Lorsque vous voulez déterminer la force ou la direction d'un champ magnétique, un magnétomètre est votre outil de prédilection. Ils vont du simple - vous pouvez en faire un dans votre cuisine facilement - au complexe, et les appareils les plus avancés sont des passagers réguliers dans les missions d'exploration spatiale. Le premier magnétomètre a été créé par Carl Friedrich Gauss, qui est souvent appelé "le Prince des Mathématiques", et qui a publié un article en 1833 décrivant un nouveau dispositif qu'il a appelé un "magnomètre". Son design est très similaire au simple magnétomètre décrit ci-dessous, que vous pouvez créer dans votre cuisine.

Types

Parce qu'ils sont très sensibles, les magnétomètres peuvent être utilisés pour trouver des sites archéologiques, des dépôts de fer , naufrages et autres choses qui ont une signature magnétique. Un réseau de magnétomètres autour de la terre surveille en permanence les effets minimes du vent solaire sur le champ magnétique terrestre et publie les données sur l'indice K (voir Ressources). Il existe deux types de magnétomètres de base. Les magnétomètres scalaires mesurent la force d'un champ magnétique, tandis que les magnétomètres vectoriels mesurent la direction de la boussole.

Créer son propre appareil

Il existe un magnétomètre vectoriel simple que vous pouvez fabriquer vous-même. Un aimant en forme de barre, suspendu à un fil, pointera toujours vers le nord; En en marquant une extrémité, vous pouvez repérer de petites variations lorsque le champ magnétique change. En ajoutant un miroir et une lumière, vous pouvez prendre des mesures assez précises et détecter les effets des orages magnétiques (pour des instructions complètes, voir le lien Suntrek dans Ressources).

L'effet Hall

Plus compliqué Les magnétomètres, tels que ceux utilisés sur les engins spatiaux, utilisent une variété de méthodes pour détecter la force du champ magnétique et la détection. Les magnétomètres les plus courants sont appelés capteurs à effet Hall à état solide. Ces capteurs utilisent des propriétés du courant électrique qui sont affectées par la présence d'un champ magnétique qui ne court pas parallèlement à la direction du courant. Lorsqu'il y a un champ magnétique présent, les électrons (ou leurs opposés, les trous d'électrons, ou les deux) dans le courant se rassemblent d'un côté du matériau conducteur. Quand il est absent, les électrons ou les trous courent dans une ligne fondamentalement droite. La façon dont un champ magnétique affecte le mouvement des électrons ou des trous peut être mesurée et utilisée pour déterminer la direction d'un champ magnétique. Les capteurs à effet Hall produisent également une tension proportionnelle à la force du champ magnétique, ce qui en fait à la fois des magnétomètres vectoriels et scalaires.

Des magnétomètres dans la vie quotidienne

Nous rencontrons souvent des magnétomètres dans notre vie quotidienne , bien que vous ne le sachiez pas, sous la forme de détecteurs de métaux. Les détecteurs de métaux portatifs utilisés par les chasseurs de trésors et les amateurs utilisent l'effet Hall pour localiser les objets métalliques. En utilisant un phénomène connu sous le nom de déphasage, les détecteurs peuvent différencier les métaux en mesurant la résistance ou l'inductance (conductivité) de l'objet.