Стрелка магнитного компаса указывает на магнитные полюса Земли, а если быть точным, то располагается в магнитном поле Земли параллельно его магнитным силовым линиям. Это явление наблюдается как в северном, так и в южном полушариях. Но бывают и исключения, причем не так уж и редко.
Как правило, конец стрелки, указывающий на северный магнитный полюс, окрашивают в контрастный цвет.
Далее предлагаю разобраться, почему иногда это правило не срабатывает. А для этого для начала нужно понять, что из себя представляет стрелка магнитного компаса и по какому принципу она работает.
Любая стрелка магнитного компаса сделана из ферромагнетика.
Ферромагнетик — это материал, который способен обладать намагниченностью даже при отсутствии внешнего магнитного поля. В нем устанавливается дальний ферромагнитный порядок магнитных моментов атомов и ионов, благодаря чему он и приобретает магнитные свойства. В видео объясняется это явление:
Однако при нагревании ферромагнетика до температуры Кюри указанный порядок разрушается и ферромагнетик становится парамагнетиком. Нагретый над огнем магнит утрачивает свои магнитные свойства. Именно на этом основан простейший способ размагничивания разнообразных магнитов, не исключая стрелки магнитного компаса.
Для того, чтобы намагнитить ферромагнетик заново, его температуру нужно понизить ниже точки Кюри и поместить его в магнитное поле — либо положить рядом с другим магнитом, либо намагнитить, сделав его сердечником электромагнита.
Чтобы разобраться в этом вопросе, нужно вспомнить, что такое магнитное поле. А магнитное поле — это силовое поле, которое может воздействовать на электрические заряды и тела, обладающие магнитным моментом.
Таким образом два магнита способны взаимодействовать друг с другом, при этом их одинаковые полюса будут отталкиваться, а противоположные — притягиваться. Так, северный и южный полюса будут стремиться соединиться, а вот южный с южным и северный с северным наоборот — будут мешать соединить два магнита.
Теперь рассмотрим стрелку магнитного компаса и нашу планету. Оба этих объекта являются магнитами, а значит и взаимодействуют друг с другом по вышеуказанному принципу. То есть северный конец стрелки тянется к южному полюсу Земли, а южный — к северному.
Но как же так? Ведь нам говорили, что северный конец стрелки показывает на север? В чем подвох?
Объясняется все очень просто: северный и южный магнитный полюса Земли переименовали и назвали в честь тех географических полюсов, какие находились в непосредственной близости к ним. Таким образом получается, что вблизи географического северного полюса на самом деле находится южный магнитный полюс Земли, который для удобства был назван северным магнитным полюсом, а в южном полушарии все в точности наоборот.
Взаимодействие между этими двумя магнитами не очень сильное. Если стрелку просто положить на землю, то она вряд ли сдвинется с места. Поэтому, чтобы не мешать ей поворачиваться в относительно слабом магнитном поле Земли, ее «садят» на шпиль, который выступает в роли оси, или, как в первых европейских моделях компасов, опускают на воду, уменьшая тем самым сопротивление при вращении до минимума.
Чтобы не спутать северный и южный концы стрелки, их обычно делают разными. Чаще всего концы стрелки могут отличаться по форме и цвету. Как правило, красным цветом выделяют северный конец стрелки, но бывают и исключения. О том, какими цветами и формой выделяют северную часть стрелки, а также о том, как определить северный конец стрелки самостоятельно, есть материал в отдельной статье (Устройство компаса).
Как уже было сказано, стрелка магнитного компаса показывает направление на магнитные север и юг Земли. Однако местоположение магнитных полюсов не совпадает с местоположением истинных полюсов Земли. Кроме того, положение магнитных полюсов Земли постоянно меняется, причем скорость изменения непостоянна во времени и отличается у северного и южного магнитных полюсов, что связано с процессами, происходящими в недрах планеты.
Таким образом, утверждение о том, что стрелка магнитного компаса всегда показывает на истинный север, ошибочно.
Часто доводилось слышать, что на Аляске — самом крупном штаты США — стрелка магнитного компаса показывает не на север, а на восток. Это не совсем так. Если рассмотреть карту изогон магнитного склонения, то видно, что наибольшее отклонение стрелки на восток не достигнет даже 40°, а это не восточное направление, а северо-восточное. А вот если говорить о том, где стрелка компаса вместо севера покажет на запад, то такая территория есть — это Нунавут, недавно ставший частью Канады.
Карта изогон представлена ниже:
Однако при необходимости все же можно по показаниям магнитного компаса определить направление на истинные полюса Земли. Для этого нужно знать величину магнитного склонения, о которой мы рассказывали в отдельной статье…
Если быть точным, то стрелка магнитного компаса не показывает точно даже на магнитные полюса Земли. Ее показания в этом случае являются приблизительными.
На самих магнитных полюсах стрелка магнитного компаса будет стремиться занять вертикальное положение, поскольку линии магнитного поля Земли, параллельно которым располагается стрелка, на этих территориях расположены перпендикулярно к плоскости горизонта. Таким образом, северная часть стрелки будет смотреть вниз на северном полюсе, а южная — на южном.
Однако бывают ситуации, когда показания магнитной стрелки достаточно сильно отклоняются от «нормы», и тогда без дополнительных поправок в расчетах можно получить большие ошибки.
Такие отклонения могут быть связаны с рядом причин. Рассмотрим некоторые из них.
Это, например, происходит в областях магнитных аномалий, где направление силовых линий магнитного поля Земли сильно отличается от направления силовых линий магнитного поля в соседних областях. Карты с такими участками иногда имеют заметку о том, что изображенная местность относится к магнитным аномалиям.
Иногда при некорректной работе на показания магнитной стрелки могут влиять различные ферромагнетики, находящиеся рядом. Обычно их влияние присутствует всегда, но из-за их удаленности от стрелки такое влияние ничтожно мало по сравнению с влиянием магнитного поля Земли. Если же источник постороннего магнитного поля (ферромагнетик или проводник, по которому течет электрический ток) оказывается слишком близко к стрелке, то его влияние может оказаться заметным, а зачастую и стать преобладающим, что негативно скажется на результатах проводимых с помощью компаса измерениях.
В конце концов, на ошибку в показаниях магнитного (да и не только магнитного) компаса может повлиять его неисправность. Это не такая уж редко встречаемая ситуация, поэтому к ней нужно отнестись со всей ответственностью, проверяя компас на исправность до выхода на маршрут.
Для обеспечения корректной работы основного элемента компаса — магнитной стрелки — в этом устройстве предусмотрен ряд вспомогательных элементов. Ознакомимся с некоторыми из них.
Жидкость в колбе. Она служит для быстрой стабилизации стрелки. Компасы, колба которых заполнена специальной жидкостью, называются жидкостными. В «воздушных» моделях для этой цели использовался латунный корпус, уменьшающий колебания стрелки за счет возникновения индукционных токов. Однако, если сравнивать два варианта стабилизации, то в случае с жидкостью любые колебания стрелки затухают намного быстрее.
Арретир. Это специальный стопор для остановки стрелки, чаще всего представляющий собой небольшой рычажок-фиксатор. Он позволяет удерживать стрелку в неподвижном состоянии, предотвращая ее хаотичные колебания во время движения человека по маршруту.
О других элементах, из которых состоит магнитный компас, мы очень подробно рассказывали в отдельной статье…
В аварийной ситуации, которая произошла за пределами цивилизации, может понадобится сконструировать примитивный компас.
В качестве стрелки для такого компаса допустимо использовать любые небольшие изделия из ферромагнетиков. Чаще всего в качестве стрелки для самодельного компаса используют намагниченную швейную иглу, хотя с тем же успехом в этой роли выступают и другие предметы, например, английская булавка или рыболовный крючок.
Подробнее о том, как сделать компас из подручных материалов, можно прочитать в этой статье…
Кстати, в древнем Китае, где был изобретен первый магнитный компас, в качестве стрелки использовали специальную намагниченную ложку, свободно вращающуюся на гладкой доске.
С помощью работающей магнитной стрелки можно решать разные задачи, но для ориентирования важны в первую очередь две — определение сторон света и определение направления, в котором нужно двигаться.
Для того, чтобы определить стороны света, нужно с помощью стрелки найти направление на север и стать к нему лицом. Теперь позади окажется юг, справа — восток, а слева — запад.
Чтобы по стрелке компаса выбрать направление дальнейшего движения, зная азимут, нужно определить по показаниям стрелки направление на север, а затем от него по часовой стрелке отмерить угол, соответствующий нужному магнитному азимуту.
Как видим, в работе магнитной стрелки, как и самой стрелке нет ничего загадочного и противоречивого. Все вполне объясняется законами физики и знаниями об окружающем нас мире. Именно эти знания, накопленные предыдущими поколениями, позволяли людям выживать и привели к расцвету человеческую цивилизацию, и именно эти знания в наши дни становятся на помощь тем, кто оказались в аварийных условиях вдали от цивилизации или попросту заблудился в лесу, отправившись за грибами.
Автор: Максим Чечетов
vijivaka.com
Все видели компас. Это приспособление, которое внешне похоже на обычные часы. Однако есть одна особенность. Стрелка компаса всегда показывает на север. Почему? Ответ найдете в статье.
Все компасы – это устройства с магнитом. Работают они по принципу притяжения магнитных полюсов. Легкая стрелка компаса – магнит. Наша Земля - это тоже магнит, только очень большой и не очень сильный с максимальными показателями магнитного поля на полюсах – Северном и Южном. Как известно, противоположные магнитные полюса притягиваются друг к другу. При этом одинаковые, наоборот, отталкиваются. Вот почему стрелка компаса всегда показывает на север. Кратко это можно описать так: намагниченная игла притягивается к Северному магнитному полюсу планеты.
Есть такое понятие – магнитное склонение. Что это такое? Это угол, который образуется между осью вращения планеты и ее магнитной осью. Ведь они не совпадают. Почему стрелка компаса всегда показывает на север? Краткий ответ сложно дать, так как сам вопрос не совсем корректен. Правильно сказать, что стрелка показывает на точку, находящуюся севернее полюса, а именно на остров Соммерсет, что находится в Арктическом архипелаге Канады. И от него до Северного полюса 2100 км.
Он выглядел как ковш с черенком, расположенный на медной пластинке, чтоб узнать стороны света, надо было вращать ковш, и в момент его остановки черенок указывал на юг. Это чудо изобрели в Древнем Китае. И ковш был выбран не случайно. Ведь он был скопирован с «Небесного Ковша». Именно так называли китайцы созвездие Большой Медведицы. Но тогда люди еще не знали, почему стрелка компаса всегда показывает на север. Прошло несколько столетий, и в 1600 году Гильберт Уильям, английский физик и исследователь, написал книгу о магнитах, магнитных телах и о большом магните - Земле. Именно ему принадлежит первенство в аргументированном разъяснении того, почему стрелка компаса всегда показывает на север.
Но бывает, что стрелка компаса не всегда показывает на север. Почему? Причин может быть несколько:
Ученые доказали, что каждые два тысячелетия наша планета теряет магнитное поле. Каждые 10 лет поле Земли становится слабее на 0,5 %. Когда его не станет, произойдет переполюсовка планеты и магнитное поле снова будет расти, а полюса поменяются местами. Изучая лавовые отложения, доказано, что это уже происходило с нашей планетой неоднократно.
Сделать его очень просто. Для этого нужна игла, магнит, чашка с водой и масло. Иголку надо положить на пару дней вблизи магнита. Затем смазать ее маслом и осторожно опустить на воду в чашке. Намагниченная игла в масле не утонет и развернется, указывая на стороны света.
Оказалось, что у перелетных птиц есть свой компас. Возле глаз у них находится маленькое поле чувствительных клеток, в которых находится магнетит – вещество способное намагничиваться. Именно этот «компас» не дает перелетным птицам сбиться со своего пути.
С развитием технологий спутниковой связи обычный компас отходит в прошлое. Сегодня, когда покрытие спутников связи практически не оставило на планете неохваченных участков, люди переходят на спутниковые технологии навигации. Никто не удивляется навигатору в автомобиле и телефоне. К тому же корабли и самолеты давно используют для ориентировки спутниковые системы.
fb.ru
Наверное, каждый знает, что такое компас - этот прибор издавна применяется и установлен сейчас буквально в каждом электронном гаджете. Компас напоминает часы, только указывающие не на время, а на направления света: север, юг, запад и восток. Как ни крути, стрелка компаса всегда показывает на север - почему же? Все дело в полюсах и магнитном поле Земли.
Компас - весьма полезное устройство, когда нужно сориентироваться в незнакомой местности - в море, в лесу или в пустыне. Морские путешественники и экспедиторы используют этот прибор с XIV века. Синяя стрелка или магнитная сторона, как правило, всегда показывает на северный горизонт (N - north), красная стрелка - на юг (S - south). С лева направо стрелки указывают на запад и восток (W - west, E - east). Также бывают и промежуточные направления - северо-запад, юго-восток и так далее.
Так почему стрелка компаса всегда показывает на север? Вообще, направление компаса указывает не на действительный полюс, проходящий через ось вращения Земли, а на полюс магнитный. Основой работы прибора является магнитное поле планеты, а не географические полюса. Так, если направиться по компасу прямо на север, дорога приведет к острову Сомерсет, который находится в 2,1 тысяч километрах от действительного географического северного полюса. Кроме того, эта точка постепенно "дрейфует" на 0,5 % каждое десятилетие.
Ориентиры прибора работают по принципу магнитов, то есть Земли и намагниченного указателя - вот почему стрелка компаса всегда показывает на север.
Создание компаса относят к европейским изобретателям XII века. Изначально механизм был весьма лаконичным: намагниченная стрелка, закрепленная на пробке, была помещена в сосуд с водой. Затем ориентир в виде стрелки стали закреплять на дне чаши и устанавливать по оси координат.
Значительно усовершенствован ориентир направлений света был в XIV веке итальянским капитаном Флавио Джойем: был создан циферблат и размещен намагниченный указатель на шпильке.
По летописям Древнего Китая компасы были созданы намного раньше - за два или три тысячелетия до нашей эры. Согласно легенде, император Хуан-ди нашел путь из пустыни с помощью компаса. Во время преследований монгольской армии их войска сбились с пути и заблудились в пустыне. У Хуан-ди была фигурка в виде человечка, всегда указывающей на юг. Закрепив человечка на колеснице, он повел свои войска по указанному направлению и вывел их из пустыни.
Всегда ли стрелка компаса показывает на север? Оказывается, нет. Устройство может указывать направление неточно при различных обстоятельствах. Например, при солнечной активности - магнитных бурях или солнечных ветрах. Стрелка компаса может некорректно показывать также возле электронных гаджетов, которые при работе создают некое электромагнитное поле.
В так называемых зонах магнитных аномалий - в Курске или Медведицкой гряде, компас и вовсе теряет всякую координацию: начинает показывать север вместо южной стороны, или запад вместо востока. Помимо прочего, основанием неправильной работы компаса могут быть магниты или металлические предметы, находящиеся около прибора.
Таким образом, компас, как механическое устройство, может варьировать показатели, в зависимости от содержания металлических, железосодержащих веществ, магнитных полей Земли или солнечной активности.
Компасы изготавливаются не только на основании магнитов, их еще делают по принципу гироскопа - устройства с вращающимся диском (пример: волчок или юла). Эти приборы, которые еще называют - гирокомпасы, широко распространены в ракетной технике или в морской навигации.
В гироскопических приборах всегда отражается истинный полюс, куда и показывает стрелка компаса. Другими словами, это точка, через которую проходит ось, вокруг которой вращается Земля. Преимуществом гироскопических компасов является их меньшая чувствительность к магнитным полям, которые могут вызвать какие-либо металлические детали, например, части корабля или судна.
Электронного же типа компасы с GPS-навигатором используются в смартфонах или других гаджетах.
Итак, если подытожить, почему стрелка компаса всегда показывает на север. Максимальное количество зарядов находится на магнитных полюсах Земли. Исходя из этого, указатель компаса перераспределяется по меридиану на противоположные заряды - на север и юг.
www.syl.ru
Большая часть так называемого «прогрессивного человечества» привыкла думать, что стрелка компаса всегда указывает строго на север. Только, к сожалению, отнюдь не на тот, что отмечен Полярной Звездой. И уж тем более – не на географический, что отмечен схождением меридианов. Хуже того: компас показывает… Южный полюс Земли. Но какой же? Такого прибора, как компас, вообще не существовало бы, если бы наша планета не обладала магнитосферой. В этом случае компас был бы бесполезен, т.к. указывал бы в никуда или в любом направлении в зависимости от наклона его циферблата. Не все планеты обладают магнитосферой, которую в некотором приближении можно приравнять к ионосфере. Суть понятия сводится к тому, насколько сильно небесное тело в состоянии отклонить поток солнечного ветра.Земля в качестве небесного тела обладает достаточно мощным магнитным полем, благодаря чему, в т.ч., защищает людей от губительного эффекта гамма-излучения Солнца. Но, коли Земля имеет магнитное поле, то по законам физики у него должны быть и полюса, между которыми простираются магнитные линии. И, конечно же, они есть на Земле.Точка схождения силовых линий магнитного поля Земли и есть тот полюс, на который указывает стрелка компаса. Вот только возникает вопрос: а Северный ли он? Почему все так решили? А ответ прост: потому, что людям так удобно. На самом деле так называемый «Северный магнитный полюс Земли» является Южным полюсом. Это следует, опять же, из законов физики. Стрелка компаса располагается строго вдоль силовых линий, но ее намагниченный конец будет указывать на Южный полюс, т.к. известно, что одинаковые заряды магнита отталкиваются. Таким образом, то место, куда показывает стрелка компаса, на самом деле будет Южным магнитным полюсом Земли, который люди привыкли называть Северным. Он обладает престранными свойствами.Во-первых, он дрейфует. Т.е. перемещается относительно земной оси довольно быстро - ок. 10 км в год. Для сравнения – скорость движения тектонических плит составляет ок. 1 см/10000 лет. Во-вторых, прежние 400 лет от находился на территории Канады под паковыми льдами, тогда как теперь стремительно движется в сторону Таймыра. Скорость его перемещения значительно выше обычной и составляет 64 км/год. В-третьих, он не симметричен относительно Южного полюса, и, более того, их дрейф не находится в зависимости друг от друга. С чем связано явление дрейфа магнитных полюсов науке не известно. Но из казанного следует однозначный вывод: стрелка компаса указывает на Южный магнитный полюс Земли. |
completerepair.ru
|
|
|
|
|
|
