MỤC TIÊU
- Dựa vào ảnh (hoặc hình vẽ, đoạn phim khoa học) khẳng định được Trái Đất có từ trường.
- Nêu được cực Bắc địa từ và cực Bắc địa lí không trùng nhau.
- Sử dụng la bàn để tìm được hướng địa lí.
TÓM TẮT KIẾN THỨC
💡 Mở đầu
Vì sao thanh nam châm khi treo tự do luôn chỉ hướng Bắc – Nam?
Thanh nam châm khi treo tự do luôn chỉ hướng Bắc – Nam vì Trái Đất là một nam châm khổng lồ, tương tác với kim nam châm.
1. TỪ TRƯỜNG CỦA TRÁI ĐẤT
Tìm hiểu sự tồn tại từ trường của Trái Đất
- Năm 1600, William Gilbert (1544 – 1603) là một nhà khoa học người Anh, trong quyển sách De Magnete lần đầu tiên đã nêu giả thuyết cho rằng Trái Đất là một “thanh nam châm khổng lồ”.
- Ngày nay, các nhà khoa học đã khẳng định sự tồn tại của từ trường Trái Đất. Sau đây là một số hiện tượng liên quan đến từ trường Trái Đất.
- Mặt Trời phát ra các bức xạ (như các hạt electron, proton, ...) có năng lượng cao, rất nguy hiểm đối với các sinh vật trên Trái Đất. Dòng các bức xạ này chịu tác dụng của từ trường Trái Đất nên bị lệch về phía hai địa cực. Các bức xạ này tương tác với khí quyển tạo ra hiện tượng cực quang (Hình 20.2).
- Khi nghiên cứu từ trường Trái Đất, các nhà khoa học đã vẽ được bản đồ mô tả độ mạnh của từ trường Trái Đất theo từng vùng (Hình 20.3). Hình ảnh này khẳng định sự tồn tại từ trường Trái Đất gắn với mô hình nam châm thẳng nghĩa là từ trường mạnh ở phía địa cực và yếu hơn ở vùng xích đạo.
👨👩👧👦 Thảo luận
1. Trả lời câu hỏi đã nêu đầu bài: Vì sao thanh nam châm khi treo tự do luôn chỉ hướng Bắc – Nam?
Thanh nam châm khi treo tự do luôn chỉ hướng Bắc - Nam vì:
- Bản thân Trái Đất là một "thanh nam châm khổng lồ".
- Thanh nam châm khi treo tự do sẽ chịu ảnh hưởng của từ trường Trái Đất và lệch về phía hai cực.
👨👩👧👦 Thảo luận
2. Trên Hình 20.3, độ mạnh của từ trường giảm dần theo thứ tự các màu sắc như sau: đỏ, vàng, lục, lam, lơ. Việt Nam nằm trong vùng có từ trường mạnh hay yếu?
Trên Hình 20.3, ta thấy Việt Nam nằm trong vùng màu vàng nên có từ trường tương đối mạnh.
✍️ Ghi nhớ
Trong hệ Mặt Trời, Trái Đất là một trong những hành tinh có từ trường.
2. CỰC BẮC ĐỊA TỪ VÀ CỰC BẮC ĐỊA LÍ
Phân biệt cực Bắc địa từ và cực Bắc địa lí
Hình 20.4 cho thấy:
- Cực Bắc địa từ và cực Nam địa từ nằm trên trục từ của Trái Đất;
- Cực Bắc địa lí và cực Nam địa lí nằm trên trục quay của Trái Đất.
- Trục từ và trục quay của Trái Đất không trùng nhau.
👨👩👧👦 Thảo luận
3. Quan sát Hình 20.4
a) Đường sức từ của Trái Đất có những điểm nào giống với đường sức từ của một nam châm thẳng?
b) Hãy chỉ rõ các cực địa từ và cực địa lí trên Hình 20.4. Nhận xét chúng có trùng nhau không?
a) Điểm giống nhau giữa đường sức từ của Trái Đất và đường sức từ của một nam châm thẳng:
- Đều là những đường cong khép kín nối từ cực này sang cực kia.
- Hướng của đường sức từ tuân theo quy ước: đi vào ở cực Nam và đi ra ở cực Bắc.
b) Các cực địa từ và các cực địa lí được xác định:
- Cực Bắc địa từ và cực Nam địa từ nằm trên trục từ của Trái Đất.
- Cực Bắc địa lí và cực Nam địa lí nằm trên trục quay của Trái Đất.
- Trục từ và trục quay của Trái Đất không trùng nhau.
Nhận xét: Các cực này đều không trùng nhau.
✍️ Ghi nhớ
Cực Bắc địa từ và cực Bắc địa lí không trùng nhau.
📖 Mở rộng
Căn cứ vào chiều đường sức từ của Trái Đất, cực Bắc địa từ nằm ở Nam bán cầu, còn cực Nam địa từ nằm ở Bắc bán cầu. Tuy nhiên, ngay từ đầu người ta đã gọi cực từ ở Bắc bán cầu là cực Bắc địa từ và thói quen đó được sử dụng đến ngày nay.
3. SỬ DỤNG LA BÀN ĐỂ TÌM HƯỚNG ĐỊA LÍ
Tìm hiểu cấu tạo của la bàn
- La bàn thông thường gồm một vỏ hộp có mặt kính bảo vệ, một kim nam châm có thể quay tự do trên một trục cố định và một mặt số có thể quay độc lập với kim nam châm (Hình 20.5).
- Trên mặt la bàn có các vạch chia độ từ 0° đến 360° kèm theo các kí hiệu chỉ hướng (Bảng 20.1).
Xác định hướng địa lí của một đối tượng
- Xác định các cực Nam (S) và cực Bắc (N) của kim la bàn. Các cực này thường có kí hiệu hoặc màu khác nhau để phân biệt.
- Chọn một đối tượng mà ta cần xác định hướng địa lí (cửa lớp học, cổng trường, ...)
- Đặt la bàn trên mặt phẳng nằm ngang. Chờ cho kim la bàn đứng yên, xoay la bàn sao cho vạch 0 trùng với cực Bắc của kim nam châm.
- Đọc giá trị của góc hợp bởi hướng đối tượng cần xác định và hướng Bắc trên la bàn.
👨👩👧👦 Thảo luận
4. Vì sao khi sử dụng la bàn, ta phải để la bàn xa các nam châm hoặc vật có từ tính? Kim la bàn có chỉ đúng hướng Bắc địa lí không? Vì sao?
La bàn sử dụng kim nam châm để xác định hướng. Nếu để gần la bàn với nam châm hoặc vật có từ tính thì la bàn sẽ tương tác với nam châm hoặc có từ tính. Như vậy la bàn sẽ không xác định đúng hướng nữa.
📝 Củng cố
Kim la bàn có chỉ đúng hướng bắc địa lí không? Vì sao?
Kim la bàn chỉ gần đúng với hướng bắc chứ không trùng khớp hoàn toàn với cực Bắc của trục Trái Đất vì nó còn bị ảnh hưởng bởi từ trường của Trái Đất (trục quay của Trái Đất và trục từ không trùng nhau).
♻️ Vận dụng
Em hãy xác định hướng của cổng nhà em.
Các bước tiến hành xác định hướng của cổng nhà em:
- Đặt la bàn trên mặt phẳng nằm ngang. Chờ cho kim la bàn đứng yên, xoay la bàn sao cho vạch số 0 trùng với cực Bắc của kim nam châm.
- Đọc giá trị của góc hợp bởi hướng của cổng cần xác định và hướng Bắc trên la bàn.
BÀI TẬP
✍️ Bài tập
1. Nêu một số hiện tượng chứng tỏ Trái Đất có từ trường.
Một số hiện tượng chứng tỏ Trái Đất có từ trường:
- Kim nam châm luôn chỉ theo hướng Nam - Bắc.
- Hiện tượng cực quang.
✍️ Bài tập
2. Quan sát Hình 20.4, em hãy cho biết độ lớn của từ trường Trái Đất tại xích đạo lớn hơn, nhỏ hơn hay bằng với độ lớn của nó tại Bắc cực? Giải thích.
Độ lớn của từ trường Trái Đất tại Xích đạo nhỏ hơn độ lớn của nó tại Bắc cực vì:
- Càng về hai cực, các đường sức từ càng mau nên từ trường càng mạnh.
- Càng về phía Xích đạo, các đường sức từ càng thưa nên từ trường càng yếu.
