Ce este o busolă magnetică?

Aproape toată lumea a folosit un fel de dispozitiv care permite determinarea direcțiilor tradiționale - nord, sud, est, vest și combinații ale acestora. Cu toate acestea, zilele tinerilor care se prăbușeau prin păduri cu modele portabile, echipate cu un ac de busolă, au căzut în coșul de gunoi al istoriei navigației.

Astăzi, practic toate smartphone-urile sunt echipate cu receptoare ale sistemului de poziționare globală (GPS) care permit utilizatorilor să afle unde se află pe „rețeaua” direcțională a Pământului, la câțiva metri. Această tehnologie se bazează pe o rețea de sateliți pe o orbită continuă deasupra atmosferei Pământului. Dar, înainte de rachete moderne, navigatorii se bazau pe un mod acum depășit, dar extraordinar de inteligent de a determina direcția.

A Busola magnetică este un instrument care permite în mod fundamental determinarea unui punct de referință sau a unei regiuni de pe Pământ corespunzătoare nordului magnetic. Acest lucru este ușor diferit de nordul adevărat, dar cu diferiți factori de corecție necesari în diferite puncte din jur pe glob cunoscut acum, o busolă magnetică bună rămâne suficient de bună pentru a aduce un utilizator practicat dintr-un loc în altul frumos.

Magnetism este un termen care descrie un set predictibil matematic de efecte asupra particulelor și sistemelor din ramura fizicii cunoscut sub numele de electromagnetică. Ca și în cazul partenerului său inseparabil, electricitatea, magnetismul nu este ceva ce poate fi „văzut”, ci multe dintre ele efectele din lumea reală sunt bine cunoscute și au fost încorporate în nenumărate aspecte critice ale modernității tehnologie.

„Câmpurile magnetice”, care pot fi considerate ca linii de influență asupra particulelor supuse efectelor fizice ale magnetismului, sunt trase ca originare din A Nord pol magnetic și care curge spre exterior prin spațiu și înapoi spre A sud pol magnetic. În cazul unui magnet de bare (un magnet dreptunghiular), aceasta înseamnă o serie de linii aproximativ în formă de C care „curg” de la nord magnetic la sud magnetic.

• Spre deosebire de cazul încărcărilor electrice, nu există un „monopol magnetic”. Cu alte cuvinte, pot exista nici o sursă punctuală a unui câmp magnetic în modul în care un câmp electric poate fi creat și definit printr-o singură încărcare punctuală.

Câmpurile magnetice sunt create prin deplasarea sarcinilor electrice. Acest lucru poate fi explicit și o funcție de inginerie intenționată, ca atunci când o bobină de sârmă care transportă curent este înfășurată de multe ori în jurul unei bucăți de metal, creând un electromagnet. Acestea sunt utilizate în generarea de energie electrică și în alte aplicații industriale critice din întreaga lume. Trăsătura cheie a unui electromagnet este că acesta încetează să mai fie un magnet al oricărei consecințe odată ce sursa de curent este îndepărtată.

Alternativ, sursa încărcăturilor în mișcare care stau la baza câmpurilor magnetice se poate „ascunde”, fiind produsă la nivelul atomilor individuali din anumite elemente (de exemplu, fier, cupru și nichel). Mulțumită în parte caracteristicilor „rotative” ale electronilor acestor elemente, momente magnetice sunt create în atomii în cauză și în aceștia feromagnetic elemente, momentele magnetice locale sunt mai degrabă aditive decât anulabile în perechi (pentru a simplifica, norma în majoritatea elementelor). Rezultatul este o bucată de metal pe care o cunoașteți ca un magnet.

Pământul este împărțit în emisfera nordică și o emisferă sudică, sau jumătăți „de sus” și „de jos”. Cele mai îndepărtate puncte de pe glob de la o linie trasată în jurul celei mai largi părți a Pământului în direcția rotației sale, numită ecuator, sunt cunoscute sub numele de poli. Axa de rotație a Pământului trece și definește Polul Nord și Polul Sud. Primul se așază pe gheață, în timp ce cel din urmă este situat pe o mare masă continentală (Antarctica).

Ați aflat deja că liniile câmpului magnetic sunt trasate de la nord magnetic la sud magnetic. Cu toate acestea, când vedeți o diagramă dacă câmpul magnetic al Pământului, vedeți linii, majoritatea mult deasupra suprafeței, originar la Sud Pol și final la Nord Stâlp. Acest lucru se datorează faptului că Polul Nord, prin simplă întâmplare, constituie un sud magnetic pol și, în mod corespunzător, pentru Polul Sud. Prin aceasta nu se înțelegea nicio confuzie; geografia sa întâmplat să nu se alinieze la fizică din cauza plasării întâmplătoare a unui depozit mare de minereu de fier în Canada (mai multe despre acest lucru în curând).

Astfel, motivul pentru care un ac de busolă indică direcția pe care oamenii au etichetat-o ​​„nord magnetic” este că acul este obligat să se orienteze în aceeași direcție ca și câmpul magnetic al Pământului, datorită schimbării electronilor din atomii materialului acului ca răspuns la camp. Gândiți-vă că săgeata din vârful acului busolei este similară cu săgeata din vârful liniilor câmpului magnetic: acestea indică în aceeași direcție.

Acul de pe busola magnetică nu indică adevăratul Pol Nord, ci într-un punct care este în prezent, la aproximativ 500 de kilometri de Polul Nord, pe Insula Ellesmere din nord Canada. Acest lucru se datorează prezenței unui depozit mare de minereu de fier, care servește ca un fel de „chiuvetă magnetică” și „aspiră” un capăt al acului spre depozitul de minereu.

Rețineți că ar fi la fel de corect să spunem că celălalt capăt al acului „indică” sudul, în timp ce celălalt capăt este pur și simplu rotit ca o consecință; este într-adevăr o chestiune de marinari cu secole în urmă care au ales inițial nordul ca punct de plecare fundamental al navigației, datorită poziției lor în emisfera nordică.

Deoarece navigarea pe distanțe mari a fost atât de critică atât de mult timp, factorii de corecție pentru adevărat versus magnetic nordul a fost disponibil pentru diferite puncte de pe Pământ, cu mult înainte ca computerizarea să facă acest lucru mai banal sarcină.

Se crede că chinezii au înțeles proprietățile pietrei lodestone până acum 2.000 de ani. Acest mineral rar este numit astăzi un magnet natural. Când se întâmplă să aibă o formă lungă și alungită ca un ac supradimensionat, se va orienta în câmpul magnetic al Pământului atunci când este suspendat de sus. Chinezii au observat acest lucru, dar s-au împotmolit de ce s-a produs.

Până în secolele XI sau XII d.Hr., chinezii foloseau busole magnetice pentru navigație. Au fost urmăriți în scurt timp (la scară istorică) de exploratori din Europa și din alte părți. Inițial, acești pionieri nu au reușit să înțeleagă două lucruri importante: Punctul de referință pe care l-au numit „nord” mulțumesc la busolele lor nu a fost de fapt fixat în timpul călătoriilor lungi și a diferit prin diferite cantități în diferite locuri.

Această realizare a condus la dezvoltarea unei baze de date de facto cu factori de corecție pentru întreaga lume. Până la epoca sateliților, chiar și cele mai elite unități militare s-au bazat pe ceea ce pare acum navigație terestră arhaică, folosind busole magnetice de cea mai înaltă tehnologie de oriunde.

Tot ce aveți nevoie pentru a vă crea propria busolă magnetică este un bol de apă, o bucata de plută, un obișnuit ac de cusut, A magnet de frigider și un existent busolă.

Mai întâi, frecați acul de cusut rapid de 50 de ori de-a lungul unui magnet obișnuit de frigider. Important: Faceți acest lucru într-o singură direcție; cu alte cuvinte, nu Înainte și înapoi.

Apoi, așezați dopul în vasul cu apă și așezați ușor acul deasupra dopului. Puneți busola lângă această adunare, astfel încât să puteți vedea unde este nordul. În curând, dacă ați reușit să magnetizați acul, acul se va orienta în aceeași direcție ca acul busolei.