Klassiska experiment: Gauss mätte jordens magnetfält
1 KOMPASSFEL
Jordens magnetfält varierar i både styrka och riktning på olika platser.
2 SVÄNGANDE MAGNET
Omkring år 1800 var det vanliga sättet att mäta den relativa styrkan hos magnetfältet att låta en upphängd magnet svänga omkring upphängningspunkten, och mäta tiden för varje hel svängning.
3 JÄMFÖRELSER
Resultatet beror både på magnetens styrka och på styrkan av det jordmagnetiska fältet. Det går inte att avläsa det absoluta värdet av fältets styrka, men det går att jämföra fältet på olika platser.
5 MÄTTE MAGNETEN
Matematikern Carl Friedrich Gauss (1777–1855) kom på hur han skulle mäta magnetens styrka (det magnetiska dipolmomentet) genom att låta den verka på en annan magnet och se hur mycket den vred sig. Då kunde han räkna ut ett absolut värde för styrkan på jordens magnetfält.
4 KARTLÄGGNING
De första kartorna av variationerna i jordens magnetfält gjordes med sådana relativa mätningar.
6 LABORATORIET
Från 1831 och framåt gjorde Carl Friedrich Gauss och fysikern Wilhelm Weber (1804–1891) noggranna mätningar av hur det jordmagnetiska fältet varierar med tiden. Mätstationen i Göttingen anlades i en speciell stuga byggd med kopparspik för att inget järn skulle störa resultaten.
7 SAMARBETE
Med stöd av upptäcktsresanden och naturforskaren Alexander von Humboldt (1769–1859) grundade de också en magnetisk förening för att upprätta liknande mätstationer på andra platser.
8 HELA JORDEN
Utifrån mätningar som gjorts världen över gjorde Carl Friedrich Gauss den första övergripande beskrivningen av jordens magnetfält. Han använde en matematisk form som kallas klotytefunktioner. Samma typ av beskrivning används fortfarande.