Explication détaillée :
Propriétés magnétiques des matériaux :
Certains matériaux, comme le fer et le nickel, présentent des propriétés ferromagnétiques, ce qui signifie qu'ils peuvent être magnétisés de manière permanente. Lorsqu'un matériau ferromagnétique est soumis à un champ magnétique externe, ses domaines magnétiques internes s'alignent avec le champ appliqué, créant ainsi un moment magnétique net.
Le champ magnétique terrestre :
Le champ magnétique terrestre est généré par le mouvement du fer en fusion dans le noyau externe de la planète. Lorsque la Terre tourne, ces mouvements convectifs créent des courants électriques qui génèrent des champs magnétiques. Les lignes du champ magnétique de la Terre ressemblent à celles d'un barreau magnétique, avec un pôle Sud magnétique près du pôle Nord géographique et un pôle Nord magnétique près du pôle Sud géographique.
Pôles magnétiques :
Le pôle Nord magnétique et le pôle Sud magnétique de la Terre ne sont pas alignés respectivement avec les véritables pôles géographiques Nord et Sud. Les pôles magnétiques se déplacent constamment, mais ils restent à peu près opposés les uns aux autres sur Terre.
Moment dipolaire magnétique :
Une aiguille de boussole est essentiellement un petit aimant et, comme tous les aimants, elle possède un moment dipolaire magnétique. Le moment dipolaire magnétique est une mesure de la force et de l’orientation du champ magnétique d’un aimant.
Interaction avec le champ magnétique terrestre :
Lorsqu'une aiguille de boussole est placée dans le champ magnétique terrestre, elle subit un couple dû à l'interaction entre son moment dipolaire magnétique et les lignes du champ magnétique terrestre. L'aiguille de la boussole s'aligne sur le champ magnétique terrestre pour minimiser l'énergie potentielle du système.
Alignement Nord-Sud :
Le pôle nord (également appelé extrémité rouge ou positive) de l’aiguille de la boussole pointe approximativement vers le pôle Nord géographique. En effet, les lignes du champ magnétique terrestre convergent vers le pôle Sud magnétique, qui est proche du pôle Nord géographique. L'aiguille de la boussole s'aligne le long des lignes de champ, indiquant la direction approximative du nord géographique.
Écarts par rapport au Nord géographique :
Le champ magnétique terrestre n'est pas parfaitement aligné avec l'axe de rotation de la Terre, ce qui entraîne un écart entre le nord géographique réel et le nord magnétique. Cette déviation est connue sous le nom de déclinaison magnétique et varie en fonction de l'emplacement sur Terre.
En résumé, l'aiguille de la boussole pointe vers le nord en raison du champ magnétique terrestre, qui exerce un couple sur son moment dipolaire magnétique, l'amenant à s'aligner le long des lignes de champ et à indiquer la direction approximative du nord géographique.
