Kas ir magnētiskais kompass?

Gandrīz visi ir izmantojuši sava veida ierīci, kas ļauj noteikt tradicionālos virzienus - ziemeļus, dienvidus, austrumus, rietumus un to kombinācijas. Dienas, kad jaunieši rosījās mežā ar rokas modeļiem, kas aprīkoti ar faktisko kompasa adatu, tomēr lielā mērā ir iekrituši navigācijas vēstures atkritumu tvertnē.

Mūsdienās praktiski visi viedtālruņi ir aprīkoti ar globālās pozicionēšanas sistēmas (GPS) uztvērējiem, kas ļauj lietotājiem dažu metru attālumā saprast, kur viņi atrodas uz Zemes virziena "režģa". Šī tehnoloģija balstās uz satelītu tīklu nepārtrauktā orbītā, kas atrodas augstu virs Zemes atmosfēras. Bet pirms mūsdienu raķetēm navigatori paļāvās uz novecojušu, bet ārkārtīgi gudru virziena noteikšanas veidu.

A magnētiskais kompass ir rīks, kas principā ļauj noteikt atskaites punktu vai reģionu uz Zemes, kas atbilst magnētiskajiem ziemeļiem. Tas nedaudz atšķiras no patiesajiem ziemeļiem, bet ar dažādiem korekcijas koeficientiem, kas nepieciešami dažādos punktos apkārt tagad pazīstamais globuss ir labs magnētiskais kompass, kas joprojām ir pietiekami labs, lai praktizētu lietotāju varētu iegūt no vietas uz vietu jauki.

Magnētisms ir termins, kas apraksta matemātiski paredzamu iedarbības kopumu uz daļiņām un sistēmām fizikas nozarē, kas pazīstams kā elektromagnētika. Tāpat kā ar neatdalāmo partneri, elektrība, arī magnētisms nav tas, ko var "redzēt", bet daudzi no tā ietekme reālajā pasaulē ir labi pazīstama un ir iekļauta neskaitāmos mūsdienu kritiskajos aspektos tehnoloģija.

Magnētiskie "lauki", kurus var uzskatīt par ietekmes līnijām uz daļiņām, kuras pakļautas magnētisma fiziskajai iedarbībai, tiek uzzīmētas kā izcelsmes no a uz ziemeļiem magnētiskais stabs un plūst uz āru caur kosmosu un aizmuguri uz a uz dienvidiem magnētiskais stabs. Gadījumā, ja stieņa magnēts (taisnstūra magnēts), tas nozīmē virkni aptuveni C formas līniju, kas "plūst" no magnētiskajiem ziemeļiem līdz magnētiskajiem dienvidiem.

• Atšķirībā no gadījuma ar elektriskiem lādiņiem nav tādas lietas kā "magnētiskais monopols". Citiem vārdiem sakot, var būt nav tāda magnētiskā lauka avota, kā elektrisko lauku var izveidot un definēt ar viena punkta lādiņu.

Magnētiskie lauki tiek radīti, pārvietojot elektriskos lādiņus. Tas var būt nepārprotams un mērķtiecīgas inženierijas funkcija, piemēram, kad strāvu nesošās stieples spole tiek daudzkārt aptīta ap metāla gabalu, izveidojot elektromagnētu. Tos izmanto elektroenerģijas ražošanā un citās kritiskās rūpniecības lietojumprogrammās visā pasaulē. Elektromagnēta galvenā iezīme ir tā, ka pēc strāvas avota noņemšanas tas vairs nav visu seku magnēts.

Alternatīvi magnētisko lauku pamatā esošo kustīgo lādiņu avots var "paslēpties", to ražojot atsevišķu elementu (piemēram, dzelzs, vara un niķeļa) atomu līmenī. Daļēji pateicoties šo elementu elektronu "griešanās" īpašībām, magnētiskie momenti tiek radīti attiecīgajos atomos un šajos feromagnētisks elementi, lokālie magnētiskie momenti ir papildinoši, nevis atceļami pa pāriem (vienkāršojot, norma vairumā elementu). Rezultāts ir metāla gabals, kuru jūs zināt kā magnētu.

Zeme ir sadalīta ziemeļu puslodē un dienvidu puslodē jeb "augšējā" un "apakšējā" pusē. Tālākos zemeslodes punktus no līnijas, kas ap Zemes visplašāko daļu rotācijas virzienā tiek saukta par ekvatoru, sauc par poliem. Zemes rotācijas ass iet cauri un nosaka Ziemeļpolu un Dienvidpolu. Pirmais sēž uz ledus, bet otrais atrodas uz lielas kontinentālās sauszemes masas (Antarktīda).

Jūs jau esat uzzinājis, ka magnētiskā lauka līnijas tiek novilktas no magnētiskajiem ziemeļiem līdz magnētiskajiem dienvidiem. Tomēr, redzot Zemes magnētiskā lauka diagrammu, jūs redzat līnijas, no kurām lielākā daļa atrodas tālu virs virsmas, izcelsmes pie Uz dienvidiem Pole un beidzas pie Uz ziemeļiem Pole. Tas ir tāpēc, ka Ziemeļpols tikai nejauši veido dienvidus magnētisks un attiecīgi arī dienvidpolam. Ar to nebija domāts nekāds apjukums; ģeogrāfija tikko nesaskanēja ar fiziku, jo Kanādā notika liels dzelzsrūdas depozīts (drīzumā par to drīzāk).

Tāpēc kompasa adata norāda virzienā, uz kuru cilvēki ir apzīmējuši “magnētiskos ziemeļus”, tāpēc, ka adata ir spiesta orientēties tajā pašā virzienā kā Zemes magnētiskais lauks, pateicoties adatas materiāla atomu elektronu nobīdei, reaģējot uz laukā. Padomājiet, vai bulta kompasa adatas galā ir analoga bultiņai magnētiskā lauka līnijas galā: tās norāda vienā virzienā.

Adata uz jūsu magnētiskā kompasa norāda nevis uz patieso ziemeļpolu, bet gan uz punktu, kas ir pašlaik apmēram 500 kilometrus (apmēram 310 jūdzes) no Ziemeļpola, Ellesmere salā ziemeļos Kanāda. Tas ir saistīts ar lielu dzelzsrūdas nogulšņu klātbūtni, kas kalpo kā sava veida "magnētiskā izlietne", un adatas vienu galu "iesūc" pret rūdas nogulsnēm.

Ņemiet vērā, ka tikpat taisnīgi būtu teikt, ka adatas otrs gals "norāda" uz dienvidiem, savukārt otrais gals vienkārši ir vērpts apkārt; tas tiešām ir jautājums par jūrniekiem, kas pirms gadsimtiem sākotnēji bija izvēlējušies ziemeļus kā galveno navigācijas sākumpunktu, pateicoties viņu atrašanās vietai ziemeļu puslodē.

Tā kā navigācija lielos attālumos tik ilgu laiku ir bijusi tik kritiska, korekcijas koeficienti attiecībā pret patieso pret magnētisko ziemeļi ir pieejami dažādiem Zemes punktiem, jo ​​krietni pirms datorizācijas to padarīja par ikdienišķāku uzdevums.

Tiek uzskatīts, ka ķīnieši jau pirms 2000 gadiem ir sapratuši naktsmītnes īpašības. Šo reto minerālu šodien sauc par dabisko magnētu. Kad gadās, ka tā ir iegarena, iegarena forma, piemēram, pārāk liela izmēra adata, tā, virzoties no augšas, orientēsies Zemes magnētiskajā laukā. Ķīnieši to pamanīja, bet bija nomākti, kāpēc tas notika.

Līdz 11. vai 12. gadsimtam pēc mūsu ēras ķīnieši navigācijai izmantoja magnētiskos kompasus. Viņiem īsā secībā (vēsturiskā mērogā) sekoja pētnieki no Eiropas un citurienes. Sākotnēji šie pionieri nespēja izprast divas svarīgas lietas: atskaites punktu, ko viņi sauca par “ziemeļu” paldies to kompasi faktiski netika fiksēti garos braucienos, un tas atšķīrās ar atšķirīgu daudzumu vietas.

Šīs atziņas rezultātā tika izveidota de facto korekcijas faktoru datu bāze visai pasaulei. Līdz satelītu laikmetam pat viselitārākās militārās vienības paļāvās uz tagad šķietami ārēji arhaisku sauszemes navigāciju, izmantojot augstāko tehnoloģiju magnētiskos kompasus jebkur.

Viss, kas jums nepieciešams, lai izveidotu pats savu magnētisko kompasu, ir trauks ūdens, gabals korķis, parasts šūšanas adata, a ledusskapja magnēts un esošu kompass.

Vispirms 50 reizes ātri berzējiet šūšanas adatu gar parasto ledusskapja magnētu. Svarīgi: dariet to tikai vienā virzienā; citiem vārdiem sakot, nē uz priekšu un atpakaļ.

Pēc tam ievietojiet korķi ūdens traukā un viegli ielieciet adatu korķa augšpusē. Novietojiet kompasu blakus šai montāžai, lai jūs varētu redzēt, kur atrodas ziemeļi. Drīz, ja jums ir izdevies adatu magnetizēt, adata orientēsies tajā pašā virzienā kā kompasa adata.