试验二十五地磁场水平分量的测量.PDF

实验二十五 地磁场水平分量的测量 一 实 验 目 的 1． 学习测量地磁场水平分量的方法； 2． 了解正切电流计的原理； 3． 学习分析系统误差的方法 二 仪 器 和 用 具 亥姆霍兹线圈、罗盘、直流稳压电源、电阻箱、直流电流表、换向开关，水准器。 三 实 验 原 理 1． 地磁场与地磁要素 地球是一个大磁体，地球本身及其周围空间存着磁场叫做“地球磁场”又称地磁场，其主要部分是一 个偶极子轴线与地球表面的两个交点称为地磁极，地磁的南（北）极实际上是地心磁偶极子的北（南）极， N S , θ 11θ.5 ≈ o 如图 1。地心磁偶极子的磁轴 与地球的旋转轴 NS 斜交一个角度 。所以地磁极与地理 m m 0 0 极相近但不相同，地球磁场的强 度和方向随地点、时间而发生变 化。 地球表面任何一点心地磁 场的磁感应强度矢量B具有一定 的大小和方向。在地理直角坐标 系中如图 2 所示。O 点表示测量 点，x 轴指向北，即为地理子午 线（经线）的方向；y 轴指向东， 即为地理纬线方向；z 轴垂直于 地平面而指向地下。XOy 代表地 平面。B在xOy平面上的投影 B// 图 1 称为水平分量，水平分量所指的 方向就是磁针北极所指的方向，即磁子午线的方向；水平分量偏离地理真北极的角度 D 称为磁偏角，也就 是磁子午线与地理子午线的夹角。由地理子午线起算，磁偏角东为正，西偏为负。B 偏离水平面的角度 I 称为磁倾角。在北半球的大部分地区磁针的 N极下倾，而在南半球，则磁针的 N极向上仰，规定 N 极下倾 、 为正，上仰为负。B 的水平分量B// 在 x y轴上的投影，分别称为北向分量Bx 和东向分量B ；B 在 Z 轴上的投影B 称为垂直分量。故某一地点 O 的地磁 y z 要素有：⑴地磁场总磁感应强度 B，⑵磁倾角 I，⑶磁偏角 D，⑷水平分量B// ， ⑸垂直分量B ，⑹北向分量B ，⑺东向分量B 。 z x y 不难看出，它们是 B 在各个坐标体系中的坐标值，比如 B B , B , 就是 x y z B , B , D 和D、B 、I 则分别是 B 在柱面坐 B 在直角坐标系中的坐标值，而 z // // 标系和球坐标系中的坐标值，这三种坐标体系是彼此独立的，在它们之间， 图2 存在着如下的变换关系： B B D B B D B B tgI B B B B B B ⋅cos , ⋅sin , , 22 + 2 2 , 2 + 2 //