Куди вказує стрілка компаса?

Стрілка магнітного компаса вказує на магнітні полюси Землі, а якщо бути точним, то розташовується в магнітному полі Землі паралельно його магнітним силовим лініям. Це явище спостерігається як в північному, так і в південній півкулях. Але бувають і виключення, причому не так вже й рідко.

Як правило, кінець стрілки, що вказує на північний магнітний полюс, фарбують в контрастний колір.

Далі пропоную розібратися, чому іноді це правило не спрацьовує. А для цього для початку потрібно зрозуміти, що з себе представляє стрілка магнітного компаса і за яким принципом вона працює.

З чого зроблена стрілка

Будь-яка стрілка магнітного компаса зроблена з феромагнетика.

Феромагнетик – це матеріал, який здатний володіти намагніченістю навіть при відсутності зовнішнього магнітного поля. У ньому встановлюється дальній феромагнітний порядок магнітних моментів атомів і іонів, завдяки чому він і набуває магнітні властивості. У відео пояснюється це явище:

Однак при нагріванні ферромагнетика до температури Кюрі вказаний порядок руйнується і феромагнетик стає парамагнетиків. Нагрітий над вогнем магніт втрачає свої магнітні властивості. Саме на цьому грунтується найпростіший спосіб розмагнічування різноманітних магнітів, не виключаючи стрілки магнітного компаса.

Для того, щоб намагнітити ферромагнетик заново, його температуру потрібно знизити нижче точки Кюрі і помістити його в магнітне поле – або покласти поруч з іншим магнітом, або намагнітити, зробивши його сердечником електромагніта.

Чому магнітна стрілка повертається

Щоб розібратися в цьому питанні, потрібно згадати, що таке магнітне поле. А магнітне поле – це силове поле, яке може впливати на електричні заряди і тіла, що володіють магнітним моментом.

Таким чином два магніти здатні взаємодіяти один з одним, при цьому їх однакові полюси будуть відштовхуватися, а протилежні – притягатися. Так, північний і південний полюси будуть прагнути з’єднатися, а ось південний з південним і південно-східний з північним навпаки – будуть заважати з’єднати два магніти.

Тепер розглянемо стрілку магнітного компаса і нашу планету. Обидва цих об’єкта є магнітами, а значить і взаємодіють один з одним за вищевказаною принципом. Тобто північний кінець стрілки тягнеться до південного полюса Землі, а південний – до північного.

Але як же так? Адже нам говорили, що північний кінець стрілки вказує на північ? У чому підступ?

Пояснюється все дуже просто: північний і південний магнітний полюси Землі перейменували і назвали на честь тих географічних полюсів, які перебували в безпосередній близькості до них. Таким чином виходить, що поблизу географічного північного полюса насправді знаходиться південний магнітний полюс Землі, який для зручності був названий північним магнітним полюсом, а в південній півкулі все в точності навпаки.

Взаємодія між цими двома магнітами не надто сильне. Якщо стрілку просто покласти на землю, то вона навряд чи зрушиться з місця. Тому, щоб не заважати їй повертатися в відносно слабкому магнітному полі Землі, її «садять» на шпиль, який виступає в ролі осі, або, як у перших європейських моделях компасів, опускають на воду, зменшуючи тим самим опір при обертанні до мінімуму.

Щоб не сплутати північний і південний кінці стрілки, їх зазвичай роблять різними. Найчастіше кінці стрілки можуть відрізнятися за формою і кольором. Як правило, червоним кольором виділяють північний кінець стрілки, але бувають і виключення. Про те, якими квітами і формою виділяють північну частину стрілки, а також про те, як визначити північний кінець стрілки самостійно, є матеріал в окремій статті (Пристрій компаса).

Чому стрілка не вказує на істинний північ

Як вже було сказано, стрілка магнітного компаса показує напрямок на магнітні північ і південь Землі. Однак місце розташування магнітних полюсів не збігається з місцем розташування справжніх полюсів Землі. Крім того, положення магнітних полюсів Землі постійно змінюється, причому швидкість зміни непостійна в часі і відрізняється у північного і південного магнітних полюсів, що пов’язано з процесами, що відбуваються в надрах планети.

Таким чином, твердження про те, що стрілка магнітного компаса завжди показує на істинний північ, помилково.

Часто доводилося чути, що на Алясці – найбільшому штати США – стрілка магнітного компаса показує не на північ, а на схід. Це не зовсім так. Якщо розглянути карту ізогон магнітного відхилення, то видно, що найбільше відхилення стрілки на схід не досягне навіть 40 °, а це не східний напрямок, а північно-східне. А ось якщо говорити про те, де стрілка компаса замість півночі покаже на захід, то така територія є – це Нунавут, недавно став частиною Канади.

Карта ізогон представлена нижче:

Однак при необхідності все ж можна за показаннями магнітного компаса визначити напрямок на справжні полюса Землі. Для цього потрібно знати величину магнітного схилення, про яку ми розповідали в окремій статті …

Чому іноді стрілка не вказує на магнітну північ

Якщо бути точним, то стрілка магнітного компаса не вказує точно навіть на магнітні полюси Землі. Її свідчення в цьому випадку є приблизними.

На самих магнітних полюсах стрілка магнітного компаса буде прагнути зайняти вертикальне положення, оскільки лінії магнітного поля Землі, паралельно яким розташовується стрілка, на цих територіях розташовані перпендикулярно до площини горизонту. Таким чином, північна частина стрілки буде дивитися вниз на північному полюсі, а південна – на південному.

Однак бувають ситуації, коли показання магнітної стрілки досить сильно відхиляються від «норми», і тоді без додаткових поправок в розрахунках можна отримати великі помилки.

Такі відхилення можуть бути пов’язані з рядом причин. Розглянемо деякі з них.

Це, наприклад, відбувається в областях магнітних аномалій, де напрямок силових ліній магнітного поля Землі сильно відрізняється від напрямку силових ліній магнітного поля в сусідніх областях. Карти з такими ділянками іноді мають замітку про те, що зображена місцевість належить до магнітних аномалій.

Іноді при некоректній роботі на показання магнітної стрілки можуть впливати різні ферромагнетики, що знаходяться поруч. Зазвичай їх вплив присутній завжди, але через їх віддаленості від стрілки такий вплив мізерно мало в порівнянні з впливом магнітного поля Землі. Якщо ж джерело стороннього магнітного поля (феромагнетик або провідник, по якому тече електричний струм) виявляється дуже близько до стрілки, то його вплив може виявитися помітним, а часто і стати переважаючим, що негативно позначиться на результатах проведених за допомогою компаса вимірах.

Зрештою, на помилку в показаннях магнітного (та й не тільки магнітного) компаса може вплинути його несправність. Це не така уже й рідко зустрічається ситуація, тому до неї треба поставитися з усією відповідальністю, перевіряючи компас на справність до виходу на маршрут.

Допоміжні «стрілочні» елементи компаса

Для забезпечення коректної роботи основного елемента компаса – магнітної стрілки – в цьому пристрої передбачений ряд допоміжних елементів. Ознайомимося з деякими з них.

Колба. Вона дозволяє захистити стрілку від механічних пошкоджень, втрати і від впливу вітру і дощу.

Рідина в колбі. Вона служить для швидкої стабілізації стрілки. Компаси, колба яких заповнена спеціальною рідиною, називаються рідинними. У «повітряних» моделях для цієї мети використовувався латунний корпус, що зменшує коливання стрілки за рахунок виникнення індукційних струмів. Однак, якщо порівнювати два варіанти стабілізації, то у випадку з рідиною будь-які коливання стрілки загасають набагато швидше.

Аретир. Це спеціальний стопор для зупинки стрілки, найчастіше представляє собою невеликий важіль-фіксатор. Він дозволяє утримувати стрілку в нерухомому стані, запобігаючи її хаотичні коливання під час руху людини по маршруту.

Про інших елементах, з яких складається магнітний компас, ми дуже детально розповідали в окремій статті …

Як зробити стрілку для компаса своїми руками

В аварійній ситуації, яка сталася за межами цивілізації, може знадобиться сконструювати примітивний компас.

Як стрілки для такого компаса допустимо використовувати будь-які невеликі вироби з феромагнетиків. Найчастіше в якості стрілки для саморобного компаса використовують намагнічену швейну голку, хоча з тим же успіхом в цій ролі виступають і інші предмети, наприклад, англійська шпилька або рибальський гачок.

Детальніше про те, як зробити компас з підручних матеріалів, можна прочитати в цій статті …

До речі, в стародавньому Китаї, де був винайдений перший магнітний компас, як стрілки використовували спеціальну намагнічені ложку, вільно обертається на гладкій дошці.

Як зорієнтуватися по стрілці компаса

За допомогою працюючої магнітної стрілки можна вирішувати різні завдання, але для орієнтування важливі в першу чергу дві – визначення сторін світу і визначення напрямку, в якому потрібно рухатися.

Для того, щоб визначити сторони світу, потрібно за допомогою стрілки знайти напрям на північ і стати до нього обличчям. Тепер позаду виявиться південь, праворуч – схід, а ліворуч – захід.

Щоб по стрілці компаса вибрати напрямок подальшого руху, знаючи азимут, потрібно визначити за показниками стрілки напрямок на північ, а потім від нього за годинниковою стрілкою відміряти кут, відповідний потрібного магнітному азимуту.

Як бачимо, в роботі магнітної стрілки, як і самої стрілкою немає нічого загадкового і суперечливого. Все цілком пояснюється законами фізики і знаннями про навколишній світ. Саме ці знання, накопичені попередніми поколіннями, дозволяли людям виживати і привели до розквіту людську цивілізацію, і саме ці знання в наші дні стають на допомогу тим, хто опинилися в аварійних умовах далеко від цивілізації або просто заблукав в лісі, відправившись за грибами.

Ссылка на основную публикацию