На що свідчить стрілка компаса. Початок масового спостереження за магнітним відмінюванням

Хоч прогрес і балує людство цифровими способами навігації, але класичний компас із намагніченою стрілкою, як і раніше, затребуваний і надійний. Його робота не потребує живлення, наявності супутника або стільникової вежі, тому його стрілка завжди здатна вказувати північний магнітний меридіан поміченим кінчиком, інший при цьому вкаже відповідно південь.

По лімбу приладу нанесено розташування сторін світла, що допомагає зорієнтуватися, якщо магнітних перешкод немає. Потрібно лише розібратися, яке позначення мають напрямки на компасі.

При орієнтуванні завжди слід враховувати, що показані напрямки компасом в повному обсязі збігаються з географічними, оскільки намагнічена стрілка прагне розташуватися вздовж магнітного меридіана, вказуючи геомагнітні полюси планети, які тотожні географічним. Ця похибка сторін світла на компасі має визначення «магнітне відмінювання», яке має постійної величини.

Яким чином за компасом знайти сторони світу

Пристрій компаса просто і геніально - намагнічена стрілка, укладена в корпус під прозорою кришкою в центрі циферблата (лімба), при стані, що відпущений з гальма, північним хвостиком вкаже північний полюс, а південним - південний полюс. На лімб нанесені позначення літерами сторін світла. Якщо прилад вітчизняний, то літери будуть російськими, якщо ж пристрій зроблений не у нас – то латинськими, згідно з міжнародними позначеннями.

Лімб має кругову шкалу, що дорівнює 360º, розділену чотирма рівними секторами, зі зростанням по ходу годинникової стрілки. Розмір кроку шкали може бути в окремого приладу різним, але у будь-якому випадку кожна зі сторін світла позначається певними градусами:

• північ – 0º;
• південь - 180 º;
• схід - 90 º;
• захід - 270 º.

Визначати по устрою сторони світла досить просто, але щоб прилад вказав справжній напрямок, необхідно дотримати ряд простих правил.

• Прилад повинен зайняти строго горизонтальне положення - для цього його або кладуть на рівну поверхню або тримають розкритою долонею, трохи нижче рівня грудей.
• Поблизу повинно бути магнітних перешкод - ліній електропередач, залізничного полотна, скупчень металу, інших магнітів, інакше стрілка вкаже неправильне напрям.
• Як тільки компас займе правильне положення, потрібно відпустити арретир, що грає роль стопора або гальма.
• Звільнена стрілка, похитавшись, займе впевнене становище, коли спеціально вказаний північний хвостик вкаже північ, а протилежний вкаже південь.
• Тепер потрібно поєднати хвостики стрілки із позначеннями сторін світла, нанесеними по лімбу.

Щоб на місцевості позначитися з маршрутом, потрібно вибрати необхідний напрямок шляху, що відповідає шуканій частині карти.

Позначення на компасі сторін світла

Для сторін світла прийняті міжнародні позначення літерами на компасі, зрозумілі у кожному населенню земної кулі, але можливі й російськомовні позначення.

• Північне напрямок позначено латинської N (north) чи російської З (північ).
• Південний напрямок відображено латинською S (south) або нашою Ю (південь).
• Східний напрямок завдано латинської літерою E (east) або російської В (схід).
• Західному напрямку відповідає латинська літера W (west) або наша З (захід).

По ходу годинникової стрілки це виглядатиме так: вгорі - N або С, далі в правій частині лімба - E або В, внизу - S або Ю, ліворуч - W або З.

Напрями сторін світла як для карти і глобуса, так і для компаса і місцевості, будуть розташовуватися однаково:

• якщо стати на північ, то північний полюс буде прямо попереду;
• південний полюс – позаду;
• східний напрямок - праворуч;
• захід - по ліву руку.

Зверніть увагу!Компас із-за наявності магнітного відмінювання показує напрямки не точно!

Похибка компаса - магнітне відмінювання

Враховуючи, що на приладі позначатимуться географічні сторони світла, насправді вони виявляться трохи зміщеними на деяку величину в градусах. Так як силові і географічні полюси нашої планети не збігаються, то при точних розрахунках азимуту перед довгим маршрутом необхідно робити поправки. Якщо ж шлях має бути занадто довгий, а відмінювання вбирається у 10º, можна обійтися і без поправок.

• Магнітне відмінювання зазвичай позначено за полями карти для певної місцевості.
• Якщо такого немає, його можна знайти в довіднику - магнітні обсерваторії постійно повідомляють відомості про величину градусів магнітного відмінювання, характерного для певної місцевості.
• Розрізняють східне відмінювання, коли стрілка пристрою відхиляється від північного географічного полюса у бік сходу, і західне, коли стрілка відхилена на захід.

Зверніть увагу!Східне відмінювання позначено плюсом (+), а західне - мінусом (-). Поправка на його величину, розраховану на приладі, допоможе визначити справжні напрями сторін світла.

Азімут магнітний та географічний

Шлях розраховують перед подорожжю азимутом, і відповідно до нього пересуваються місцевістю. Кут розрахованого азимуту є величиною в градусах, отриману між меридіаном і напрямом шляху на об'єкт, що шукається. Азімут, знайдений на карті, буде істинним, а отриманий за допомогою компаса - магнітним.

• На карту нанесені справжні меридіани, що сходяться в точці географічного полюса. Тому кут між меридіаном, що йде на північ, і напрямком шляху, отриманий по карті, відрізнятиметься від кута, знайденого за приладом, оскільки стрілка компаса розташовується вздовж магнітного, а не географічного, меридіана.
• Якщо у цій місцевості є східне магнітне відмінювання, його величину необхідно відняти від азимуту, отриманого з допомогою компаса біля, щоб його значення збіглося з істинним азимутом, знайденим по карті. Ось навіщо воно позначене знаком (мінус).
• Якщо ж у цій місцевості є західне відхилення, його величину необхідно додати до магнітного азимуту, щоб вийти до значення істинного. Саме тому воно позначено знаком + (плюс).

Поправки на магнітне відмінювання дають гарантію, що маршрут пройде в задуманих межах і відповідатиме справжнім географічним орієнтирам, а шлях не відхилиться від карти.

Пристрій, який зовні схожий на звичайний годинник. Проте є одна особливість. Стрілка компаса завжди вказує на північ. Чому? Відповідь знайдете у статті.

Тяжіння - відштовхування

Усі компаси – це пристрої з магнітом. Працюють вони за принципом тяжіння магнітних полюсів. Легка стрілка компаса – магніт. Наша Земля - ​​це теж магніт, тільки дуже великий і не дуже сильний із максимальними показниками магнітного поля на полюсах - Північному та Південному. Як відомо, протилежні магнітні полюси притягуються один до одного. При цьому однакові, навпаки, відштовхуються. Ось чому стрілка компаса завжди вказує на північ. Стисло це можна описати так: намагнічена голка притягується до Північного магнітного полюса планети.

А якщо точніше

Є таке поняття – магнітне відмінювання. Що це таке? Це кут, що утворюється між віссю обертання планети та її магнітною віссю. Адже вони не збігаються. Чому стрілка компаса завжди вказує на північ? Коротку відповідь складно дати, оскільки саме питання не зовсім коректне. Правильно сказати, що стрілка вказує на точку, що знаходиться на північ від полюса, а саме на острів Соммерсет, що знаходиться в Арктичному архіпелазі Канади. І від нього до Північного полюса 2100 км.

Перший компас

Він виглядав як ківш з живцем, розташований на мідній платівці, щоб дізнатися сторони світла, треба було обертати ківш, і в момент його зупинки живець вказував на південь. Це диво винайшли у Стародавньому Китаї. І ківш був обраний невипадково. Адже він був скопійований із «Небесного Ківша». Саме так називали китайці сузір'я Великої Ведмедиці. Але тоді люди ще не знали, чому компас стрілка завжди показує на північ. Пройшло кілька століть, і в 1600 році Гільберт Вільям, англійський фізик і дослідник, написав книгу про магніти, магнітні тіла і про великий магніт - Землю. Саме йому належить першість у аргументованому роз'ясненні того, чому стрілка компаса завжди показує на північ.

Похибки

Але буває, що стрілка компаса не завжди вказує на північ. Чому? Причин може бути кілька:

Нульовий показник

Вчені довели, що кожні два тисячоліття наша планета втрачає магнітне поле. Кожні 10 років поле Землі стає слабшим на 0,5%. Коли його не стане, відбудеться переполюсування планети і магнітне поле знову зростатиме, а полюси поміняються місцями. Вивчаючи лавові відкладення, доведено, що це відбувалося з нашою планетою неодноразово.

Компас у домашніх умовах

Зробити його просто. Для цього потрібна голка, магніт, чашка з водою та олія. Голку треба покласти на кілька днів поблизу магніту. Потім змастити її олією та обережно опустити на воду в чашці. Намагнічена голка в маслі не втопиться і розгорнеться, вказуючи на сторони світла.

Біокомпас

Виявилося, що перельотні птахи мають свій компас. Біля очей у них знаходиться маленьке поле чутливих клітин, в яких знаходиться магнетит - речовина, здатна намагнічуватися. Саме цей «компас» не дає перелітним птахам збитися зі свого шляху.

GPS - компас

З розвитком технологій супутникового зв'язку звичайний компас відходить у минуле. Сьогодні, коли покриття супутників зв'язку практично не залишило планети неохоплених ділянок, люди переходять на супутникові технології навігації. Ніхто не дивується навігатору в автомобілі та телефоні. До того ж кораблі та літаки давно використовують для орієнтування супутникових систем.

І знову привіт, дорогі друзі! Відгадайте загадку!

Коли з тобою цей друг,

Ти можеш без доріг

Крокувати на північ і на південь,

На захід та схід!

Здогадалися? Ось вам підказка! Цей пристрій, що допомагає орієнтуватися на місцевості, не заблукати в лісі і знайти зворотний шлях. Ну, звісно ж, це компас!

Хтось, можливо, посміхнеться: навіщо сьогодні простачок-компас, якщо у світі новітніх технологій прокладати дорогу можна сучасними навігаторами!

Безумовно, потрібно йти в ногу з часом та полегшувати собі життя за допомогою модних технічних примочок. Але якщо раптом у глухому лісі у супер-провідника сяде батарейка, а із собою запасної немає? Чи відмовить GPS-зв'язок? Як бути тоді? Нехай це можливо не стане в нагоді, але кожен з нас повинен принаймні знати, як користуватися компасом, щоб легко скористатися ним при необхідності.

План уроку:

Як з'явився компас?

Перш ніж навчити вас правильно користуватися цим простим приладом, хотілося б коротко розповісти, хто придумав цю штучку, яка допомагає шукати дорогу.

Як ви вважаєте, де народився компас? Ви не повірите, але тут знову не обійшлося без китайців! За деякими фактами доісторичні прилади визначення сторін світу з'явилися вони ще до нашої ери. Пізніше, з X століття, китайці використали його для визначення правильного шляху у пустелі.

З Китаю компас перекочував до арабських мореплавців, які так потребували провідника. Намагнічений предмет, поміщений у воду, повертався до одного боку світла.

Європейці набули необхідного приладу до XIII століття і вдосконалили його. Італієць Джойя зробив циферблат, а також поділив його на 16 частин. Крім того, він закріпив стрілку на тонкій шпильці, а чашу приладу закрив склом, налив туди води.

З того часу минуло чимало років, компас вчені постійно вдосконалювали, але сама європейська ідея сьогодні не змінилася.

Які компаси бувають?

Різновиди путівників пов'язані з тим, де їх використовують.

Магнітні прилади

Електромагнітні прилади

Працюють рахунок магнітної індукції і застосовують у літаках, і навіть морських судах. Вони не намагнічуються від металу, тож дають меншу похибку.

Гірокомпаси

Працюють за допомогою особливого пристрою під назвою гіроскоп. Це такий пристрій, який реагує зміну кута орієнтації. Такі прилади застосовують у судноплавстві, а також ракетної техніки.

Електронні компаси

Це новинка останніх десятиліть, яка вже більше скидається на навігатор, тому що ловить сигнал від супутника.

Як працює звичайний компас?

Щоб навчитися орієнтуватися, потрібно розуміти, що собою являє звичайний компас, а також як він працює. Пропоную розглянути всім відому адріанову модель.

Магнітний прилад складається з корпусу та розташованої в центрі голочки, на якій тримається стрілка. Найчастіше ця стрілка забарвлена ​​двома кольорами: один її кінчик – синій, а інший – червоний. Правильно працюючий компас завжди синьою стрілкою дивиться на північ, червона ж, відповідно, показує протилежно — на південь.

Ще має шкалу. Називається вона лімб і складається із цифр. Зовнішня шкала цифр розділена поділами від 0 до 360. Це градус, або кут повороту стрілки. По ньому встановлюють напрямок руху. Крім того, на лімбі можуть бути підписані сторони світу російськими або англійськими великими літерами:

- С або N означає північ,

- Ю або S означає південь,

- В або Е спрямовує на схід,

— З чи W показує, де захід.

Перш ніж використати компас, його перевіряють. Щоб переконатися, що ваш пристрій працює без помилок, потрібно покласти його на горизонтальну поверхню і дочекатися, поки стрілка замре, показуючи, де північ. Піднесіть будь-який металевий предмет до приладу. Під впливом магніту стрілка відхилиться у його бік. Потім прибираємо з поля дії метал та спостерігаємо за нашою стрілкою.

Якщо наш компас справний, то стрілочка неодмінно повернеться у вихідне положення північ.

Це важливо! Магнітним компасом не користуються біля ліній електропередач, а також поблизу залізничних колій. Стрілка починає тягнутися до металу, тому механізм працює неправильно.

Вчимося ходити компасом

Навчитися користуватися компасом перед тим, як вирушити з ним у далеку дорогу, можна у квартирі. Отже, ось коротка інструкція, яка допоможе вам освоїти це нехитрий прилад і за допомогою нього благополучно повернутись назад з подорожі.

Тут наша робота із компасом закінчилася. Ідемо собі в сусідню кімнату «по гриби та ягоди». Коли настає час повертатися додому, дістаємо наш компас і починаємо шукати правильний шлях.

1. Компас кладемо на долоню. Встановлюємо стрілку у напрямку на північ.
2. Будуємо лінію повернення: через центр з'єднуємо дві цифри: точку азимуту і ту, що вказувала наш початковий рух, а саме до «сусідного лісу».
3. Повертаємось туди, куди спрямований азимут.

Якщо ви повернулися в початкову точку до умовного орієнтира, то можете сміливо вирушати в подорож. Якщо замість кухні, звідки ви вийшли, раптом повернулися до ванної кімнати, то в ліс вам ще зарано. Потрібно потренуватися.

Це важливо! Якщо ваш шлях звивистий і часто повертає то в один, то в інший бік, досвідчені мандрівники радять розділити його на ділянки, на кожній ділянці вибирати окремий орієнтир та записати його дані. Повертатися від точки до точки буде простіше.

Як перенести шлях на карту?

Деяким туристам зручно йти картою, де нанесені умовні позначення. Іноді це необхідно, коли знаєш точних координат, а потрібне місце намальовано лише графічно. Як його знайти за кілька кілометрів? Потрібно перенести свій курс на звичайну картку.

1. Карту кладемо на рівну поверхню.
2. Компас розміщуємо поверх карти так, щоб використовувати його край як лінію від поточного місця до місця призначення.
3. Крутимо прилад, доки стрілка не вп'ється в покажчик півночі. Але! В покажчик не на самому пристрої, а вказівник північного напрямку, намальованого на карті (так звана географічна північ).
4. Щойно стрілочка приладу з'єдналася зі стрілочкою, намальованою на карті, дивимося цифру — азимут, який показує місце, куди ми йдемо.
5. Цифру призначення запам'ятовуємо, картку забираємо.

Переміщення по карті допомагає і тоді, коли ви заблукали. Для цього достатньо на папері знайти орієнтир, біля якого ви знаходитесь, наприклад, річка або дорога, і за допомогою інструкції, описаної вище, вийти до потрібного місця.

Спокушали і захід мене, і схід.

Тільки їм я ніколи не вірив!

Я пройшов і проплив сотні миль та доріг,

Але душа завжди рветься на північ!

Це вірно, що є у кожного шлях,

Та нечасто він простий і звичний!

А пройти по ньому, не блукати, не згорнути,

Чи зможе той, хто як я, намагнічений!

Переконалися, що нічого складного у користуванні компасом немає? Проте цей простий прилад може стати незамінним помічником! Тому беріть швидше його, крутіть, тренуйтеся, адже скоро літо, а це гарний час перевірити свої знання та влаштувати змагання з орієнтування!

Для закріплення отриманої інформації подивіться відео-урок, і якщо щось досі було незрозуміло, після перегляду все обов'язково проясниться.

Друзі, не забудьте передплатити новини блогу, щоб не пропустити нові цікаві статті! І приєднуйтесь до нас « ВКонтакті»!

"ШколаЛа" ненадовго прощається з вами з побажаннями хороших подорожей!

Євгенія Клімковіч.

02.07.2009

Цьому питанню понад дві тисячі років. Людство використовувало компас століттями, але розуміння, куди вказує стрілка компаса, з'явилося зовсім недавно. Компас – давній винахід. Одна з перших згадок про «магнітну голку» знайдено у давньокитайському альманаху, складеному у другому столітті. «Магніт слідує материнському принципу. Голка викувана із заліза (а воно спочатку було каменем) і суть матері та сина полягає в тому, що вони надають взаємний вплив, вони спілкуються. Суть голки полягає у тому, щоб повернутися до початкової повноти. Тіло її дуже легке та пряме, воно має відбивати прямі лінії. Воно реагує на Ці своєю орієнтацією».

У XI столітті вчений, політик та філософ Шень Ко виявляє, що в деяких місцях компас не завжди вказує на північ: «зміщується трохи на схід замість того, щоб вказати точно на південь», але пояснити причини цього явища він не може. Тому, в пошуках пояснення не завжди однакової поведінки компаса, потрібно звернутися до історії вивчення магнетизму вченими Європи, куди китайський компас потрапив у XII столітті завдяки арабським купцям і мандрівникам. І хоча Шень Ко ще в XI столітті запропонував запровадити двадцять чотири поділу напрямків замість восьми прийнятих у Китаї на той час, і це нововведення «прижилося» в китайських морських компасах починаючи з XII століття, до Європи компас потрапив у більш примітивному вигляді. Тому європейська наука мала фактично відкрити все заново.

Поява компасу у Європі

Перше «європейське» трактування принципу дії компаса виявлено у листі військового інженера Петруса Перегрінуса, написаному 1269-го року. Перегрінус не тільки описував свої експерименти з компасом, але й розмірковував про природу магнетизму і магнітні полюси, відштовхування і тяжіння. Неймовірно, але йому вдалося висунути відразу три гіпотези, які підтвердилися через століття:

1. Двополярність земного магнетизму
2. На полюсах магнітні сили спрямовані вертикально
3. Магнітна сила зростає при наближенні до полюса.

Саме Перегрінус запропонував назви полюсів магніту. Кінець стрілки, що вказує на Північ, він запропонував називати північним полюсом, а протилежний – південним. Він доопрацював компас. У той час компас був плаваючим у посудині магнітом, без будь-якої розмітки. Перегрінус додав до компаса градуйовану шкалу і поєднав компас із морською астролябією, що дало змогу визначати за допомогою такого компасу азимути небесних світил. Поряд із цими дивовижними здогадами та нововведеннями, він допускав і низку помилок. Зокрема, він не вважав за здатність магнітної стрілки вказувати на північ наслідком фундаментальних властивостей магніту або Землі. Він схилявся до того що магнітна стрілка вказує на Полярну зірку. Його думка полягала в тому, що Полярна зірка розташована на небесній осі, довкола якої обертаються 10 небесних сфер. Якщо ця зірка настільки сильна, що навколо неї обертаються зірки, то і магнітна стрілка займає положення відповідно до напряму на неї. Ця теорія зараз нам може здатися наївною, але для того часу (нагадаю, XIII століття) вона була сміливою та прогресивною. У ті часи було прийнято вважати, що стрілка компаса притягується величезною магнітною горою, що знаходиться на Північному полюсі. Це повір'я існувало аж до XVI століття.

І теорія Полярної зірки, і теорія магнітної гори були хибними. Сумніви зародилися, коли компас став широко використовуватися як морський навігаційний прилад. Моряки зауважили, що в деяких місцях стрілка компаса сильно відхиляється від направлення на Полярну зірку, і це викликало проблеми у навігації. Але моряки – народ кмітливий, вони почали відзначати на картах значення відхилення. Перші морехідні карти з відмітками магнітного відмінювання з'явилися торік у Німеччині XV столітті.

Початок масового спостереження за магнітним відмінюванням

XV-XVI століття - епоха великих відкриттів мореплавців. Після відкриття Америки увага Європи була спрямована за океан, а що далі в морі йшли кораблі, то вище ставала ціна помилки в навігації, і тим більша увага стала приділятися картуванню магнітних відмін. Було розроблено спеціальні прилади, що полегшують це завдання. Явище стало масовим, і завдяки цьому досить швидко вдалося зібрати значну кількість вимірів. Вимірювання показували, що у різних місцях компас по-різному відхиляється від напрями на Полярну зірку, й у більшості випадків не на неї. Наука кінця XV – початку XVI століття ще «розгадала» явище магнетизму і тому шукала різні шляхи пояснити відхилення компаса від Півночі.

Перша спроба "обчислити" магнітний полюс

У 1546-му році відомий картограф Меркатор зробив першу спробу «обчислити» місцезнаходження Північного полюса, завдавши карту лінії, відповідні показанням компаса у різних точках. Він вважав, що ці лінії мають перетнутися в одній точці – Полюсі. Спроба виявилася невдалою, лінії не зійшлися в одну точку, Полюс знайти не вдалося. Але Меркатор не залишав ідею та шукав інші підходи до завдання. Через два з лишком десятки років, в 1569-му році він вперше опублікував карту, на якій був показаний полюс, та ще й як! Він зобразив приполярні області у вигляді величезного материка, розділеного чотирма протоками, у центрі, на полюсі, величезна чорна гора, на відстані, поза межами полярного материка, ще одне гора, поменше, а чи не деякі відстані від неї маленька точка. Ще один полюс. Перша гора позначена як Північний полюс, друга - як Polus magnetis respectu insularum capitis Viridis, а біля точки написано Polus magnetis respectu Corui insule. І нехай Меркатор помістив свій Магнітний полюс «між Сибіром та Каліфорнією», але сама ідея розділити географічний та магнітний полюси викликає повагу, а запровадження додаткового магнітного полюса – захоплення. Як-не-як, це було в середині XVI століття, коли ще була в ході теорія «магнітної гори».

Розвиток науки про земний магнетизм

XVI століття історія вивчення геомагнетизму ознаменований як картою Меркатора, а й відкриттям ще однієї характеристики магнітного поля – магнітного способу. У 1576-му році англійський фізик Роберт Норман, експериментуючи з магнітною голкою, що плаває в рідині, зауважив, що голка змінює своє положення не тільки в горизонтальній площині, а й вертикальній. Тобто. до кінця XVI століття дослідники знали про магнітне відмінювання, магнітний спосіб і про сили, що діють між магнітами. До головного висновку про причини поведінки магнітної стрілки залишалося рукою подати, і в 1600 році це нарешті сталося.

Англійський фізик Вільям Гілберт опублікував книгу De Magnete. Про магніті, магнітні тіла і великий магніт - Землі», у якій висловив революційну думку, у тому, що Земля як така – великий магніт. Використовуючи невелику модель Землі, зроблену з природного магнітного матеріалу, Гілберт продемонстрував, що її властивості та поведінка поблизу неї магнітної стрілки точно збігаються з тим, що спостерігають дослідники в різних точках планети. Гілберт зазначив, що поблизу полюсів моделі магнітна стрілка займає вертикальне становище і тим самим дав визначення справжнього магнітного полюса.

Гілберт вірив у те, що магнітний та географічний полюси збігаються. На моделі Землі вони збігалися. Звичайно, він знав про магнітне відмінювання, але пояснював його не різними координатами полюсів, а тим, що в материках міститься більше магнітних елементів, ніж в океані.

Відкриття Гілберта викликало переворот у підходах до вивчення земного магнетизму та залучило нових вчених до цього завдання. Зросла кількість вимірювань і даних про магнітному відмінюванні вказувало на неспроможність теорії магнітного поля як пари полюсів. Математик Леонард Ейлер спробував пояснити феномен магнітного відмінювання «зсунувши» вісь магнітного поля так, щоб вона проходила не через центр Землі, але й цього виявилося замало. Схоже, що треба було більше полюсів.

Декілька полюсів?

У 1701 році, відомий астроном Едмон Галлей опублікував першу карту магнітних відмін в Атлантичному океані. У ході багаторічного плавання Галлей збирав та узагальнював дані вимірів та переконався у поміченому раніше факті – показання компаса в тих самих місцях змінюються з часом, тобто. значення магнітного відмінювання непостійне. Намагаючись знайти пояснення цього явища, він висунув теорію про те, що існує два північні полюси і два південні. Одну пару полюсів він помістив на поверхню Землі, а другу – на внутрішню сферу, що знаходиться у 800 кілометрах углиб. Така модель дозволила йому пояснити наявні дані про магнітне відмінювання, а характер їх змін згодом пояснювалася різними швидкостями зміщення полюсів на зовнішній та внутрішній сферах.

Ідея множинності магнітних полюсів набула розвитку на початку XIX століття. У 1819-му році норвезький вчений Крістофер Ханстин опублікував трактат «Дослідження магнетизму Землі», в якому узагальнив усі відомі на той час дані про виміри і спробував побудувати математичну модель, яка б пояснювала наявні дані. За цією моделлю було видно, що однієї пари полюсів недостатньо, потрібна ще одна пара. На додаток до пари «первинних» полюсів, розташованих на півночі Канади та у східній частині Антарктиди, він ввів ще два полюси: у Сибіру та у південно-східній частині Тихого океану.

Математичні моделі магнітного поля

Ідея Ханстіна побудувати математичну модель магнітного поля Землі була підхоплена Великим Гаусом. Будучи математиком, він вирішив не намагатися розібратися у пристрої магнітного поля, а розробити виключно емпіричну модель, яка описує результати вимірів. У 1839-му році Гаусс опублікував відразу дві роботи: «Напруженість земної магнітної сили, приведена до абсолютної міри» і «Загальна теорія земного магнетизму», в яких представив як теоретичне обґрунтування методу вимірювання, так і нову модель магнітного поля Землі, засновану на його метод сферичного гармонійного аналізу. Для цієї моделі не важливо, скільки у Землі магнітних полюсів самі полюси не відіграють ніякої ролі при аналізі. Існування двох магнітних полюсів, по одному в кожній півкулі, було наслідком аналізу, а визначалися полюси як «область на поверхні Землі, в якій горизонтальна складова поля дорівнює нулю, а спосіб дорівнює 90 °». Тоді не всі погодилися з концепцією Гауса, але його метод сферичного гармонійного аналізу є універсальним, як і його визначення магнітного полюса.

Побудована за моделлю Гауса карта напруженості магнітного поля Землі показує, що версії про кілька магнітних полюсів мали під собою ґрунт, а Ханстін взагалі потрапив у крапку з розташуванням своїх додаткових полюсів.

Те, що вони вважали додатковими полюсами, зараз називають найбільшими магнітними аномаліями. Східно-Сибірська магнітна аномалія – область з підвищеним значенням напруженості геомагнітного поля (за цим параметром перевершує навіть Північний полюс), а Південно-Атлантичної напруженість поля, навпаки, найнижча. Напруженість магнітного поля – лише одна з його характеристик, є ще магнітне відмінювання та магнітне нахилення, а сама напруженість розкладається на складові – вертикальну та горизонтальну, яка у свою чергу розкладається на північну та східну. Карта значень магнітного відмінювання наочно демонструє, що спроби "обчислити" Магнітний полюс за показаннями компаса були приречені на невдачу, компас не вказує на Північ.

Гаус мав рацію в тому, що не став витрачати час на розгадування пристрою магнітного поля, геофізикам вдалося це зробити тільки в наступному столітті, коли було знайдено пояснення, чому магнітне поле Землі неоднорідне і змінюється з часом.

Що впливає на магнітне поле Землі

Згідно з сьогоднішніми уявленнями, магнітне поле Землі є комбінацією кількох магнітних полів, що породжуються різними джерелами.

1. Головне поле. Більше 90% загального магнітного поля породжується у зовнішньому рідкому ядрі планети. Головне поле змінюється дуже повільно.

2. Магнітні аномаліїземної кори, спричинені залишковою намагніченістю гірських порід. Зміни дуже повільні.

3. Зовнішні поля, породжені струмами в іоносфері та магнітосфері Землі. Зміни дуже швидкоплинні.

4. Електричні струми в коріі зовнішньої мантії, що збуджуються змінами зовнішніх полів. Зміни швидкі.

5. Вплив океанічних течій.

Існуючі математичні моделі магнітного поля дозволяють розраховувати лише вікові зміни. Короткострокові обурення, що викликаються змінюваною Сонячною активністю цими моделями не враховуються, але враховуючи те, що віковим змінам схильні саме значні складові, точність моделей дуже висока. Наприклад, точність магнітного відмінювання у моделях WMM і IGRF до 30', тобто. 0.5 °. Звичайно, існують невеликі магнітні аномалії, які не вписуються в глобальні моделі, але їх небагато.

І не варто думати, що термін «вікові зміни» говорить про їхню повільність чи незначність. Як ілюстрацію характеру вікових змін наводиться таблиця зміни магнітного відмінювання у чотирьох містах.

За цією таблицею видно, що навіть за такий нетривалий у масштабах історії відрізок часу магнітне відмінювання у Пекіні змінилося на 3°, у Москві – на 7°, у Києві – на 8°, а у Санкт-Петербурзі – на 9°. Що примітно, у Києві відмінювання змінило напрям із західного на східне.

Напрямок магнітного відмінювання

Говорячи про магнітне відмінювання, треба розуміти, що означає напрям відмінювання. Подивіться на наступний малюнок, на ньому зображено взаємозв'язок між відмінюванням, магнітним азимутом (те, що ми визначаємо за компасом) та справжнім азимутом (кут до напрямку на географічну Північ). Простіше кажучи, якщо відмінювання східне (на малюнку праворуч), то стрілка компаса зміщується на схід від напрямку на Істинний (географічний) Північ, а якщо відмінювання західне (на малюнку зліва), то стрілка зміщується на захід.

Як змінилося магнітне поле Землі за кілька століть

Як видно з таблиці, магнітне поле Землі помітно змінилося за сто з невеликим років, але ще цікавіше виглядає картина змін за більш тривалий термін. Як вже було сказано вище, спостереження за компасними показаннями почалося на рубежі XV-XVI століть і з того часу не припинялося, і завдяки цьому морехідні карти зберегли безцінні для сучасної науки дані, за якими можна скласти модель змін магнітного поля Землі за чотири століття. Цим скористалися геофізики Ендрю Джексон та Метью Уокер з Університету Лідса спільно з істориком Артом Йонкерсом з Університету Амстердама, які у 2000-му році представили нову модель магнітного поля Землі. gufm1, побудовану за даними, зібраними з 1590 до 1990 року. Вражає обсяг даних, які вони цього обробили. Наприклад, за період до 1800-го року – понад 83 тисячі індивідуальних вимірювань магнітного відмінювання у більш ніж 64 тисячах місць, і з них понад 8 тисяч вимірювань відносяться до XVII століття.

Найбільш наочно дані моделі gufm1 виглядають як відеоролика. Подивіться, як змінювалося магнітне відмінювання з 1590 по 1990 рік. Відтінками жовтого кольору зафарбовані області із західним відмінюванням (чим темніше, тим більше відмінювання), а відтінками синього – області зі східним відмінюванням. Градації кольору відповідають 20° зміни магнітного відмінювання, тобто. показано саме глобальні зміни.

Добре видно, що за чотири століття на території Центральної Європи спочатку діяло східне відмінювання, потім західне, і зараз знову східне. Цікава ситуація з територією східного Китаю, лінія нульового відмінювання довгий час балансувала на узбережжі, але останнім часом намітилася чітка тенденція у бік збільшення магнітного відмінювання у бік східного. А якщо згадати, що XI столітті Шень Ко зафіксував деяке західне відмінювання, то тенденція стане ще очевиднішою.

Висновки

Використовуючи компас визначення напрямів біля потрібно пам'ятати, что:

1. У загальному випадку стрілка компаса не вказує ні на Північний, ні на Магнітний полюс, вона показує напрямок ліній магнітного поля в даному місці.

2. Магнітне відмінювання – це кут між напрямком на Північний полюс та напрямком стрілки компаса.

3. Показання компаса в тому самому місці можуть змінюватися з часом.

Особливості використання компаса визначення сторін світла біля, по карті, у квартирі. Інструкція з встановлення та коректної роботи з компасом на Android та IPhone.

Нашу увагу привертають прилади та блага цивілізації. А лише 2-3 століття тому люди більше знали про природу і вміли орієнтуватися на місцевості, спираючись на спостереження та прикмети.

Зараз важко уявити мандрівника чи вченого-геолога без компаса у руках. Цей пристрій допомагає там, де не ловляться сигнали супутника і відсутній Інтернет.

Однак з компасом слід поводитися правильно, а також вміти інтерпретувати його виміри.

Як це робити – поговоримо докладніше.

Позначення сторін світла англійською на компасі з перекладом

Оскільки компасу бувають різні, їх шкали мають різну кількість позначених сторін світла.

Однак обов'язковий набір – це 4 основні:

• N (North) - північ
• S (South) - південь
• E (East) - схід
• W (West) - захід

Або на шкалі відображаються сторони світла буквами російського алфавіту, саме перші зі слів.

Куди показує червона та синя стрілка компаса?

Ми звикли, що на глобусі розташований Північний полюс, на який вказує синя стрілка компаса, а внизу — Південний. І до нього прагнутиме червона.

Проте, спираючись закони фізики, виходить навпаки. Насправді синя стрілка вказує на розташування Південного полюса, а червона — Північного. Оскільки тіла з однаковими зарядами відштовхуються, а чи не притягуються.

Враховуйте також, що звичний нам Північний полюс дрейфує і змінює своє розташування не симетрично до Південного. Тому червона стрілка компаса реально трохи спотворює напрямок цієї частини світла.

Що таке азимут у компасі та як його визначити?

Кут, утворений між напрямком північ і об'єктом, називається азимутом.

Відлік кута проводиться за годинниковою стрілкою.

Існують 2 шляхи визначення азимуту:

• приблизний, або на око
• точний - за допомогою транспорту

У другому випадку стрілка, що показує північ, є відміткою «0» на транспортирі.

Як правильно користуватися компасом у лісі, на місцевості?

Для початку перевірте справність компасу:

• покладіть його на рівну горизонтальну поверхню і дочекайтеся зупинки стрілки
• зафіксуйте її положення
• піднесіть будь-який металевий предмет та відпустіть фіксатор
• стрілка має відреагувати коливаннями
• різко приберіть предмет
• якщо стрілка повернулася до початкового значення до зняття фіксатора, компас справний

Перед входом у ліс визначте свій напрямок руху. Враховуйте його протилежне значення при повороті у зворотний бік.

• Зверніть увагу на великий об'єкт на місцевості. Наприклад, річці, ЛЕП, широкій просіці, дорогам та стежкам. Пам'ятайте, що будь-які магнітні джерела повинні перебувати поза компасом, інакше його показання будуть неправильними.
• Визначте азимут цього об'єкта.
• Враховуйте його при русі в потрібний напрямок.
• Ідеально, якщо у вас є під руками блокнот. Введіть кількість кроків після кожного повороту.

Як правильно користуватися компасом у квартирі?

Дійте кроками:

• вивчіть свій компас, особливості його роботи, перевірте його на справність
• виберіть точку відліку, наприклад, це двері або вікно
• визначайте її місцезнаходження, перебуваючи посередині кімнати
• при цьому компас тримайте горизонтально, наприклад, на книзі
• спирайтеся нею об стіну так, щоб між ними утворився прямий кут
• висота розташування компаса в цьому випадку – на рівні вашої талії
• перевірте свої вимірювання тричі і виберіть середнє значення
• врахуйте, що побутова техніка, меблі, металеві предмети у квартирі створюють тло для коректної роботи компасу
• допустимі відхилення для перевірочних вимірювань становлять 10-15%

Іноді з метою зниження впливу електропередач та домашньої техніки га компас проводять вимірювання сторін світла на відстані від будинку/квартири.

Як визначити своє місцезнаходження за компасом та картою?

• Якщо обидва ці предмети у вас в руках, то спочатку розкрийте карту та уважно розгляньте її.
• Знайдіть об'єкти, зазначені у ньому, біля навколо себе.
• Розгорніть карту так, щоб вони збігалися за розташуванням щодо вас.

Існує кілька способів визначення свого розташування за картою:

• по довколишніх об'єктах
• далеким
• напрямку руху по дорозі, стежці, просіці

Коли ви впоралися із цим етапом, покладіть карту на землю.

• Зверху розмістіть компас.
• Зніміть його з фіксатора.
• Поверніть обличчя на північ, на нього вкаже синя стрілка приладу.
• Далі звіртеся з картою і тією точкою, яку ви вибрали як орієнтир або поточне місцезнаходження.
• Зафіксуйте напрямок руху.

Як прокладати маршрут на карті компасом?

Як завантажити та правильно користуватися компасом на Айфоні?

Часто компас вже встановлений на Айфон серед спеціальних додатків. Якщо його не виявилося, загляньте в AppStore і напишіть у рядку пошуку компас.

Виберіть зі списку той додаток, який вам сподобається. Або орієнтуйтеся на кількість завантажень, тобто рівень популярності утиліти.

Після встановлення програми компас на ваш iPhone для перевірки його роботи дійте так:

• відкалібруйте його. Запустіть програму та повертайте в повітрі однією рукою, ніби малюєте знак нескінченності. Ця функція доступна для iOS7. В інших випадках налаштування виконується інакше.
• На екрані з'явиться шкала компаса та стрілка, що вказує на магнітний північний полюс.
• Якщо вам важлива інформація про географічному полюсі, зайдіть в Налаштування — Компасі поставте галочку Застосувати істинну північ.
• Біла стрілка поза циферблатом компаса показує вам напрямок вашого погляду в даний момент часу. Підберіть своє положення так, що обидві стрілки дивилися на північ.
• Торкніться один раз.
• Тепер під час руху ви побачите червону рухливу зону. Вона показує вашу відхилення від зафіксованого маршруту. Щоб прибрати її, торкніться екрана ще раз.
• Скомбінуйте дані компаса із картами. Запустіть їх. У програмі компас ви знайдете цифри з координатами вашого поточного розташування внизу екрана. Торкніться їх двічі, щоб отримати довідку про місцезнаходження.

Як завантажити та правильно користуватися компасом на Андроїді?

Щоб завантажити компас, зайдіть Play Market.

• У рядку пошуку введіть «компас» і виберіть програму, яку шукаєте для встановлення. Або будь-яке, яке має більший відсоток популярності та завантажень.
• Завантаживши програму, відкрийте її та здійсніть калібрування компаса. Ви побачите підказку на телефоні, як це зробити.
• Далі вивчіть меню та можливості програми та користуйтеся ним за потребою. Враховуйте всі нюанси, про які йшлося у попередніх розділах.

Отже, ми розглянули особливості правильної роботи з компасом як окремим приладом, так і програмою для смартфона. Навчилися орієнтуватися на місцевості та визначати сторони світла у лісі, квартирі.

Хоча наше століття технологій дозволяє практично повсюдно користуватися GPS навігаторами, проте інтернет покриття має обмежений спектр дії.

Відео: як користуватись компасом на місцевості?