Szinte mindenki használt valamilyen eszközt, amely lehetővé teszi a hagyományos irányok - észak, dél, kelet, nyugat és ezek kombinációinak - meghatározását. Azok a napok, amikor a fiatalok az erdőben tomboltak, kézi modellekkel, amelyekben tényleges iránytű tű volt, azonban jórészt a navigációs történelem szemetesébe került.
Ma gyakorlatilag minden okostelefon fel van szerelve globális helymeghatározó rendszer (GPS) vevőkkel, amelyek lehetővé teszik a felhasználók számára, hogy néhány méteren belül kitalálják, hol vannak a Föld irányított "rácsán". Ez a technológia a műholdak hálózatára támaszkodik, és folyamatosan kering a Föld légköre felett. De a modern rakétavétel előtt a navigátorok az elavult, de rendkívül okos módszerre támaszkodtak az irány meghatározásában.
A mágneses iránytű olyan eszköz, amely alapvetően lehetővé teszi a földi mágneses északnak megfelelő referenciapont vagy régió meghatározását. Ez némileg eltér a valódi északtól, de a különböző pontokon szükséges különböző korrekciós tényezőkkel A ma ismert földgömb jó mágneses iránytű továbbra is elég jó ahhoz, hogy egy gyakorlott felhasználót helyről-helyre eljusson szépen.
Mágnesek és a mágneses mező alapjai
Mágnesesség egy olyan kifejezés, amely leírja a részecskékre és a rendszerekre gyakorolt matematikailag kiszámítható halmazot a fizika ágában, az úgynevezett elektromágneses. Mint az elválaszthatatlan partneréhez, az elektromossághoz hasonlóan a mágnesség sem „látható”, hanem sok minden a való világban a hatások jól ismertek, és beépültek a modern számtalan kritikai aspektusába technológia.
A mágneses "mezőket", amelyek a mágnesesség fizikai hatásainak kitett részecskékre gyakorolt hatásvonalakként tekintenek, eredetinek rajzolják. tól től a északi mágneses pólus és kifelé áramlik az űrben és vissza felé a déli mágneses pólus. Abban az esetben, ha a rúdmágnes (téglalap alakú mágnes), ez azt jelenti, hogy nagyjából C alakú vonalak sora "folyik" a mágneses északtól a mágneses déli irányba.
- Ellentétben az elektromos töltésekkel, nincs olyan, hogy "mágneses monopólus". Más szavakkal, lehetnek a mágneses mező egyetlen pontforrása sem az, ahogyan az elektromos mező egyetlen pont töltéssel létrehozható és meghatározható.
A mágneses mezők az elektromos töltések mozgatásával jönnek létre. Ez kifejezett és a céltudatos tervezés funkciója lehet, mivel amikor az áramot vezető huzaltekercset sokszor tekerjük egy fémdarab köré, elektromágnes keletkezik. Ezeket villamos energia előállításában és más kritikus ipari alkalmazásokban használják világszerte. Az elektromágnes fő jellemzője, hogy az áramforrás eltávolításával megszűnik minden következmény mágnessé válni.
Alternatív megoldásként a mágneses mezők mögött álló mozgó töltések forrása "elrejtőzhet", és egyes elemek (például vas, réz és nikkel) egyes atomjainak szintjén keletkezik. Részben ezen elemek elektronjainak "spin" jellemzőinek köszönhetően, mágneses momentumok a szóban forgó atomokban jönnek létre, és ezekben ferromágneses elemek, a lokális mágneses momentumok inkább additívek, mintsem párban törlődjenek (leegyszerűsítve a legtöbb elemben a norma). Az eredmény egy darab fém, amelyet mágnesként ismer.
A Föld mágneses tere
A Föld fel van osztva északi féltekére és egy déli féltekére, vagyis "felső" és "alsó" felekre. A földgömb legtávolabbi pontjait a Föld legszélesebb része körül a forgása irányába húzott vonal, az úgynevezett Egyenlítő pólusoknak nevezzük. A Föld forgástengelye áthalad és meghatározza az Északi-sarkot és a Déli-sarkot. Az előbbi jégen ül, míg az utóbbi egy nagy kontinentális szárazföldön (Antarktisz) található.
Már megtanulta, hogy a mágneses mező vonalai mágneses északtól mágneses délig húzódnak. Mégis, ha lát egy diagramot, ha a Föld mágneses tere, akkor vonalakat lát, amelyek nagy része messze a felszín felett van, származó a Déli Pole és befejező a Északi Pólus. Az Északi-sark ugyanis pusztán véletlenül alkot délt mágneses pólus, és ennek megfelelően a déli pólus. Nem értett zavart ezen; a földrajz véletlenül nem állt összhangban a fizikával, mivel egy nagy vasérc-lelőhely történt Kanadában (erről bővebben hamarosan).
Ezért az iránytű tű arra az irányra mutat, amelyet az emberek "mágneses északnak" jelöltek, az az oka, hogy a tű kénytelen tájékozódni ugyanabban az irányban, mint a Föld mágneses tere, a tű anyagának atomjaiban az elektronok elmozdulása miatt terület. Gondoljon arra, hogy az iránytű tű hegyén lévő nyíl analóg a mágneses mező vonalai csúcsa nyíljával: Ugyanabba az irányba mutatnak.
Mágneses észak versus valódi észak
A tű a mágneses iránytűjén nem az igazi Északi-sarkra mutat, hanem egy pontra, amelyik az Jelenleg az északi sarktól mintegy 500 kilométerre (kb. 310 mérföld) az északi Ellesmere-szigeten Kanada. Ennek köszönhető egy nagy mennyiségű vasérc jelenléte, amely egyfajta "mágneses mosogatóként" szolgál, és a tű egyik végét az érclerakódás felé "szívja".
Vegye figyelembe, hogy ugyanolyan igazságos lenne azt mondani, hogy a tű másik vége dél felé mutat, míg a másik vége ennek következtében egyszerűen megpördül; valójában arról van szó, hogy évszázadokkal ezelőtt a matrózok az északi féltekén való elhelyezkedésük miatt eredetileg északot választották alapvető navigációs kiindulópontnak.
Mivel a nagy távolságokon történő navigáció olyan hosszú ideig kritikus volt, a valódi és a mágneses korrekciós tényezők észak óta elérhetőek a Föld különböző pontjain, mivel jóval azelőtt, hogy a számítógépesítés mindennapibbá tette ezt feladat.
A mágneses iránytű története
Úgy gondolják, hogy a kínaiak már 2000 évvel ezelőtt megértették a lodestone tulajdonságait. Ezt a ritka ásványt ma természetes mágnesnek nevezik. Ha történetesen hosszú, hosszúkás alakú, mint egy túlméretezett tű, akkor felülről felfüggesztve a Föld mágneses mezőjében tájékozódik. A kínaiak észrevették ezt, de elakadtak attól, hogy miért történt.
Kr. E. 11. vagy 12. századra a kínaiak mágneses iránytűket használtak a navigációhoz. Rövid sorrendben (történelmi léptékben) kutatók követték Európából és máshonnan. Kezdetben ezek az úttörők két fontos dolgot nem értettek meg: a referenciapontot, amelyet "északnak" neveztek köszönetnek iránytűikre valójában nem rögzítették hosszú utak során, és különböző mennyiségekben különbözött egymástól helyeken.
Ez a felismerés vezetett a tényleges korrekciós tényezők adatbázisának kidolgozásához az egész világon. A műholdak koráig még a legelitebb katonai egységek is a legkülsőbbnek tűnő archaikus szárazföldi hajózásra támaszkodtak, bárhol a legmodernebb mágneses iránytűvel.
Hogyan készítsünk mágneses iránytűt
A mágneses iránytű elkészítéséhez csak egy tál kell víz, egy darab parafa-, egy közönséges varrótű, a hűtőmágnes és egy létező iránytű.
Először dörzsölje meg gyorsan a varrótűt egy szokásos hűtőmágnes mentén. Fontos: Ezt csak egy irányban végezze; más szavakkal, nem előre-hátra.
Ezután helyezze a parafát a tálba, és helyezze a tűt a parafa tetejére. Helyezze az iránytűt a szerelvény mellé, hogy láthassa, hol van észak. Hamarosan, ha sikerült mágnesezni a tűt, a tű ugyanabban az irányban tájékozódik, mint az iránytű.