البوصلة عبارة عن جهاز أتاح اختراعه للشخص تعلم كيفية العثور على موقع أقطاب الكوكب ، وبالتالي التركيز على التضاريس. توضح النهاية الزرقاء لسهمها مكان الشمال ، أما الطرف الأحمر فيحدد اتجاه الجنوب.
ومع ذلك ، عند تحديد النقاط الأساسية بهذه الطريقة ، يمكنك في بعض الحالات ارتكاب خطأ. بعد كل شيء ، لا يتطابق الشمال والجنوب الجغرافيان للكوكب تمامًا مع المغناطيسيين ، وموقع الأخير هو الذي تشير إليه إبرة البوصلة. لكي نكون دقيقين في هذا الأمر ، قدم العلماء عددًا من المفاهيم ، بما في ذلك الانحراف المغناطيسي والميل المغناطيسي. إنها تساعد في اكتشاف أخطاء القياس ، وكذلك لمعرفة المسافة من القطبين. بالإضافة إلى ذلك ، فإن هذه المحددات تجعل من الممكن التقاط التغييرات في الحقل نفسه التي تحدث بمرور الوقت.
ما هو المجال المغناطيسي للأرض؟
يمكن تخيل كوكبنا كمغناطيس عملاق. إبرة البوصلة هي أيضًا شيء من هذا القبيل ، فقط في نسخة مصغرة. لهذا السبب النهاياتتشير طوال الوقت إلى الأقطاب المغناطيسية للأرض ، بافتراض موقع على طول خطوطها المغناطيسية.
لكن ما هو مصدر وطبيعة هذه الظاهرة العظيمة على مقياس كوكبي؟ بدأ الناس يهتمون بهذا منذ عدة قرون. في البداية ، تم طرح إصدارات تفيد بأن سبب المغناطيسية مخفي في لب الأرض. لذلك فكروا حتى وجدوا دليلًا واضحًا على تأثير النشاط الشمسي على هذه الظاهرة الطبيعية. ثم اقترح العلماء أن مصدر المغناطيسية الأرضية ليس في اللب على الإطلاق.
إحدى أحدث الفرضيات العلمية ، التي تحاول كشف لغز ماهية المجال المغناطيسي للأرض ، تبث ما يلي. تتبخر مياه المحيطات ، التي تحتل مساحة شاسعة من الكوكب الأزرق ، بكميات كبيرة تحت تأثير طاقة الشمس وتصبح مكهربة ، وتتلقى شحنة موجبة. في هذه الحالة ، يكون سطح الأرض نفسه سالبًا. كل هذا يثير حركة تدفقات الأيونات. هذا هو المكان الذي تأتي منه الخصائص المغناطيسية للكوكب نفسه.
المحاور الجغرافية والمغناطيسية
ما هو المحور الجغرافي للأرض ليس من الصعب فهمه. تدور كرة كوكبية حولها ، حيث تظل بعض النقاط ثابتة. لمعرفة مكان المحور ، تحتاج إلى توصيل القطبين بخط وهمي. ولكن هناك نقاط مماثلة في مغناطيس الأرض أو ، بعبارة علمية ، في المجال المغنطيسي الأرضي. إذا رسمت خطًا مستقيمًا يربط بين القطب المغناطيسي الشمالي والجنوب ، فسيكون هذا هو المحور المغناطيسي للكوكب.
وبالمثل ، فإن المغناطيس الأرضي له خط استواء. هذه دائرة تقع في مستوى عمودي على خط مستقيم يسمى المحور. يتم تعريف خطوط الطول المغناطيسية بطريقة مشابهة لتلك التي تم وصفها للتو. هذه أقواس تغلف الكرة المغناطيسية الأرضية عموديًا.
الانحراف المغناطيسي
من الواضح أن خطوط الطول المغناطيسية والجغرافية ، مثل المحاور ، لا يمكن أن تتطابق تمامًا ، ولكن تقريبًا فقط. يشار عادةً إلى الزاوية بينهما عند نقطة معينة على سطح الأرض باسم الانحراف المغناطيسي. وتجدر الإشارة إلى أنه بالنسبة لكل منطقة محددة ، فإن هذا المؤشر ، عند توضيحه ، لن يكون هو نفسه. وتساعد قيمته في تحديد الخطأ بين قراءات الاتجاه الصحيح وقراءات البوصلة.
بما أن اتجاه الأقطاب المغناطيسية لا يتطابق مع الاتجاه الجغرافي ، فقد اتضح أن هذا الخطأ يجب أن يؤخذ في الاعتبار في الحسابات الملاحية. يمكن أن يكون هذا الاختلاف مهمًا جدًا للبحارة والطيارين والجيش. على العديد من الخرائط ، للراحة ، يشار إلى حجم الانحراف المغناطيسي مقدمًا.
الميل المغناطيسي
من المثير للاهتمام أنه من وجهة نظر الفيزياء ، فإن القطبين الحقيقي والمغناطيسي لا يتطابقان فحسب ، بل ينقلبان أيضًا رأسًا على عقب ، أي أن الجنوب يتوافق مع الشمال المغناطيسي ، والعكس صحيح.
تم تصميم إبرة البوصلة لتحديد موقع الأقطاب المغناطيسية في أي مكان على الأرض. وماذا سيحدث لقراءات هذه الآلة مباشرة في القطبين الشمالي والجنوبي؟ اذا كانتم ترتيب البوصلة بطريقة كلاسيكية ، فلن يتحرك السهم بعد الآن بحرية على الإبرة المركزية على طول الجسم ، ولكنه سيضغط عليها أو ، على العكس من ذلك ، سينحرف. في القطب الشمالي الجغرافي ، سيصف دورانًا بزاوية 90 درجة لأسفل ، بينما في الجنوب سيرتفع رأسيًا مع نهايته الشمالية. الطرف المقابل للسهم ، أي الطرف الجنوبي ، سيتصرف عكس ذلك تمامًا.
التحولات المشار إليها لا تحدث فجأة في لحظة واحدة عند التحرك نحو القطبين. وتجدر الإشارة إلى أنه عند زاوية معينة في الاتجاه العمودي ، تنحرف إبرة البوصلة باستمرار تقريبًا تحت تأثير المجال المغناطيسي: في نصف الكرة الشمالي - لأسفل ، وفي الجنوب ، على التوالي ، مع نهايتها الشمالية. تسمى هذه الزاوية الميل المغناطيسي.
هذه الظاهرة معروفة منذ فترة طويلة واكتشفها الصينيون في القرن الحادي عشر. لكن في أوروبا تم وصفه لاحقًا ، في القرن السادس عشر. والفلكي والمهندس الألماني جورج هارتمان فعلها
طرق القياس
حقيقة أن الميل المغناطيسي يتغير بطريقة معينة اعتمادًا على الموقع الجغرافي والإحداثيات التي تصفه تم إثباته من قبل كريستوفر كولومبوس. كلما اقتربت من خط الاستواء ، تقل الزاوية. يصبح صفرًا عند خط الاستواء نفسه. ومع ذلك ، في وقت هذا المسافر العظيم ، لم يتعلموا بعد كيفية تحديد قيمة هذه الكمية بدقة. تم اختراع الأجهزة الأولى ، التي تسمى المائل والتي تسمح لك بضبط زاوية ميل المجال المغناطيسي للأرض ، بعد أكثر من نصف قرن من وفاته.كولومبوس.
أول تصميم من هذا القبيل اقترحه الإنجليزي روبرت نورمان عام 1576. لكنها لم تكن دقيقة تمامًا في شهادتها. في وقت لاحق ، تم اختراع مائل أكثر تقدمًا وحساسية.
