Kompas to urządzenie, którego wynalezienie pozwoliło człowiekowi nauczyć się odnajdywać położenie biegunów planety, a tym samym skupiać się na terenie. Niebieski koniec strzałki wskazuje położenie północy, a czerwony wskazuje kierunek południowy.
Jednak przy określaniu punktów kardynalnych tą metodą w niektórych przypadkach można popełnić błąd. W końcu geograficzna północ i południe planety nie pokrywają się całkowicie z magnetycznymi, a położenie tego drugiego wskazuje igła kompasu. Aby być precyzyjnym w tej kwestii, naukowcy wprowadzili szereg pojęć, które obejmują deklinację magnetyczną i inklinację magnetyczną. Pomagają wykryć błąd pomiaru, a także określić odległość od biegunów. Ponadto determinanty te umożliwiają uchwycenie zmian w samej dziedzinie, które zachodzą w czasie.
Jakie jest pole magnetyczne Ziemi?
Naszą planetę można sobie wyobrazić jako gigantyczny magnes. Igła kompasu też jest czymś takim, tylko w miniaturowej wersji. Dlatego się kończyjej cały czas wskazuje bieguny magnetyczne Ziemi, przyjmując pozycję wzdłuż jej linii magnetycznych.
Ale jakie jest źródło i natura tak wspaniałego zjawiska na skalę planetarną? Ludzie zaczęli się tym interesować kilka wieków temu. Początkowo wysuwano wersje, że przyczyna magnetyzmu jest ukryta w jądrze Ziemi. Tak myśleli, dopóki nie znaleźli wyraźnych dowodów na wpływ aktywności słonecznej na to naturalne zjawisko. A potem naukowcy zasugerowali, że źródło ziemskiego magnetyzmu wcale nie znajduje się w jądrze.
Jedna z najnowszych hipotez naukowych, próbująca rozwikłać zagadkę, czym jest pole magnetyczne Ziemi, głosi co następuje. Woda z oceanów, które zajmują rozległe terytorium niebieskiej planety, pod wpływem energii Słońca paruje w dużych ilościach i zostaje naelektryzowana, otrzymując ładunek dodatni. W tym przypadku sama powierzchnia ziemi jest naładowana ujemnie. Wszystko to prowokuje ruch przepływów jonów. Stąd biorą się właściwości magnetyczne samej planety.
Osie geograficzne i magnetyczne
Jaka jest oś geograficzna Ziemi nie jest trudno zrozumieć. Wokół niego obraca się planetarna kula, w której pewne punkty pozostają nieruchome. Aby dowiedzieć się, gdzie jest oś, musisz połączyć bieguny wyimaginowaną linią. Ale są podobne punkty w magnesie ziemskim lub, mówiąc naukowo, w sferze geomagnetycznej. Jeśli narysujesz prostą linię łączącą północny biegun magnetyczny z południowym, będzie to oś magnetyczna planety.
Podobnie magnes ziemski ma równik. Jest to okrąg znajdujący się w płaszczyźnie prostopadłej do linii prostej zwanej osią. Meridiany magnetyczne są definiowane w podobny sposób do opisanego powyżej. Są to łuki, które pionowo otaczają kulę geomagnetyczną.
Deklinacja magnetyczna
Oczywiste jest, że południki magnetyczne i geograficzne, podobnie jak osie, nie mogą się całkowicie pokrywać, ale tylko w przybliżeniu. Kąt między nimi w pewnym punkcie na powierzchni Ziemi jest powszechnie nazywany deklinacją magnetyczną. Należy zauważyć, że dla każdej konkretnej miejscowości wskaźnik ten, po wyjaśnieniu, nie będzie taki sam. A jego wartość pomaga określić błąd między prawdziwym kierunkiem a odczytami kompasu.
Ponieważ kierunek biegunów magnetycznych nie pokrywa się z geograficznymi, okazuje się, że ten błąd należy uwzględnić w obliczeniach nawigacyjnych. Taka różnica może być bardzo istotna dla marynarzy, pilotów i wojska. Na wielu mapach, dla wygody, wielkość deklinacji magnetycznej jest wskazana z góry.
Nachylenie magnetyczne
Ciekawe, że z punktu widzenia fizyki bieguny prawdziwe i magnetyczne nie tylko się nie pokrywają, ale także odwracają się do góry nogami, czyli południe odpowiada północy magnetycznej i odwrotnie.
Igła kompasu służy do określania położenia biegunów magnetycznych w dowolnym miejscu na Ziemi. A co się stanie z odczytami tego instrumentu bezpośrednio na biegunach północnym i południowym? Jeślikompas jest ułożony w klasyczny sposób, wtedy strzała nie będzie już swobodnie poruszać się po centralnej igle wzdłuż ciała, ale będzie się do niej dociskać lub przeciwnie, odchylać. Na północnym biegunie geograficznym zakreśli piruet pod kątem 90 ° w dół, podczas gdy na południu wystrzeli pionowo w górę swoim północnym końcem. Przeciwna końcówka strzałki, czyli południowa, będzie się zachowywać dokładnie odwrotnie.
Wskazane metamorfozy nie następują nagle w jednym momencie, gdy zbliżamy się do biegunów. Należy zauważyć, że pod pewnym kątem w kierunku pionowym igła kompasu odchyla się prawie stale pod wpływem pola magnetycznego: na półkuli północnej - odpowiednio w dół i odpowiednio na południu w górę z północnym końcem. Ten kąt nazywa się nachyleniem magnetycznym.
Takie zjawisko było znane od dawna i zostało odkryte przez Chińczyków już w XI wieku. Ale w Europie został opisany znacznie później, w XVI wieku. A zrobił to astronom i inżynier z Niemiec Georg Hartmann.
Metody pomiarowe
O tym, że inklinacja magnetyczna zmienia się w określony sposób w zależności od położenia geograficznego i opisujących je współrzędnych udowodnił Krzysztof Kolumb. W miarę zbliżania się do równika kąt maleje. Staje się zerem na samej linii równikowej. Jednak w czasach tego wielkiego podróżnika nie nauczyli się jeszcze dokładnie określać wartości tej wielkości. Pierwsze urządzenia, zwane inklinatorami i pozwalające na ustawienie kąta nachylenia pola magnetycznego Ziemi, wynaleziono dopiero ponad pół wieku po jego śmierci. Kolumb.
Pierwszy taki projekt został zaproponowany przez Anglika Roberta Normana w 1576 roku. Ale nie była do końca dokładna w swoim zeznaniu. Później wynaleziono bardziej zaawansowane i czułe inklinatory.
