Magnetické pole Země

Cíl výuky

Cílem příspěvku je popsat návod na proměření magnetického pole Země, což může vést ke zvýšení atraktivity výuky fyziky a motivace žáků pro další studium fyziky. K měření přitom nejsou nutné žádné sofistikované přístroje nebo pomůcky.

Součástí výuky fyziky jsou i laboratorní cvičení. Ta věnuji procvičování probrané fyzikální látky řešením úloh nebo detailním rozborem experimentů, které s látkou souvisejí. Nejlépe pak takových, které si mohou žáci provést v lavicích samostatně nebo alespoň v menších skupinkách. Občas zařadím i laboratorní práci, která s probíraným učivem úzce souvisí.

Zastáncům fyzikálního měření se bude zdát možná můj názor neakceptovatelný, ale nemám rád „předepsané“ laboratorní práce, při kterých např. žáci tahají po různých materiálech závaží připevněné k padesát let starému siloměru z archaické soupravy pro výuku mechaniky a určují hodnoty součinitele smykového tření, o nichž nemají žádnou představu. Proto se snažím hledat náměty na laboratorní práce tak, aby byly pro žáky zajímavé a mně přitom ukázaly, nakolik žáci probíranou látku pochopili. A když se podaří pomocí běžných (většinou makroskopických) pomůcek proměřit závislosti fyzikálních veličin, jejichž hodnoty jsou v řádech tisícin či miliontin metrů (voltů, ampérů, tesel, joulů, …), o to větší zážitek to pro žáky může být. Tak totiž ukážeme, že fyzika (a fyzik) si umí poradit skutečně s každou (i na první pohled neřešitelnou) situací.

Jednou z takových laboratorních prací je i měření velikosti horizontální složky magnetické indukce magnetického pole Země. Vzhledem k tomu, že jsem chtěl při popisu této práce uvést i základní teorii a vztahy, pomocí kterých se naměřená data zpracovávají, je příspěvek uveden ve formátu PDF, aby byl čitelný pro všechny uživatele.

K laboratorní práci budeme potřebovat běžné předměty (PET láhev, měděný drát), dále pak ampérmetr, reostat a zdroj napětí. Ampérmetr lze použít buď klasický (a měření pak zpracovat např. v tabulkovém editoru) nebo ampérmetr a datalogger od firmy Vernier. V software od této firmy pak lze měření také zpracovat a dopočítat hledanou fyzikální veličinu.