Seade, mis näeb välja nagu tavaline kell. Siiski on üks eripära. Kompassinõel on alati suunatud põhja poole. Miks? Vastuse leiate artiklist.
Tõmbejõud – tõrjumine
Kõik kompassid on magnetilised seadmed. Need töötavad magnetpooluste külgetõmbe põhimõttel. Valguskompassi nõel on magnet. Meie Maa on samuti magnet, ainult väga suur ja mitte väga tugev magnetvälja, mille magnetvälja väärtused on maksimaalsed poolustel - põhjas ja lõunas. Nagu teate, tõmbavad vastassuunalised magnetpoolused üksteist. Sel juhul samad, vastupidi, tõrjuvad üksteist. Seetõttu on kompassinõel alati suunatud põhja poole. Lühidalt võib seda kirjeldada järgmiselt: magnetiseeritud nõel tõmbub planeedi põhjamagnetpooluse poole.
Ja kui täpsem olla
On olemas selline asi - magnetiline deklinatsioon. Mis see on? See on nurk, mis moodustub planeedi pöörlemistelje ja selle magnettelje vahel. Lõppude lõpuks ei sobi need kokku. Miks näitab kompassinõel alati põhja poole? Lühikest vastust on raske anda, kuna küsimus ise pole päris õige. Õige on öelda, et nool osutab poolusest põhja pool asuvale punktile, nimelt Somerseti saarele, mis asub Kanada arktilises saarestikus. Ja sealt põhjapoolusele on 2100 km.
Esimene kompass
See nägi välja nagu kulp, mille käepide asetseb vaskplaadil, et põhisuundi teada saada, tuli kulpi keerata ja hetkel, kui see seiskus, näitas käepide lõuna poole; See ime leiutati Vana-Hiinas. Ja kulp ei valitud juhuslikult. Lõppude lõpuks kopeeriti see "Taevasest ämbrist". Seda nimetasid hiinlased Suure Suuruse tähtkujuks. Siis aga ei teadnud inimesed veel, miks kompassinõel alati põhja poole näitab. Möödus mitu sajandit ja aastal 1600 kirjutas inglise füüsik ja maadeavastaja Gilbert William raamatu magnetitest, magnetkehadest ja suurest magnetist – Maast. Just tema võtab juhtrolli ja annab põhjendatud selgituse selle kohta, miks kompassinõel on alati põhja poole suunatud.
Vead
Kuid juhtub, et kompassi nõel ei näita alati põhja. Miks? Põhjuseid võib olla mitu:
Null indikaator
Teadlased on tõestanud, et iga kahe aastatuhande järel kaotab meie planeet oma magnetvälja. Iga 10 aasta järel muutub Maa väli 0,5% võrra nõrgemaks. Kui see kaob, muudab planeet oma polaarsust ja magnetväli kasvab uuesti ning poolused vahetavad kohti. Laavaladet uurides on tõestatud, et seda on meie planeediga juhtunud juba rohkem kui üks kord.
Kompass kodus
Seda on väga lihtne teha. Selleks vajate nõela, magnetit, tassi vett ja õli. Nõel tuleks asetada paariks päevaks magneti lähedusse. Seejärel määri õliga ja langeta ettevaatlikult topsi vette. Magnetiseeritud nõel õlis ei vaju ja pöördub ümber, osutades põhisuundadele.
Biokompass
Selgus, et rändlindudel on oma kompass. Nende silmade lähedal on väike tundlike rakkude väli, mis sisaldab magnetiiti, magnetiseerumisvõimelist ainet. Just see “kompass” takistab rändlindudel oma teelt kõrvale kaldumast.
GPS - kompass
Satelliitsidetehnoloogiate arenguga on tavaline kompass saamas minevikku. Tänapäeval, mil sidesatelliitide leviala pole planeedil praktiliselt ühtegi katmata ala jätnud, lähevad inimesed üleatele. Kedagi ei üllata autos ja telefonis olev navigaator. Lisaks on laevad ja lennukid juba pikka aega kasutanud orienteerumiseks satelliidisüsteeme.
02.07.2009
See küsimus on rohkem kui kaks tuhat aastat vana. Inimkond on kompassi kasutanud sajandeid, kuid kompassinõela täpse punkti mõistmine on alles hiljuti. Kompass on iidne leiutis. Üks esimesi mainimisi "magnetnõela" kohta leiti iidsest Hiina almanahhist, mis koostati teisel sajandil. «Magnet järgib emalikku põhimõtet. Nõel on sepistatud rauast (mis oli algselt kivi) ning ema ja poja olemus seisneb selles, et neil on vastastikune mõju, nad suhtlevad. Nõela eesmärk on naasta algse täiuseni. Tema keha on väga kerge ja sirge, see peaks peegeldama sirgeid jooni. See reageerib Qi-le oma orientatsiooniga.
11. sajandil avastas teadlane, poliitik ja filosoof Shen Kuo, et mõnes kohas ei näita kompass alati põhja poole: "nihkub täpselt lõunasse osutamise asemel veidi itta", kuid ta ei oska selle nähtuse põhjuseid selgitada. . Seetõttu tuleb kompassi mitte alati identse käitumise kohta selgitust otsides pöörduda Euroopa teadlaste magnetismi uurimise ajaloo poole, kuhu Hiina kompass jõudis 12. sajandil tänu araabia kaupmeestele ja reisijatele. Ja kuigi Shen Kuo tegi juba 11. sajandil ettepaneku võtta kasutusele kakskümmend neli suunajaotust tol ajal Hiinas aktsepteeritud kaheksa asemel ning see uuendus “juures” Hiina merekompassides alates 12. sajandist, tuli kompass. Euroopasse primitiivsemal kujul. Seetõttu pidi Euroopa teadus tegelikult kõik uuesti avastama.
Kompassi välimus Euroopas
Esimene “euroopalik” tõlgendus kompassi tööpõhimõttest leiti sõjaväeinseneri Petrus Peregrimuse 1269. aastal kirjutatud kirjast. Peregrinus mitte ainult ei kirjeldanud oma katseid kompassiga, vaid mõtiskles ka magnetismi ja magnetpooluste olemuse, tõrjumise ja külgetõmbe üle. Uskumatul kombel õnnestus tal esitada korraga kolm hüpoteesi, mis said kinnitust sajandeid hiljem:
- Maapealse magnetismi bipolaarsus
- Poolustel on magnetjõud suunatud vertikaalselt
- Magnetjõud suureneb poolusele lähenedes.
Peregrinus pakkus välja magneti pooluste nimed. Ta tegi ettepaneku nimetada põhja poole osutava noole otsa põhjapooluseks ja vastasotsa lõunapooluseks. Ta muutis kompassi. Sel ajal oli kompass magnet, mis ujus laevas, ilma igasuguse märgistuseta. Peregrinus lisas kompassile astmelise skaala ja ühendas kompassi mere astrolaabiga, mis võimaldas sellise kompassi abil määrata taevakehade asimuute. 
Koos nende hämmastavate oletuste ja uuendustega tunnistas ta ka mitmeid väärarusaamu. Eelkõige ei pidanud ta magnetnõela võimet suunata põhja poole magneti või Maa põhiomaduste tagajärjeks. Ta kaldus uskuma, et magnetnõel osutab Põhjatähele. Tema idee oli, et Põhjatäht asub taevateljel, mille ümber pöörlevad 10 taevasfääri. Kui see täht on nii tugev, et tähed tiirlevad selle ümber, siis võtab magnetnõel asendi vastavalt tema poole suunatud suunale. See teooria võib meile praegu tunduda naiivne, kuid tolle aja kohta (meenutagem, 13. sajandit) oli see julge ja edumeelne. Neil päevil oli üldiselt aktsepteeritud, et kompassi nõela tõmbas põhjapoolusel asuv tohutu magnetiline mägi. See usk eksisteeris kuni 16. sajandini.
Nii Polarise teooria kui ka magnetmägede teooria olid valed. Kahtlused tekkisid siis, kui kompassi hakati laialdaselt kasutama merenavigatsiooniriistana. Meremehed märkasid, et mõnel pool kaldus kompassinõel Põhjatähe suunast tugevasti kõrvale ja see tekitas probleeme navigeerimisel. Kuid meremehed on targad inimesed, nad hakkasid kaartidele hälbeväärtusi märkima. Esimesed magnetiliste deklinatsioonimärkidega merekaardid ilmusid Saksamaal 15. sajandil.
Magnetdeklinatsiooni massilise vaatluse algus
XV-XVI sajand - navigaatorite suurte avastuste ajastu. Pärast Ameerika avastamist oli Euroopa tähelepanu suunatud ülemere ning mida kaugemale merelaevad liikusid, seda kallimaks läksid vead navigeerimisel ning seda rohkem hakati tähelepanu pöörama magnetdeklinatsioonide kaardistamisele. Selle ülesande hõlbustamiseks on välja töötatud spetsiaalsed seadmed. Nähtus levis laialt ja tänu sellele koguti kiiresti märkimisväärne hulk mõõtmisi. Mõõtmised näitasid, et erinevates kohtades kaldub kompass Põhjatähe suunast erinevalt kõrvale ning enamasti ei näita selle poole. 15. sajandi lõpu – 16. sajandi alguse teadus ei olnud magnetismi fenomeni veel „lahendanud“ ja otsis seetõttu erinevaid viise, kuidas selgitada kompassi kõrvalekallet põhjast.
Esimene katse magnetpooluse “arvutamiseks”.
Aastal 1546 tegi kuulus kartograaf Mercator esimese katse põhjapooluse asukohta “arvutada”, kandes kaardile jooned, mis vastavad kompassi näidule erinevates punktides. Ta uskus, et need jooned peaksid ristuma ühes punktis – poolusel. Katse oli ebaõnnestunud, jooned ei koondunud ühel hetkel ja poolakat ei leitud. Kuid Mercator ei hüljanud ideed ja otsis probleemile muid lähenemisviise. Rohkem kui kaks aastakümmet hiljem, 1569. aastal, avaldas ta esimest korda kaardi, mis näitas poolust ja kuidas! Ta kujutas ringpolaarseid piirkondi tohutu kontinendi kujul, mis on jagatud nelja kanaliga, keskel, poolusel, tohutut musta mäge, kauguses, väljaspool polaarmandrit, veel üht väiksemat mäge ja mitte väikese täpiga. sellest mõnel kaugusel. Teine poolus. Esimene mägi on tähistatud kui põhjapoolus, teine kui "Polus magnetis respectu insularum capitis Viridis" ja selle punkti lähedal on kirjutatud "Polus magnetis respectu Corui insule". Ja kuigi Mercator paigutas oma magnetpooluse "Siberi ja California vahele", äratab geograafilise ja magnetpooluse eraldamise idee austust ning täiendava magnetpooluse kasutuselevõtt tekitab imetlust. See oli ju 16. sajandi keskpaigas, kui “magnetmäe” teooria oli veel kasutusel.
Maapealse magnetismi teaduse areng
16. sajandit geomagnetismi uurimise ajaloos ei tähistanud mitte ainult Mercatori kaart, vaid ka magnetvälja teise tunnuse - magnetilise kalde - avastamine. 1576. aastal märkas inglise füüsik Robert Norman vedelikus hõljuva magnetnõelaga katsetades, et nõel ei muuda oma asendit mitte ainult horisontaaltasapinnas, vaid ka vertikaalselt. Need. 16. sajandi lõpuks teadsid teadlased magnetilisest deklinatsioonist, magnetinklinatsioonist ja magnetite vahel mõjuvatest jõududest. Peamine järeldus magnetnõela käitumise põhjuste kohta oli vaid kiviviske kaugusel ja aastal 1600 see lõpuks juhtuski.
Inglise füüsik William Gilbert avaldas raamatu „De Magnete. Magnetist, magnetkehadest ja suurest magnetist – Maast”, milles ta väljendas revolutsioonilist ideed, et Maa ise on suur magnet. Kasutades looduslikult esinevast magnetmaterjalist valmistatud väikest Maa mudelit, näitas Gilbert, et selle omadused ja selle lähedal asuva magnetnõela käitumine vastavad täpselt sellele, mida teadlased planeedil jälgivad. Gilbert märkis, et mudeli pooluste lähedal on magnetnõel vertikaalses asendis ja andis seeläbi tõelise magnetpooluse määratluse.
Gilbert uskus, et magnet- ja geograafiline poolus langesid kokku. Tema Maa mudelil langesid need kokku. Muidugi teadis ta magnetilisest deklinatsioonist, kuid ta seletas seda mitte pooluste erinevate koordinaatidega, vaid sellega, et mandrid sisaldavad rohkem magnetelemente kui ookean.
Gilberti avastus põhjustas revolutsiooni maapealse magnetismi uurimisel ja meelitas sellele ülesandele uusi teadlasi. Mõõtmiste ja magnetilise deklinatsiooni andmete suurenemine viitas magnetvälja kui pooluste paari teooria vastuolulisusele. Matemaatik Leonhard Euler püüdis magnetilise deklinatsiooni nähtust selgitada magnetvälja telje „nihutamisega” nii, et see ei läbinud Maa keskpunkti, kuid sellest ei piisanud. Tundub, et poste oli juurde vaja.
Mitu poolust?
1701. aastal avaldas kuulus astronoom Edmond Halley esimese Atlandi ookeani magnetilise deklinatsiooni kaardi. Halley kogus oma paljude aastate pikkuse reisi jooksul mõõtmisandmeid ja tegi neist kokkuvõtte ning veendus varem märgatud tõsiasjas - Kompassi näidud samades kohtades muutuvad aja jooksul, st. Magnetilise deklinatsiooni väärtus ei ole konstantne. Püüdes sellele nähtusele seletust leida, esitas ta teooria, mille kohaselt on kaks põhjapoolust ja kaks lõunapoolust. Ta asetas ühe pooluste paari Maa pinnale ja teise sisesfäärile, mis asub 800 kilomeetri sügavusel. See mudel võimaldas tal selgitada olemasolevaid andmeid magnetilise deklinatsiooni kohta ja nende muutuste olemust ajas seletati pooluste erineva nihke kiirusega välis- ja sisesfääris.
Mitme magnetpooluse idee töötati välja 19. sajandi alguses. 1819. aastal avaldas Norra teadlane Christopher Hansteen traktaadi "Maa magnetismi uuringud", milles ta võttis kokku kõik tol ajal teadaolevad mõõtmisandmed ja püüdis koostada matemaatilist mudelit, mis olemasolevaid andmeid selgitaks. Selle mudeli järgi oli selge, et ühest paarist ei piisa. Lisaks Põhja-Kanadas ja Antarktika idaosas asuvale "esmase" pooluse paarile tutvustas ta veel kahte poolust: Siberis ja Vaikse ookeani kaguosas.
Magnetvälja matemaatilised mudelid
Hansteeni idee ehitada Maa magnetvälja matemaatiline mudel võttis üles Suur Gauss. Olles matemaatik, otsustas ta mitte püüda mõista magnetvälja struktuuri, vaid töötada välja eranditult empiirilise mudeli, mis kirjeldab mõõtmistulemusi. 1839. aastal avaldas Gauss korraga kaks teost: "Maa magnetjõu intensiivsus, taandatud absoluutse mõõtmiseni" ja "Maa magnetismi üldteooria", milles ta esitas nii mõõtmismeetodi teoreetilise põhjenduse kui ka täielikult Maa magnetvälja uus mudel, mis põhineb tema sfäärilise harmoonilise analüüsi meetodil. Selle mudeli puhul pole vahet, mitu magnetpoolust Maal on, poolused ise ei mängi analüüsis mingit rolli. Kahe magnetpooluse olemasolu, üks kummalgi poolkeral, oli analüüsi tagajärg ja poolused määratleti kui "piirkond Maa pinnal, kus välja horisontaalne komponent on null ja kalle on 90° .” Siis ei nõustunud kõik Gaussi kontseptsiooniga, kuid nüüd on tema sfäärilise harmoonilise analüüsi meetod universaalne, nagu ka tema magnetpooluse määratlus.
Gaussi mudeli abil koostatud Maa magnetvälja tugevuse kaart näitab, et mitme magnetpooluse versioonid kehtisid ja Hansteen tabas üldiselt oma lisapooluste asukohaga märki.
Neid, mida nad pidasid täiendavateks poolusteks, nimetatakse nüüd suurteks magnetilisteks anomaaliateks. Ida-Siberi magnetanomaalia on geomagnetilise väljatugevuse suurenenud väärtusega piirkond (isegi põhjapoolus ületab selle parameetri) ja Atlandi ookeani lõunaosas on väljatugevus vastupidiselt madalaim. Magnetvälja tugevus on vaid üks selle tunnustest, lisaks on intensiivsus ise lagunenud komponentideks – vertikaalseks ja horisontaalseks, mis omakorda laguneb põhja- ja idasuunaliseks. Magnetilise deklinatsiooni väärtuste kaart näitab selgelt, et katsed "arvutada" magnetpoolust kompassi näitude abil olid määratud läbikukkumisele, kompass ei näita põhja poole.
Gaussil oli õigus selles, et ta ei raisanud aega magnetvälja struktuuri lahtiharutamisele, geofüüsikud said sellega hakkama alles järgmisel sajandil, kui leiti seletused, miks Maa magnetväli on heterogeenne ja muutub ajas.
Mis mõjutab Maa magnetvälja
Tänapäeva mõistete kohaselt on Maa magnetväli mitmete erinevate allikate tekitatud magnetvälja kombinatsioon.
1. Põhivaldkond. Rohkem kui 90% kogu magnetväljast genereeritakse planeedi välimises vedelas tuumas. Põhiväli muutub väga aeglaselt.
2. Magnetilised anomaaliad kivimite jääkmagnetiseerumisest põhjustatud maakoor. Muutused on väga aeglased.
3. Välised väljad, mida tekitavad voolud Maa ionosfääris ja magnetosfääris. Muutused on väga põgusad.
4. Elektrivoolud ajukoores ja välimine vahevöö, mida erutavad välisväljade muutused. Muutused on kiired.
5. Ookeani hoovuste mõju.
Olemasolevad magnetvälja matemaatilised mudelid suudavad arvutada ainult ilmalikke muutusi. Päikese aktiivsuse muutumisest põhjustatud lühiajalisi häireid need mudelid ei arvesta, kuid arvestades, et olulisemad komponendid alluvad ilmalikele muutustele, on mudelite täpsus väga kõrge. Näiteks WMM ja IGRF mudelite magnetilise deklinatsiooni täpsus on kuni 30’, s.o. 0,5°. Muidugi on väikese pindalaga magnetanomaaliaid, mis ei sobi globaalsetesse mudelitesse, kuid neid on vähe.
Ja te ei tohiks arvata, et mõiste "ilmalikud muutused" räägib nende aeglusest või ebaolulisusest. Ilmalike muutuste olemuse illustreerimiseks on toodud nelja linna magnetilise deklinatsiooni muutuste tabel.
| Kiiev | Moskva | Peking | Peterburi | |
| 1900 | 1°44'W | 3°20'E | 2°40'E | 0°11'E |
| 1910 | 0°50'W | 4°10'E | 2°58'E | 0°57'E |
| 1920 | 0°30'E | 5°18'E | 3°27'E | 2°13'E |
| 1930 | 1°48'E | 6°18'E | 3°45'E | 3°33'E |
| 1940 | 2°49'E | 7°06'E | 3°52'E | 4°45'E |
| 1950 | 3°37'E | 7°52'E | 4°09'E | 5°56'E |
| 1960 | 4°14'E | 8°24'E | 4°22'E | 6°38'E |
| 1970 | 4°22'E | 8°17'E | 4°29'E | 6°36'E |
| 1980 | 4°35'E | 8°17'E | 4°46'E | 6°49'E |
| 1990 | 5°00'E | 8°39'E | 4°59'E | 7°24'E |
| 2000 | 5°32'E | 9°16'E | 5°08'E | 8°16'E |
| 2010 | 6°28'E | 10°16'E | 5°46'E | 9°28'E |
See tabel näitab, et isegi ajalooliselt nii lühikese aja jooksul muutus magnetiline deklinatsioon Pekingis 3°, Moskvas 7°, Kiievis 8° ja Peterburis 9° võrra. Tähelepanuväärne on see, et Kiievis muutis deklinatsioon läänest itta.
Magnetilise deklinatsiooni suund
Magnetilisest deklinatsioonist rääkides peate mõistma, mida tähendab deklinatsiooni suund. Vaadake järgmist joonist, see näitab seost deklinatsiooni, magnetilise asimuudi (mida me määrame kompassiga) ja tõelise asimuudi (nurk geograafilise põhja suunas) vahel. Lihtsamalt öeldes, kui deklinatsioon on idapoolne (parempoolsel joonisel), nihkub kompassi nõel tõelise (geograafilise) põhja suunast itta ja kui deklinatsioon on läänesuunaline (vasakul oleval joonisel), siis kompassinõel nihkub läände.
Kuidas on Maa magnetväli mitme sajandi jooksul muutunud
Nagu tabelist näha, on Maa magnetväli veidi enam kui saja aastaga märgatavalt muutunud, kuid pilt muutustest pikema perioodi jooksul tundub veelgi huvitavam. Nagu eelpool mainitud, algas kompassi näitude vaatlemine 15.-16. sajandi vahetusel ega ole sellest ajast peale peatunud ning tänu sellele on merekaartidel säilinud tänapäeva teaduse jaoks hindamatu väärtusega andmed, millest on võimalik luua. Maa magnetvälja muutuste mudel nelja sajandi jooksul. Geofüüsikud Andrew Jackson ja Matthew Walker Leedsi ülikoolist kasutasid seda ära koos ajaloolase Art Jonkersiga Amsterdami ülikoolist, kes 2000. aastal esitlesid uut Maa magnetvälja mudelit. gufm1, mis on koostatud aastatel 1590–1990 kogutud andmetest. Nende poolt selleks töödeldud andmete hulk on muljetavaldav. Näiteks perioodi kohta enne 1800. aastat on magnetilise deklinatsiooni üksikmõõtmisi üle 83 tuhande enam kui 64 tuhandes kohas ja neist üle 8 tuhande mõõtmise on pärit 17. sajandist.
Gufm1 mudeli andmed näevad kõige selgemalt välja video kujul. Vaadake, kuidas magnetiline deklinatsioon muutus aastatel 1590 kuni 1990. Kollased toonid tähistavad läänepoolse deklinatsiooniga piirkondi (mida tumedam on värv, seda suurem on deklinatsioon) ja sinised – idapoolse deklinatsiooniga alad. Värvigradatsioonid vastavad magnetilise deklinatsiooni 20° muutustele, s.o. Kuvatakse globaalsed muutused.
Selgelt on näha, et nelja sajandi jooksul kehtis Kesk-Euroopa territooriumil esmalt idapoolne, seejärel lääne- ja nüüd taas idane deklinatsioon. Huvitav olukord Ida-Hiina territooriumiga on rannikul pikka aega balansseerinud nulldeklinatsiooni joon, kuid viimasel ajal on ilmnenud selge tendents magnetilise deklinatsiooni suurenemise suunas ida suunas. Ja kui meenutada, et 11. sajandil registreeris Shen Kuo läänepoolse deklinatsiooni, muutub suundumus veelgi ilmsemaks.
järeldused
Kui kasutate maapinnal suundade määramiseks kompassi, peate meeles pidama, et:
1. Üldiselt ei osuta kompassi nõel ei põhja- ega magnetpoolusele, see näitab magnetvälja joonte suunda antud kohas.
2. Magnetdeklinatsioon on nurk põhjapooluse suuna ja kompassi nõela suuna vahel.
3. Kompassi näidud samas kohas võivad aja jooksul muutuda.
Näitamiste arv: 37354
Hinnang: 2,94
Tõenäoliselt teavad kõik, mis on kompass - seda seadet on kasutatud pikka aega ja see on nüüd paigaldatud sõna otseses mõttes igasse elektroonilisse vidinasse. Kompass meenutab kella, ainult et see ei näita kellaaega, vaid maailma suunda: põhja, lõuna, lääs ja ida. Mida iganes võib öelda, kompassi nõel näitab alati põhja – miks? See kõik on seotud pooluste ja Maa magnetväljaga.
Milleks kasutatakse kompassi?
Kompass on väga kasulik seade, kui on vaja orienteeruda võõras piirkonnas – meres, metsas või kõrbes. Mererändurid ja ekspediitorid on seda seadet kasutanud alates 14. sajandist. Sinine nool või magnetiline külg näitab reeglina alati põhjahorisonti (N - põhja), punane nool - lõunasse (S - lõuna). Vasakult paremale näitavad nooled läände ja itta (W - lääs, E - ida). Samuti on vahepealsed suunad - loode, kagu ja nii edasi.
Miks siis kompassi nõel näitab alati põhja? Üldiselt ei näita kompassi suund tegelikule Maa pöörlemistelge läbivale poolusele, vaid magnetpoolusele. Seadme töö aluseks on planeedi magnetväli, mitte geograafilised poolused. Seega, kui suunduda kompassi abil otse põhja poole, viib tee Somerseti saarele, mis asub tegelikust geograafilisest põhjapoolusest 2,1 tuhande kilomeetri kaugusel. Lisaks "triivib" see punkt järk-järgult 0,5% igal kümnendil.
Seadme orientatsioonid töötavad magnetite ehk Maa ja magnetiseeritud osuti põhimõttel – seepärast näitab kompassinõel alati põhja poole.
Loomise ajalugu
Kompassi loomine on omistatud 12. sajandi Euroopa leiutajatele. Algselt oli mehhanism väga lakooniline: korgi külge kinnitatud magnetiseeritud nool asetati veega anumasse. Seejärel hakati maamärki fikseerima noole kujul kausi põhjas ja seadma selle piki koordinaattelge.
Valguse suundade võrdluspunkti täiustas 14. sajandil oluliselt Itaalia kapten Flavio Joy: loodi sihverplaat ja tihvtile pandi magnetiseeritud osuti.
Vana-Hiina kroonikate järgi loodi kompassid palju varem - kaks või kolm aastatuhandet eKr. Legendi järgi leidis keiser Huang Di kompassi abil tee kõrbest välja. Mongolite armee jälitamise ajal eksisid nende väed tee ja eksisid kõrbes. Huang Dil oli mehekujuline kujuke, mis näitas alati lõuna poole. Olles väikese mehe vankrile kinnitanud, juhtis ta oma väed näidatud suunas ja viis nad kõrbest välja.
Kompassi indikaatorid
Kas kompassi nõel on alati suunatud põhja poole? Tuleb välja, et mitte. Seade ei pruugi erinevatel asjaoludel täpseid juhiseid anda. Näiteks päikese aktiivsuse ajal – magnettormid või päikesetuuled. Samuti võib kompassinõel näidata valesti elektrooniliste vidinate läheduses, mis tekitavad töö ajal mingisuguse elektromagnetvälja.
Niinimetatud magnetiliste anomaaliate tsoonides - Kurskis või Medveditskaja seljandikul kaotab kompass täielikult igasuguse koordinatsiooni: see hakkab lõunakülje asemel näitama põhja või ida asemel läänt. Muu hulgas võivad seadme läheduses asuvad magnetid või metallesemed olla põhjuseks, miks kompass korralikult ei tööta.
Seega võib kompass kui mehaaniline seade muuta oma jõudlust sõltuvalt metallide, rauda sisaldavate ainete sisaldusest, Maa magnetväljadest või päikese aktiivsusest.
Güroskoopiline kompass
Kompasse ei valmistata ainult magnetite baasil, need on valmistatud ka güroskoobi põhimõttel - pöörleva kettaga seade (näide: top või spinning top). Neid seadmeid, mida nimetatakse ka gürokompassideks, kasutatakse laialdaselt raketi- või merenavigatsioonis.
Güroskoopilised instrumendid peegeldavad alati tõelist poolust, kuhu osutab kompassi nõel. Teisisõnu, see on punkt, mida läbib telg, mille ümber Maa pöörleb. Güroskoopiliste kompasside eeliseks on nende väiksem tundlikkus magnetväljade suhtes, mida võivad põhjustada mis tahes metallosad, näiteks laeva või laeva osad.
GPS-navigaatoriga elektroonilisi kompasse kasutatakse nutitelefonides või muudes vidinates.
Kokkuvõtteks võib öelda, et miks näitab kompassi nõel alati põhja poole? Maksimaalne laengute arv asub Maa magnetpoolustel. Selle põhjal jaotatakse kompassi osuti mööda meridiaani ümber vastupidistele laengutele – põhja ja lõuna poole.
Vabandage, see küsimus võib paljudele rumal tunduda. Aga täna geograafiat õppiva inimesena tekitas ta mulle suurt hämmingut.
See oli selline.
Laadisin hiljuti oma telefoni alla viktoriinimängu, mille küsimus on: "Kuhu näitab punane kompassinool?" Täiesti enesekindlalt märgin vastuseks “Põhja” ja ootan õige vastuse signaali süttimist. Ma ootan. Järsku näen, et vastus on vale, ja punane nool, nagu selgub, osutab LÕUNA! Ma saan aru, et ma ei saa üldse millestki aru! Terve elu olin ma vastupidises kindel, kuid kasutasin kompassi rohkem kui korra ja jõudsin alati õiges suunas. Kirjutan sõbrale ja me hakkame koos imestama.
Hakkasin Internetist otsima ja selgus, et ma pole ainuke, keda see küsimus kummitab. Mitmel saidil, sealhulgas "Answers mail.ru", vastavad kõik täiesti kindlalt, et punane on lõuna.
Üldiselt midagi sellist ja tuleb välja, et need, kes ei tea, et punane on lõuna, ei õppinud koolis geograafiat.
Solvunult otsustasin vastuse katseliselt leida ja leidsin oma kompassikogu. (Nad on kõik heas töökorras - hoian neid ruumi erinevates osades, et need ei demagnetiseeruks. Panen lähedale ainult pildistamiseks).
See, mida ma nägin, hämmastas mind veelgi.
* Keskmisel kompassil tähendab S-täht "LÕUNA" - LÕUNA
Üldiselt, nii palju kui mina tean (ja ma TEAN), asub Maa tõeline põhjamagnetpoolus Vaikses ookeanis Antarktika lähedal ja tõeline lõunapoolus on Kanada Arktika saarestikus. Siis on üsna loogiline, et punane nool näitab tõelist lõunapoolust ja vastavalt geograafiline PÕHJA. Aga inimesed räägivad erinevalt, sellel teemal koostatakse isegi küsimusi...
Kellel siis lõpuks õigus on? Mina ja mu sõber, mu kompassid (ja samal ajal ajakirja “Ümber maailma”) toimetajad või viktoriini koostajad ja arvukad internetikasutajad?!
Kallid kogukonna liikmed. Palun ära vannu, vaid selgita mulle, milles asi...
Juhised
Tööpõhimõte on selle võime osutada kardinaalsetele suundadele: põhja, lõuna, lääne, ida. Kompassil on tavaliselt üks või kaks nõela. Kui on ainult üks nool, näitab see alati põhja. Kui kompassil on kaks noolt, märgitakse põhja poole osutav sinine või lühemaks. Punane nool näitab lõunasse.
Mõnikord on nool noolekujuline, kuid igal juhul tõstetakse see esile. Olles kindlaks määranud põhjasuuna, saate orienteeruda põhisuundade järgi: lõunasuund on otse põhja vastas, läänesuund on põhjast paremal ja läänesuund vasakule.
Noole asukoha fikseerimiseks on kompassil spetsiaalne pidurihoob. See funktsioon hõlbustab oluliselt kompassi kasutamist matkamise ajal.
Kardinaalpunktide asukoha täpseks määramiseks peate veenduma, et see on rangelt horisontaalses asendis ja selle nooled ei puudutaks kompassi sisepindu. Kompassi lukk tuleb eemaldada ja nõel saab vabalt pöörata. Kompassi läheduses ei tohiks olla raudesemeid ja kasutuskoha vahetus läheduses elektriliine, kuna need mõjutavad magnetvälja moonutusi ja sellest tulenevalt ka seadme näitu. Kui järgite neid reegleid, näitab kompass alati põhjasuunda, olenemata sellest, kus te sel hetkel viibite.
Enne kompassi kasutamist reaalsetes tingimustes on vaja läbi viia lihtne kontroll. Kontrollimiseks asetage kompass horisontaalselt, eemaldage see klambrist ja oodake, kuni nool osutab põhja poole. Seejärel peate kompassi juurde tooma mis tahes raudeseme. Nool kaldub kõrvale, kui magnetväli on moonutatud. Pärast triikraua eemaldamist peaks nool naasma algasendisse. See on märk kompassi töökindlusest ja selle näitude usaldusväärsusest.
Enamik niinimetatud "progressiivsest inimkonnast" on harjunud seda mõtlema nool kompass osutab alati otse põhja poole. Ainult, et kahjuks üldse mitte selline, nagu Põhjatähega tähistatud. Ja veelgi enam – mitte geograafiliselt, mida iseloomustab meridiaanide lähenemine. Veelgi hullem: kompass näitab... Maa lõunapoolust. Aga milline?
Sellist seadet nagu kompass poleks üldse olemas, kui sellel poleks magnetosfääri. Sel juhul oleks kompass kasutu, sest... osutaks mis tahes Kus või mis tahes suunas, olenevalt selle sihverplaadi kaldest. Kõigil ei ole magnetosfääri, mida võib mõnes lähenduses võrdsustada ionosfääriga. Kontseptsiooni olemus taandub sellele, kui tugevalt suudab taevakeha päikese voolu kõrvale suunata. Päikese gammakiirgusest. Aga kui Maal on magnetväli, siis füüsikaseaduste järgi peavad sellel olema ka poolused, mille vahel . Ja loomulikult eksisteerivad need Maal Maa magnetvälja jõujoonte koondumispunkt on poolus, millele see osutab nool kompass. Kuid tekib küsimus: kas see on põhjamaa? Miks kõik nii otsustasid? Ja vastus on lihtne: sest see on nii mugav. Tegelikult on niinimetatud "Põhja Maa" lõunapoolus. See tuleneb jällegi füüsikaseadustest. Nool kompass asub rangelt piki jõujoont, kuid selle magnetiseeritud ots osutab lõunapoolusele, sest On teada, et sarnased laengud tõrjuvad. Seega see koht Kus näitab nool kompass, saab tegelikult olema Maa magnetiline lõunapoolus, mida inimesed nimetavad põhjapooluseks. Sellel on kummalised omadused. Esiteks, see triivib. Need. liigub maa telje suhtes üsna kiiresti – u. 10 km aastas. Võrdluseks, tektooniliste plaatide liikumiskiirus on u. 1 cm/10000 aastat. Teiseks asus see eelmised 400 aastat Kanadas pakijää all, nüüd aga liigub kiiresti Taimõri poole. Selle liikumiskiirus on tavapärasest palju suurem ja ulatub 64 km-ni aastas. Kolmandaks ei ole see sümmeetriline lõunapooluse suhtes ja pealegi ei sõltu nende triiv üksteisest. Mis põhjustab magnetpooluste triivi nähtust, pole teada. Kuid ülaltoodust on ühemõtteline järeldus: nool kompass osutab Maa lõunapoolsele magnetpoolusele.
Video teemal
Kompass on vaatamata selle disaini suhtelisele keerukusele üllatavalt iidne leiutis. Arvatavasti loodi see mehhanism esmakordselt Vana-Hiinas 3. sajandil eKr. Hiljem laenasid selle araablased, kelle kaudu see seade Euroopasse jõudis.
Kompassi ajalugu iidses Hiinas
3. sajandil eKr kirjeldas filosoof Hen Fei-tzu ühes Hiina traktaadis Sonnani seadet, mis vastutab "lõuna eest". See oli väike lusikas, millel oli üsna massiivne kumer, läikima poleeritud ja õhuke väike. Lusikas pandi vaskplaadile, samuti hästi poleeritud, nii et hõõrdumist ei tekkinud. Käepide ei tohiks plaati puudutada, see jääb õhku rippuma. Plaadile kanti kardinaalsete suundade märgid, mida Vana-Hiinas seostati märkidega. Lusika kumer osa pöörles taldrikul kergelt, kui seda veidi lükata. Ja sel juhul näitas vars alati lõuna poole.
Teadlased usuvad, et magneti noole kuju – lusikas – ei valitud juhuslikult, see sümboliseeris Suurt Vankrit ehk “Taevast ämbrit”, nagu vanad hiinlased seda tähtkuju nimetasid. See seade ei töötanud eriti hästi, kuna taldrikut ja lusikat polnud võimalik ideaalsesse olekusse poleerida ning hõõrdumine põhjustas vigu. Lisaks oli seda keeruline valmistada, kuna magnetiiti on raske töödelda ja see on väga habras materjal.
11. sajandil loodi Hiinas mitu kompassi versiooni: ujuv, veega raudkala kujul, magnetiseeritud nõel ja muud.
Kompassi edasine ajalugu
12. sajandil laenasid Hiina ujuvkompassi araablased, kuigi mõned uurijad kalduvad arvama, et araablased olid selle leiutise autorid. 13. sajandil jõudis kompass Euroopasse: kõigepealt Itaaliasse, seejärel ilmus see hispaanlaste, portugallaste ja prantslaste seas - nende rahvaste seas, keda eristas täiustatud navigeerimine. See keskaegne kompass nägi välja nagu magnetnõel, mis oli kinnitatud pistiku külge ja lastud vette.
14. sajandil lõi itaalia leiutaja Gioia täpsema kompassi kujunduse: nõel pandi vertikaalses asendis tihvti külge ja selle külge kinnitati kuueteistkümne otsaga rull. 17. sajandil pidepunktide arv suurenes ja et laeva kaldenurk kompassi täpsust ei mõjutaks, paigaldati kardaan.
Kompass osutus ainsaks navigatsiooniseadmeks, mis võimaldas Euroopa meremeestel avamerel navigeerida ja pikki rännakuid ette võtta. See oli suurte geograafiliste avastuste tõukejõud. See seade mängis rolli ka ideede väljatöötamisel magnetvälja ja selle seose kohta elektriväljaga, mis viis moodsa füüsika kujunemiseni.
Hiljem ilmusid uut tüüpi kompassid - elektromagnetiline, gürokompass, elektrooniline.
Video teemal