地磁场测量方法研究与实践讲解

文理学院物理与机械电子工程学院本科毕业论文（设计）

题目地磁场测量方法研究与实践

专业班级10级物理学01班

学号

学生姓名

指导教师

设计所在单位文理学院

2014年5月

西安文理学院本科毕业设计（论文）任务书

西安文理学院本科毕业设计（论文）开题报告

西安文理学院本科毕业设计（论文）中期检查表

地磁场测量方法研究与实践

摘要：

由于地球本身具有磁性，所以地球及附近的空间存在着地磁场。地球磁场是地球的基本资源之一，与人类生活息息相关，它在地球科学、航空航天、资源探测、交通通讯、国防建设、地震预报等领域有着重要的应用。因为地磁场有如此重要应用价值，所以人们对地磁场在不同时间和空间上的磁感应强度的水平分量B进行了多种实验的测量。本论文设计一些简单的物理实验进行地磁测量，主要测量地磁场磁感应强度的水平分量B，以提高笔者的实验能力和创新能力。

关键词：地球磁场；物理实验；地磁测量；实验能力

Geomagnetic field measurements Research and Practice Abstract：

Due to the magnetism of the earth,the space around the earth is the earth's magnetic field.It is one of the resources of the earth, and it has an intimate connection with human beings.In addition, it plays an important role in the science of the earth,aerospace technologies,resources exploration,transportation,national defense,earthquake prediction and so on.It is because the earth's magnetic field has such a significant application of value that scientists did various experimental measures about the magnetic induction intensity level component B in different time and places.In this thesis, the author design some simple physical experiments to have a geomagnetic measurement. And mainly measures the horizontal component B of the geomagnetic flux density. It aims to improve the author's experimental and innovative abilities.

Key word: The earth's magnetic field;Physics experiments；magnetic measurement; experimental ability.

目录

第1章绪论 (1)

1.1 选题的目的与意义 (1)

1.2地磁场测量在国内外的研究状况及发展趋势 (1)

1.3 本课题主要讨论问题 (2)

第2章地磁场 (3)

2.1地磁场的概念 (3)

2.2地磁成因 (3)

2.3地磁场的发现 (4)

第3章地磁测量 (5)

3.1地磁三要素 (5)

3.2陆地磁测 (5)

3.3海洋磁测 (6)

3.4航空磁测 (6)

3.5卫星磁测 (6)

第4章地磁场测量实验 (8)

4.1简易方法测地磁场 (8)

4.1.1实验的基本原理 (8)

4.1.2测量仪器与测量方法 (8)

4.1.3数据处理及分析 (9)

4.2电子束磁聚焦法测量地磁场 (9)

4.2.1电子束磁聚焦法的基本原理 (9)

4.2.2 测量方法 (11)

4.2.3测量结果与讨论 (12)

4.3用磁摆测量地磁场水平分量 (12)

4.3.1磁摆法实验原理 (12)

4.3.2实验装置与实验步骤 (13)

4.3.3实验数据及分析 (13)

第五章实验分析 (14)

5.1实验对比与分析 (14)

5.1.1简易方法测地磁场 (14)

5.1.2电子束磁聚焦法测量地磁场 (14)

5.1.3用磁摆测量地磁场水平分量 (15)

5.2实验总结 (15)

结束语 (17)

致谢 (19)

参考文献 (19)

西安文理学院本科毕业设计（论文）

第1章绪论

行军、航海利用地磁场对指南针的作用来定向，人们还可以根据地磁场在地面上分布的特征寻找矿藏，地磁场的变化能影响无线电波的传播。地磁场还是地球的“保护伞”，因此人类的生活离不开地磁场。

1.1 选题的目的与意义

地磁场根据测量范围的不同，可分为全球性的、区域性的和地方性的。地磁测量可以分为绝对测量和相对测量。地磁场测量的目的就在于在地磁场观测中，通常用三个参量(1)磁偏角A，(2)磁倾角Φ，(3)地磁场磁感应强度的水平分量B来表示地磁场的方向和大小，测量地磁要素及其随时间和空间的变化，从而培养我们的实验能力和创新能力，并提高我们的动手能力。

由于地球本身具有磁性，所以地球附近的空间存在着地磁场。地磁场是地球的基本资源之一，与人类生活息息相关，它在地球科学、航空航天、资源探测、交通通讯、国防建设、地震预报等领域有着重要的应用。正是因为地磁场有如此重要应用价值，人们对地磁场的测量又迫切的需求。因此，地磁场的测量已成为热点课题之一。

1.2地磁场测量在国内外的研究状况及发展趋势

随着信息技术的发展，磁场测量的方法日新月异，根据地磁测量的特点，及它对测量环境和测量精度有特殊的要求，地磁测量在无数的科学家的努力下不断进步。在将来，地磁测量主要有以下发展趋势：

首先，地磁传感器体积逐渐变小，操作更加简便。实际情况中，一方面要求地磁传感器的观测是在不断改变自己空间位置的；另一方面，地磁传感器的载体多为强磁性物体，载体本身的固有磁场也随着空间位置变化而改变。因此测量地磁的传感器必须具备便于野外携带，体积小，重量轻，操作简单等特点。

第二，地磁测量数据全球化，更新周期快速化；要逐步实现地磁数据库的全球化，这样不仅有利于地磁信息的分析，也有利于地磁模型的建立和完善，可以更快地扩大地磁的测量区域，最大程度的提高数据库的更新速度。

第三，数据处理的自动化，地磁模型合理化。地磁数据库的不断完善扩大，所要分析的数据源也越来越多，这就需要首先由全球地磁场分布矢量图，同时采用合理的地磁模型对测量数据加以拟合，从而将得到更精确的地磁信息，以期更好地利用地磁资源。目前的研究一方面在于地磁场基本原理、基本特性、理论模型的探索，另一方面在于开发地磁场的实用领域，利用地磁场为人类服务。