DSCF6629

(9)

214

Z ostatnich dwu związków otrzymamy:

_T-i ₌ PJB* MoP_mni

4n²I 4n²IL

albo po wprowadzeniu oznaczeń:

00)

. _ VmP,. .__MoP_mn

4rt*l’    4n²IL

i wykorzystaniu skali funkcyjnej y = T~², x = i:

y = a + bx    (U)

Jeśli pole solenoidu całkowicie kompensuje składową poziomą pola ziemskiego, wówczas igła obraca się swobodnie, co odpowiada nieskończonemu okresowi drgań:

T_k = co, czyli y_k = 0

Z wykresu funkcji 9 można odczytać odpowiednią wartość natężenia prądu i_t i obliczyć na tej podstawie natężenie składowej poziomej pola ziemskiego:

(B,)_t = B, = ^    (12)

4. Pomiary

Podstawową częścią układu doświadczalnego jest długi solenoid z zawieszonym na niesprężystej nici magnesem sztabkowym (por. rys. 77).

K

Rys. 77. Schemat zasilania solenoidu

po dokonaniu pomiarów pomocniczych (L, n) należy tak ustawić solenoid, jby jego oś pokrywała się z kierunkiem pola ziemskiego. Zwrot pola solenoidu najłatwiej określić, włączając prąd o dość dużym natężeniu (np.

A) i obserwując zachowanie się^igły w uzwojeniu. Obrót igły o kąt ,świadczy o tym, że zwroty B_t i B, są przeciwne.

Następnie mierzymy czas np. 20 wahnięć igły, zmieniając natężenie prądu co kilka mA (w zależności od liczby zwojów solenoidu). Do wprawienia jdy w drgania służy dodatkowy magnes sztabkowy.

4, Opracowanie

W oparciu o otrzymane wyniki należy sporządzić wykres zależności okresu drgań igły od natężenia prądu przepływającego przez solenoid (por. rys. 78)

Rys. 78. Zależność okresu drgań igły od natężenia prądu w uzwojeniu solenoidu

Wyniki otrzymane dla natężenia prądu większego od wartości, przy której następuje kompensacja składowej poziomej pola ziemskiego przez pole solenoidu, i > i_k, nanosimy na wykres w skali x = i, y = T~², znajdując parametry przewidywanej prostej metodą najmniejszych kwadratów. Po obliczeniu i_k znaleźć można wartość składowej poziomej B_e ze wzoru 12.

Pytania

1. Składową pionową ziemskiego pola magnetycznego można również zmierzyć metodą oscylacji, istnieje jednak prostsza metoda, oparta o znajomość składowej poziomej. Jaka to metoda?