Zawartość
Kompas magnetyczny jest najbardziej znanym ze wszystkich instrumentów używanych do ustalania kierunku. Jest to najstarszy przyrząd nawigacyjny i od wielu stuleci pomaga żeglarzom przekraczać morza. Marynarze mogą używać kompasów magnetycznych do ustalania pozycji statku na mapie, używając go do mierzenia namiarów widocznych obiektów, a także umożliwiając im pokonywanie określonego kursu.
Historia
Dokładne pochodzenie kompasu magnetycznego i data jego pierwszego użycia są nieznane. Jest jednak pewne, że starożytni Grecy byli świadomi atrakcyjnych właściwości magnetyzmu, a Chińczycy zapewne wiedzieli, że żelazne pręty nabyły kierunkową właściwość północ-południe po uderzeniu kamieniem lodowym sprzed 2000 lat. Pomysł ten dotarł do Europy w X wieku i prawdopodobnie został wprowadzony przez arabskich kupców, którzy uzyskali informacje z Chin. Proste kompasy magnetyczne były używane w basenie Morza Śródziemnego w XII wieku, chociaż często były zawodne. W średniowieczu powszechnie używane były kompasy magnetyczne, ale niewiele wiadomo o ich działaniu.
Jak to działa
Dwa bieguny magnetyczne Ziemi, znajdujące się w pobliżu bieguna północnego i południowego, oznaczają, że Ziemia jest podobna do gigantycznego magnesu otoczonego polem magnetycznym. To pole magnetyczne powoduje, że namagnesowane żelazne igły obracają się w pozycji północ-południe, gdy są wieszane na nitce lub przebijane przez kawałek drewna unoszący się w wodzie. Pierwotnie igły magnesowały się, głaszcząc je kawałkiem skały magnetycznej zwanej kamieniem lodowym. Ponieważ efekt ten był tymczasowy, statki nosiły kamienie lodowe w celu pogłębienia igły kompasu, gdy jego magnetyzm zaniknie.
Precyzja
Marynarze, w tym Kolumb, byli świadomi, że igła kompasu magnetycznego nie wskazywała dokładnie prawdziwej północy Ziemi już w XV wieku. W rzeczywistości igła tworzy kąt z prawdziwą północą, a kąt ten zmienia się w zależności od obszaru globu. Aby rozwiązać ten problem, igły zaczęły być montowane pod kartą na ostrym sworzniu i umieszczane w małym pudełku. Te karty kompasu były pierwotnie oznaczone 32 punktami zamiast stopni. Punkty pasowały do kierunków wiatrów znanych marynarzom. Punkty, które oznaczały północ, południe, wschód i zachód, były znane jako punkty kardynalne.
Trudności
Nawet wczesne kompasy były montowane w kwadratowych pudełkach z dodatkami wyposażonymi w pierścienie obrotowe. Umożliwiło to kompasowi zawieszenie się, co uniemożliwiło mu gwałtowne kołysanie podczas ruchu statku na wzburzonym morzu. Żelazne statki stanowią problem dla kompasów magnetycznych, ponieważ ich własne pola magnetyczne wpływają na odczyt. Aby przeciwdziałać temu problemowi, magnesy i kawałki żelaza, które nie zostały namagnesowane, są umieszczane w pobliżu kompasu jako metoda neutralizacji magnetyzmu statku. Gdy kompas magnetyczny jest używany w pobliżu biegunów magnetycznych Ziemi, staje się bezużyteczny. Na tych biegunach pola siły zbiegają się pionowo w regionie, z nachyleniem prawie 90 stopni i tylko słabą intensywnością poziomą. To przechyla igłę kompasu w górę lub w dół w kierunku Ziemi, sprawiając, że wskazuje ona tylko w kierunku, w którym kompas jest przechylony.