Magnetické pole Země
K určení siločar magnetického pole nám pomáhá tzv. magnetka nebo střelka, což je otáčivý tenký tyčový magnet upevněný ve středu (lze to simulovat umístěním tyčového magnetu do misky s vodou). Pokud se v blízkosti nenachází jiný magnet, magnetka se vždy natočí tím samým směrem (severní pól směřuje na sever, jižní na jih), což bylo v minulosti využíváno cestovateli. Toto chování zkoumal v 13. století francouzský učenec Peregrinus. Právě on zavedl pojmy jako severní pól a jižní pól magnetu.
Co způsobuje toto chování? Hluboko uvnitř Země se nachází tzv. zemské vnitřní jádro, koule žhavého železa. Na povrchu vnitřního jádra je oceán tekutého železa nazývaný vnější jádro. A pohyby rozžhaveného kovu generují tzv. zemské magnetické pole (magnetosféru). Země se vlastně chová jako obrovský magnetický dipól (magnet s dvěma póly) a má své vlastní magnetické pole, což poprvé odhalil anglický lékař a fyzik William Gilbert v 17. století. Obrázek dole zobrazuje tyčový magnet přes zemské jádro, aby bylo snazší představit si směr siločar magnetického pole Země.
Místa, kde se siločáry magnetického pole sbíhají, jsou nazývána magnetickými (geomagnetickými) póly. Severní pól každé magnetky je označen červenou barvou a nám se zdá, že směřuje k severnímu geografickému (zeměpisnému) pólu. Ale on je ve skutečnosti přitahován k jižnímu magnetickému pólu Země, který leží v blízkosti severního geografického pólu. Jižní pól magnetky, označený modrou barvou, se chová obdobně. Kdybychom se ocitli s magnetkou přímo na geografickém pólu, například na severním pólu, magnetka by se snažila naklonit tak, aby její červená část ukazovala dolů, směrem dovnitř Země.
Severní a jižní zeměpisný (geografický) pól jsou místa na Zemi, kde zemská osa rotace protíná zemský povrch. Jejich poloha se nemění. Magnetická osa Země ale není totožná s osou rotace. Jsou od sebe odkloněny přibližně o 12°, což vede k tomu, že magnetické a geografické póly jsou od sebe vzdáleny přibližně o 1200 km. Tento jev se nazývá magnetická deklinace. Všiml si ho již italský mořeplavec Kryštof Kolumbus. Určení přesné odchylky není možné, protože poloha magnetických pólů na povrchu Země se během jednoho dne mění v rozsahu desítek kilometrů. Dokonce bylo zjištěno, že se dlouhodobě posunují, přičemž každý rok se průměrná poloha posune o několik desítek kilometrů (např. jižní magnetický pól se trvale posunuje směrem k ruské Sibiři). Jednou za několik stovek tisíc roků dochází dokonce k přepólování magnetického pole Země, při kterém si póly vymění svou polohu. Magnetické pole Země je časově nestálé.
K určení světových stran používáme kompas. Kompas obsahuje magnetku a směrovou růžici, uprostřed níž je magnetka umístěna. Směrová růžice zahrnuje čtyři základní světové strany: Sever - North (N), Jih - South (S), Východ - East (E), Západ - West (W) a může také ukazovat mezilehlé směry, a to severovýchod - Northeast (NE), jihovýchod - Southeast (SE), severozápad - Northwest (NW), jihozápad - Southwest (SW). První zmínka o kompasu pochází z 9. století ze starověké Číny.
Buzola je vylepšený kompas, který usnadňuje orientaci v terénu. Obsahuje otočný úhloměr, který slouží k určování azimutu (úhlu mezi severem a zvoleným bodem) a dokáže nám přesně ukázat směr, kterým bychom se měli vydat.
Skoro každá papírová mapa má sever nahoře. Na sever ukazuje i magnetická střelka kompasu. Udržování mapy s horní částí směřující k severnímu pólu střelky kompasu je základní pravidlo orientace v terénu. Tímto způsobem zajistíte, že vaše směry na mapě budou odpovídat skutečnému terénu, a usnadníte si navigaci.
Magnetická orientace je klíčová i pro migraci tažných ptáků nebo ryb, např. lososů. Nepotřebují kompas ani mapu, příroda je vybavila tzv. magnetoreceptory, kterými vnímají orientaci magnetického pole a poznají proto správný směr.
Polární záře
Důsledkem magnetického pole Země a vlivu Slunce se v polárních oblastech objevuje jev nazývaný polární záře. Způsobuje ji sluneční vítr - neustálý proud nabitých částic ze Slunce, který je tvořen zejména elektrony a protony. Přestože jsme na povrchu Země před ním chráněni magnetosférou, část těchto částic proniká dále a interaguje se zemskou atmosférou, což vede k vytváření záře blízko pólů.
Na jižním pólu se tento jev nazývá aurora australis, zatímco na severním pólu aurora borealis.
Magnetické pole vesmírných těles
Magnetické pole planet ve Sluneční soustavě je generováno procesy v metalickém planetárním jádře a tvoří kolem každé planety magnetosféru, která ji chrání před slunečním větrem. Liší se od planety k planetě, např. Mars má slabé magnetické pole, mnohem slabší než u Země, což znamená, že nemá stejně výraznou ochranu proti slunečnímu větru a jeho atmosféra je postupně odplavována do vesmíru. Zato Jupiter má pole velmi silné, jeho magnetický moment (fyzikální veličina popisující magnetického pole) je 18000krát silnější než u Země. Slunce a ostatní hvězdy mají také své magnetické pole.
