Quase todo mundo já usou algum tipo de dispositivo que permite a determinação das direções tradicionais - norte, sul, leste, oeste e suas combinações. Os dias dos jovens brincando na floresta com modelos portáteis equipados com uma agulha de bússola de verdade, no entanto, caíram em grande parte na lata de lixo da história da navegação.
Hoje, praticamente todos os smartphones vêm equipados com receptores de Sistema de Posicionamento Global (GPS) que permitem aos usuários descobrir onde estão na "grade" direcional da Terra em poucos metros. Essa tecnologia se baseia em uma rede de satélites em uma órbita contínua bem acima da atmosfera da Terra. Mas antes dos foguetes modernos, os navegadores contavam com uma maneira agora desatualizada, mas extraordinariamente inteligente de determinar a direção.
UMA bússola magnética é uma ferramenta que fundamentalmente permite a determinação de um ponto de referência ou região na Terra correspondente ao norte magnético. Isso é um pouco diferente do norte verdadeiro, mas com os diversos fatores de correção exigidos em diferentes pontos ao redor mundo agora conhecido, uma boa bússola magnética permanece boa o suficiente para levar um usuário experiente de um lugar para outro. agradável.
Noções básicas de ímãs e campo magnético
Magnetismo é um termo que descreve um conjunto de efeitos matematicamente previsíveis em partículas e sistemas no ramo da física conhecido como eletromagnética. Tal como acontece com seu parceiro inseparável, eletricidade, magnetismo não é algo que pode ser "visto", mas muitos de seus efeitos no mundo real são bem conhecidos e foram incorporados a inúmeros aspectos críticos da modernidade tecnologia.
Os "campos" magnéticos, que podem ser considerados como linhas de influência sobre as partículas sujeitas aos efeitos físicos do magnetismo, são desenhados como originários a partir de uma norte pólo magnético e fluindo para fora através do espaço e para trás na direção uma Sul pólo magnético. No caso de um ímã de barra (um ímã retangular), isso significa uma série de linhas em forma de C "fluindo" do norte magnético para o sul magnético.
- Ao contrário do que acontece com as cargas elétricas, não existe "monopolo magnético". Em outras palavras, pode haver nenhuma fonte pontual de um campo magnético na forma como um campo elétrico pode ser criado e definido por uma única carga pontual.
Os campos magnéticos são criados pelo movimento de cargas elétricas. Isso pode ser explícito e uma função de engenharia proposital, como quando uma bobina de fio condutor de corrente é enrolada muitas vezes em torno de um pedaço de metal, criando um eletroímã. Eles são usados na geração de energia elétrica e em outras aplicações industriais críticas em todo o mundo. A principal característica de um eletroímã é que ele deixa de ser um ímã de qualquer consequência, uma vez que a fonte de corrente é removida.
Alternativamente, a fonte de cargas móveis subjacentes aos campos magnéticos pode "se esconder", sendo produzida no nível de átomos individuais em certos elementos (por exemplo, ferro, cobre e níquel). Graças em parte às características de "spin" dos elétrons desses elementos, momentos magnéticos são criados nos átomos em questão, e nestes ferromagnético elementos, os momentos magnéticos locais são aditivos em vez de cancelados em pares (para simplificar, a norma na maioria dos elementos). O resultado é um pedaço de metal que você conhece como ímã.
Campo Magnético da Terra
A Terra é dividida em hemisfério norte e hemisfério sul, ou metades "superior" e "inferior". Os pontos mais distantes do globo a partir de uma linha desenhada ao redor da parte mais larga da Terra na direção de sua rotação, chamada de equador, são conhecidos como pólos. O eixo de rotação da Terra passa e define o Pólo Norte e o Pólo Sul. O primeiro fica no gelo, enquanto o último está localizado em uma grande massa continental de terra (Antártica).
Você já aprendeu que as linhas do campo magnético são traçadas do norte magnético ao sul magnético. No entanto, quando você vê um diagrama do campo magnético da Terra, você vê linhas, a maioria delas muito acima da superfície, originário no Sul Pólo e final no Norte Pólo. Isso porque o Pólo Norte, por mero acaso, constitui um pólo sul magnético pólo, e correspondentemente para o pólo sul. Nenhuma confusão foi intencionada com isso; a geografia simplesmente não se alinhou com a física por causa da colocação casual de um grande depósito de minério de ferro no Canadá (mais sobre isso em breve).
Assim, a razão pela qual a agulha da bússola aponta na direção que os humanos rotularam de "norte magnético" é que a agulha é compelida a se orientar na mesma direção do campo magnético da Terra, devido a uma mudança nos elétrons nos átomos do material da agulha em resposta ao campo. Pense na seta na ponta da agulha de uma bússola como sendo análoga à seta na ponta das linhas do campo magnético: elas apontam na mesma direção.
Norte magnético versus norte verdadeiro
A agulha em sua bússola magnética aponta não para o verdadeiro Pólo Norte, mas para um ponto que é atualmente cerca de 500 quilômetros (cerca de 310 milhas) do Pólo Norte, na Ilha Ellesmere no norte Canadá. Isso se deve à presença de um grande depósito de minério de ferro, que funciona como uma espécie de "sumidouro magnético", e "suga" uma ponta da agulha em direção ao depósito de minério.
Observe que seria igualmente justo dizer que a outra extremidade da agulha "aponta" para o sul, enquanto a outra extremidade é simplesmente girada como consequência; na verdade, os marinheiros, séculos atrás, escolheram originalmente o norte como ponto de partida fundamental para a navegação, devido à sua localização no hemisfério norte.
Como a navegação em grandes distâncias tem sido tão crítica por tanto tempo, os fatores de correção para verdadeiro versus magnético o norte está disponível para vários pontos da Terra, muito antes que a informatização tornasse este lugar mais mundano tarefa.
História da Bússola Magnética
Acredita-se que os chineses tenham entendido as propriedades do ímã há cerca de 2.000 anos. Hoje, esse mineral raro é chamado de ímã natural. Quando acontece de vir em uma forma longa e oblonga, como uma agulha grande, ela se orientará no campo magnético da Terra quando suspensa de cima. Os chineses perceberam isso, mas não entenderam por que isso ocorreu.
Por volta do século 11 ou 12 d.C., os chineses estavam usando bússolas magnéticas para navegação. Eles foram seguidos rapidamente (em uma escala histórica) por exploradores da Europa e de outros lugares. Inicialmente, esses pioneiros não conseguiram entender duas coisas importantes: O ponto de referência que eles chamaram de "norte", obrigado para suas bússolas não foi de fato fixado durante viagens longas, e diferia por diferentes quantidades em diferentes locais.
Essa constatação levou ao desenvolvimento de um banco de dados de fato de fatores de correção para todo o mundo. Até a era dos satélites, mesmo as unidades militares de elite contavam com o que agora parece uma navegação terrestre estranhamente arcaica usando as bússolas magnéticas de alta tecnologia em qualquer lugar.
Como fazer uma bússola magnética
Tudo que você precisa para fazer sua própria bússola magnética é uma tigela de agua, um pedaço de cortiça, um ordinário agulha de costura, uma ímã de geladeira e um existente bússola.
Primeiro, esfregue a agulha de costura rapidamente 50 vezes ao longo de um ímã de geladeira comum. Importante: Faça isso em apenas uma direção; em outras palavras, não vai e volta.
Em seguida, coloque a rolha na tigela de água e coloque a agulha delicadamente em cima da rolha. Coloque a bússola ao lado desta montagem, para que você possa ver onde fica o norte. Logo, se você conseguiu magnetizar a agulha, ela se orientará na mesma direção da agulha da bússola.