Файл: Термины и определенияМагнетизм форма взаимодействия движущихся тел, имеющих электрический заряд. Магнитное поле.pdf

Термины и определения
Магнетизм — форма взаимодействия движущихся тел, имеющих электрический заряд.
Магнитное поле — поле, действующее на тела, обладающие зарядом или магнитным
моментом. Магнитное поле обеспечивает передачу магнетизма между взаимодействующими телами.
Геомагнитное поле — магнитное поле, создаваемое движением зарядов в ядре Земли.
Магнетик — вещество, способное взаимодействовать с магнитным полем, изменяя его.
Магнитный момент M, А·м
2
— характеризует способность создавать и воспринимать магнитное поле.
Намагниченность J, А/м — магнитный момент единицы объёма тела.
Индукция T, Тл — основная силовая характеристика магнитного поля, полевая векторная величина. Измеряется в теслах и нанотеслах, 1нТл = 10
– 9
Тл.
Внешнее магнитное поле T0, нТл — магнитное поле, взаимодействующее с телом,
обладающими магнитным свойствами. В разведочной геофизике — это нормальное поле
Земли(геомагнитное), значения которого зависят от координат местности. Нормальное поле меняется со временем, его вычисляют по одной из общепринятых моделей, например
IGRF–13.
Напряжённость H, А/м — вспомогательная силовая характеристика магнитного поля.
В вакууме связь м ежду индукцией и напряженностью выражается отношением:
????0 = ????0????
Магнитная постоянная μ0 — нефизическая константа, входящая во многие уравнения теории магнитного поля.
????0 = 4???? ⋅ 10
−7
Гн/м
Индуцированное магнитное поле Ti, Тл — внутреннее поле, создаваемое магнетиком под действием внешнего магнитного поля. Определяет аномальную компоненту
магнитного поля.
Полное магнитное поле T, Тл — сумма внешнего и индуцированного магнитного полей.
???? = ????0 + ????????
Магнитная восприимчивость ϰ, 10
–5
ед. Си
— величина,
характеризующая связь между индукцией и напряженностью индуцированного магнитного поля.
???????? ≈ ????0????
Относительная магнитная проницаемость μ — величина, характеризующая связь между индукцией и напряженностью полного магнитного поля.
???? = ????0???? + ????0???????? = ????0(1 + ????)???? = ????0????????
???? = 1 + ????
В вакууме:
???? = 0 ; ???? = 1 ; ???? = ????
0
????

Элементы
магнитного
поля
— компоненты вектора магнитной индукции:
Z, нТл — вертикальная компонента.
X, нТл — северная горизонтальная компонента.
Y, нТл — восточная горизонтальная компонента.
H, нТл — горизонтальная компонента
I,°— наклонение, угол между вектором магнитной индукции и его горизонтальной компонентой.
D,°— склонение, угол между горизонтальной компонентой магнитной индукции и направлением на северный географический полюс.
У слабомагнитных тел (ϰ≈0) вектор индуцированного поля примерно совпадает с вектором внешнего поля.
Уравнение Пуассона — позволяет находить компоненты аномального магнитного поля по градиентам гравитационного поля тела той же формы.
Экзаменационный билет № 1
1. Основы магниторазведки: Основные характеристики магнитного поля, их физический
смысл и размерность.
Магнитное поле — поле, действующее на тела, обладающие зарядом или магнитным
моментом. Магнитное поле обеспечивает передачу магнетизма между взаимодействующими телами.
Основными характеристиками магнитного поля являются его сила, направление и
градиент.
Напряженность магнитного поля измеряется в единицах Тесла или Гаусса.
Направление магнитного поля обычно задается в терминах наклона и углов склонения:
// либо
Основными характеристиками магнитного поля являются магнитная
напряженность (B), магнитный наклон (I) и магнитное склонение (D). Магнитная

напряженность относится к напряженности магнитного поля, выраженной в нанотеслах
(nT) или в гауссах (G). Магнитный наклон - это угол между локальной горизонтальной
плоскостью и общим вектором поля, выраженный в градусах. Магнитное склонение - это
угол между истинным севером и направлением полного вектора поля, выраженный в
градусах. Магниторазведка включает в себя измерение этих трех характеристик
магнитного поля на определенном участке.
//
I,°— наклонение, угол между вектором магнитной индукции и его горизонтальной компонентой.
D,°— склонение, угол между горизонтальной компонентой магнитной индукции и направлением на северный географический полюс.
Градиент магнитного поля является мерой того, насколько быстро напряженность поля изменяется с расстоянием.
Физический смысл магнитного поля заключается в том, что оно является мерой силы,
действующей на движущийся электрический заряд. Размерность магнитного поля равна T
(Тесла) или (Гаусс).
2. Методика магнитной съемки: Заверочные работы, дополнительные геофизические
работы, топоработы.
Существует несколько методов, используемых в магнитных съемках, в том числе:
Проверочные работы: Это включает в себя измерение магнитного поля в нескольких местах, чтобы убедиться, что оборудование работает должным образом и что собираемые данные точны.
Дополнительные геофизические работы: Это может включать использование других геофизических методов, таких как гравитационные или электрические съемки, для дополнения магнитных данных и обеспечения более полного понимания недр.
Топография(?): Это предполагает учет рельефа и особенностей поверхности при планировании и проведении съемки. Это может помочь свести к минимуму влияние топографических возмущений на магнитные данные.
Воздушная съемка: Этот метод используется для быстрого и эффективного охвата больших площадей. Данные собираются с помощью датчика, установленного на вертолете или летательном аппарате с неподвижным крылом.
Наземная съемка(?): Этот метод используется для сбора данных с более высоким разрешением, чем воздушная съемка. Он включает в себя измерение магнитного поля в нескольких точках на земле с помощью датчика, который буксируется за транспортным средством или переносится человеком.
Морская съемка(?): Этот метод используется для охвата больших площадей водных объектов, таких как океан, озера и реки. Данные собираются с помощью датчика,
установленного на лодке или судне.
3.Модуль полного вектора МПЗ составляет 53526 нТл, наклонение = 60º, склонение =
10º. Определите северную, восточную, горизонтальную и вертикальную компоненты.
H=T*CosI=53526*(1/2)=26763
X=H*CosD=26763*Cos(10)=26356,4
Y=H*SindD=26763*Sin(10)=4647,3
Z=T*SinI=53526*Sin(60)=46354,8
Экзаменационный билет № 2
1. Основы магниторазведки: Магнитное поле Земли, его составляющие и структура.

Магнитное поле Земли - поле, действующее на тела, обладающие зарядом или
магнитным моментом. Магнитное поле обеспечивает передачу магнетизма между взаимодействующими телами.
Дипольное поле является основным компонентом магнитного поля Земли и представляет собой поле, которое можно было бы измерить, если бы Земля была идеальным стержневым магнитом. Он характеризуется северным и южным магнитными полюсами и имеет примерно дипольную форму.
Индуцированное поле создается электрическими токами в земной коре и верхней мантии. Он характеризуется более сложной формой и может быть как положительным, так и отрицательным.
Поле земной коры создается за счет намагничивания горных пород в земной коре. Он характеризуется более сложной формой и может быть как положительным, так и отрицательным.
Магнитное поле Земли не является постоянным и меняется с течением времени.
Наиболее важным процессом, вызывающим это изменение, является движение расплавленного железа в ядре Земли, которое генерирует электрические токи, создающие магнитное поле. Поле также изменяется из-за различных других процессов, таких как солнечный ветер и магнитные бури. Магнитное поле Земли также меняется по силе и направлению в зависимости от местоположения, и оно не симметрично вокруг земной оси.
Структуру магнитного поля Земли можно разделить на четыре основные области:
ядро, переходную зону, кору и магнитосферу. Ядро - это самая внутренняя область, и именно там магнитное поле Земли генерируется в результате динамо-процесса. Переходная зона находится между ядром и корой. Кора - это самая внешняя твердая часть Земли, а магнитосфера - это область пространства вокруг Земли, где магнитное поле Земли доминирует над солнечным ветром.
2. Методика магнитной съемки: Особенности методики аэромагнитной съемки.
Метод аэромагнитной съемки - это метод картирования магнитного поля Земли с воздуха. Он используется для обнаружения магнитных аномалий, вызванных особенностями недр, такими как минерализация, и широко используется в разведке полезных ископаемых,
геологии и экологических исследованиях. Вот некоторые из ключевых особенностей метода аэромагнитной съемки:
1. Высокое разрешение: Аэромагнитные съемки могут обеспечить получение изображений магнитного поля Земли с высоким разрешением, которое обычно составляет порядка десятков метров.
2. Широкий охват: Аэромагнитные съемки могут быстро и эффективно охватывать большие площади суши, что делает их полезным инструментом для картографирования больших регионов или целых стран.
3. Рентабельность: Аэромагнитные съемки относительно недороги по сравнению с другими геофизическими методами, и они могут предоставить большой объем данных при относительно низкой стоимости.
4. Неинвазивные: аэромагнитные исследования не включают бурение или выемку грунта,
и они не наносят никакого ущерба окружающей среде.
5. Количественные данные: Аэромагнитные данные являются количественными, и их можно использовать для оценки размера, формы и глубины подповерхностных объектов, таких как залежи полезных ископаемых.
6. Может выполняться на разных высотах, а также на малой высоте, что увеличивает разрешение данных.
7. Может быть выполнен в виде сетки, что позволяет покрыть большую площадь за короткое время.
8. Может эксплуатироваться в различных условиях, включая пересеченную местность,
труднодоступную наземными методами.

3. Модуль полного вектора МПЗ составляет 56317 нТл, наклонение = 75º, склонение = 5º.
Определите северную, восточную, горизонтальную и вертикальную компоненты.
Горизонтальная H=T*CosI=56317 *(Cos (75))=14575
северная X=H*CosD=14575*Cos(5)=14519,5
Восточная Y=H*SindD=14575*Sin(5)=1270,2
Вертикальная Z=T*SinI=56317 *Sin(75)=54398,04
Экзаменационный билет №3
1. Основы магниторазведки: Происхождение магнитного поля Земли (различные
гипотезы).
Существует несколько гипотез, которые были предложены для объяснения происхождения магнитного поля Земли. Эти гипотезы можно в широком смысле разделить на две категории: динамические гипотезы и нединамические гипотезы.
Гипотезы динамо предполагают, что магнитное поле Земли генерируется движением расплавленного железа в ядре Земли. Наиболее широко принятой гипотезой динамо является гипотеза геодинамики, которая предполагает, что магнитное поле Земли генерируется движением расплавленного железа в ядре Земли. Движение расплавленного железа создает электрические токи, которые, в свою очередь, генерируют магнитное поле.
Нединамические гипотезы предполагают, что магнитное поле Земли генерируется не движением расплавленного железа в ядре Земли, а другими процессами. Некоторые примеры нединамических гипотез включают:
Гипотеза динамо-машины солнечного ветра: предполагает, что магнитное поле Земли генерируется взаимодействием между солнечным ветром и атмосферой Земли.
Гипотеза теплового динамо: предполагает, что магнитное поле Земли генерируется теплом из недр Земли.
Гипотеза магнитогидродинамического динамо: предполагает, что магнитное поле
Земли генерируется взаимодействием между вращением Земли и проводимостью ядра Земли.
Хотя гипотезы Динамо широко приняты, точный механизм геодинамики все еще недостаточно изучен, и исследования продолжаются. Гипотезы, не связанные с динамо,
считаются менее вероятными и не так хорошо подтверждаются данными наблюдений.
2. Методика магнитной съемки: Обработка результатов магнитной съемки, отчетные
материалы.
Обработка результатов магнитной съемки включает в себя несколько этапов для преобразования необработанных магнитных данных в полезную информацию, которая может быть использована для разведки полезных ископаемых, геологии и экологических исследований.
Эти шаги включают в себя:
Сокращение данных: Этот шаг включает в себя удаление любых ошибок или шумов из необработанных данных, и он может включать применение фильтров или алгоритмов сглаживания к данным.
Коррекция данных: Этот шаг включает в себя корректировку любых изменений магнитного поля Земли, таких как суточные и вековые колебания, и может включать применение математических моделей к данным.
Интерпретация данных: Этот этап включает анализ данных для выявления закономерностей или аномалий, которые могут указывать на наличие подповерхностных особенностей, таких как минерализация или геологические структуры.
Представление данных: Этот шаг включает в себя создание карт, поперечных сечений и других визуализаций данных, чтобы представить результаты опроса в ясной и содержательной форме.

Отчетность: Наконец, результаты магнитной съемки обычно представляются в виде отчета, который включает подробную информацию о съемке, проекте съемки, собранных данных и результатах интерпретации данных.
3. Модуль полного вектора МПЗ составляет 49869 нТл, наклонение = -20º, склонение =
6º. Определите северную, восточную,
горизонтальную и вертикальную компоненты.
Горизонтальная H=T*CosI=49869 *(Cos (-20))=46861,5
северная X=H*CosD=46861,5*Cos(6)=46604,7
Восточная Y=H*SindD=46861,5*Sin(6)=4898,3
Вертикальная Z=T*SinI=49869 *Sin(-20)=-17056,2
Экзаменационный билет №4
1. Основы магниторазведки: Разложение полного вектора МПЗ на компоненты.
Полный вектор МПЗ, также известный как вектор магнитного поля, может быть разложен на несколько различных компонентов, в зависимости от анализа и цели.
Горизонтальные компоненты (H) - это компоненты вектора магнитного поля, которые параллельны поверхности Земли. Они обычно измеряются в направлениях север-юг (X) и восток-запад (Y). Горизонтальные компоненты используются для изучения региональных и локальных изменений магнитного поля.
X — северная горизонтальная компонента.
Y — восточная горизонтальная компонента.
Вертикальная составляющая (Z) - это составляющая вектора магнитного поля, которая перпендикулярна поверхности Земли. Он используется для изучения изменения магнитного поля с высотой и для оценки глубины до источника магнитного поля.
Индукция (T)— основная силовая характеристика магнитного поля, полевая векторная величина. Измеряется в теслах и нанотеслах, 1нТл = 10
– 9
Тл.
Внешнее магнитное поле T0, нТл — магнитное поле, взаимодействующее с телом,
обладающими магнитным свойствами. В разведочной геофизике— это нормальное поле
Земли(геомагнитное), значения которого зависят от координат местности.
Полное магнитное поле T, Тл — сумма внешнего и индуцированного магнитного полей.
???? = ????0 + ????????
2. Прямые задачи: Упрощения моделей для решения прямых задач (декомпозиция,
эквивалентные модели и т.д.).
Декомпозиция – представление сложной модели в виде совокупности простых. Основой для этого приёма является принцип суперпозиции полей, согласно которому магнитные поля не взаимодействуют друг с другом, а только суммируются. Для магнитных моделей различают декомпозицию формы и декомпозицию намагниченности. При декомпозиции формы сложный по форме объект разбивается на несколько более простых тел, аномалии от которых суммируются. При декомпозиции намагниченности разложение векторов на компоненты производится таким образом, чтобы форму аномалии можно было легко определить