III. NAČIN MJERENJA
Kao prvi i osnovni
cilj zadao sam si određivanje magnetskog polja Zemlje[1].
Kasnije, kad mi ono bude poznato, moći ću odrediti i polje nekog permanentnog
magneta ili mjeriti jako slabe pomake tog magneta.
Za lakše rukovanje uređajem
odlučio sam cijelu radnu plohu postaviti u smjeru približnog sjevera, a
ogledalce pod 45 stupnjeva u odnosu na smjer polariteta magneta na dnu
žaruljice. Laser sam usmjerio pod pravim kutom tako da dobijem refleksiju na
skali.
Na slici su zavojnice
isključene i postavljene okomito na horizontalnu komponentu magnetskog polja
Zemlje. Prva ideja za mjerenje bila je da pokušam izjednačiti ta dva polja
postepeno pojačavajući struju kroz zavojnice. Kad bi ta dva polja bila jednaka,
njihov vektorski zbroj bi bio pod kutom od 45 stupnjeva, što znači da bi se
laserska zraka otklonila za 90° i reflektirala natrag u izvor[2].
Pomoću mjerača napona izračunao bih jakost struje, zatim bih upotrijebio
jednadžbu polja zavojnice iz čega bih dobio magnetsko polje Zemlje. No, brzo
sam odustao od takvog mjerenja jer bi bilo neprecizno i izvan skale. Radije sam
se pozabavio malim kutovima.
Helmholtzovu zavojnicu sam postavio
okomitu na Zemljino polje, no davao sam vrlo slabu struju, dovoljnu tek da se
laserska zraka iz nule na skali pomakne za nekoliko centimetara. Znao sam da se
sad polje mojih zavojnica i Zemljino polje vektorski zbrajaju. Na skali sam
mogao pročitati i rezultantu tog zbroja. Ostala mi je samo jedna nepoznanica -
jakost magnetskog polja Zemaljske kugle. Ono se sada dalo izračunati.
BZ na
slici je smjer polja zavojnica. Magnetsko polje Zemlje označeno je sa B0.
Faktor x je otklon laserske zrake na skali, gdje je otklon laserske zrake
dvostruko manji kut od kuta rotacije žaruljice.
Sljedeće dvije slike predstavljaju vektorski
zbroj dva polja:
Iz slike se jasno vidi da je tangens
kuta a omjer BZ
i B0.