Peaaegu kõik on kasutanud mingit seadet, mis võimaldab määrata traditsioonilisi suundi - põhja, lõuna, ida, lääne ja nende kombinatsioone. Noorte päevad, mil metsas möllasid tegeliku kompassinõelaga varustatud käsimudelitega, on aga suures osas langenud navigatsiooniajaloo prügikasti.
Tänapäeval on praktiliselt kõik nutitelefonid varustatud ülemaailmse positsioneerimissüsteemi (GPS) vastuvõtjatega, mis võimaldavad kasutajatel mõne meetri kaugusel välja selgitada, kus nad asuvad Maa suunavõrgus. See tehnoloogia tugineb satelliitide võrgule, mis on pidevas orbiidil kõrgel Maa atmosfääri kohal. Kuid enne tänapäevast raketitööd lootsid navigaatorid suuna määramiseks nüüdseks juba aegunud, kuid erakordselt nutikale viisile.
A magnetkompass on tööriist, mis võimaldab põhimõtteliselt määrata magnetilisele põhjale vastava Maa võrdluspunkti või piirkonna. See erineb veidi tegelikust põhjast, kuid erinevates ümbritsevates punktides nõutavate erinevate parandusteguritega praegu teadaolev maakera on hea magnetkompass piisavalt hea, et praktiseerinud kasutaja kohapealt kohale viia kenasti.
Magnetid ja magnetvälja põhitõed
Magnetism on termin, mis kirjeldab matemaatiliselt ennustatavat mõju kogumit füüsika haru osakestele ja süsteemidele elektromagnetika. Nagu ka tema lahutamatu partneri puhul, pole ka elektromagnetiline asi midagi, mida saab "näha", vaid paljud sellest mõjud reaalses maailmas on hästi teada ja neid on kaasatud tänapäeva arvukatesse kriitilistesse aspektidesse tehnoloogia.
Magnetväljad, mida võib pidada magnetjõude mõjutavatele osakestele mõjuvateks joonedeks, on tõmmatud päritoluna alates a põhjas magnetpoolus ja voolab väljapoole läbi ruumi ja tagasi poole a lõunasse magnetpoolus. Juhul kui vardamagnet (ristkülikukujuline magnet) tähendab see rida umbes C-kujulisi jooni, mis "voolavad" magnetilisest põhjast magnetilise lõunasse.
- Erinevalt elektrilaengutest ei ole olemas "magnetmonopoli". Teisisõnu võib olla ükski magnetvälja punktallikas, kuidas elektrivälja saab luua ja määratleda ühe punktlaenguga.
Magnetväljad tekivad elektrilaengute liikumisel. See võib olla selgesõnaline ja sihipärase inseneritöö funktsioon, nagu siis, kui voolu kandva traadi mähis keeratakse mitu korda ümber metallitüki, luues elektromagnet. Neid kasutatakse elektrienergia tootmiseks ja muudes kriitilistes tööstuslikes rakendustes kogu maailmas. Elektromagneti peamine omadus on see, et pärast vooluallika eemaldamist lakkab see olemast mis tahes tagajärje magnet.
Alternatiivina võib magnetväljade aluseks olev liikuvate laengute allikas "peituda", mis tekib teatud elementide (nt raud, vask ja nikkel) üksikute aatomite tasemel. Osaliselt tänu nende elementide elektronide "pöörlemisomadustele", magnetmomendid on loodud kõnealustes aatomites ja nendes ferromagnetiline elemendid, kohalikud magnetmomendid on pigem aditiivsed kui paarikaupa tühistavad (lihtsustamiseks norm enamikes elementides). Tulemuseks on metallitükk, mida tunnete magnetina.
Maa magnetväli
Maa jaguneb põhjapoolkeral ja lõunapoolkeral ehk "ülemisel" ja "alumisel" poolkeral. Maa kõige laiema osa ümber pöörlemissuuna tõmmatud joonest, mida nimetatakse ekvaatoriks, nimetatakse maakera kõige kaugemaid punkte poolustena. Maa pöörlemistelg läbib ja määratleb põhjapooluse ja lõunapooluse. Esimene neist istub jääl, teine aga asub suurel mandriosa maamassil (Antarktika).
Olete juba õppinud, et magnetvälja jooned tõmmatakse magnetilisest põhjast magnetilise lõunasse. Kuid kui näete Maa magnetvälja skeemi, näete jooni, enamik neist pinna kohal, päritolustaatusega juures Lõunasse Poolakas ja lõpp juures Põhjas Poolakas. Seda seetõttu, et põhjapoolus on pelgalt juhuslikult lõuna magnetiline poolusel ja vastavalt lõunapoolusel. Segadust ei mõeldud selle all; geograafia juhtus lihtsalt füüsikaga vastuolus olema, kuna Kanadas asetati suur rauamaagi ladestus (lähemalt sellest varsti).
Seega on kompassinõel suunatud suunas, mille inimesed on tähistanud "magnetiliseks põhjaks", et nõel on sunnitud orienteeruma Maa magnetväljaga samas suunas, kuna nõela materjali aatomites on elektronide nihe vastusena valdkonnas. Mõelge kompassinõela otsas olevast noolest, mis on analoogne magnetvälja joonte otsas asuva noolega: need osutavad samas suunas.
Magnetic North versus True North
Teie magnetkompassi nõel osutab mitte tõelisele põhjapoolusele, vaid sellesse praegu umbes 500 kilomeetrit (umbes 310 miili) põhjapoolusest, Põhja-Ellesmere saarel Kanada. See on tingitud suure rauamaagi ladestusest, mis toimib omamoodi "magnetilise valamuna" ja "imeb" nõela ühte otsa maagi ladestumise suunas.
Pange tähele, et sama õiglane oleks öelda, et nõela teine ots "osutab" lõunasse, samal ajal kui teine ots on selle tagajärjel lihtsalt keerutatud; see on tõesti küsimus, et sajandeid tagasi on meremehed oma asukoha tõttu põhjapoolkeral algselt valinud põhjasuunalise navigeerimispunkti.
Kuna suurtel vahemaadel navigeerimine on olnud nii pikka aega nii kriitiline, on tõelise ja magnetilise korrektsioonitegurid põhjaosa on olnud kättesaadavad Maa erinevatele punktidele juba ammu enne seda, kui arvutiseerimine muutis selle argisemaks ülesanne.
Magnetkompassi ajalugu
Arvatakse, et hiinlased on lodestone omadustest aru saanud juba 2000 aastat tagasi. Seda haruldast mineraali nimetatakse tänapäeval looduslikuks magnetiks. Kui see juhtub olema pika, pikliku kujuga nagu liiga suur nõel, orienteerub see ülalt riputatuna Maa magnetväljas. Hiinlased märkasid seda, kuid olid ummikus, miks see toimus.
11. või 12. sajandil pKr kasutasid hiinlased navigeerimiseks magnetkompasse. Neile järgisid lühikeses järjekorras (ajaloolises mastaabis) maadeavastajad Euroopast ja mujalt. Esialgu ei suutnud need pioneerid mõista kahte olulist asja: võrdluspunkti, mida nad nimetasid tänuks "põhja" nende kompassidele pikkade reiside ajal tegelikult fikseeritud ei olnud ja see erines erinevates kogustes kohtades.
See tõdemus viis kogu maailma parandustegurite de facto andmebaasi väljatöötamiseni. Kuni satelliitide ajastuni tuginesid ka kõige eliitsemad sõjaväeüksused nüüdsest näiliselt äärmiselt arhailisel maanavigatsioonil, kasutades kõikjal kõrgtehnoloogilisi magnetkompasse.
Kuidas valmistada magnetkompassi
Magnetkompassi valmistamiseks on vaja ainult kaussi vesi, tükike kork, tavaline õmblusnõel, a külmkapimagnet ja olemasolev kompass.
Esmalt hõõruge õmblusnõela 50 korda kiiresti mööda tavalist külmkapimagnetit. Tähtis: tehke seda ainult ühes suunas; teisisõnu, mitte edasi-tagasi.
Seejärel asetage kork veekaussi ja asetage nõel ettevaatlikult korgi kohale. Pange kompass selle sõlme juurde, nii et näete põhja asukohta. Varsti, kui teil on õnnestunud nõel magnetiseerida, orienteerub nõel kompassinõelaga samas suunas.
