Τι είναι μια μαγνητική πυξίδα;

Σχεδόν όλοι έχουν χρησιμοποιήσει κάποιο είδος συσκευής που επιτρέπει τον προσδιορισμό των παραδοσιακών κατευθύνσεων - βόρεια, νότια, ανατολικά, δυτικά και συνδυασμούς τους. Οι μέρες των νεαρών που τρέχουν μέσα από το δάσος με χειροκίνητα μοντέλα εξοπλισμένα με μια πραγματική βελόνα πυξίδας, ωστόσο, έχουν πέσει σε μεγάλο βαθμό στο σκουπιδοτενεκές της ιστορίας της ναυσιπλοΐας.

Σήμερα, σχεδόν όλα τα smartphone είναι εξοπλισμένα με δέκτες Global Positioning System (GPS) που επιτρέπουν στους χρήστες να καταλάβουν πού βρίσκονται στο «πλέγμα» της Γης μέσα σε λίγα μέτρα. Αυτή η τεχνολογία βασίζεται σε ένα δίκτυο δορυφόρων σε μια συνεχή τροχιά ψηλά πάνω από την ατμόσφαιρα της Γης. Πριν όμως από τον σύγχρονο πύραυλο, οι πλοηγητές βασίστηκαν σε έναν πλέον ξεπερασμένο αλλά εξαιρετικά έξυπνο τρόπο καθορισμού της κατεύθυνσης.

ΕΝΑ μαγνητική πυξίδα είναι ένα εργαλείο που ουσιαστικά επιτρέπει τον προσδιορισμό ενός σημείου αναφοράς ή μιας περιοχής στη Γη που αντιστοιχεί στο μαγνητικό βορρά. Αυτό είναι ελαφρώς διαφορετικό από τον πραγματικό βορρά, αλλά με τους διαφορετικούς διορθωτικούς παράγοντες που απαιτούνται σε διαφορετικά σημεία γύρω ο πλανήτης που είναι τώρα γνωστός, μια καλή μαγνητική πυξίδα παραμένει αρκετά καλή για να κάνει έναν ασκούμενο χρήστη από τόπο σε τόπο αρκετά όμορφα.

Μαγνητισμός είναι ένας όρος που περιγράφει ένα μαθηματικά προβλέψιμο σύνολο επιδράσεων σε σωματίδια και συστήματα στον κλάδο της φυσικής που είναι γνωστή ως ηλεκτρομαγνητική. Όπως με τον αδιαχώριστο συνεργάτη του, την ηλεκτρική ενέργεια, ο μαγνητισμός δεν είναι κάτι που μπορεί να «δει», αλλά πολλά από αυτά τα αποτελέσματα στον πραγματικό κόσμο είναι γνωστά και έχουν ενσωματωθεί σε αμέτρητες κρίσιμες πτυχές του σύγχρονου τεχνολογία.

Τα μαγνητικά «πεδία», τα οποία μπορεί να θεωρηθούν ως γραμμές επιρροής σε σωματίδια που υπόκεινται στις φυσικές επιδράσεις του μαγνητισμού, σχεδιάζονται ως από ένα Βόρειος μαγνητικό πόλο και ρέει προς τα έξω μέσω του διαστήματος και πίσω προς ένα Νότος μαγνητικός πόλος. Στην περίπτωση α μαγνήτης ράβδου (ένας ορθογώνιος μαγνήτης), αυτό σημαίνει μια σειρά περίπου γραμμών σχήματος C που "ρέουν" από το μαγνητικό βορρά στο μαγνητικό νότο.

• Σε αντίθεση με την περίπτωση με ηλεκτρικά φορτία, δεν υπάρχει «μαγνητικό μονόπολο». Με άλλα λόγια, μπορεί να υπάρχει καμία σημειακή πηγή μαγνητικού πεδίου με τον τρόπο που ένα ηλεκτρικό πεδίο μπορεί να δημιουργηθεί και να οριστεί με ένα μόνο σημείο.

Τα μαγνητικά πεδία δημιουργούνται μετακινώντας ηλεκτρικά φορτία. Αυτό μπορεί να είναι σαφές και μια συνάρτηση της σκόπιμης μηχανικής, όπως όταν ένα πηνίο σύρματος που φέρει ρεύμα τυλίγεται πολλές φορές γύρω από ένα κομμάτι μετάλλου, δημιουργώντας έναν ηλεκτρομαγνήτη. Αυτά χρησιμοποιούνται στην παραγωγή ηλεκτρικής ενέργειας και σε άλλες κρίσιμες βιομηχανικές εφαρμογές παγκοσμίως. Το βασικό γνώρισμα ενός ηλεκτρομαγνήτη είναι ότι παύει να αποτελεί μαγνήτη οποιασδήποτε συνέπειας μόλις αφαιρεθεί η τρέχουσα πηγή.

Εναλλακτικά, η πηγή κινούμενων φορτίων που βρίσκονται κάτω από τα μαγνητικά πεδία μπορεί να "κρύβεται", που παράγεται στο επίπεδο των μεμονωμένων ατόμων σε ορισμένα στοιχεία (π.χ. σίδηρος, χαλκός και νικέλιο). Χάρη εν μέρει στα χαρακτηριστικά "περιστροφής" των ηλεκτρονίων αυτών των στοιχείων, μαγνητικές στιγμές δημιουργούνται στα εν λόγω άτομα και σε αυτά σιδηρομαγνητική στοιχεία, οι τοπικές μαγνητικές ροπές είναι πρόσθετες και όχι ακύρωση σε ζεύγη (για απλοποίηση, ο κανόνας στα περισσότερα στοιχεία). Το αποτέλεσμα είναι ένα κομμάτι μετάλλου που γνωρίζετε ως μαγνήτης.

Η Γη χωρίζεται σε Βόρειο Ημισφαίριο και σε Νότιο Ημισφαίριο, ή «πάνω» και «κάτω» μισά. Τα πιο απομακρυσμένα σημεία του πλανήτη από μια γραμμή που σχεδιάζεται γύρω από το ευρύτερο τμήμα της Γης προς την κατεύθυνση της περιστροφής του, που ονομάζεται ισημερινός, είναι γνωστά ως πόλοι. Ο άξονας περιστροφής της Γης διέρχεται και ορίζει τον Βόρειο Πόλο και τον Νότιο Πόλο. Το πρώτο βρίσκεται σε πάγο, ενώ το δεύτερο βρίσκεται σε μια μεγάλη μάζα ηπειρωτικής γης (Ανταρκτική).

Έχετε ήδη μάθει ότι οι γραμμές μαγνητικού πεδίου αντλούνται από το μαγνητικό βορρά στο μαγνητικό νότο. Ωστόσο, όταν βλέπετε ένα διάγραμμα εάν το μαγνητικό πεδίο της Γης, βλέπετε γραμμές, οι περισσότερες από αυτές πολύ πάνω από την επιφάνεια, καταγωγή στο Νότος Πολωνός και κατάληξη στο Βόρειος Πόλος. Αυτό συμβαίνει επειδή ο Βόρειος Πόλος, τυχαία, αποτελεί νότο μαγνητικός πόλο, και αντίστοιχα για τον Νότιο Πόλο. Δεν υπήρχε σύγχυση από αυτό. η γεωγραφία έτυχε να μην ευθυγραμμιστεί με τη φυσική λόγω της τυχαίας τοποθέτησης ενός μεγάλου αποθέματος σιδηρομεταλλεύματος στον Καναδά (περισσότερα σε αυτό σύντομα).

Έτσι, ο λόγος που μια βελόνα πυξίδας δείχνει προς την κατεύθυνση που οι άνθρωποι έχουν επισημάνει ως "μαγνητικό βόρειο τμήμα" είναι ότι η βελόνα αναγκάζεται να προσανατολιστεί στην ίδια κατεύθυνση με το μαγνητικό πεδίο της Γης, λόγω της μετατόπισης των ηλεκτρονίων στα άτομα του υλικού της βελόνας σε απόκριση πεδίο. Σκεφτείτε το βέλος στην άκρη μιας βελόνας πυξίδας ως ανάλογο με το βέλος στην άκρη των γραμμών μαγνητικού πεδίου: δείχνουν προς την ίδια κατεύθυνση.

Η βελόνα στη μαγνητική σας πυξίδα δεν δείχνει στον πραγματικό Βόρειο Πόλο, αλλά σε ένα σημείο που είναι επί του παρόντος περίπου 500 χιλιόμετρα (περίπου 310 μίλια) από τον Βόρειο Πόλο, στο νησί Ellesmere στο βόρειο τμήμα Καναδάς. Αυτό οφείλεται στην παρουσία μιας μεγάλης εναπόθεσης μεταλλεύματος σιδήρου, το οποίο χρησιμεύει ως ένα είδος «μαγνητικού νεροχύτη», και «απορροφά» το ένα άκρο της βελόνας προς την εναπόθεση μεταλλεύματος.

Σημειώστε ότι θα ήταν εξίσου δίκαιο να πείτε ότι το άλλο άκρο της βελόνας "δείχνει" νότια, ενώ το άλλο άκρο περιστρέφεται απλώς ως συνέπεια. Είναι πράγματι θέμα των ναυτικών πριν από αιώνες που είχαν αρχικά επιλέξει το Βορρά ως θεμελιώδες σημείο εκκίνησης της ναυσιπλοΐας, λόγω της θέσης τους στο Βόρειο Ημισφαίριο.

Επειδή η πλοήγηση σε μεγάλες αποστάσεις ήταν τόσο κρίσιμη για τόσο μεγάλο χρονικό διάστημα, οι διορθωτικοί παράγοντες για το πραγματικό έναντι του μαγνητικού Ο βορράς ήταν διαθέσιμος για διάφορα σημεία στη Γη από πολύ πριν η μηχανοργάνωση το καταστήσει αυτό πιο απλό έργο.

Οι Κινέζοι πιστεύεται ότι είχαν κατανοήσει τις ιδιότητες του καταλύματος από 2.000 χρόνια πριν. Αυτό το σπάνιο ορυκτό ονομάζεται φυσικός μαγνήτης σήμερα. Όταν συμβαίνει να έρχεται σε ένα μακρύ, επιμήκη σχήμα σαν μια υπερμεγέθη βελόνα, θα προσανατολιστεί στο μαγνητικό πεδίο της Γης όταν αιωρείται από πάνω. Οι Κινέζοι το παρατήρησαν, αλλά ήταν αδέσποτοι γιατί συνέβη.

Μέχρι τον 11ο ή 12ο αιώνα μ.Χ., οι Κινέζοι χρησιμοποιούν μαγνητικές πυξίδες για πλοήγηση. Ακολούθησαν σε σύντομη σειρά (σε ιστορική κλίμακα) από εξερευνητές από την Ευρώπη και αλλού. Αρχικά, αυτοί οι πρωτοπόροι δεν κατάλαβαν δύο σημαντικά πράγματα: το σημείο αναφοράς που ονόμασαν «βόρεια» ευχαριστώ στην πυξίδα τους δεν ήταν στην πραγματικότητα σταθερή κατά τη διάρκεια μεγάλων ταξιδιών, και διέφερε από διαφορετικά ποσά σε διαφορετικά μέρη.

Αυτή η συνειδητοποίηση οδήγησε στην ανάπτυξη μιας de facto βάσης δεδομένων παραγόντων διόρθωσης για ολόκληρο τον κόσμο. Μέχρι την εποχή των δορυφόρων, ακόμη και οι πιο ελίτ στρατιωτικές μονάδες βασίζονταν σε αυτό που φαίνεται τώρα περίεργη αρχαϊκή πλοήγηση εδάφους χρησιμοποιώντας μαγνητικές πυξίδες υψηλής τεχνολογίας οπουδήποτε.

Το μόνο που χρειάζεστε για να φτιάξετε τη μαγνητική σας πυξίδα είναι ένα μπολ νερό, ένα κομμάτι της φελλός, ένα συνηθισμένο βελόνα ραψίματος, ένα μαγνήτης ψυγείου και ένα υπάρχον πυξίδα.

Πρώτα, τρίψτε γρήγορα τη βελόνα ραψίματος 50 φορές κατά μήκος ενός συνηθισμένου μαγνήτη ψυγείου. Σημαντικό: Κάντε το μόνο προς μία κατεύθυνση. με άλλα λόγια, δεν εμπρός και πίσω.

Στη συνέχεια, τοποθετήστε το φελλό στο μπολ με νερό και τοποθετήστε τη βελόνα απαλά πάνω από το φελλό. Τοποθετήστε την πυξίδα δίπλα σε αυτό το συγκρότημα, έτσι ώστε να μπορείτε να δείτε πού βρίσκεται ο βορράς. Σύντομα, εάν έχετε καταφέρει να μαγνητίσετε τη βελόνα, η βελόνα θα προσανατολιστεί προς την ίδια κατεύθυνση με τη βελόνα πυξίδας.