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Categoría: Geofísica --> Geomagnetismo
pregunta formulada en la web por: german (gebasa1@hotmail.com) el Lunes, Octubre 8, 2001 a las 20:32:39
edad: 25
Pregunta: cuales son las coordenadas horizontales y verticales del campo electromagnetico terrestre, y si poseen informacion sobre dichas coordenadas en colombia. En que otras paginas puedo conseguir informacion en este tema. Gracias por su colaboracion.

No sé cual es tu grado de conocimiento sobre el tema pero trataré de contestarte de la manera más entendible posible. Ante todo te aclararé algunas cosas.

La Tierra es básicamente un gran imán, con sus polos magnéticos cerca de los geográficos (definidos por la intersección del eje de rotación terrestre con la superficie). El campo electro-magnético de la Tierra va entre las frecuencias de 0 a 30 Hz. La frecuencia de mayor amplitud es 10 Hz. No coincidentemente, las ondas del cerebro humano van de 0 a 30 Hz, y la de 10 Hz es la onda alfa, que científicamente se dice que es un estado del cerebro de buena performance y alta capacidad física.

Sobre la Tierra se necesita una aguja sensible para detectar las fuerzas magnéticas, y en el espacio las mismas son mucho más débiles. Más allá de la atmósfera densa tales fuerzas tienen un rol mucho mayor, y existe una región alrededor de la Tierra donde ellas dominan el entorno, llamada magnetosfera de la Tierra. Esta región contiene una mezcla de partículas cargadas eléctricamente, y los fenómenos eléctricos y magnéticos (más que la gravedad) determinan su estructura.

Sólo pocos fenómenos observados en superficie provienen de la magnetosfera: fluctuaciones del campo magnético conocidas como tormentas y subtormentas magnéticas, y la aurora polar o "luces del norte", que aparecen en los cielos nocturnos de lugares como Alaska y Noruega. Pero los satélites en el espacio sienten mucho más: anillos de radiación, estructuras magnéticas, rápido flujo de partículas y procesos que las energizan.

Pero qué es el Magnetismo?

Hasta 1821 sólo era conocida una forma de magnetismo, la producida por imanes de hierro. Posteriormente, un científico danés, Hans Christian Oersted, mientras demostraba a sus amigos el flujo de una corriente eléctrica en un alambre, notó que la corriente causaba que la aguja de una brújula cercana se moviera. El nuevo fenómeno fue estudiado en Francia por André-Marie Ampére, quien concluyó que la naturaleza del magnetismo era muy diferente de la que se creía. Era básicamente una fuerza entre corrientes eléctricas: dos corrientes paralelas en la misma dirección se atraen, en direcciones opuestas se repelen. Los imanes de hierro son un caso muy especial, que Ampére también fue capaz de explicar.

En la naturaleza los campos magnéticos son producidos en el gas rarificado del espacio, en el calor resplandeciente de las manchas solares, y en el núcleo fundido de la Tierra. Tal magnetismo debe ser producido por corrientes eléctricas, pero permanece en un gran desafío encontrar cómo se producen esas corrientes.

Líneas de Campo Magnético

Michael Faraday, quien realizó descubrimientos fundamentales sobre electricidad y magnetismo (una unidad eléctrica se llama "Faradio" en su honor), también propuso un método ampliamente usado para visualizar campos magnéticos. Imagine una brújula libremente suspendida en tres dimensiones, cerca de un imán o una corriente eléctrica. Podemos trazar en el espacio (por lo menos en nuestra imaginación!) las líneas obtenidas cuando se "sigue la dirección de la aguja de la brújula". Faraday las llamó líneas de fuerza, pero actualmente se usa el término líneas de campo.

Las líneas de campo de la Tierra empiezan cerca del polo sur, se curvan alrededor de la Tierra en el espacio, y convergen de nuevo hacia el polo norte. Sin embargo, en la magnetosfera terrestre, las corrientes también fluyen a través del espacio y modifican este modelo: sobre el lado que mira hacia el Sol las líneas de campo se comprimen hacia la Tierra, mientras que sobre el lado opuesto al Sol son empujadas alejándose de la Tierra, en una "cola" muy larga como la de un cometa. Pero cerca de la Tierra las líneas permanecen muy cerca a la de un "modelo dipolar" de una barra imán, llamado así por sus dos polos.

Para Faraday las líneas de campo eran principalmente un método para mostrar la estructura de la fuerza magnética. Pero en la investigación espacial ellas tienen un significado mucho más amplio, porque los electrones e iones tienden a mantenerse unidos a ellas, como las gotas sobre un alambre, y aún quedan atrapadas bajo condiciones apropiadas. Debido a esto ellas definen una "dirección fácil" en el gas rarificado del espacio, como el grano en un pedazo de madera, una dirección en la que iones y electrones, y también corrientes eléctricas (y ciertas ondas como las de radio) se pueden mover fácilmente, en contraste al movimiento de una a otra línea que es más difícil.

Ondas Electromagnéticas

Faraday no sólo vió el espacio alrededor de un imán lleno con líneas de campo, sino que también desarrolló una noción intuitiva (y quizá mística) de que tal espacio era auto-modificado, aún si se trataba de un vacío completo. Su contemporáneo más jóven, el gran físico escocés James Clerk Maxwell, puso esta noción en una base firme matemática, incluyendo fuerzas eléctricas y magnéticas. Tal espacio modificado se conoce actualmente como un campo electromagnético.

Hoy los campos electromagnéticos (y también otros tipos de campo) son la piedra fundamental de la física. Sus ecuaciones básicas, deducidas por Maxwell, sugieren que podrían producir un movimiento de onda, expandiéndose con la velocidad de la luz, y Maxwell argumentó correctamente que esto era realmente luz y que, en efecto, la luz era una onda electromagnética.

Heinrich Hertz en Alemania, poco tiempo después, produjo tales ondas por medios eléctricos, en la primera demostración en laboratorio de ondas de radio. Hoy en día se conoce una amplia variedad de tales ondas, desde las de radio (ondas de muy larga longitud de onda, relativamente baja frecuencia) a micro-ondas, infra-rojo, luz visible, ultra-violeta, rayos x y gamma (ondas muy cortas, frecuencia extremadamente alta).

Las ondas de radio producidas en nuestra magnetosfera se modifican frecuentemente por su entorno y nos informan de las partículas atrapadas allí. Otras ondas de este tipo se detectaron en magnetosferas de planetas distantes, el Sol y el universo distante. También se observa que los rayos-X provienen de esas fuentes e indican la presencia de electrones de alta energía allí.

POR LO TANTO GERMAN, SI TE REFIERES AL CAMPO ELECTROMAGNETICO SE TIENEN DOS COMPONENTES VECTORIALES: EL CAMPO ELECTRICO Y EL CAMPO MAGNETICO PERPENDICULARES. POR LO TANTO SE HABLA DE VERSORES.

SI TE REFIERES AL CAMPO MAGNETICO SE TIENEN PRINCIPALMENTE 3 COMPONENTES: VERTICAL Z, HORIZONTAL H, Y FUERZA TOTAL F. HAY PROGRAMAS QUE SE PUEDEN BAJAR GRATIS DE LA RED SI QUIERES CONOCER LOS VALORES EN UN LUGAR DETERMINADO, PARA LO QUE LE TIENES QUE ENTRAR LATITUD GEOGRAFICA DEL LUGAR, LONGITUD Y ALTITUD.

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Geof. Rosalía Cabassi

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Campo magnético terrestre, origen
Polos magnéticos



Categoría: Geofísica --> Geomagnetismo
pregunta formulada en la web por: Carolina Meza (uniorion2001@yahoo.com) el Martes, Marzo 12, 2002 a las 11:56:30
edad: 18
Pregunta: ¿Por qué las lineas del campo magnético van de norte a sur?

La Tierra es básicamente un gran imán, con sus polos magnéticos cerca de los geográficos (definidos por la intersección del eje de rotación terrestre con la superficie).

Hasta 1821 sólo era conocida una forma de magnetismo, la producida por imanes de hierro. Posteriormente, un científico danés, Hans Christian Oersted, mientras demostraba el flujo de una corriente eléctrica en un alambre, notó que la corriente causaba que la aguja de una brújula cercana se moviera. El nuevo fenómeno fue estudiado en Francia por André-Marie Ampére, quien concluyó que la naturaleza del magnetismo era muy diferente de la que se creía. Era básicamente una fuerza entre corrientes eléctricas: dos corrientes paralelas en la misma dirección se atraen, en direcciones opuestas se repelen. Los imanes de hierro son un caso muy especial, que Ampére también explicó.

En la naturaleza los campos magnéticos son producidos en el gas rarificado del espacio, en el calor resplandeciente de las manchas solares, y en el núcleo fundido de la Tierra. Tal magnetismo debe ser producido por corrientes eléctricas, pero permanece en un gran desafío encontrar cómo se producen esas corrientes.

Por lo tanto, para que exista un campo magnético debe producirse movimiento de cargas, ya sea eléctricas o atómicas como en el caso de los imanes permanentes. Líneas de Campo Magnético Michael Faraday, quien realizó descubrimientos fundamentales sobre electricidad y magnetismo también propuso un método ampliamente usado para visualizar campos magnéticos. Imagine una brújula libremente suspendida cerca de un imán o una corriente eléctrica. Podemos trazar en el espacio (por lo menos en nuestra imaginación!) las líneas obtenidas cuando se "sigue la dirección de la aguja de la brújula". Faraday las llamó líneas de fuerza, pero actualmente se usa el término líneas de campo.

Hay una diferencia fundamental entre el campo magnético y el eléctrico: en éste, el campo nace en las cargas positivas y muere en las negativas. En aquél, por el contrario, no existen ni fuentes ni sumideros: se cierra sobre sí mismo.

Entonces, como el núcleo de la Tierra es como un gran imán y como polos distintos se atraen, el polo norte magnético en superficie debe tener su correspondiente polo sur en el núcleo, y el polo sur magnético en superficie su correspondiente polo norte en el núcleo. Esto es por convención, y por eso en la Tierra la dirección de las líneas del campo van del polo sur hacia el polo norte (pero en realidad es desde el polo norte del imán-núcleo al polo sur del mismo). También por convención se define el polo norte de la aguja de una brújula como el del extremo que apunta hacia el norte (pero en realidad apunta hacia el polo sur del imán del núcleo terrestre).

El campo magnético es un vector de 3 componentes: horizontal H, vertical Z y la fuerza total F. La componente vertical, por convención, se define positiva si la línea de campo penetra la Tierra y negativa si sale de la superficie terrestre. Es decir, Z es positiva en el hemisferio norte y negativa en el sur.

Rosalía Cabassi