भू-चुम्बकत्व सम्बन्धी निम्नलिखित प्रश्नों के उत्तर दीजिए :
(a) एक सदिश को पूर्ण रूप से व्यक्त करने की लिए तीन राशियों की आवश्यकता होती है। उन तीन स्वतंत्र राशियों के नाम लिखिए, जो परंपरागत रूप से पृथ्वी के चुम्बकीय क्षेत्र को व्यक्त करने के लिए प्रयुक्त होती हैं।
(b) दक्षिण भारत में किसी स्थान पर नति कोण का मान लगभग `18^(@)` है। ब्रिटेन में आप इससे नति कोण की अपेक्षा करेंगे या कम की ?
(c) यदि आप ऑस्ट्रेलिया के मेलबोर्न शहर में भू-चुम्बकीय क्षेत्र रेखाओं का नक्शा बनाएँ तो ये रेखाएँ पृथ्वी के अंदर जाएँगी या इससे बाहर आएँगी?
(d) एक चुम्बकीय सुई जो ऊर्ध्वाधर तल में घूमने के लिए स्वतंत्र है, यदि भू-चुम्बकीय उत्तर या दक्षिण ध्रुव पर रखी हो तो यह किस दिशा में संकेत करेगी ?
(e) यह माना जाता है की पृथ्वी का चुम्बकीय क्षेत्र लगभग एक चुम्बकीय द्विध्रुव के क्षेत्र जैसा है जो पृथ्वी के केंद्र पर रखा है और जिसका द्विध्रुव आघूर्ण `8xx10^(22)` जूल/टेस्ला है। कोई ढंग सुझाइए, जिससे इस संख्या के परिमाण की कोटि जाँची जा सके।
(f) भूगर्भशास्त्रियों का मानना है की मुख्य N-S चुम्बकीय ध्रुवों के अतिरिक्त, पृथ्वी की सतह पर कई अन्य स्थानीय ध्रुव भी हैं, जो विभिन्न दिशाओं में विन्यस्त हैं। ऐसा होना कैसे सम्भव है?

Explanation

(a) पृथ्वी के चुम्बकीय क्षेत्र को व्यक्त करने के लिए तीन भौतिक राशियों का अध्ययन किया जाता है:
(i) चुम्बकीय क्षेत्र का क्षैतिज अवयव H (घटक)
(ii) चुम्बकीय दिक्पात कोण `(alpha)` (iii) चुम्बकीय नति कोण `(theta)`।
(b) ब्रिटेन में अधिक नति कोण है (लगभग `70^(@)`), क्योंकि ब्रिटेन चुम्बकीय दक्षिण ध्रुव के समीप स्थित है।
(c) ऑस्ट्रेलिया का मेलबोर्न शहर दक्षिणी गोलार्ध्द में स्थित है। दक्षिणी गोलार्ध्द में पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र का उत्तरी ध्रुव स्थित है। जहाँ से चुम्बकीय बल रेखाएँ निकलती हैं तथा पृथ्वी के दक्षिणी ध्रुव में प्रवेश करती है अर्थात सतह से बहार आती प्रतीत होंगी।
(d) यदि चुम्बकीय सुई ऊर्ध्वाधर तल में घूमने के लिए स्वतंत्र हो तो भू-चुम्बकीय उत्तरी या दक्षिणी ध्रुव पर रखने से सुई ऊर्ध्वाधर हो जाएगी क्योंकि वहाँ पृथ्वी के चुम्बकीय क्षेत्र का केवल ऊर्ध्वाधर घटक उपस्थित होता है।
(e) इसके लिये पृथ्वी की विषुवत रेखा पर (अनुप्रस्थ स्थिति में) निम्न सूत्र द्वारा चुम्बकीय क्षेत्र करते हैं :
`B=mu_(0)/(4pi) (M/d^(3))`
टेस्ला
यहाँ `d=R=6.4xx10^(6)` मीटर (पृथ्वी की त्रिज्या)
`=B=10^(-7)xx(8xx10^(22))/((6.4xx10^(6))^(3))` जहाँ `mu_(0)/(4pi)=10^(-7)`
`=0.31xx10^(-4)` टेस्ला
`B=0.31` गौस (1 गौस `=10^(-4)` टेस्ला)
इस पाकर प्राप्त मान पृथ्वी के चुम्बकीय क्षेत्र के समान है।
(f) पृथ्वी का चुम्बकीय क्षेत्र चुम्बकीय द्विध्रुव (N-S) के कारण है, जिसकी दिशा चुम्बकीय उत्तरी ध्रुव से चुम्बकीय दक्षिणी ध्रुव की और है। यह सामान्य स्थिति है, परन्तु पृथ्वी के चुम्बकित खनिजों (Fe, Ni, Co, इत्यादि) के अव्यवस्थापन के कारण उत्पन्न द्विध्रुव आघूर्ण एक-दुसरे को निरस्त कर प्रभावहीन बनाते हैं, क्योंकि निम्न (N-S) ध्रुव भिन्न दिशाओं में अभिविन्यस्त होते हैं।