قطب نما چگونه کار می کند ؟ (+ خودمان قطب نما بسازیم )

قطب نما چگونه کار می کند ؟ (+ خودمان قطب نما بسازیم )
مهم نیست که شما کدام منطقه از زمین ایستاده اید ، شما می توانید قطب نما را در دست خود نگاه دارید و آن را به جهات مختلف تکان دهید و در هر منطقه ای که باشید به طور واضح مشخص می شود ، تصور کنید که شما وسط یک اقیانوس هستید و همانطور که می دانید اقیانوس پوشیده از آب است و تنها با استفاده از ابر ها می توانید راه خود را پیدا کنید که خود کار بسیار پیچیده و سختی هست ، پس نتیجه می گیرید که از یک وسیله مطمئن استفاده کنید و در این زمان قطب نما به داد شما می رسد . قبل از پدید آمدن gps و تکنولوژی های ناوبری تنها از قطب نما استفاده می شد و قیمت بسیار ارزان و خوبی داشت و کار با آن فوق العاده آسان بود .

http://static.ddmcdn.com/gif/compass-1.jpg

اما این سوال وجود دارد که چه چیزی باعث کار کردن قطب نما می شود ؟ قطب نما با استفاده از خواصیت مغناطیسی میدان مغناطیسی کوچکی برای خود درست می کند همانطور که آهن ربا کار می کند !
اما شاید باز هم در اذهان ما سوالات زیادی باشد . در این مقاله قصد داریم به این سوالات پاسخ دهیم .
قطب نما دستگاه بسیار بسیار ساده ای است ( مانند یک قطب نما ژیروسکوپی ) متشکل شده از آهنربایی سبک وزن که بر روی یک نقطه در مدار محوری اصطکاک ایجاد می کند . آهنربا به طور کلی یک سوزن نامیده می شود . یک انتها سوزن با n برای شمال یا رنگ خاصی نشانه گذاری شده که به سمت شمال اشاره می کند که در همه قطب نما ها وجود دارد .
میدان مغناطیسی زمین
شاید همه ما اینطور تصور کنیم که زمین دارای یک نوار آهن ربایی غول پیکر است . که مثلا سمت شمال این آهن ربا بزرگ پیکان قطب نما را به سمت خود می کشد ، این تصور همگانی به طور کلی مورد قبول است .
اما آهن ربا دقت دقیق را نخواهد داشت چرا که به دلیل مورب بود و اریب بودن مدار قطب نما کمی از مدار خارج می شود ( شدت این تغییر بسته به موقعیت جغرافیایی شما دارد )
میدان مغناطیسی زمین نسبتا ضعیف است . به همین دلیل است که یک قطب نما نیاز به اهنربایی سبک دارد تا با میدان مغناطیسی زمین در تضاد نباشد .

http://static.ddmcdn.com/gif/compass-earth-magnet.gif

نظریه ای وجود دارد که می گوید خاصیت مغناطیسی در زمین به وجود امده و در هسته زمین به خاک سپرده شده است .
اما ما به این نظریه اطمینان نداریم و نیاز به اثبات آن هست . همانطور که میدانید هسته تشکیل شده از آهن مذاب است اما در هسته فشار آنقدر زیاد است که این آهن داغ متبلور شده را به یک جسم جامد تبدیل می کند که دلیل اصلی این عمل همرفت ناشی از گرمای بازتاب شده از هسته می باشد ولی در این فرایند زمین هم می چرخد و همین موجب می شود که مایع نیز متحرک باشد و یک الگو چرخشی را ایجاد کند . اعتقادات بر این است که همین نیرو چرخشی در هسته منجر به ایجاد نیرو مغناطیسی ضعیفی شده است که در اطراف محور بوجود می آید .

http://static.ddmcdn.com/gif/compass-core.gif

طبق این نظریه نتیجه می گیریم که قطب نما تنها یک وسیله اشکار ساز میدان مغناطیسی است و از الگو مغناطیسی زمین بهره می برد . برای تشخیص میدان تنها به یک آهن ربا نیاز است که حامل جریان باشد .
ادامه دارد ( طریقه ساخت قطب نما در مقاله بعدی )
collect & translate by sa.n
منبع :howstuffworks.com
مقاله اختصاصی سایت علمی نخبگان جوان