Beveik visi naudojo tam tikrą prietaisą, kuris leidžia nustatyti tradicines kryptis - šiaurę, pietus, rytus, vakarus ir jų derinius. Vis dėlto jaunuolių, kurie šurmuliavo miške su rankiniais modeliais su įmontuota kompaso adata, laikai iš esmės pateko į navigacijos istorijos šiukšliadėžę.
Šiandien praktiškai visuose išmaniuosiuose telefonuose yra visuotinės padėties nustatymo sistemos (GPS) imtuvai, leidžiantys vartotojams per kelis metrus suprasti, kur jie yra nukreiptame Žemės „tinklelyje“. Ši technologija remiasi palydovų tinklu, esančiu ištisinėje orbitoje aukštai virš Žemės atmosferos. Tačiau prieš šiuolaikinę raketą navigatoriai rėmėsi pasenusiu, bet nepaprastai protingu krypties nustatymo būdu.
A magnetinis kompasas yra įrankis, kuris iš esmės leidžia nustatyti atskaitos tašką ar regioną Žemėje, atitinkantį magnetinę šiaurę. Tai šiek tiek skiriasi nuo tikrosios šiaurės, tačiau skirtingais taškais reikalingi skirtingi korekcijos koeficientai dabar žinomas pasaulis, geras magnetinis kompasas išlieka pakankamai geras, kad praktikuojantį vartotoją būtų galima pasiekti iš vietos gražiai.
Magnetai ir magnetinio lauko pagrindai
Magnetizmas yra terminas, apibūdinantis matematiškai nuspėjamą fizikos šakos dalelių ir sistemų rinkinį, žinomą kaip elektromagnetika. Kaip ir su neatsiejamu partneriu, elektra, magnetizmas nėra „matomas“ dalykas, bet daugelis jo poveikis realiame pasaulyje yra gerai žinomas ir įtrauktas į daugybę kritinių šiuolaikinių aspektų technologija.
Magnetiniai „laukai“, kurie gali būti laikomi įtakos dalelėms, veikiančioms fiziniam magnetizmo poveikiui, yra išvestos nuo a Šiaurė magnetinis polius ir tekantis į išorę per kosmosą ir atgal link a į pietus magnetinis polius. A atveju juostos magnetas (stačiakampis magnetas), tai reiškia maždaug C formos linijų seriją, „tekančią“ iš magnetinės šiaurės į magnetinę pietų pusę.
- Skirtingai nuo elektros krūvių, „magnetinio monopolio“ nėra. Kitaip tariant, jų gali būti joks magnetinio lauko taškinis šaltinis, kaip elektrinis laukas gali būti sukurtas ir apibrėžtas vieno taško krūviu.
Magnetiniai laukai susidaro judant elektriniams krūviams. Tai gali būti aiški ir tikslingos inžinerijos funkcija, pavyzdžiui, kai srovę nešančios vielos ritė daug kartų apvyniojama aplink metalo gabalą, sukuriant elektromagnetą. Jie naudojami elektros energijai gaminti ir kitoms svarbiausioms pramonės reikmėms visame pasaulyje. Pagrindinis elektromagneto bruožas yra tai, kad pašalinus srovės šaltinį, jis nustoja būti bet kokių pasekmių magnetu.
Arba judančių krūvių, esančių magnetiniuose laukuose, šaltinis gali „pasislėpti“, susidarant tam tikrų elementų (pvz., Geležies, vario ir nikelio) atomų lygiu. Iš dalies dėl šių elementų elektronų „sukimosi“ savybių, magnetiniai momentai yra sukurti atitinkamuose atomuose ir šiuose feromagnetinis elementai, vietiniai magnetiniai momentai yra papildomi, o ne atšaukiami poromis (norint supaprastinti, daugumos elementų norma). Rezultatas yra metalo gabalas, kurį žinote kaip magnetą.
Žemės magnetinis laukas
Žemė yra padalinta į Šiaurės pusrutulį ir Pietų pusrutulį arba „viršutinę“ ir „apatinę“ puses. Tolimiausi Žemės rutulio taškai nuo linijos, nubrėžtos aplink plačiausią Žemės dalį jos sukimosi kryptimi, vadinamos pusiauju, vadinamos ašigaliais. Žemės sukimosi ašis eina ir apibrėžia Šiaurės ašigalį ir Pietų ašigalį. Pirmasis sėdi ant ledo, o antrasis - didelėje žemyno sausumos masėje (Antarktidoje).
Jūs jau sužinojote, kad magnetinio lauko linijos brėžiamos nuo magnetinio šiaurės iki magnetinio pietų. Vis dėlto, kai matote Žemės magnetinio lauko schemą, matote linijas, kurių dauguma yra toli virš paviršiaus, kilmę prie Pietūs Lenkas ir pabaigos prie Šiaurė Lenkas. Taip yra todėl, kad Šiaurės ašigalis, tik atsitiktinai, sudaro pietus magnetinis ir atitinkamai Pietų ašigaliui. Juo nesupainiota; geografija tiesiog neatitiko fizikos, nes Kanadoje įvyko didelis geležies rūdos telkinys (apie tai netrukus).
Taigi, kompaso adata rodo kryptį, kuria žmonės pažymėjo „magnetine šiaure“, kad adata priversta susiorientuoti ta pačia kryptimi kaip ir Žemės magnetinis laukas, dėl adatos medžiagos atomų elektronų poslinkio reaguojant į srityje. Pagalvokite, kad rodyklė kompaso adatos gale yra analogiška rodyklei magnetinio lauko linijų gale: jos nukreiptos ta pačia kryptimi.
Magnetinė šiaurė prieš tikrąją šiaurę
Adata ant jūsų magnetinio kompaso nukreipta ne į tikrąjį Šiaurės ašigalį, bet į tašką, kuris yra šiuo metu apie 500 kilometrų (apie 310 mylių) nuo Šiaurės ašigalio, Ellesmere saloje šiaurėje Kanada. Tai yra dėl to, kad yra didelis geležies rūdos indėlis, kuris tarnauja kaip „magnetinė kriauklė“, ir „įsiurbia“ vieną adatos galą link rūdos nuosėdų.
Atkreipkite dėmesį, kad būtų lygiai taip pat teisinga sakyti, kad kitas adatos galas „nukreiptas“ į pietus, o kitas galas yra tiesiog apsisukęs; iš tikrųjų tai yra tai, kad jūreiviai prieš šimtmečius iš pradžių pasirinko šiaurę kaip pagrindinį navigacinį atspirties tašką dėl savo vietos Šiaurės pusrutulyje.
Kadangi navigacija dideliais atstumais buvo labai svarbi tiek ilgai, tikrosios ir magnetinės korekcijos koeficientai šiaurė buvo prieinama įvairiems Žemės taškams nuo tada, kai kompiuterizacija padarė tai kasdieniškesne užduotis.
Magnetinio kompaso istorija
Manoma, kad kinai jau prieš 2000 metų suprato namelio savybes. Šis retas mineralas šiandien vadinamas natūraliu magnetu. Kai tai atsitiks ilga, pailga forma, pavyzdžiui, per didele adata, ji pakibusi iš viršaus susiorientuos Žemės magnetiniame lauke. Kinai tai pastebėjo, tačiau buvo sukrėsti, kodėl taip įvyko.
11 ar 12 amžiuje po Kristaus kinai navigacijai naudojo magnetinius kompasus. Netrukus (istoriniu mastu) juos sekė tyrinėtojai iš Europos ir kitur. Iš pradžių šie pionieriai nesuprato dviejų svarbių dalykų: atskaitos taško, kurį jie pavadino „šiaurine“ padėka jų kompasai iš tikrųjų nebuvo fiksuoti ilgų kelionių metu ir skirtingai skyrėsi vietų.
Šis supratimas leido sukurti de facto viso pasaulio korekcijos veiksnių duomenų bazę. Iki palydovų amžiaus net ir elitiniai kariniai daliniai, naudodamiesi aukščiausių technologijų magnetiniais kompasais, rėmėsi tuo, kas dabar atrodo išoriškai archajiška sausumos navigacija.
Kaip pasidaryti magnetinį kompasą
Viskas, ko jums reikia norint pasidaryti savo magnetinį kompasą, yra dubuo vandens, gabalas kamštis, paprastas Siuvimo adata, a šaldytuvo magnetas ir esamas kompasas.
Pirmiausia siuvimo adatą 50 kartų greitai patrinkite palei įprastą šaldytuvo magnetą. Svarbu: darykite tai tik viena kryptimi; kitaip tariant, ne į priekį ir atgal.
Tada įdėkite kamštį į vandens dubenį ir švelniai uždėkite adatą ant kamščio. Padėkite kompasą šalia šios komplektacijos, kad galėtumėte pamatyti, kur yra šiaurė. Netrukus, jei pavyko įmagnetinti adatą, adata orientuosis ta pačia kryptimi kaip ir kompaso adata.