מצפן הוא מכשיר, שהמצאתו אפשרה לאדם ללמוד למצוא את מיקום הקטבים של כוכב הלכת, ובכך להתמקד בשטח. הקצה הכחול של החץ שלו מראה היכן ממוקם הצפון, והאדום מקבע את כיוון הדרום.
עם זאת, בעת קביעת הנקודות הקרדינליות בשיטה זו, במקרים מסוימים אתה יכול לטעות. אחרי הכל, הצפון והדרום הגיאוגרפי של כוכב הלכת לא ממש עולים בקנה אחד עם אלה המגנטיים, וזה המיקום של האחרון שמצוין על ידי מחט המצפן. ליתר דיוק בעניין זה, מדענים הציגו מספר מושגים, הכוללים נטייה מגנטית ונטייה מגנטית. הם עוזרים לזהות שגיאות מדידה, כמו גם לגלות את המרחק מהקטבים. בנוסף, הקובעים הללו מאפשרים ללכוד שינויים בשטח עצמו המתרחשים לאורך זמן.
מהו השדה המגנטי של כדור הארץ?
ניתן לדמיין את כוכב הלכת שלנו כמגנט ענק. גם מחט המצפן היא משהו כזה, רק בגרסה מיניאטורית. בגלל זה הקצוותהיא כל הזמן מצביעה על הקטבים המגנטיים של כדור הארץ, תוך שהיא מקבלת מיקום לאורך הקווים המגנטיים שלו.
אבל מה המקור והטבע של תופעה גרנדיוזית כזו בקנה מידה פלנטרי? אנשים התחילו להתעניין בזה לפני כמה מאות שנים. בתחילה הועלו גרסאות לפיהן הגורם למגנטיות חבוי בליבת כדור הארץ. כך הם חשבו עד שמצאו עדויות ברורות להשפעת פעילות השמש על תופעת הטבע הזו. ואז מדענים הציעו שמקור המגנטיות הארצית בכלל לא בליבה.
אחת ההשערות המדעיות האחרונות, המנסה לפענח את המסתורין של מהו השדה המגנטי של כדור הארץ, משדרת את הדברים הבאים. מים מהאוקיינוסים, אשר תופסים שטח עצום של כוכב הלכת הכחול, מתאדים בכמויות גדולות בהשפעת אנרגיית השמש ומתחשמלים ומקבלים מטען חיובי. במקרה זה, פני כדור הארץ עצמו טעונים שלילי. כל זה מעורר את תנועת זרימות היונים. מכאן מגיעות התכונות המגנטיות של כוכב הלכת עצמו.
צירים גיאוגרפיים ומגנטים
מהו הציר הגיאוגרפי של כדור הארץ לא קשה להבין. כדור פלנטרי מסתובב סביבו, כאשר נקודות מסוימות נותרות ללא תנועה. כדי להבין היכן נמצא הציר, צריך לחבר את הקטבים בקו דמיוני. אבל יש נקודות דומות במגנט כדור הארץ או, אם לומר זאת מדעית, בכדור הגאומגנטי. אם תצייר קו ישר המחבר בין הקוטב המגנטי הצפוני לדרום, זה יהיה הציר המגנטי של כוכב הלכת.
באופן דומה, למגנט כדור הארץ יש קו המשווה. זהו מעגל הממוקם במישור המאונך לישר הנקרא ציר. המרידיאנים המגנטיים מוגדרים באופן דומה לזה שתואר זה עתה. אלו הן קשתות שעוטפות את הכדור הגיאומגנטי בצורה אנכית.
סטיה מגנטית
ברור שהמרידיאנים המגנטיים והגיאוגרפיים, כמו הצירים, אינם יכולים לחפוף לחלוטין, אלא רק בקירוב. הזווית ביניהם בנקודה מסוימת על פני כדור הארץ מכונה בדרך כלל הנטייה המגנטית. יש לציין כי עבור כל יישוב ספציפי, אינדיקטור זה, כאשר יובהר, לא יהיה זהה. והערך שלו עוזר לקבוע את השגיאה בין הכיוון האמיתי לקריאות המצפן.
מכיוון שכיוון הקטבים המגנטיים אינו חופף לאלו הגיאוגרפיים, יש לקחת בחשבון את השגיאה הזו, מסתבר, בחישובי ניווט. הבדל כזה יכול להיות חשוב מאוד עבור מלחים, טייסים וצבא. במפות רבות, מטעמי נוחות, מצוין גודל הנטייה המגנטית מראש.
נטייה מגנטית
מעניין שמבחינת הפיזיקה, הקטבים האמיתיים והמגנטיים לא רק שאינם חופפים, אלא גם מתהפכות, כלומר הדרום מתאים לצפון המגנטי, ולהיפך.
מחט המצפן נועדה לקבוע את מיקומם של הקטבים המגנטיים בכל מקום על פני כדור הארץ. ומה יקרה לקריאות המכשיר הזה ישירות בקוטב הצפוני והדרומי? אםהמצפן מסודר בצורה קלאסית, ואז החץ כבר לא ינוע בחופשיות על המחט המרכזית לאורך הגוף, אלא ילחץ עליה או, להיפך, יסטה. בקוטב הגיאוגרפי הצפוני, הוא יתאר פירואט בגובה 90 מעלות למטה, ואילו בדרום הוא יזרום למעלה אנכית עם קצהו הצפוני. הקצה הנגדי של החץ, כלומר הדרומי, יתנהג בדיוק הפוך.
המטמורפוזות המצוינות אינן מתרחשות בפתאומיות ברגע אחד כאשר נעים לכיוון הקטבים. יש לציין שבזווית מסוימת בכיוון האנכי, מחט המצפן סוטה כמעט ללא הרף בהשפעת שדה מגנטי: בחצי הכדור הצפוני - למטה, ובדרומי, בהתאמה, למעלה עם הקצה הצפוני שלה. זווית זו נקראת נטייה מגנטית.
תופעה כזו ידועה כבר זמן רב והתגלתה על ידי הסינים עוד במאה ה-11. אבל באירופה זה תואר הרבה יותר מאוחר, במאה ה-16. והאסטרונום והמהנדס מגרמניה גיאורג הרטמן עשה את זה.
שיטות מדידה
העובדה שהנטייה המגנטית משתנה בצורה מסוימת בהתאם למיקום הגיאוגרפי ולקואורדינטות המתארות אותה הוכחה על ידי כריסטופר קולומבוס. ככל שמתקרבים לקו המשווה, הזווית פוחתת. הוא הופך לאפס בקו המשווני עצמו. אולם בזמנו של הנוסע הגדול הזה, הם עדיין לא למדו כיצד לקבוע במדויק את ערכה של כמות זו. המכשירים הראשונים, הנקראים אינקלינטורים ומאפשרים לקבוע את זווית הנטייה של השדה המגנטי של כדור הארץ, הומצאו רק יותר מחצי מאה לאחר מותו.קולומבוס.
העיצוב הראשון כזה הוצע על ידי האנגלי רוברט נורמן ב-1576. אבל היא לא דייקה לגמרי בעדותה. מאוחר יותר, הומצאו שיפועים מתקדמים ורגישים יותר.
