DOI:10.3969/j.issn.1001-5337.2023.3.061*收稿日期:2022-03-10基金项目:国家自然科学基金(52102005).通信作者:王端良,男,1986-,博士,副教授;研究方向:光电功能晶体的生长与物性研究;E-mail:wdliang012@163.com.基于Phyphox软件测量地磁场的一种普适性方法*陈佳琳,侯若贤,申传英,王端良(曲阜师范大学物理工程学院,273165,山东省曲阜市)摘要:通过对地磁场矢量进行分解,提出运用手机Phyphox软件测量地磁场的一种普适性方法.该方法原理简单且易于操作,可用于实验教学,鼓励学生利用日常工具来解决物理问题,培养学生物理学科核心素养和发展创新意识.同时,该方法也可在导航、探矿等地磁场应用领域进行粗略的地磁场测量.关键词:Phyphox软件;地磁场;矢量分解;普适性方法中图分类号:O4-33文献标识码:A文章编号:1001-5337(2023)03-0061-040引言随着科技的不断发展,智能手机已经普及,且功能也越来越强大.手机的功能已经从最初的通信功能逐步演变为集拍照、支付、定位、娱乐、人工智能等多种功能于一体的智能设备.智能手机的内部装有例如加速度、磁场、红外、声音等多种传感器,而名为Phyphox的APP就是充分利用手机上内置的多种传感器来进行力、声、光、磁等相关物理量的测试,可以说是一个可以随身携带的小型物理实验室.地磁场作为一种天然磁源[1,2],在固体地球物理学、地质和地球物理勘探的等领域中起着重要的作用.对于地磁场的测量,主要有利用磁阻传感器[3]、光磁共振法[4]、正切电流计[5]、电子自旋共振[6]和亥姆霍兹磁场测定仪[7]等测量方法,这些测量方法适用于精度要求较高的军事、航空、航海、医学、探矿等高精尖领域中,操作较为复杂且原理不易理解,适用于具有丰富物理知识储备的物理学方面的读者.在本文中,我们提出一种地磁场测量的普适性方法,不需要实验者及参与者具有深厚的物理储备,即利用智能手机Phyphox软件进行测量,简化实验操作步骤的同时具有一定的可信度和准确度,激发了学生学习物理的兴趣和热情,培养学生物理学科核心素养和发展创新意识.1地磁场特点地磁场是一种天然磁源,在生物圈中具有重要的作用,能够有效屏蔽来自太空中的宇宙射线,使得地球上的生物免受伤害,同时,在航海、探险以及科学考察中有很重要的意义[8].地磁场是存在于地球内部以及周围的矢量场.在一定情况下,我们可以将地球看作是一个磁偶极子,地球两极的磁场强度最大为10-4T,在地面上的平均磁场强度约0.3×10-4~0.7×10-4T,内部以及外部有很多磁力线,地球磁场北极N处于地理南极附近...
