เข็มทิศเป็นอุปกรณ์ที่มนุษย์สามารถเรียนรู้ที่จะค้นหาตำแหน่งของเสาของโลกได้ โดยเน้นไปที่ภูมิประเทศ ปลายลูกศรสีน้ำเงินแสดงตำแหน่งของทิศเหนือ และลูกศรสีแดงกำหนดทิศทางทิศใต้
อย่างไรก็ตาม เมื่อพิจารณาจุดสำคัญด้วยวิธีนี้ ในบางกรณี คุณอาจทำผิดพลาดได้ ท้ายที่สุดแล้ว ทิศเหนือและทิศใต้ของดาวตามภูมิศาสตร์ไม่ตรงกับส่วนที่เป็นแม่เหล็ก และเป็นที่ตั้งของตำแหน่งหลังซึ่งระบุด้วยเข็มเข็มทิศ เพื่อความชัดเจนในเรื่องนี้ นักวิทยาศาสตร์ได้แนะนำแนวความคิดจำนวนหนึ่ง ซึ่งรวมถึงความลาดเอียงของสนามแม่เหล็กและความเอียงของสนามแม่เหล็ก ช่วยในการตรวจจับข้อผิดพลาดในการวัด ตลอดจนหาระยะห่างจากเสา นอกจากนี้ ดีเทอร์มิแนนต์เหล่านี้ยังทำให้สามารถบันทึกการเปลี่ยนแปลงในฟิลด์ที่เกิดขึ้นเองเมื่อเวลาผ่านไป
สนามแม่เหล็กโลกคืออะไร
โลกของเราเปรียบเสมือนแม่เหล็กขนาดยักษ์ เข็มเข็มทิศก็เป็นเช่นนั้นเฉพาะในรุ่นจิ๋วเท่านั้น นั่นเป็นเหตุผลที่สิ้นสุดเธอชี้ไปที่ขั้วแม่เหล็กของโลกตลอดเวลาโดยกำหนดตำแหน่งตามเส้นแม่เหล็ก
แต่อะไรคือที่มาและธรรมชาติของปรากฏการณ์อันยิ่งใหญ่เช่นนี้ในขนาดดาวเคราะห์? ผู้คนเริ่มสนใจเรื่องนี้เมื่อหลายศตวรรษก่อน ในตอนแรก เวอร์ชันต่างๆ ถูกเสนอว่าสาเหตุของสนามแม่เหล็กซ่อนอยู่ในแกนโลก ดังนั้นพวกเขาจึงคิดจนกระทั่งพบหลักฐานที่ชัดเจนเกี่ยวกับอิทธิพลของกิจกรรมสุริยะที่มีต่อปรากฏการณ์ทางธรรมชาตินี้ จากนั้นนักวิทยาศาสตร์ก็แนะนำว่าแหล่งกำเนิดแม่เหล็กภาคพื้นดินไม่ได้อยู่ในแกนกลางเลย
หนึ่งในสมมติฐานทางวิทยาศาสตร์ล่าสุด พยายามที่จะไขปริศนาว่าสนามแม่เหล็กของโลกคืออะไร ออกอากาศดังต่อไปนี้ น้ำจากมหาสมุทรซึ่งครอบครองอาณาเขตอันกว้างใหญ่ของดาวเคราะห์สีน้ำเงิน ระเหยในปริมาณมากภายใต้อิทธิพลของพลังงานของดวงอาทิตย์และกลายเป็นไฟฟ้าโดยได้รับประจุบวก ในกรณีนี้ พื้นผิวโลกจะมีประจุเป็นลบ ทั้งหมดนี้กระตุ้นการเคลื่อนที่ของกระแสไอออน นี่คือที่มาของคุณสมบัติแม่เหล็กของดาวเคราะห์เอง
แกนทางภูมิศาสตร์และแม่เหล็ก
แกนทางภูมิศาสตร์ของโลกคืออะไร เข้าใจได้ไม่ยาก ลูกบอลดาวเคราะห์หมุนไปรอบ ๆ โดยที่จุดบางจุดยังคงนิ่งอยู่ ในการหาว่าแกนอยู่ที่ไหน คุณต้องเชื่อมต่อเสากับเส้นจินตภาพ แต่มีจุดที่คล้ายกันในแม่เหล็กโลกหรือในทางวิทยาศาสตร์คือในทรงกลม geomagnetic ถ้าลากเส้นตรงที่เชื่อมขั้วแม่เหล็กเหนือกับขั้วใต้ มันจะเป็นแกนแม่เหล็กของดาวเคราะห์
แม่เหล็กโลกก็มีเส้นศูนย์สูตรเช่นเดียวกัน นี่คือวงกลมที่อยู่ในระนาบที่ตั้งฉากกับเส้นตรงที่เรียกว่าแกน เส้นเมอริเดียนแม่เหล็กถูกกำหนดในลักษณะเดียวกับที่อธิบายไว้ นี่คือส่วนโค้งที่ห่อหุ้มทรงกลม geomagnetic ในแนวตั้ง
ความเอียงของแม่เหล็ก
เป็นที่ชัดเจนว่าเส้นเมอริเดียนของแม่เหล็กและตามภูมิศาสตร์ เช่น แกน ไม่สามารถอยู่ชิดกันทั้งหมดได้ แต่จะมีเพียงประมาณเท่านั้น มุมระหว่างพวกเขา ณ จุดหนึ่งบนพื้นผิวโลกมักเรียกว่าความลาดเอียงของแม่เหล็ก ควรสังเกตว่าสำหรับแต่ละท้องที่ ตัวบ่งชี้นี้เมื่อชี้แจงแล้วจะไม่เหมือนกัน และค่าของมันจะช่วยระบุข้อผิดพลาดระหว่างทิศทางจริงกับการอ่านเข็มทิศ
เนื่องจากทิศทางของขั้วแม่เหล็กไม่ตรงกับตำแหน่งทางภูมิศาสตร์ ข้อผิดพลาดนี้จึงกลายเป็นว่าต้องนำมาพิจารณาในการคำนวณการนำทาง ความแตกต่างดังกล่าวมีความสำคัญมากสำหรับลูกเรือ นักบิน และกองทัพ เพื่อความสะดวกในหลายๆ แผนที่ จะมีการระบุขนาดของความเอียงแม่เหล็กไว้ล่วงหน้า
ความเอียงของแม่เหล็ก
เป็นเรื่องที่น่าสนใจที่จากมุมมองของฟิสิกส์ ขั้วจริงและขั้วแม่เหล็กไม่เพียงแต่ไม่ตรงกันเท่านั้น แต่ยังกลับหัวกลับหางด้วย นั่นคือ ทิศใต้สอดคล้องกับทิศเหนือแม่เหล็ก และในทางกลับกัน
เข็มทิศถูกออกแบบมาเพื่อระบุตำแหน่งของขั้วแม่เหล็กที่ใดก็ได้ในโลก และจะเกิดอะไรขึ้นกับการอ่านค่าเครื่องมือนี้โดยตรงที่ขั้วโลกเหนือและใต้? ถ้าเข็มทิศถูกจัดเรียงในแบบคลาสสิก จากนั้นลูกศรจะไม่เคลื่อนที่อย่างอิสระบนเข็มตรงกลางตามร่างกายอีกต่อไป แต่จะกดทับหรือเบี่ยงเบน ที่ขั้วโลกเหนือจะบรรยายถึงปลาปิรูเอตต์ที่ดิ่งลงมา 90 องศา ในขณะที่ทางใต้จะยิงขึ้นไปในแนวตั้งที่ปลายด้านเหนือ ปลายลูกศรตรงข้าม กล่าวคือ อันใต้ จะทำตัวตรงกันข้ามทุกประการ
การเปลี่ยนแปลงที่ระบุจะไม่เกิดขึ้นอย่างกะทันหันในคราวเดียวเมื่อเคลื่อนเข้าหาเสา ควรสังเกตว่าในมุมหนึ่งในทิศทางแนวตั้ง เข็มทิศจะเบี่ยงเบนเกือบตลอดเวลาภายใต้อิทธิพลของสนามแม่เหล็ก: ในซีกโลกเหนือ - ลงและในภาคใต้ตามลำดับขึ้นไปที่ปลายด้านเหนือ มุมนี้เรียกว่าความโน้มเอียงของแม่เหล็ก
ปรากฏการณ์ดังกล่าวเป็นที่รู้จักกันมานานและถูกค้นพบโดยชาวจีนในศตวรรษที่ 11 แต่ในยุโรปมีการอธิบายไว้มากในภายหลังในศตวรรษที่ 16 และนักดาราศาสตร์และวิศวกรจากเยอรมนี Georg Hartmann ก็ทำได้
วิธีวัด
ความจริงที่ว่าความโน้มเอียงของสนามแม่เหล็กเปลี่ยนแปลงไปในทางใดทางหนึ่งขึ้นอยู่กับที่ตั้งทางภูมิศาสตร์และพิกัดที่อธิบายโดยคริสโตเฟอร์ โคลัมบัส เมื่อคุณเข้าใกล้เส้นศูนย์สูตร มุมจะลดลง มันจะกลายเป็นศูนย์ที่เส้นศูนย์สูตรนั่นเอง อย่างไรก็ตาม ในช่วงเวลาของนักเดินทางผู้ยิ่งใหญ่คนนี้ พวกเขายังไม่ได้เรียนรู้วิธีการกำหนดมูลค่าของปริมาณนี้อย่างแม่นยำ อุปกรณ์แรกที่เรียกว่า inclinators และอนุญาตให้คุณกำหนดมุมเอียงของสนามแม่เหล็กโลก ถูกประดิษฐ์ขึ้นเพียงครึ่งศตวรรษหลังจากการตายของเขาโคลัมบัส
การออกแบบดังกล่าวครั้งแรกถูกเสนอโดย Robert Norman ชาวอังกฤษในปี 1576 แต่คำให้การของเธอไม่ถูกต้องทั้งหมด ต่อมามีการประดิษฐ์เครื่องเอียงขั้นสูงและละเอียดอ่อนขึ้น