پاورپوینت مغناطیس سنجی

بخشی از پاورپوینت

اسلاید 1 :

بنام خدا

مغناطیس سنجی

اسلاید 2 :

بخش دوم درس ژئوفیزیک
روش مغناطیس یا مغناطیس سنج : این روش قدیمی ترین روش ژئوفیزیکی است و به لحاظ علمی به زمانی برمیگردد که در قرن 17 آقای گیلبرت بیان کرد زمین به صورت یک مغناطیس بزرگ است . در این روش از یک میدان مغناطیسی ( مغناطیس زمین ) برای تفکیک لایه هایی از زمین که خاصیت مغناطیسی دارند استفاده می شود .
وجود مواد معدنی مغناطیسی یا خاصیت مغناطیس باقیمانده در سنگهای تشکیل دهنده زمین در برخی از نقاط باعث تغییر شدت میدان زمین می شود .

این روش در مقایسه با روش گرانی سنجی ارزانتر، حجم عملیات صحرایی کمتر و میزان تصحیحات آن نیز خیلی کمتر است . همچنین دقت مورد نیاز برای دستگاه هایی که استفاده می شود کمتر است .در بسیاری از موارد این روش مکمل روش گرانی سنجی و روش لرزه انعکاسی است .
از این روش برای 1- شناخت موادی که خاصیت مغناطیسی دارند مانند مگنتیت 2- برای تعیین ضخامت سنگ های رسوبی که به عنوان مخزن نفتی عمل میکنند و 3- برای مطالعه ی مغناطیس گذشته زمین استفاده می شود .
.

اسلاید 3 :

مشابه روش گرانی سنجی چند مفهوم پایه برای این روش تعریف می شود : اگر مقداری براده آهن را روی صفحه کاغذی بریزیم که در زیر آن یک آهنربا قرار داشته باشد براده های آهن در امتداد خطوطی مشخص جهت یافته می شوند

1-قطبین مغناطیسی : نقاط ابتدایی و انتهایی هرجسم مغناطیسی که باعث همگرایی خطوط نیروی مغناطیسی می شود را قطبین مغناطیسی گویند
طبق قطب قرارداد قطبی از آهنربا که به سمت شمال مغناطیسی زمین جهت یافته می شود قطب شمال جو می نامند. قطب شمال مغناطیسی زمین را منفی و قطب شمال آهنربا را بار مثبت در نظر می گیرند .

اسلاید 8 :

2-اجسام پارامغناطیس : در این اجسام با توجه به اینکه تعداد الکترون هایی که در اطرف هسته در گردش هستند و در جهات مخالف برابر نیستند لذا در حالت عادی برایند گشتاور مغناطیسی آنها صفر نیست.
اجسام پارامغناطیس تحت اثر میدان خارجی خاصیت مغناطیسی پیدا می کنند که با افزایش درجه حرارت خاصیت مغناطیسی انها کاهش می یابد تا نهایتا در درجه حرارت کوری خاصیت مغناطیسی را از دست می دهند. این دما حدود 600 درجه سانتیگراد است.
نقطه کوری : درجه حرارتی است که در ان درجه حرارت خاصیت مغناطیسی اجسام از بین می رود .
مقدار K برای این اجسام بزرگتر از یک است.
اکثر سیلیکاتها ( طلا و نقره ) دیامغناطیس هستند. خانواده آذرین اسیدی و بازیک ( بازالت-الیوین-پیروکسن-بیوتیت-امفیبول) بعضی فلزات مانند پلاتین-الومینیوم-کروم ) پارامغناطیس هستند

اسلاید 9 :

3-فرومغناطیس : این اجسام به دو دسته تقسیم می شوند 1- اجسام فری مغناطیس 2- اجسام پاد فرومغناطیس
در اجسام فرومغناطیس حوضه های فرومغناطیس بررسی می شود در این حوضه ها اتم هایی که وضعیت مشابه دارند بهم پیوسته و گروه کوچکی را بوجود می آورند
در اجسام فری مغناطیس برایند گشتاور مغناطیسی برای هر حوضه مغناطیسی مخالف صفر است .

اسلاید 10 :

اجسام فری مغناطیس: اجسامی هستند که در حالت عادی به علت عدم تعادل هر حوضه مغناطیسی می تواند بصورت یک جسم مغناطیسی عمل کند . طبیعتا اگر این اجسام تحت اثر میدان خارجی قرار بگیرند اتم های موجود در این حوضه ها طوری می چرخد که راستای مغناطیسی انها در راستای میدان خارجی قرار بگیرند . اگر میدان مغناطیسی به اندازه کافی قوی باشد محور های مغناطیسی تمام حوضه ها در امتداد میدان قرار می گیرد و بیشترین خاصیت مغناطیس شدگی در جسم بوجود می اید و اصطلاحا گفته می شود جسم به اشباع مغناطیسی سیده است .

اسلاید 11 :

پاد فرومغناطیس : اجسامی هستند که در شرایط عادی بدون اینکه تحت میدان مغناطیسی خارجی باشند مقدار حوضه های مغناطیسی انها معادل هم بوده و قسمت هر حوضه مغناطیسی با حوضه مغناطیسی مجاور برابر است .

لذا این اجسام تقریبا شبیه اجسام پارامغناطیس عمل می کنند . این اجسام تحت اثر میدان خارجی خاصیت مغناطیس شدگی از خود نشان می دهند ولی شدت مغناطیس شدگی کمتر از اجسام فری مغناطیس است.

اسلاید 13 :

فرض می کنیم یک جسم مغناطیسی مثل لوله اهنی را داخل سیم لوله قرار می دهیم تحت اثر جریان الکتریسیته ای که از داخل سیم پیچ عبور می کند بک میدان الکترومغناطیسی می تواند ایجاد گردد. هرچه شدت میدان بیشتر باشد قدرت میدان الکترومغناطیسی هم بیشتر است.
تحت افزایش میدان خارجی H و میدان الکترو مغناطیسی ، میدان کل یعنی B اضافه می شود .
توضیح شکل : در ابتدا افزایش بصورت خطی است ولی با گذشت زمان شیب منحنی مغناطیس شدگی کاهش می یابد و نهایتا به حد ثابتی میل می کند.

در واقع این حالت با افزایش میدان خارجی H ، میدان کل هیچ تغییری پیدا نمی کند .جسم در این حالت به مرحله اشباع شدگی مغناطیسی می رسد .
اگر شدت جریان الکتریسیته با میدان الکترومغناطیسی را کاهش دهیم منحنی وامغناطیدگی با منحنی مغناطیس شدگی بر روی هم قرار نخواهند گرفت.
منحنی برگشت یا مغناطیدگی در یک نقطه مانند نقطه B محور قائم را قطع می کند. OB بیانگر مغناطیس باقیمانده در جسم است .

برای اینکه خاصیت مغناطیس باقیمانده را ازجسم بگیریم جهت جریان را در سیم لوله عوض می کنیم . به علت مخالف بودن جهت میدان الکترومغناطیسی جدید با مغناطیس باقیمانده ، مغناطیس باقیمانده به مرور کاهش یافته تا در نقطه ای مانند C محور افقی را قطع می کند. مقدار OC را نیروی وادارنده می گویند.

اسلاید 14 :

نیروی وادارنده : مقدار نیرویی است که خاصیت مغناطیس شدگی را از جسم می گیرد .
با افزایش شدت میدان جدید شیب منحنی مغناطیس شدگی به مرور کاهش یافته تا به حالت اشباع شدگی مغناطیسی می رسد . اگرباز شدت جریان را کاهش دهیم محور قائم را در نقطه O قطع می کند .
od مقدا مغناطیس باقیمانده در جهت جدید است. برای از بین بردن od باید جهت میدان الکترومغناطیسی را عوض کنیم .با افزایش میدان الکترومغناطیسی در نقطه e میدان القایی باز صفر می گردد.
با افزایش شدت میدان مغناطیسی ، میدان کل بعد از نقطه ٍe شروع به افزایش کرده تا نهایتا به مرحله اشباع شدگی برسد و نهایتا تشکیل حلقه ای را خواهد داد که به آن حلقه پسماند یا وارفتگی می گویند.

اسلاید 15 :

در طبیعت فرایند های مختلفی می تواند خاصیت مغناطیس باقیمانده را ایجاد نماید. در ساده ترین حالت عناصری از ماگما در حین بالا امدن و سرد شدن در درجه حرارت کمتر از درجه حرارت کوری در راستای میدان مغناطیسی زمین در ان زمان قرار می گیرند. این خاصیت را خاصیت مغناطیس باقیمانده گرمایی یا حرارتی می گویند. لذا اگر در یک منطقه دگرشکلی های ناشی از پدیده های تکتونیکی مانند گسلش وجود نداشته باشد می توان با استفاده از راستایی که عناصر مغناطیسی ماگما جهت یافته شده اند جهت میدان مغناطیسی زمین را در آن زمان مشخص کرد

بجز مغناطیس باقیمانده گرمایی، مغناطیس باقیمانده اواری یا رسوبی داریم . در یک حوضه رسوبی مشروط بر اینکه جریانی که وارد حوضه رسوبی می شود یک جریان ارام باشد، عناصر مغناطیسی که در بین نهشته های رسوبی وجود دارد، در حین رسوب کردن در محیط به موازات راستای میدان مغناطیسی زمین نهشته می شود.
بجز این دوتا ، مغناطیس بازمانده ویسکوز و فشاری و شیمیایی هم داریم. از خاصیت مغناطیس باقیمانده برای مطالعه ی جغرافیای گذشته زمین و بازسازی رخدادهای گذشته استفاده می کنیم. از منحنی های سرگردانی قطبی در مطالعات مربوط به گسترش کف اقیانوس ها و اشتقاق قاره ها استفاده شده است .