnader i klimatet från år till år i det nordatlantiska området beror på små fluktuationer i tryckskillnaden mellan det halvpermanenta Islandslågtrycket och det halvpermanenta Azoriska högtrycket. Tryckskillnaden kontrollerar styrkan och riktningen hos västvindarna och lågtrycken över nordatlanten. Vintern 2009-10 och november-december 2010 har västvindarna tagit en mer sydlig bana, vilket i Norden orsakat kallt (högtrycks)väder med nordliga vindar.

Se vidare länk 1 och 2 nedan.

Jag tror inte att människans genererande av strålning påverkar vädret. För de första måste vi skilja på de magnetiska polerna och rotationsaxeln. De magnetiska polerna (Earth's_magnetic_field ) vandrar omkring lite grann (några 10-tals km), men rotationsaxeln är mycket stabil. Orsaken till variationerna i jordens magnetfält ligger i den flytande järnkärnan i jordens centrum, och är inte orsakad av våra aktiviteter. Den lilla ändring i magnetfältet som förekommer har ingen påverkan på klimatet. Se fråga 17557 för en diskussion om stabiliteten hos jordens magnetfält.

Att jorden skulle slungas ur sin bana av ändring i elektromagnetiska fält är helt omöjligt från bevarandet av rörelsemängden. Det behövs en extern kraft för detta - t.ex. en stor planet som kommer nära jorden.

Ja, du har fel i ditt domedagsscenario. Att jorden skulle slungas ur sin bana och att våra svaga elektromagnetiska fält skulle påverka jordmagnetiska fältet är helt omöjligt. Likatänkande vetenskapsmän finns knappast: de som hyser åsikter som strider mot etablerade fysikaliska lagar är knappast vetenskapmän. De sysslar med ovetenskap eller pseudovetenskap.

Det är inte så i naturvetenskap att alla åsikter och teorier har samma värde. Naturvetenskap är inte demokrati! De teorier som stämmer med observationer och innefattar minst godtyckliga antaganden är de som accepteras. Se fråga 14237 för mer om vetenskaplig metod kontra pseudovetenskap .



/Peter E

Nyckelord: *meteorologi [16]; jordens magnetfält [20]; vetenskaplig metod [18]; pseudovetenskap [8]; växthuseffekten [30];

1 http://www.smhi.se/forskning/kallt-i-sverige-men-varmt-globalt-1.13949
2 http://www.agu.org/pubs/crossref/2010/2010GL044613.shtml

*

Universum-Solen-Planeterna [17557]

Fråga:
Hej! Det sägs att var 200 000 år byter Nordpolen och Sydpolen plats med varandra och att det har hänt förut. Men den senaste gången har det fördröjt så det har alltså inte hänt på 780 000 år. Jag sökte lite granna på google om det här och att det stod att det kommer hända år 2012. Själv tror jag inte på 2012 att det är jordens undergång mer än att planeterna kommer stå på en linje just den dagen.
/Evelina A

Svar:
Evelina! Det är korrekt att den senaste reverseringen var för 780000 år sedan, se Geomagnetic_reversal . Som framgår av figuren i fråga 15882 är emellertid reverseringarna mycket oregelbundna. Om man tittar på hur jordmagnetiska fältstyrkan varierat sedan den senaste reverseringen (kurvan till höger i figuren nedan från Wikimedia Commons ) blir man inte mycket klokare vad gäller att förutspå nästa reversering - fältstyrkan varierar helt enkelt helt slumpmässigt.

Vad skulle hända om fältet reverserade? Vi citerar från Wikipediaartikeln ovan:

Because the magnetic field has never been observed to reverse by humans with instrumentation, and the mechanism of field generation is not well understood, it is difficult to say what the characteristics of the magnetic field might be leading up to such a reversal.

Some speculate that a greatly diminished magnetic field during a reversal period will expose the surface of the Earth to a substantial and potentially damaging increase in cosmic radiation. However, Homo erectus and their ancestors certainly survived many previous reversals.

Det skulle alltså antagligen inte hända så mycket mer än att kompasserna skulle få fnatt och orienterarna springa vilse!


/Peter E

Nyckelord: jordens magnetfält [20];

*

Elektricitet-Magnetism [16716]

Fråga:
Hur kan man på ett så smidigt sätt som möjligt bestämma styrkan och riktningen hos jordens magnetfält genom en laboration.
/Micael L, Apladalsskolan, Värnamo

Svar:
Micael! Det är inte en helt trivial mätning eftersom jordens magnetfält är ganska litet, se Earth's_magnetic_field och Jordens_magnetfält .

Den metod som tycks vara den vanliga är att jämföra horisontal- eller vertikal-komponenten med magnetfältet i en slinga eller spole med en känd ström. Länk 1 och 2 är ett par av åtskilliga beskrivningar man kan googla fram.
/Peter E

Nyckelord: jordens magnetfält [20];

1 https://www.youtube.com/watch?v=b3HZYD7L7os
2 https://xiblog.se/2011/11/19/bestam-flodestatheten-pa-jordens-magnetfalt/

*

Elektricitet-Magnetism [15882]

Fråga:
Polaritet hos det jordmagnetiska fältet
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Hej! I tidningen har det stått att jordens magnetpoler har bytt plats med varandra några gånger och att det snart är dags för det igen. Det har också sagts att under skiftet når bl.a. solvinden då ner till marken mer än idag, vilket blir skadligt för det biologiska livet. (Polomkastningarna nämns även i en del läroböcker.)

Frågor: Hur lång tid tar polomkastningarna? Upphör magnetismen under polförflyttningen, så att jorden då saknar magnetfält? Om inte: Innebär det att under vissa tider finns magnetpolerna vid ekvatorn så att ett "ekvatorial(norr-)sken" blir synligt? Vet man vad som orsakar omkastningarna?
/Thomas Å, Arlandagynmnasiet, Märsta

Svar:
Thomas!

Lätta frågor att svara på: det vet vi helt enkelt inte!

Det finns starka geologiska bevis att polariteten hos jordmagnetiska fältet har ändrats oregelbundet med en medelperiod på c:a en miljon år, se nedanstående figur som visar fältriktningen (magnetiseringen hos nybildade bergarter) under de senaste 160 miljoner åren. Eftersom omvändningen sker snabbt (storleksordningen tusen år, kanske mycket snabbare) så vet man inte hur det sker - vi har ännu inte kunnat mäta en reversering med moderna instrument. I princip skulle polerna kunna vandra så långt att de byter plats eller så kan fältet mellan två olika riktningar vara ett kvadrupolfält.

Nej, man vet inte vad som orsakar omkastningarna. Man tror att det orsakas av kaotiska strömmar av flytande järn i jordens yttre kärna. Solens magnetfält flippar också, men inte kaotiskt som det jordmagnetiska fältet utan med en ganska konstant elvaårsperiod.

Det är möjligt att den kosmiska strålningen och partikelstrålningen från solen kan bli högre vid en reversion, men vi har även en atmosfär som skydd. Det finns inga indikationer på att tidigare reversioner skulle ha påverkat livet, t.ex. med massutdöenden (se Extinction_event ).

Se Earth's_magnetic_field för mer om jordens magnetfält och Geomagnetic_reversal om omkastningarna av fältet.



/Peter E

Nyckelord: jordens magnetfält [20]; *geologi [16];

*

Elektricitet-Magnetism [15552]

Fråga:
Fungerar gamla bildskärmar olika på norra och södra halvklotet?
/Veckans fråga

Ursprunglig fråga:
Hej! Jag har läst att gamla bildskärmar (de stora i glas med strålar i) fungerar olika på norra och södra halvklotet. Är det sant? Är det verkligen så att man tillverkar/tillverkade bildskärmar för användning på ett specifikt halvklot?

Varför? Är/Var det så med flera apparater?
/Sven G, Eslöv

Svar:
Hej Sven! Ja, man roterar kontakten på videokabeln så att bilden blir rättvänd !

Nej, jag skojar. Problemet är mer komplicerat än så. Apple support säger följande:

Variations in the earth's magnetic field can affect a monitor's performance, especially if it is moved from one hemisphere to the other.

Monitors based on cathode-ray tube (CRT) technology, including those found in iMac computers, use precisely controlled magnetic fields to direct the flow of electrons to the red, green, and blue light emitting phosphors on the monitor. The earth's magnetic field varies in intensity throughout the world, which can affect the path of this electron beam. During manufacturing, CRT-based monitors are aligned in special areas called helmholtz cages that simulate the magnetic field the monitor is being aligned for. Monitors are typically aligned for the Northern Hemisphere or the Southern Hemisphere, and sometimes for the equatorial region.

A CRT-based monitor purchased in the Northern Hemisphere may not perform correctly if it is moved to the Southern Hemisphere. The reverse is also true because the earth's magnetic fields are not the same in each hemisphere. A monitor moved to another hemisphere may encounter color purity problems that cannot be adjusted out. It is technically possible to realign a monitor to work in a different hemisphere, but the skills and specialized equipment required make it prohibitively expensive for most purposes.

Liquid crystal displays, such as the Apple Cinema Display and the display of an iBook computer, are not affected by the earth's magnetic fields, and can be moved between the Northern and Southern Hemispheres.

Det är alltså det varierande jordmagnetiska fältet som orsakar problemet. Förutom en komponent längs jordytan från söder till norr (ja, faktiskt eftersom den norra magnetiska polen faktiskt definierats som en sydpol) finns en vertikal komponent som på norra halklotet går neråt och på södra halvklotet uppåt. Denna vertikalkomponent kommer att orsaka en förskjutning i sidled som är olika på de två halvkloten och kan tänkas orsaka att elektronstrålarna inte träffar där de skall på skärmen.

Vad som är lite förvånande är att det verkar inte vara något problem med den horisontella komponenten av det jordmagnetska fältet. Denna borde orsaka problem när man vrider skärmen i horisontalplanet. Jag har räknat lite på detta och experimenterat med vår TV, se nedan.

Problemet är emellertid övergående eftersom moderna platta skärmar (LCD- eller plasma-skärmar) inte har någon elektronstråle som kan avlänkas.

Se länk 1 för mer om effekten och Cathode_ray_tube för mer om hur bildskärmar fungerar. Länk 2 beskriver experiment med magneter, men var försktig eftersom alltför starka magneter kan förstöra bildskärmen! Länk 2 beskriver (tyvärr är det radio, så man ser ingenting) även vad som händer när man vänder TVn upp och ner.

Teori och experiment

Låt oss för de mer avancerade försöka beräkna hur mycket en elektron i ett TV-rör påverkas av det jordmagnetiska fältet.

En elektron (laddning e, massa m) rör sig i en cirkelbana med radien r i ett homogent magnetfält av styrkan B tesla. Man får om man sätter kraften från magnetfältet lika med centripetalkraften:

Bev = mv2/r

dvs

r = mv/(Be)

Elektronens hastighet v kan beräknas från

mv2/2 = Ve

dvs

v = sqrt(2Ve/m)

där V är accelerationsspänningen, typiskt 20 kV. Jordmagnetiska fältet varierar, se Earth's_magnetic_field , men låt oss räkna med en horisontalkomponent på 10 mikrotesla. Vi får

r = mv/(Be) = m*sqrt(2Ve/m)/(Be) = sqrt(2Vm/e)/B

Med insatta värden blir radien

r = sqrt[2*20000*9.11 10-31/(1.60 10-19)]/(10 10-6) = 47.7 m

På 50 cm (rimligt avstånd mellan elektronkanonen och skärmen i en TV) blir då avvikelsen pga magnetfältet 0.5/48 radianer eller

(0.5/48) * 0.5 = 0.0052 m = 5.2 mm

Avlänkningen är alltså betydande jämfört med storleken på de fluoriscerade punkterna. Det som gör att de flesta skärmar ändå fungerar när man roterar dem är att alla elektroner påverkas lika av det homogena jordmagnetiska fältet. Man får alltså bara en liten förskjutning av bilden i höjdled.

Jag kollade upp detta på min egen TV som står på ett roterande bord. Jag satte upp en bit maskeringstejp på en skarp linje på en testbild. När man roterar TVn så flyttas bilden ett par mm i höjdled (uppåt om man vrider TVn så att elektronstrålen först går N-S och sedan Ö-V, se fråga 12632 och bilden nedan men glöm inte att strömriktningen är omvänd eftersom elektronerna är negativt laddade). Med tanke på de grova uppskattningarna av TVns storlek och jordmagnetiska fältet, tycker jag att det är en hygglig överensstämmelse mellan teori och experiment.

Jag kan inte komma på någon annan apparat som påverkas av det jordmagnetiska fältet.

Se The Naked Scientists för fler intressanta vardagsfysiksexperiment.



/Peter E

Nyckelord: TV [9]; jordens magnetfält [20];

1 http://www.madsci.org/cgi-bin/cgiwrap/www/circR?/posts/archives/2005-06/1119132808.Ph.r.html
2 http://www.thenakedscientists.com/HTML/content/kitchenscience/exp/magnets-and-tvs/

*

Elektricitet-Magnetism [15120]

Fråga:
När man åker upp i rymden kommer man ifrån det jordmagnetiska fältet. Jag har hört att det påverkar cellerna negativt, att cellmembranet skulle försvagas, närmare bestämt bindningarna mellan fosolipiderna. Jag har även hört att man på grund av detta sätter in magneter i rymdfarkosten för att skapa ett liknande magnetfält. Stämmer något av detta? I sådana fall hur kan det komma sig?
/Li S, Ebersteinska Gymnasiet, Norrköping

Svar:
Hej Li! Nej, det tror jag inte ett dugg på! Det jordmagnetiska fältet är alltför svagt för att påverka cellerna direkt. Vissa djur (t.ex. flyttfåglar) och bakterier kan känna av fältet och orientera sig efter det, men att det skulle ha fysiologisk påverkan på cellerna är inte sannolikt.

Dessutom avtar fältet faktiskt inte så mycket upp till en höjd på 400 km där t.ex. den Internationella rymdstationen finns, se länk 2.

Däremot kan avsaknaden av jordens magnetfält vara ett problem för astronauter som befinner sig längre från jorden. De förlorar då det skydd mot partikelstrålning (mest från solen) som jordens magnetfält ger.

Se vidare jordens magnetfält , länk 1 och The Exploration of the Earth's Magnetosphere .
/Peter E

Nyckelord: jordens magnetfält [20]; *fysiologi [12];

1 http://en.wikipedia.org/wiki/Magnetic_field_of_the_earth
2 http://ngdc.noaa.gov/seg/geomag/jsp/IGRFWMM.jsp

*

Elektricitet-Magnetism [14530]

Fråga:
Jag vet att det finns ett magnetfält runt jorden. Finns det ett magnetfält kring alla planeterna i vårt solsystem? Är det så att alla planeter omges av ett magnetfält? Uppkommer dessa magnetfält på samma sätt som det kring jorden?
/Marianne A, Karlskrona Vuxenutbildning, Karlskrona

Svar:
Nej, inte alla men de flesta har magnetfält. Även vissa månar, t.ex. Europa har magnetfält. Det uppkommer antagligen genom någon sorts dynamoeffekt i en flytande järnkärna. Månen, som inte har någon flytande kärna, saknar globalt magnetfält. Se vidare nedanstående länkar.
/Peter E

Nyckelord: jordens magnetfält [20];

1 http://www.phy6.org/earthmag/planetmg.htm
2 http://www.astronomynotes.com/solarsys/s7.htm

*

Elektricitet-Magnetism [13428]

Fråga:
Om man står på nordpolen, magnetiska nordpolen, och håller i en kompass, snurrar då kompassnålen runt eller vad händer?
/torbjorn l, pilbäckskolan, Växjö

Svar:
Den magnetiska nordpolen (som egentligen är en sydpol , se fråga 273 nedan), ligger inte vid den geografiska nordpolen utan en bra bit ner i Kanada.

Ja, kompassnålen snurrar förvirrat runt om man håller kompassen vågrätt. Magnetfältet vid polen har ingen horisontalkomponent utan magnetfältet går rakt ner i marken, se bilden nedan. Om du vrider kompassen så att den är vertikal, så kommer nålen att ställa in sig så att dess nordpol pekar rakt ner. Du kan alltså inte ha någon nytta av kompassen för orientering. VM i orientering skulle knappast förläggas till nordöstra Kanada av bland annat detta skäl. Man får förlita sig på GPS för att hitta hem.



/Peter E

Se även fråga 112 och fråga 273

Nyckelord: jordens magnetfält [20];

*

Elektricitet-Magnetism [12583]

Fråga:
Hejsan! Vi satt på vår NO-lektion förra veckan. Läraren förklarade att magneterna alltid bestod av två poler. han visade oss några enkla experiment med en stavmagnet. Då kom jag på frågan som jag tänker ställa. Om man skulle göra en helt rund magnet, hur skulle polerna fördelas då? Hur skulle magnetfältet se ut? Vad är det som styr uppdelningen vilket som blir syd- och nordpol? Jag skulle vara mycket tacksam för ett svar.
/Anton J, Skanskenskolan, Mörbylånga

Svar:
Det har liten betydelse hur magneten utformas. Det som bestämmer magnetfältets utseende är hur de små dipolerna (en N-pol och en S-pol i två olika punkter) är orienterade. Det jordmagnetiska fältet ser nästan ut som en stavmagnet trots att det bildas av elektriska strömmar i en klotformig järnkärna, se bilden från USGS: Jordmagnetiska fältet .

Magnetfältet bildas alltså av strömmar som uppstår i den flytande järnkärnan som finns i jordens centrum. Om du har en ström som går i en cirkulär slinga, så får du ett magnetfält vinkelrätt mot slingans plan. Riktningen ges av högerhandsregeln.

Observera alltså att det är inte en permanentmagnet eftersom temperaturen i centrum (c:a 4000oC) är mycket högre än maxtemperaturen för ferromagnetism (Curie-temperaturen).



/Peter E

Nyckelord: magnetism [45]; jordens inre [11]; jordens magnetfält [20];

*

Elektricitet-Magnetism [6104]

Fråga:
Hej! Hur är det med begreppen magnetiska syd-resp nordpolen. I vissa böcker står det att det är den magnetiska nordpolen som ligger intill den geografiska nordpolen i andra står det att det är den magnetiska sydpolen som ligger intill den geografiska nordpolen. Hur är det egentligen? Vilken källa ska man lita på? Hälsningar Eva
/eva l, hällaryd, karlshamn

Svar:
Såsom vi har definierat de magnetiska polerna, är den norra magnetiska polen faktiskt en magnetisk sydpol.
/KS

Nyckelord: magnetism [45]; jordens magnetfält [20];

*

Elektricitet-Magnetism [1506]

Fråga:
Hej! Jag har en elev som frågade mig härom dagen angående magnetism. Jag hade pratat om skillnaden mellan en vanlig järnbit och en magnet och påstått att alla magneter förr eller senare går mot en kaotisk struktur och därför förlorar sina magnetiska egenskaper. Sedan pratade vi om jordens magnetfält och orsakerna till det. Jag berättade om jordens flytande järnkärna och att de magnetiska polerna genom tiderna har rört på sig. Frågan jag fick var: Är även jordens magnetfält i avtagande? Om alla andra magneter blir sämre med tiden, borde inte även jordens inre gå mot kaos? Jag har aldrig hört talas om att jordens magnetfält skulle minska - har ni gjort det? Om inte - vilka krafter är det som vidmakthåller det? Jag är hemskt tacksam för svar.
/Magnus G, Viksjöskolan, Järfälla

Svar:
Järn är ett så kallat ferromagnetiskt material. Inom små områden (domäner) är järnet starkt magnetiserat. I vanligt järn är magnetiseringsriktningen för de olika domänerna sådan, att energin i det yttre magnetfältet minimeras. När vi gör en magnet tvingar vi, med ett yttre magnetfält, domänerna att inta en systematisk riktning, naturligtvis ett högre energitillstånd. Eftersom naturen strävar mot lägre energitillstånd, är det troligt att magnetiseringen så småningom upphör. Tidsskalan är nog lång vid rumstemperatur. Magnetit (Fe3O4), som är ferromagnetiskt, har behållit sin magnetisering i hundratals miljoner år gamla bergarter.

Järnet i jordens inre är inte ferromagnetiskt, temperaturen är alldeles för hög där (över den s.k. Curie-punkten 768oC, Curie_temperature ). Jordens magnetfält beror snarast på, att det inre är elektriskt ledande. Elektriska strömmar i kärnan ger upphov till magnetfältet, som varierar med tiden, beroende på konvektionsströmmarna i manteln. Sydpol och nordpol kastas om flera gånger på en miljon år.
/KS/lpe

Nyckelord: magnetism [45]; jordens magnetfält [20];

*

Elektricitet-Magnetism [1038]

Fråga:
Vad skulle ske om det inte fanns någon geomagnetism?
/Camilla K, Sundlergymnasiet, Vårgårda

Svar:
Den viktigaste med jordens magnetfält för oss människor är att den hindrar den s k solvinden att nå jordytan. Solvinden består av laddade partiklar som sänds ut från solen. När de kommer in i det jordmagnetiska fältet så avböjs de och kommer normalt inte ner till atmosfären.

Fundera Skulle vi se något norrsken om det inte fanns ett jordmagnetiskt fält?
/GO

Nyckelord: jordens magnetfält [20];

*

Ämnesområde
Sök efter
Grundskolan eller gymnasiet?
Nyckelord: (Enda villkor)
Definition: (Enda villkor)
 
 

Om du inte hittar svaret i databasen eller i

Sök i svenska Wikipedia:

- fråga gärna här.

 

 

Frågelådan innehåller 7168 frågor med svar.
Senaste ändringen i databasen gjordes 2017-07-06 14:08:20.


sök | söktips | Veckans fråga | alla 'Veckans fråga' | ämnen | dokumentation | ställ en fråga
till diskussionsfora

 

Creative Commons License

Denna sida från NRCF är licensierad under Creative Commons:
Erkännande-Ickekommersiell-Inga bearbetningar
.