پاسخ : کمپاس و کاربرد های آن
براي کسب مهارت نياز به تمرين و ممارست دارد.
اندازه گيري زواياي قائم، ارتفاع و فاصله:
براي اندازه گيري زواياي قائم، درپوش را خم کرده و کمپاس را همانگونه که براي اندازه گيري ميل ساختار هاي خطي شرح داده شد يعني با شيب سنج استفاده مي کنيم. زاويه قائم (q ) مي تواند براي محاسبه ارتفاع (h ) يک جسم يا شيء (مثل ديوار، برج و قله کوه) با استفاده از فرمول h = x tan q مورد استفاده قرار گيرد، البته بايد فاصله (x ) با جسم را بدانيم.
همچنين مي توانيم از توابع مثلثاتي براي محاسبه فاصله افقي (x) از نقطه A تا يک جسم در نقطه B به اين صورت استفاده نمائيم. از نقطه A به نقطه C مي رويم به طوريکه خط AC عمود بر خط AB مي باشد. اين کار را مي توان به کمک کمپاس با بدست آوردن زاويه 90 درجه از خط AB انجام داد. با پيمايش (pacing) فاصله AC را 10 متر تعيين مي کنيم( البته اگر اندازه قدم هايمان را بدانيم). زاويه C به B را مي خوانيم. کم کردن اين دو زاويه از هم زاويه b بين AB و CB را مشخص مي کند. حال ما يک مثلت قائم الزاويه ABC داريم که AC = 10m و AB = x است و زاويه b نيز مشخص است. حال از معادله زير استفاده مي کنيم:
tan b = AC/AB = 10m/x
و مقدار x به متر بدست مي آيد.
اندازه گيري ضخامت حقيقي لايه ها:
کمپاس مي تواند به روش دستي که بر روي پايه نگهدار(Jacob Staff) قرار داده شده است براي اندازه گيري ضخامت حقيقي واحد هاي سنگ چينه اي ( مانند عضو و سازند) به روش زير مورد استفاده قرار گيرد.
شيب واقعي لايه ها را اندازه گيري کرده و شيب سنج را در آن زاويه تنظيم مي کنيم.کمپاس را به صورت قائم با درپوش نيمه بسته بر روي پايه سوار کرده ( مانند حالتي که ميل را مي خوانيم) و از قرارگيري شيب سنج در حالتي که زاويه شيب را اندازه گرفته ايم اطمينان کسب مي کنيم. از مرز پاييني يک واحد چينه اي شروع مي کنيم. پايه را به جهت شيب لايه ها خم کرده و همزمان درون آينه نگاه مي کنيم تا زماني که حباب شيب سنج در مرکز قرار گيرد. در اين موقعيت از طريق سوراخ ديد و پنجره نشانه روي نگاه کرده و نقطه اي روي زمين که محل برخورد خط ديد ما با زمين است مشخص مي کنيم. پايه نگهدار را در آن محل قرار داده و اين عمل را تکرار مي کنيم و تعداد دفعات (n) آن را شمارش مي کينم تا به مرز بالايي واحد سنگ چينه اي برسيم. حال با ضرب تعداد دفعات در طول پايه ( مثلا 5/1 متر) ضخامت حقيقي واحد چينه اي بدست مي آيد.
استفاده از پايه نگهدار و کمپاس براي تعيين ضخامت حقيقي لايه ها
اندازه گيري موقعيت صفحات:
براي بدست آوردن موقعيت يک ساختار خطي ما نياز به اندازه گيري امتداد و شيب آن ساختار داريم. براي اين کار از دو روش مي توانيم استفاده کنيم:
1. روش مستقيم:
اگر صفحه صاف، هموار و غير مغناطيسي باشد راحت ترين راه براي اندازه گيري امتداد و شيب صفحه تماس کناره بدنه کمپاس با صفحه است به صورتيکه حباب تراز کروي در مرکز قرار گيرد. با اين کار خطي افقي موازي محل برخورد کناره کمپاس و صفحه ايجاد مي شود. در اين حالت در خواندن هريک از دو سمت عقربه کمپاس مختاريم ( يعني 140o و 320oامتدادهاي مشابه اند). با اين کار امتداد صفحه مشخص مي شود. مي توان خط امتداد را با يک مداد به موازات لبه بدنه کمپاس بر روي صفحه کشيد. در موارد ويژه مانند زماني که مي خواهيم جهت نمونه هاي سنگي برداشت شده براي بررسي هاي ساختاري را مشخص کنيم بايد يکي از طرفين خط افقي رسم شده را با علامت فلش مشخص کنيم.
تماس لبه کمپاس با سطح لايه براي بدست آوردن امتداد
تراز کروي ( چشم گاوي ) بايد تنظيم شود
روش مستقيم بدست آوردن امتداد لايه
طريقه قرار دادن لبه کمپاس بر روي لايه براي بدست آوردن امتداد لايه
بعد از اندازه گيري امتداد، مقدار شيب صفحه با قرار دادن لبه بدنه کمپاس بر روي صفحه و در جهت عمود بر خط امتداد و تراز کردن شيب سنج ( تراز استوانه اي) بدست مي آيد. براي تعيين جهت شيب با تراز کردن تراز استوانه اي جهتي را که صفحه به طرف آن شيب دارد مشخص مي کنيم.
نحوه قرار گيري لبه کمپاس بر روي لايه براي تعيين مقدار شيب
قرار گيري لبه کمپاس عمود بر امتداد لايه براي بدست آوردن شيب آن
تنظيم تراز لوبيايي ( استوانه اي) براي قرائت مقدار شيب
صفحه مدرج شيب سنج
برخي اوقات سطح زيرين لايه ها در دسترس مي باشد و برداشت امتداد و شيب لايه از آن به اين صورت بايد انجام شود. ابتدا سطح هموار زير لايه را انتخاب نموده و يا به کمک يک تخته، سطح صافي را بوجود مي آوريم و به همان روش مستقيم امتداد و مقدار شيب را بدست مي آوريم. يعني درپوش کمپاس را به سطح زير لايه چسبانده و با تراز کردن تراز کروي امتداد لايه را مي خوانيم و جهت شيب نيز با 90 درجه فاصله از امتداد مشخص مي شود و مقدار شيب را نيز با همان روشي که در بالا ذکر شد بدست مي آوريم.
طريقه قرار دادن کمپاس در سطح زير لايه
نکته: در امريکا نحوه نوشتن اين مشخصات به ترتيب امتداد، شيب و جهت شيب است (مثلا 050o, 30o NW) و اين به دليل ترتيب برداشت داده هاي يک صفحه بوسيله کمپاس برانتون است. در سيلوا و کمپاس هاي مشابه توانايي اندازه گيري شيب و جهت آن قبل يا بدون اندازه گيري امتداد وجود دارد. بنابراين در اروپا و ساير نقاط جهان فرمت نوشتن به صورت مقدار شيب و جهت شيب مي باشد که يک کميت برداري است (مانند 30o, 320o ).
2. روش غير مستقيم:
اگر صفحه مورد نظر صاف نباشد و در مقابل خط ديد ما قرار داشته باشد، ما بايد از روش نشانه روي چشمي به اين طريق استفاده کنيم. بازوي نشانه روي را باز کرده و سر يا نوک نشانه روي را خم مي کنيم. يکي از چشم ها را بسته و به طرفين حرکت مي کنيم تا زماني که لبه سطح شيبدار را ببينيم. در صورتيکه حرکت بيشتر باعث مشخص شدن سطح صفحه شيبدار مي شود، حرکت را متوقف مي کينم. در اين موقعيت ما در حال مشاهده صفحه از لبه کناري آن هستيم و آن را به صورت يک خط مي بينيم. در کمپاس را خم مي کنيم تا موقعي که لبه سطح شيبدار را از طريق پنجره نشانه روي روي درپوش ببينيم. کمپاس را به اين صورت در دست مي گيريم: دو انگشت شست را زير بازوي نشانه روي بدنه کمپاس مي گيريم و دو انگشت نشانه را روي لبه درپوش و انگشت هاي وسط را پشت قسمت افقي بدنه مي گيريم. درپوش کمپاس را حرکت مي دهيم تا تراز کروي ( چشم گاوي) در آينه مشاهده شود. آن را تراز کرده و کمپاس را به صورتي مي گيريم که خط سياه ميان پنجره نشانه روي، لبه صفحه را قطع کند ( سعي نکنيد که خط سياه با لبه دقيقا تراز شود، زيرا اين کار باعث کج شدن بدنه کمپاس و بر هم خوردن تراز آن مي شود، مگر اينکه صفحه قائم باشد ). نفس خود را حبس کنيد و جهتي را که هر کدام از جهات سفيد يا سياه عقربه ( هر کدام که در آينه مشخص است ) نشان مي دهد بخوانيد. اين عدد امتداد صفحه را در آينه و بدون حرکت بدنه و بر هم خوردن تراز نشان مي دهد. در همين موقعيت براي خواندن مقدار شيب، لبه بدنه کمپاس را با لبه صفحه در يک رديف قرار داده و با تراز کردن شيب سنج مقدار آن را مي خوانيم. براي تعيين جهت شيب، جهت اصلي که صفحه به آن سمت شيب دارد را به روشي که قبلا ذکر شد بدست مي آوريم.
اگر صفحه مورد نظر قائم و زمين افقي باشد ( يک حالت خاص )، مستقيما روي لبه صفحه ايستاده و روند لبه صفحه را مي خوانيم اين روند همان امتداد صفحه است.
نکته: برخي زمين شناسان بي تجربه فرض مي کنند که مي توانند امتداد يک صفحه شيبدار غير قائم را به اين روش محاسبه کنند. تکنيک ايستادن بر روي لبه صفحه براي حالتي که صفحه غير قائم و سطح بالايي غير افقي مي باشد، کارا نيست و روند لبه صفحه در اين حالت امتداد را به ما نمي دهد. در چنين حالاتي ما مي بايست مستقيما امتداد را به روش نشانه روي چشمي يا به روشي که در بالا توضيح داده شد ( تماس کمپاس با صفحه ) بدست آوريم
اندازه گيري شيب توپوگرافي از دور:
براي بدست آوردن شيب توپوگرافي هر ناحيه، ابتدا طوري مي ايستيم که توپوگرافي مورد نظر به صورت يک خط نمايان شود. آنگاه درپوش کمپاس را در امتداد بدنه قرار داده و آن را در مقابل خود گرفته به صورتيکه يکي از کناره هاي کمپاس يا خط محور آينه ، بر شيب توپوگرافي مماس شود، در اين حالت تراز شيب سنج را تنظيم کرده و مقدار شيب را مي خوانيم
بدست آوردن شيب توپوگرافي از راه دور با نشانه روي چشمي
بدست آوردن موقعيت يک خط مابين دو نقطه:
معمولا ما نياز داريم تا روند و ميل يک خط اتصال دهنده دو نقطه را مانند خط ميان دو نفر، يا يک نفر تا يک جسم (مانند خانه، برج يا يک علامت ) بدست آوريم. براي انجام اين کار ما مي توانيم از يکي از روش هاي نشانه روي چشمي يا کمري استفاده نمائيم. روش نشانه روي چشمي در بالا توضيح داده شد.
براي روش نشانه روي کمري، در کمپاس را در نزديک بدن قرار داده و آن را کج مي کنيم تا وقتي که بدنه کمپاس با تراز کردن تراز چشم گاوي، افقي شود. موقعيت هدف از درون آينه با خط سياه ميان آينه هدف گيري کرده و بعد کمپاس را با تراز کروي تراز کرده و روند را مي خوانيم.
اندازه گيري ميل اين خط به اين ترتيب است: کمپاس را قائم کرده ( بدنه قائم باشد ) تا درپوش و بازوي نشانه روي خميده شود. از درون سوراخ درون راس نشانه روي (sighting tip) و از ميان پنجره نشانه روي نگاه کرده و شيب سنج را تراز مي کنيم تا موقعي که نقطه اي مشخص بر روي هدف مورد نظر رويت شود. اگر دو شخص داراي قد يکسان باشند تقاطع چشمان شخص هدف گيري شده با خط سياه ميان پنجره نشانه روي نقطه مورد نظر است. و اگر ما به سوي فردي که از ما کوتاه تر است ( مثلا 5 سانتيمتر کوتاه تر) نشانه رفته ايم، بايد نقطه مورد نظر را 5 سانتي متر بالاتر از خط ديد او(مثلا روي سر او) در نظر گرفت. وقتي که شخص هدف 5 سانتي متر از ما بلندتر است بايد دهان او را نشانه روي کنيم.
اندازه گيري موقعيت يک صفحه با تکنيک دو خط:
تکنيک دو خط يک روش بسيار مفيد و دقيق اندازه گيري صفحات تقريبا افقي يا با شيب کم مي باشد. اين صفحات کم شيب بسيار رايج بوده و بطور دقيق با اندازه گيري امتداد و شيب قابل اندازه گيري نمي باشند اگر سطح رخنمون شده صفحه کوچک باشد، دو مداد نوک تيز را با زاويه زياد نسبت به يکديگر بر روي صفحه قرار مي دهيم. نوک تيز مداد ها ميل به سمت پايين را نشان مي دهند. روند و ميل دو خط را اندازه گيري مي کنيم (1 و 2). چنانچه صفحه نيمه افقي بزرگ و عريض باشد ( مانند يک لايه بازالتي)، دو خط بلند را بوسيله دونفر تعيين مي کنيم. دو شخص در دو نقطه مي ايستند و به سمت يکديگر نشانه رفته، روند و ميل خطي را که ديگري را قطع مي کند بدست مي آورند (1). ميانگين اين دو را بدست مي آوريم. همين کار را دوباره براي بدست آوردن روند و ميل يک خط دوم نيز انجام مي دهند (2). براي بدست آوردن جهت گيري يک صفحه که شامل دو خط است، خط ها را به صورت دو نقطه بر روي استريونت مي کشيم، و صفحه را حرکت مي دهيم تا دو نقطه بر روي يک دايره بزرگ قرار گيرند. امتداد و شيب دايره بزرگ را مي خوانيم.
اگرچه تکنيک دوخط بهترين راه براي تعيين موقعيت صفحات کم شيب يا نيمه افقي است، موقعيت صفحات کم شيب کوچک ( مثلا لايه بندي در منطقه لولايي چين هاي ميکروسکوپي) مي تواند به روش آزمون و خطا به صورت زير تعيين شود. شيب لايه را در جايي که فکر مي کنيم به حداکثر شيب ( شيب حقيقي) نزديک است،پس از تراز کردن شيب سنج، اندازه گيري کرده و مقدار آن را به خاطر مي سپاريم. کمپاس را مي چرخانيم تا زماني که گوشه قائم الزاويه کمپاس صفحه را لمس کند. در اين حال شيب را مجددا مي خوانيم. اگر شيب کمتر از عدد قبلي باشد ما از شيب حقيقي فاصله داريم و اگر عدد اوليه به شيب حقيقي نزديک تر است. کمپاس را به حالت اوليه باز گردانده و اين بار در جهت مخالف حرکت مي دهيم. اين کار را تکرار مي کنيم را زماني که ما حداکثر شيب را که همان شيب حقيقي است بدست آوريم. وقتي که شيب حقيقي و مقدار آن مشخص شد، راستاي صفحه را در جهت عمود بر خط شيب اندازه گيري مي کنيم.
استفاده از کمپاس براي تعيين دو نقطه هم ارتفاع:
گاهي اوقات ما بر روي مرز يک لايه افقي ( مانند يک لايه بازالتي يا يک لايه رسوبي) بر روي يک تپه قرار گرفته ايم و نياز به تعيين يک نقطه هم ارتفاع بر روي تپه مجاور داريم. به اين صورت عمل مي کنيم: شيب سنج را بر روي عدد صفر صفحه مدرج آن تنظيم مي کنيم، و کمپاس را از پهلو ( به صورت قائم ) به صورتيکه براي اندازه گيري ميل توضيح داده شد مي چرخانيم. از سوراخ نوک بازوي نشانه روي به داخل پنجره نشانه روي نگاه کرده و شيب سنج را با حرکت دادن بدنه کمپاس به بالا يا پايين و نگاه کردن در آينه تراز مي کنيم ( در حالتي که صفر درجه را نشان مي دهد و بدون اينکه شيب سنج را حرکت دهيم ). وقتي شيب سنج تراز شد، نقطه اي را که محل تقاطع خط ديد شما با زمين است بر روي تپه مقابل مشخص مي کنيم. اين نقطه، نقطه هم ارتفاع با محل ايستادن ما، بر روي تپه مجاور مي باشد.
نشانه روي چشمي براي تعيين ارتفاع نقاط نسبت به خود
اين تکنيک همچنين براي تعيين امتداد يک لايه به روش دستي نيز استفاده مي شود. کافي است تا شيب سنج را بر روي عدد صفر قرار داده، بر روي يک لايه ايستاده و در طول لايه نگاه کنيم و شيب سنج را بدون حرکت دادن پيچ تنظيم آن تراز کنيم. بعد از اينکه شيب سنج تراز شد، نقطه اي را بر روي لبه لايه در راستاي خط ديد افقي مان مشخص مي کنيم. اکنون ما خط امتداد را بدست آورده ايم (خط افقي ) و کافي است تا راستاي آن را به روش نشانه روي چشمي و يا کمري بخوانيم. براي اينکه در چنين موقعيتي شيب لايه را در جهت عمود بر خط امتداد بخوانيم، شيب سنج را به صورتيکه براي اندازه گيري شيب توضيح داده شد استفاده مي کنيم
يافتن موقعيت با استفاده از کمپاس و نقشه:
در اين بخش مي آموزيم که چگونه از يک کمپاس و نقشه توپوگرافي براي براي مشخص کردن موقعيتمان بر روي نقشه استفاده کنيم.
اولين کار تنظيم کمپاس با انحراف مغناطيسي ناحيه است. اگر اين کار صورت نگيرد برداشت ها و نتايج آنها اشتباه شده و به مکاني که مد نظرمان است نخواهيم رسيد. انحراف مغناطيسي در منطقه مورد نظر، بايد بر روي نقشه چاپ شده باشد. بعد از يافتن انحراف مغناطيسي بر روي نقشه، بايد آن را بر روي کمپاس خود منتقل کنيم. اگر از کمپاس برانتون استفاده مي کنيم کافي است تا همانطور که قبلا ذکر شد، پيچ برنجي را که در کنار بدنه کمپاس قرار دارد بچرخانيم تا شاخص (index pin) روي صفحه مدرج بر روي ميزان انحراف درست قرار گيرد. براي مدل هاي ديگر کمپاس مي توانيم انحراف مغناطيسي را با چرخاندن دايره مدرج بيروني کمپاس تا زمان قرارگيري عدد مورد نظر روي صفحه مدرج در مقابل خط شاخص لبه بالايي کمپاس تصحيح نمود. براي نمونه هاي ديگر کمپاس که با اين روش ها قابل تصحيح انحراف مغناطيسي نيستند بايد به کتاب راهنماي همراه آن مراجعه نمود. نکته قابل توجه اين است که اين انحراف حتما بايد تصحيح گردد.
مشخص کردن جهت:
ما با نقشه خود در صحرا ايستاده ايم و مي خواهيم از نقطه اي (A) به نقطه ديگر(B) برويم. اولين چيزي که بايد مشخص کنيم جهت A تا B است. دو راه براي اين کار وجود دارد.
ساده ترين راه همراه داشتن يک نقاله در صحراست. با قرار دادن نقاله بر روي نقشه در راستاي شمال – جنوب به طوريکه مرکز نقاله بر روي نقطه A ،يعني محلي که شما در آنجا هستيد، قرار گيرد به سادگي مي توانيد جهت A تا B يعني جهتي که شما مي خواهيد بدان سو حرکت کنيد را از روي نقاله بخوانيد.
تعيين جهت بين دو نطقه بر روي نقشه به کمک نقاله
تعيين جهت بين دو نطقه بر روي نقشه به کمک کمپاس
اگر نقاله به همراه نداشتيد مي توانيد جهت حرکت خود را با کمک کمپاس مشخص کنيد. براي اينکار کمپاس خود را بر روي نقشه مي گذاريم به صورتي که لبه آن در راستاي شمالي – جنوبي و مرکز کمپاس بر روي خط بين دو نقطه A تا B قرار گيرد.
حال نقشه و کمپاس را با يکديگر مي چرخانيم تا نوک شمالي عقربه کمپاس مقابل عدد 0 درجه روي صفحه مدرج قرار گيرد. اکنون مي توانيم جهتي را که بايد حرکت کنيم با خواندن عددي که حاصل برخورد خط AB با صفحه مدرج کمپاس است بدست آوريم.
اين نکته را هم بايد در نظر بگيريم که بر روي کمپاس برانتون جاي شرق و غرب (E&W) برعکس است و اين نبايد ما را در خواندن جهت دچار اشتباه کند.هميشه شرق در سمت راست شمال و غرب در سمت چپ آن قرار دارد.
حرکت از A به سمت B :
بعد از اينکه مشخص کرديم به کدام جهت مي خواهيم حرکت کنيم، حال بايد بدانيم براي رسيدن به نقطه مورد نظر چگونه از کمپاس خود استفاده کنيم. مثلا جهتي که بايد از A به B طي کنيم 21 درجه به سمت شرق (N 21°E) است. براي اين کار کافي است خط مستقيم با زاويه 21 درجه از شمال را تا رسيدن به مقصد طي کنيم.
براي اينکه خود را در اين راستا قرار دهيم، کمپاس را طوري به دست مي گيريم که نوک شمالي عقربه جهتي را که ما مي خواهيم نشان دهد اما در ربع کناري. به عنوان مثال ما مي خواهيم به سمت N 20°E حرکت کنيم. براي اين کار کمپاس را طوري حرکت مي دهيم که نوک شمالي عقربه آن مقابل 340° (N 20°W) قرار گيرد.
وقتي که اين کار را انجام دهيم لبه جلويي کمپاس ما زاويه 20 درجه را در جهتي که مي خواهيم حرکت کنيم به ما نشان مي دهد.
در تصوير A عقربه شمال شرق را نشان مي دهد درحاليکه جهتگيري کمپاس به سمت شمال غرب است.
اغلب کمپاس ها داراي يک سيستم نشانه روي براي دقت بيشتر در تعيين مقصد هستند. کافي است همانطور که قبلا توضيح داده شد، از طريق اين بازوي نشانه روي به مقصدي که مي خواهيم به آن برسيم نگاه کنيم و جهت حرکت خود را تعيين کنيم.
با يافتن يک شيء ( مانند يک درخت يا يک تخته سنگ بزرگ) که در مسيرمان قرار گرفته است، مي توانيم آزادانه به سمت آن حرکت کنيم بدون آنکه تغييري در مسيرمان ايجاد گردد. پس از اينکه به شيء مورد نظر رسيديم شيء ديگري را در همان مسير نشانه روي کرده و به سوي آن حرکت مي کنيم. اين کار را آنقدر تکرار مي کنيم تا به نقطه B برسيم.
يافتن موقعيت خود بر روي نقشه:
اکنون ما مي دانيم که چگونه با استفاده از کمپاس خود از A به B برويم. اما اگر محل دقيق ايستادن خود (نقطه A ) را ندانيم چکار بايد بکنيم؟
ساده ترين راه استفاده از دستگاه GPS جيبي است. کافي است با اين دستگاه مختصات محلي را که ايستاده ايم بدست آوريم و بر روي نقشه با کمک مختصات ثبت شده بر روي آن موقعيت خود را بيابيم. اما اگر ما فاقد GPS بوديم و در منطقه اي با توپوگرافي برجسته قرار داشتيم مي توانيم به کمک کمپاس خود محل دقيق خود را مشخص نمائيم.
با رسم سه خط متقاطع بر روي نقشه به راحتي مي توانيم محل ايستادن خود را بر روي آن مشخص نمائيم. در مرحله اول سه جلوه توپوگرافي را که به راحتي مي توانيم بر روي نقشه خود مشخص نمائيم انتخاب مي کنيم ( مثلا قله کوه ). با اولين انتخاب آغاز
مي کنيم و راستاي خط بين آن نقطه تا محلي که ايستاده ايم را بوسيله کمپاس تعيين مي کنيم و با مداد خطي را با همان راستا و به کمک نقاله بر روي نقشه توپوگرافي مي کشيم به صورتي که اين خط از نقطه مورد نظر عبور کند. اين کار را براي دو نقطه ديگر نيز تکرار مي کنيم و خط هاي ديگر را نيز بر روي نقشه مي کشيم. سه خط در يک نقطه روي نقشه يکديگر را قطع مي کنند و آن محل ايستادن ما است.
يافتن موقعيت خود بر روي نق�
منبع : پایگاه ملی داده های علوم زمین کشور ngdir.ir
http://www.maghaleh.net
