Earth’s Magnetism हम जिस पृथ्वी पर रहते हैं, वह केवल जीवन का आधार ही नहीं है, बल्कि एक विशाल चुंबक (Giant Magnet) की तरह भी व्यवहार करती है। पृथ्वी के इस अद्भुत गुण को Earth’s Magnetism (पृथ्वी का चुंबकत्व) कहा जाता है।
जब हम किसी कंपास (Compass) की सुई को स्वतंत्र रूप से छोड़ते हैं, तो वह सदैव उत्तर–दक्षिण दिशा में स्थिर हो जाती है। यह घटना इस बात का स्पष्ट प्रमाण है कि पृथ्वी के चारों ओर एक शक्तिशाली चुंबकीय क्षेत्र विद्यमान है।
UP Board Class 12 Physics के पाठ्यक्रम में Earth’s Magnetism अध्याय अत्यंत महत्वपूर्ण है क्योंकि इससे जुड़े:
- सैद्धांतिक प्रश्न
- परिभाषात्मक प्रश्न
- संख्यात्मक समस्याएँ
- व्यावहारिक अनुप्रयोग
नियमित रूप से परीक्षा में पूछे जाते हैं।
2. Earth’s Magnetism क्या है?
परिभाषा:
पृथ्वी के भीतर उत्पन्न होने वाला वह प्राकृतिक चुंबकीय प्रभाव, जिसके कारण पृथ्वी एक विशाल दंड चुंबक की भाँति व्यवहार करती है, उसे पृथ्वी का चुंबकत्व (Earth’s Magnetism) कहते हैं।
👉 पृथ्वी का यह चुंबकीय क्षेत्र हमें सौर विकिरण (Solar Radiation) और कॉस्मिक किरणों (Cosmic Rays) से भी सुरक्षित रखता है।
3. Earth as a Giant Magnet | पृथ्वी एक विशाल चुंबक
पृथ्वी को यदि हम एक दंड चुंबक के रूप में मानें, तो:
- पृथ्वी का भौगोलिक उत्तर ध्रुव → चुंबकीय दक्षिण ध्रुव के पास होता है
- पृथ्वी का भौगोलिक दक्षिण ध्रुव → चुंबकीय उत्तर ध्रुव के पास होता है
इसी कारण कंपास की उत्तर ध्रुव वाली सुई भौगोलिक उत्तर दिशा की ओर आकर्षित होती है।
4. Cause of Earth’s Magnetism | पृथ्वी के चुंबकत्व का कारण
वैज्ञानिकों के अनुसार, पृथ्वी के चुंबकत्व का मुख्य कारण है:
(1) पृथ्वी का आंतरिक ढाँचा
पृथ्वी के अंदर:
- पिघला हुआ लोहा (Iron)
- निकेल (Nickel)
- अन्य धातुएँ
तेज़ गति से घूमती हैं।
👉 इस गति के कारण विद्युत धाराएँ उत्पन्न होती हैं, जो भू–डायनेमो (Geo-dynamo) प्रभाव द्वारा चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करती हैं।
5. Magnetic Axis and Geographical Axis | चुंबकीय अक्ष एवं भौगोलिक अक्ष
- पृथ्वी का चुंबकीय अक्ष और भौगोलिक अक्ष एक-दूसरे से लगभग 11.3° का कोण बनाते हैं।
- इसी कोण को Angle of Declination से जोड़ा जाता है।
6. Elements of Earth’s Magnetism | पृथ्वी के चुंबकत्व के तत्त्व
पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र को समझने के लिए तीन मुख्य तत्त्व होते हैं:
- Magnetic Declination (विचलन कोण)
- Magnetic Dip / Inclination (झुकाव कोण)
- Horizontal Component of Earth’s Magnetic Field (क्षैतिज घटक)
6.1 Magnetic Declination (δ) | विचलन कोण
परिभाषा:
भौगोलिक उत्तर-दक्षिण रेखा और चुंबकीय उत्तर-दक्षिण रेखा के बीच का कोण विचलन कोण (Declination) कहलाता है।
विशेष तथ्य:
- स्थान के अनुसार बदलता है
- समय के साथ भी बदलता है
6.2 Magnetic Dip / Inclination (I) | झुकाव कोण
परिभाषा:
पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की दिशा और क्षैतिज तल के बीच बना कोण झुकाव कोण या डिप कहलाता है।
प्रमुख तथ्य:
- विषुवत रेखा (Equator) पर → I = 0°
- ध्रुवों पर → I = 90°
6.3 Horizontal Component (H) | क्षैतिज घटक
पृथ्वी के कुल चुंबकीय क्षेत्र B को दो भागों में बाँटा जाता है:
- क्षैतिज घटक (H)
- ऊर्ध्वाधर घटक (V)
[
H = B \cos I
]
[
V = B \sin I
]
7. Components of Earth’s Magnetic Field | पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के घटक
यदि पृथ्वी का कुल चुंबकीय क्षेत्र B हो, तो:
- क्षैतिज घटक → H
- ऊर्ध्वाधर घटक → V
[
B = \sqrt{H^2 + V^2}
]
8. Magnetic Meridian & Geographical Meridian
- Magnetic Meridian: वह तल जिसमें कंपास सुई दोलन करती है।
- Geographical Meridian: वह तल जो पृथ्वी के भौगोलिक ध्रुवों से गुजरता है।
9. Magnetic Equator & Magnetic Poles
Magnetic Equator:
वह काल्पनिक रेखा जहाँ डिप शून्य (I = 0°) होता है।
Magnetic Poles:
वे बिंदु जहाँ डिप 90° होता है।
10. Earth’s Magnetic Field Variation | पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन
पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र स्थिर नहीं रहता बल्कि समय के साथ बदलता रहता है:
- दैनिक परिवर्तन
- वार्षिक परिवर्तन
- दीर्घकालीन परिवर्तन
- चुंबकीय तूफान (Magnetic Storms)
11. Magnetic Storms | चुंबकीय तूफान
सूर्य से आने वाली उच्च ऊर्जा कण धाराओं के कारण पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र में अचानक परिवर्तन होता है, जिसे चुंबकीय तूफान कहते हैं।
प्रभाव:
- रेडियो संचार में बाधा
- GPS सिग्नल में गड़बड़ी
- उपग्रहों पर प्रभाव
12. Instruments Used in Earth’s Magnetism | पृथ्वी के चुंबकत्व मापन यंत्र
- Declination Magnetometer
- Dip Circle
- Vibration Magnetometer
- Deflection Magnetometer
13. Determination of Earth’s Magnetic Field | पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र का मापन
कंपन विधि (Vibration Method)
[
T = 2\pi \sqrt{\frac{I}{MH}}
]
विक्षेप विधि (Deflection Method)
[
\tan \theta = \frac{B}{H}
]
14. Importance of Earth’s Magnetism | पृथ्वी के चुंबकत्व का महत्व
- दिशा निर्धारण
- नौवहन (Navigation)
- अंतरिक्ष विकिरण से सुरक्षा
- उपग्रह संचालन
- मौसम पूर्वानुमान
15. Role in Navigation | नौवहन में भूमिका
प्राचीन समय से ही कंपास की सहायता से नाविक समुद्र में दिशा ज्ञात करते रहे हैं।
👉 आज भी जहाज़, विमान और पनडुब्बियाँ पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र का उपयोग करती हैं।
16. Earth’s Magnetism and Life Protection | जीवन की सुरक्षा
पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र हमें:
- सौर हवाओं
- पराबैंगनी विकिरण
- हानिकारक कणों
से सुरक्षित रखता है।
17. Important Formulas | महत्वपूर्ण सूत्र
[
H = B \cos I
]
[
V = B \sin I
]
[
\tan I = \frac{V}{H}
]
18. Numerical Example
प्रश्न:
यदि पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र का मान B = 50 μT तथा डिप कोण I = 30° हो, तो H ज्ञात करें।
[
H = B \cos I = 50 \times \cos 30^\circ = 50 \times 0.866 = 43.3 \mu T
]
19. Important Exam Notes
- विषुवत रेखा पर डिप = 0°
- ध्रुवों पर डिप = 90°
- पृथ्वी एक विशाल दंड चुंबक
20. Earth’s Magnetism FAQs
Q1. पृथ्वी का चुंबकत्व क्या है?
Ans. पृथ्वी का प्राकृतिक चुंबकीय क्षेत्र।
Q2. पृथ्वी को विशाल चुंबक क्यों कहते हैं?
Ans. उसके चुंबकीय व्यवहार के कारण।
Q3. कंपास सुई उत्तर दिशा क्यों दिखाती है?
Ans. पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र के कारण।
Q4. चुंबकीय विचलन क्या है?
Ans. भौगोलिक व चुंबकीय उत्तर के बीच कोण।
Q5. डिप कोण क्या है?
Ans. चुंबकीय क्षेत्र और क्षैतिज तल के बीच कोण।
Q6. विषुवत रेखा पर डिप कितना होता है?
Ans. 0°।
Q7. ध्रुवों पर डिप कितना होता है?
Ans. 90°।
Q8. पृथ्वी के चुंबकत्व का मुख्य कारण क्या है?
Ans. आंतरिक धात्विक गति।
Q9. क्षैतिज घटक का सूत्र लिखिए।
Ans. H = B cos I
Q10. ऊर्ध्वाधर घटक का सूत्र लिखिए।
Ans. V = B sin I
Q11. चुंबकीय भूमध्य रेखा क्या है?
Ans. जहाँ डिप शून्य हो।
Q12. चुंबकीय ध्रुव क्या हैं?
Ans. जहाँ डिप 90° हो।
Q13. चुंबकीय तूफान क्या है?
Ans. क्षेत्र में अचानक परिवर्तन।
Q14. डिप मापने का यंत्र क्या है?
Ans. Dip Circle।
Q15. Declination मापने का यंत्र क्या है?
Ans. Declination Magnetometer।
Q16. पृथ्वी के चुंबकत्व का जीवन में महत्व लिखिए।
Ans. विकिरण से सुरक्षा।
Q17. नेविगेशन में पृथ्वी के चुंबकत्व का उपयोग कैसे होता है?
Ans. दिशा ज्ञात करने में।
Q18. Geo-dynamo क्या है?
Ans. चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करने की प्रक्रिया।
Q19. पृथ्वी का चुंबकीय क्षेत्र क्यों बदलता रहता है?
Ans. आंतरिक गति परिवर्तन के कारण।
Q20. Magnetic Meridian क्या है?
Ans. कंपास सुई का दोलन तल।
Q21. Geographical Meridian क्या है?
Ans. भौगोलिक ध्रुवों से गुजरने वाला तल।
Q22. पृथ्वी के चुंबकत्व का वैज्ञानिक महत्व लिखिए।
Ans. अंतरिक्ष अनुसंधान।
Q23. पृथ्वी का चुंबकीय अक्ष कितना झुका है?
Ans. लगभग 11.3°।
Q24. पृथ्वी के चुंबकीय क्षेत्र की इकाई क्या है?
Ans. टेस्ला।
Q25. यह अध्याय क्यों महत्वपूर्ण है?
Ans. दिशा ज्ञान एवं परीक्षा दोनों हेतु।
21. Conclusion | निष्कर्ष
Earth’s Magnetism (पृथ्वी का चुंबकत्व) न केवल भौतिकी का एक महत्वपूर्ण अध्याय है, बल्कि यह मानव जीवन की सुरक्षा और आधुनिक तकनीक का आधार भी है। इसकी सही समझ से छात्र UP Board Class 12 Physics परीक्षा में उच्च अंक प्राप्त कर सकते हैं।
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