เข็มทิศแม่เหล็กคืออะไร?

เกือบทุกคนเคยใช้อุปกรณ์บางประเภทที่ช่วยให้สามารถกำหนดทิศทางแบบดั้งเดิมได้ เช่น เหนือ ใต้ ตะวันออก ตะวันตก และผสมผสานกัน ยุคสมัยของเด็กๆ ที่วิ่งเล่นในป่าด้วยโมเดลแบบใช้มือถือที่ติดตั้งเข็มเข็มทิศของจริง ได้ตกลงไปในถังขยะของประวัติศาสตร์การเดินเรือเป็นส่วนใหญ่

ทุกวันนี้ สมาร์ทโฟนแทบทุกเครื่องมาพร้อมกับเครื่องรับ Global Positioning System (GPS) ที่ช่วยให้ผู้ใช้ทราบว่าพวกเขาอยู่ที่ไหนบน "กริด" ที่มีทิศทางของโลกภายในระยะไม่กี่เมตร เทคโนโลยีนี้อาศัยเครือข่ายดาวเทียมในวงโคจรที่ต่อเนื่องเหนือชั้นบรรยากาศของโลก แต่ก่อนจรวดสมัยใหม่ นักเดินเรืออาศัยวิธีการกำหนดทิศทางที่ล้าสมัยแต่ฉลาดเป็นพิเศษ

อา เข็มทิศแม่เหล็ก เป็นเครื่องมือพื้นฐานที่ช่วยให้สามารถกำหนดจุดอ้างอิงหรือภูมิภาคบนโลกที่สอดคล้องกับทิศเหนือแม่เหล็ก ซึ่งแตกต่างจากทิศเหนือจริงเล็กน้อย แต่ด้วยปัจจัยการแก้ไขที่แตกต่างกันไปตามจุดต่างๆ รอบ โลกที่รู้จักกันในขณะนี้ เข็มทิศแม่เหล็กที่ดียังคงดีพอที่จะให้ผู้ใช้ที่ฝึกฝนจากที่หนึ่งไปยังอีกที่หนึ่ง อย่างดี

แม่เหล็ก เป็นคำที่อธิบายถึงชุดของผลกระทบทางคณิตศาสตร์ต่ออนุภาคและระบบในสาขาฟิสิกส์ที่เรียกว่า

"สนามแม่เหล็ก" ที่อาจคิดว่าเป็นเส้นอิทธิพลต่ออนุภาคที่ได้รับผลกระทบจากแรงแม่เหล็ก ถูกวาดขึ้นอย่างมีจุดกำเนิด จาก ทิศเหนือ ขั้วแม่เหล็กและไหลออกไปทางอวกาศและด้านหลัง มุ่งสู่ ใต้ ขั้วแม่เหล็ก ในกรณีของ แถบแม่เหล็ก (แม่เหล็กรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้า) หมายถึงชุดของเส้นรูปตัว C คร่าวๆ "ไหล" จากทิศเหนือแม่เหล็กไปยังทิศใต้ของสนามแม่เหล็ก

• ไม่เหมือนกรณีที่มีประจุไฟฟ้าไม่มีสิ่งที่เรียกว่า "แม่เหล็กโมโนโพล" กล่าวอีกนัยหนึ่งสามารถมี ไม่มีจุดกำเนิดของสนามแม่เหล็กในลักษณะที่สนามไฟฟ้าสามารถสร้างขึ้นและกำหนดได้ด้วยประจุจุดเดียว

สนามแม่เหล็กเกิดจากการเคลื่อนที่ของประจุไฟฟ้า สิ่งนี้สามารถชัดเจนและเป็นหน้าที่ของวิศวกรรมที่มีจุดประสงค์ เช่นเมื่อขดลวดที่มีกระแสไฟฟ้าพันรอบชิ้นโลหะหลายๆ ครั้ง ทำให้เกิดแม่เหล็กไฟฟ้า สิ่งเหล่านี้ใช้ในการผลิตพลังงานไฟฟ้าและในงานอุตสาหกรรมที่สำคัญอื่น ๆ ทั่วโลก ลักษณะสำคัญของแม่เหล็กไฟฟ้าคือ แม่เหล็กไฟฟ้าจะไม่เกิดผลใดๆ เมื่อถอดแหล่งกำเนิดกระแสไฟออก

อีกทางหนึ่ง แหล่งที่มาของประจุเคลื่อนที่ที่อยู่ใต้สนามแม่เหล็กสามารถ "ซ่อน" ได้ ซึ่งเกิดขึ้นที่ระดับของอะตอมแต่ละตัวในองค์ประกอบบางอย่าง (เช่น เหล็ก ทองแดง และนิกเกิล) ส่วนหนึ่งเป็นเพราะลักษณะ "สปิน" ของอิเล็กตรอนของธาตุเหล่านี้ ช่วงเวลาแม่เหล็ก ถูกสร้างขึ้นในอะตอมที่เป็นปัญหาและในสิ่งเหล่านี้ เฟอร์โรแมกเนติก องค์ประกอบ โมเมนต์แม่เหล็กในท้องถิ่นเป็นส่วนเสริมแทนที่จะยกเลิกเป็นคู่ (เพื่อให้ง่ายขึ้น เป็นบรรทัดฐานในองค์ประกอบส่วนใหญ่) ผลที่ได้คือชิ้นส่วนของโลหะที่คุณรู้จักว่าเป็นแม่เหล็ก

โลกแบ่งออกเป็นซีกโลกเหนือและซีกโลกใต้ หรือซีกโลก "บน" และ "ล่าง" จุดที่ไกลที่สุดในโลกจากเส้นที่ลากรอบส่วนที่กว้างที่สุดของโลกในทิศทางของการหมุนที่เรียกว่าเส้นศูนย์สูตร เรียกว่าขั้ว แกนหมุนของโลกเคลื่อนผ่านและกำหนดขั้วโลกเหนือและขั้วโลกใต้ อดีตตั้งอยู่บนน้ำแข็งในขณะที่หลังตั้งอยู่บนทวีปขนาดใหญ่ (แอนตาร์กติกา)

คุณได้เรียนรู้แล้วว่าเส้นสนามแม่เหล็กถูกลากจากทิศเหนือแม่เหล็กไปยังทิศใต้ของสนามแม่เหล็ก แต่เมื่อคุณเห็นไดอะแกรมถ้าสนามแม่เหล็กของโลก คุณเห็นเส้น ซึ่งส่วนใหญ่อยู่เหนือพื้นผิว กำเนิด ที่ ใต้ ขั้วโลกและ ตอนจบ ที่ ทิศเหนือ เสา. ทั้งนี้เพราะว่าโดยบังเอิญที่ขั้วโลกเหนือประกอบขึ้นเป็นทิศใต้ แม่เหล็ก ขั้วโลก และเช่นเดียวกันสำหรับขั้วโลกใต้ สิ่งนี้ไม่ได้หมายถึงความสับสน ภูมิศาสตร์เพิ่งเกิดขึ้นไม่สอดคล้องกับฟิสิกส์เนื่องจากการวางแร่เหล็กจำนวนมากในแคนาดาโดยบังเอิญ (เพิ่มเติมในเร็ว ๆ นี้)

ดังนั้น เหตุผลที่เข็มของเข็มทิศชี้ไปในทิศทางที่มนุษย์ติดป้ายว่า "ทิศเหนือแม่เหล็ก" ก็เพราะว่าเข็มถูกบังคับให้ปรับทิศทางตัวเอง ไปในทิศทางเดียวกับสนามแม่เหล็กโลก เนื่องจากการเคลื่อนตัวของอิเล็กตรอนในอะตอมของวัสดุของเข็มเพื่อตอบสนองต่อ สนาม คิดว่าลูกศรที่ปลายเข็มทิศคล้ายกับลูกศรที่ปลายเส้นสนามแม่เหล็ก: ชี้ไปในทิศทางเดียวกัน

เข็มบนเข็มทิศแม่เหล็กของคุณไม่ได้ชี้ไปที่ขั้วโลกเหนือที่แท้จริง แต่อยู่ที่จุดที่ ปัจจุบันอยู่ห่างจากขั้วโลกเหนือประมาณ 500 กิโลเมตร (ประมาณ 310 ไมล์) บนเกาะ Ellesmere ทางตอนเหนือ แคนาดา. นี่เป็นเพราะการปรากฏตัวของแร่เหล็กจำนวนมากซึ่งทำหน้าที่เป็น "อ่างแม่เหล็ก" และ "ดูด" ปลายด้านหนึ่งของเข็มไปยังแหล่งแร่

สังเกตว่ามันยุติธรรมพอๆ กันที่จะพูดว่าปลายอีกด้านของเข็ม "ชี้" ไปทางทิศใต้ ในขณะที่ปลายอีกข้างหนึ่งหมุนไปตามผลที่ตามมา มันเป็นเรื่องของกะลาสีเรือเมื่อหลายศตวรรษก่อน แต่เดิมที่เลือกทิศเหนือเป็นจุดเริ่มต้นการเดินเรือขั้นพื้นฐาน เนื่องจากที่ตั้งของพวกเขาในซีกโลกเหนือ

เนื่องจากการนำทางในระยะทางไกลเป็นสิ่งสำคัญมากเป็นเวลานาน ปัจจัยการแก้ไขสำหรับค่าจริงกับค่าแม่เหล็ก ทิศเหนือมีให้สำหรับจุดต่าง ๆ บนโลกตั้งแต่ก่อนที่คอมพิวเตอร์จะทำให้โลกีย์กว่านี้ งาน.

เชื่อกันว่าชาวจีนเข้าใจคุณสมบัติของหินก้อนนี้มานานถึง 2,000 ปีแล้ว แร่หายากนี้เรียกว่าแม่เหล็กธรรมชาติในปัจจุบัน เมื่อมันมีรูปร่างที่ยาวและเป็นรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าเหมือนเข็มขนาดใหญ่ มันจะปรับทิศทางตัวเองในสนามแม่เหล็กของโลกเมื่อห้อยลงมาจากด้านบน ชาวจีนสังเกตเห็นสิ่งนี้ แต่ถูกขัดขวางว่าทำไมมันถึงเกิดขึ้น

เมื่อถึงคริสต์ศตวรรษที่ 11 หรือ 12 ชาวจีนใช้เข็มทิศแม่เหล็กในการนำทาง พวกเขาถูกติดตามโดยนักสำรวจจากยุโรปและที่อื่นๆ ในลำดับสั้นๆ (ในระดับประวัติศาสตร์) ในขั้นต้น ผู้บุกเบิกเหล่านี้ไม่เข้าใจสองสิ่งที่สำคัญ: จุดอ้างอิงที่พวกเขาเรียกว่า "ทิศเหนือ" ขอบคุณ ในความเป็นจริงเข็มทิศของพวกเขาไม่ได้ได้รับการแก้ไขในระหว่างการเดินทางที่ยาวนานและมันแตกต่างกันไปตามจำนวนที่แตกต่างกัน สถานที่

การรับรู้นี้นำไปสู่การพัฒนาฐานข้อมูลโดยพฤตินัยของปัจจัยการแก้ไขสำหรับทั้งโลก จนกระทั่งถึงยุคของดาวเทียม แม้แต่หน่วยทหารชั้นยอดส่วนใหญ่ก็ยังพึ่งพาการนำทางบนบกที่เก่าแก่อย่างแปลกประหลาดโดยใช้เข็มทิศแม่เหล็กที่มีเทคโนโลยีสูงสุดในทุกที่

สิ่งที่คุณต้องใช้ในการทำเข็มทิศแม่เหล็กคือชามของ น้ำ, ชิ้นของ ไม้ก๊อก, สามัญ เข็มเย็บผ้า, แ แม่เหล็กติดตู้เย็น และที่มีอยู่ เข็มทิศ.

ขั้นแรก ถูเข็มเย็บผ้าอย่างรวดเร็ว 50 ครั้งตามแม่เหล็กติดตู้เย็นธรรมดา สำคัญ: ทำในทิศทางเดียวเท่านั้น กล่าวอีกนัยหนึ่ง ไม่ ไปมา.

จากนั้นวางจุกไม้ก๊อกลงในชามน้ำ แล้ววางเข็มบนจุกไม้ก๊อกเบาๆ วางเข็มทิศไว้ข้างชุดประกอบนี้ เพื่อให้คุณเห็นว่าทิศเหนืออยู่ตรงไหน ในไม่ช้า หากคุณสามารถทำให้เข็มเป็นแม่เหล็กได้ เข็มจะปรับทิศทางตัวเองไปในทิศทางเดียวกับเข็มทิศ