قطب‌نما وسیله‌ای است که اختراع آن به فرد امکان می‌دهد موقعیت قطب‌های سیاره را بیاموزد و در نتیجه بر روی زمین تمرکز کند. انتهای آبی پیکان آن محل قرارگیری شمال را نشان می‌دهد و رنگ قرمز جهت جنوب را مشخص می‌کند.
با این حال، هنگام تعیین نقاط اصلی با این روش، در برخی موارد ممکن است اشتباه کنید. از این گذشته ، شمال و جنوب جغرافیایی سیاره کاملاً با مغناطیسی منطبق نیست و مکان دومی است که با سوزن قطب نما نشان داده می شود. برای دقیق تر شدن این موضوع، دانشمندان مفاهیمی را معرفی کرده اند که شامل میل مغناطیسی و میل مغناطیسی می شود. آنها به تشخیص خطای اندازه گیری و همچنین کشف فاصله از قطب ها کمک می کنند. به‌علاوه، این عوامل تعیین‌کننده این امکان را فراهم می‌کنند که تغییراتی را که در طول زمان رخ می‌دهند در خود میدان ثبت کنید.
میدان مغناطیسی زمین چیست؟
سیاره ما را می توان به عنوان یک آهنربای غول پیکر تصور کرد. سوزن قطب نما نیز چیزی شبیه به آن است، فقط در یک نسخه مینیاتوری. به همین دلیل است که به پایان می رسداو در تمام زمان به قطب های مغناطیسی زمین اشاره می کند و موقعیتی را در امتداد خطوط مغناطیسی آن می گیرد.
اما منشأ و ماهیت چنین پدیده باشکوهی در مقیاس سیاره ای چیست؟ مردم چندین قرن پیش به این موضوع علاقه مند شدند. در ابتدا، نسخه هایی ارائه شد که علت مغناطیس در هسته زمین پنهان است. بنابراین آنها فکر کردند تا اینکه شواهد روشنی از تأثیر فعالیت خورشیدی بر این پدیده طبیعی پیدا کردند. و سپس دانشمندان پیشنهاد کردند که منبع مغناطیس زمینی اصلاً در هسته نیست.
یکی از آخرین فرضیه های علمی، تلاش برای کشف معمای میدان مغناطیسی زمین، موارد زیر را پخش می کند. آب اقیانوس ها که قلمرو وسیعی از سیاره آبی را اشغال می کند، تحت تأثیر انرژی خورشید به مقدار زیادی تبخیر می شود و برق می گیرد و بار مثبت دریافت می کند. در این حالت خود سطح زمین بار منفی دارد. همه اینها حرکت جریان های یونی را تحریک می کند. این همان جایی است که خواص مغناطیسی خود سیاره از آن سرچشمه می گیرد.
محورهای جغرافیایی و مغناطیسی
محور جغرافیایی زمین درک آن دشوار نیست. یک توپ سیاره ای به دور آن می چرخد، جایی که نقاط خاصی بی حرکت می مانند. برای اینکه بفهمید محور کجاست، باید قطب ها را با یک خط فرضی وصل کنید. اما نقاط مشابهی در مغناطیس زمین یا به بیان علمی در کره زمین مغناطیسی وجود دارد. اگر یک خط مستقیم بکشید که قطب مغناطیسی شمال و جنوب را به هم متصل می کند، آن محور مغناطیسی سیاره خواهد بود.
به طور مشابه، آهنربای زمین یک استوا دارد. این دایره ای است که در صفحه ای عمود بر یک خط مستقیم به نام محور واقع شده است. نصف النهارهای مغناطیسی به روشی مشابه آنچه که توضیح داده شد تعریف می شوند. اینها کمانهایی هستند که کره زمین مغناطیسی را به صورت عمودی در بر می گیرند.
انحراف مغناطیسی
واضح است که نصف النهارهای مغناطیسی و جغرافیایی، مانند محورها، نمی توانند کاملاً منطبق باشند، بلکه فقط تقریباً. زاویه بین آنها در نقطه خاصی از سطح زمین معمولاً به عنوان انحراف مغناطیسی نامیده می شود. لازم به ذکر است که برای هر محل خاص، این شاخص، زمانی که مشخص شود، یکسان نخواهد بود. و مقدار آن به تعیین خطای بین جهت واقعی و قرائت های قطب نما کمک می کند.
از آنجایی که جهت قطب های مغناطیسی با قطب های جغرافیایی منطبق نیست، به نظر می رسد که این خطا باید در محاسبات ناوبری در نظر گرفته شود. چنین تفاوتی می تواند برای ملوانان، خلبانان و ارتش بسیار مهم باشد. در بسیاری از نقشه ها، برای راحتی، مقدار انحراف مغناطیسی از قبل نشان داده شده است.
میل مغناطیسی
جالب است که از نظر فیزیک، قطب های حقیقی و مغناطیسی نه تنها بر هم منطبق نیستند، بلکه وارونه می شوند، یعنی جنوب با شمال مغناطیسی مطابقت دارد و بالعکس.
سوزن قطب نما برای تعیین محل قطب های مغناطیسی در هر نقطه از زمین طراحی شده است. و خوانش مستقیم این ساز در قطب شمال و جنوب چه خواهد شد؟ اگر یکقطب نما به روش کلاسیک چیده شده است، سپس فلش دیگر آزادانه روی سوزن مرکزی در امتداد بدن حرکت نمی کند، بلکه به آن فشار می آورد یا برعکس، منحرف می شود. در قطب جغرافيايي شمالي، پيروت 90 درجه به پايين را توصيف مي‌كند، در حالي كه در جنوب به صورت عمودي با انتهاي شمالي خود به بالا پرتاب مي‌شود. نوک پیکان مقابل، یعنی نوک پیکان، دقیقاً برعکس عمل خواهد کرد.
دگردیسی های مشخص شده در یک لحظه هنگام حرکت به سمت قطب ها به طور ناگهانی رخ نمی دهند. لازم به ذکر است که در یک زاویه خاص در جهت عمودی، سوزن قطب نما تقریباً به طور مداوم تحت تأثیر میدان مغناطیسی منحرف می شود: در نیمکره شمالی - پایین و در جنوب، به ترتیب با انتهای شمالی آن به بالا. این زاویه را میل مغناطیسی می نامند.
چنین پدیده ای برای مدت طولانی شناخته شده است و توسط چینی ها در قرن یازدهم کشف شد. اما در اروپا خیلی دیرتر، در قرن شانزدهم توصیف شد. و ستاره شناس و مهندس آلمانی گئورگ هارتمان این کار را انجام داد.
روش های اندازه گیری
این واقعیت که میل مغناطیسی بسته به موقعیت جغرافیایی و مختصات توصیف کننده آن به روش خاصی تغییر می کند توسط کریستف کلمب ثابت شد. با نزدیک شدن به استوا، زاویه کاهش می یابد. در خود خط استوایی صفر می شود. با این حال، در زمان این مسافر بزرگ، آنها هنوز یاد نگرفته بودند که چگونه ارزش این مقدار را دقیقاً تعیین کنند. اولین دستگاه‌هایی که شیب‌دار نامیده می‌شوند و به شما امکان می‌دهند زاویه میل میدان مغناطیسی زمین را تنظیم کنید، تنها بیش از نیم قرن پس از مرگ او اختراع شدند.کلمب.
اولین چنین طرحی توسط رابرت نورمن انگلیسی در سال 1576 ارائه شد. اما او در شهادت خود کاملاً دقیق نبود. بعدها، شیب‌دارهای پیشرفته‌تر و حساس‌تری اختراع شدند.
