När du vill bestämma styrkan eller riktningen för ett magnetfält, är en magnetometer ditt valfria verktyg. De sträcker sig från det enkla - du kan enkelt göra ett i ditt kök - till komplexet, och de mer avancerade enheterna är reguljära passagerare på rymdutforskningsuppdrag. Den första magnetometern skapades av Carl Friedrich Gauss, som ofta kallas "Prinsen för matematik" och som publicerade ett papper år 1833 som beskriver en ny enhet som han kallade en "magnometer". Hans design liknar den enkla magnetometern som beskrivs nedan, som du kan skapa i ditt kök.

Typer

Eftersom de är mycket känsliga kan magnetometrar användas för att hitta arkeologiska platser, järnavlagringar , skeppsbrott och andra saker som har en magnetisk signatur. Ett nätverk av magnetometrar runt jorden övervakar ständigt solvärmens minutseffekter på jordens magnetfält och publicerar data på K-indexet (se Resurser). Det finns två grundläggande typer av magnetometrar. Skalära magnetometrar mäter styrkan på ett magnetfält, medan vektormagnetometrar mäter kompassriktningen.

Skapa din egen

Det finns en enkel vektormagnetometer som du kan göra själv. En stångmagnet, som hänger från en tråd, kommer alltid att peka norrut; genom att markera ena änden av det kan du upptäcka små variationer när magnetfältet ändras. Genom att lägga till en spegel och ett ljus kan du ta ganska noggranna mätningar och upptäcka effekterna av magnetiska stormer (för fullständiga instruktioner, se Suntrek-länken i Resources).

Hall Effect

Mer komplicerat magnetometrar, som de som används på rymdfarkoster, använder en mängd olika metoder för att detektera magnetfältstyrka och detektering. De vanligaste magnetometrarna kallas Solid State Hall Effect-sensorer. Dessa sensorer använder egenskaper av elektrisk ström som påverkas av närvaron av ett magnetfält som inte löper parallellt med strömriktningen. När det finns ett magnetfält, samlas elektronerna (eller deras motsatta, elektronhål, eller båda) i strömmen på ena sidan av det ledande materialet. När det är frånvarande, kör elektronerna eller hålen i en i princip rak linje. Hur ett magnetfält påverkar rörelsen hos elektronerna eller hålen kan mätas och användas för att bestämma riktningen för ett magnetfält. Hall Effect sensorer producerar också en spänning som är proportionell mot magnetfältets styrka, vilket gör dem både vektor och skalarmagnetrar.

Magnetometrar i det dagliga livet

Vi stöter ofta på magnetometrar i våra dagliga liv , även om du kanske inte vet det, i form av metalldetektorer. Handhållna metalldetektorer som används av skattjägare och hobbyister använder Hall Effect för att hitta metallobjekt. Genom att använda ett fenomen som kallas fasskiftning kan detektorerna skilja mellan metaller genom mätning av objektets resistans eller induktans (konduktivitet).