La main à la pâte
ما الذي يجذب عقرب البوصلة نحو القطب الشمالي المغناطيسي؟
26/04/1999
تاريخ
 
Catherine Chaubrun
سؤال من
 

سوف ندرس البوصلة، بالنسبة للملاحة بما أننا سنذهب في جولة في البحر إني أتساءل شخصيا عند تحضير الأنشطة. ما الذي يجذب العقرب للقطب الشمالي المغناطيسي. هل هذه كتلة ركاز (معدن غير خالص)، هل هذه قطبية بسبب الانجذاب؟ في خط الاستواء المغناطيسي هل العقرب أفقي؟ ما الذي يحدث في نصف الكرة الجنوبي؟ - لا أجد الإجابات في الكتب.

 

 
 
06/05/1999
تاريخ
 
إجابة من
 

بعض الأجهزة يمكن أن تتسبب في الجوار في مجال مغناطيسي. فمثلاً، بوبينة موصلة يمر فيها تيار كهربي أو مغناطيسي كهربي أو مغناطيسي دائم ومستقيم أو مغناطيسي دائم من الحديد، إن المجال المغناطيسي خاصية فيزيائية تمتاز باتجاهها وشدتها. وعامة هذه المميزات تختلف من نقطة إلى نقطة في الفراغ. إن أصل المغناطيسية الأرضية ليس معروفاً تماماً، ولكننا نعرف أنه جزئياًحادث عن النواة المنصهرة في مركز الأرض. يمكن أن نكتفي بأننا – من وجهة النظر المغناطيسية- نشبه الأرض بالمغناطيس المستقيم الموجود في المركز. يتقابل محور هذا المغناطيس مع سطح الأرض في القطبين الشمالي والجنوبي. أما محور دوران الأرض الجنوب – الشمال فلا يتقابل مع محور القطبين المغناطيسيين. وتتغير الزاوية بين هذين المحورين في الوقت. إذا فالمسألة معقدة لأن الركاز المغناطيسي لا يتدخل، إذاً فالمسألة في الأصل تغيرات محلية ("تشابهات مغناطيسية"). أما قوى الجذب فلا تتدخل. البوصلة مكونة من عقرب معدني ممغنط حساس للمجال المغناطيسي. وبما أن العقرب خاضع للمجال المغناطيسي الأرضي (مما يفترض معه عدم وجود مغناطيس آخر في الجوار)، إذا فهو يتجه، إذا كان حر الحركة في اتجاه المجال المغناطيسي – ومن الناحية العملية، تشير الخرائط (انظر خرائط المعهد الجغرافي القومي) قيمة الزاوية بين الاتجاه الشمالي الجغرافي والشمال المغناطيسي في مكان معين وفى تاريخ رسم الخريطة وهناك إمكانية لتغيرها على مدار العام. إن معظم البوصلات التجارية تتمثل في شكل علبة أسطوانية يوجد بها عقرب ممغنط يمكن أن يدور حول محور لا يمكن للعقرب أن يشغل أي مكان في الفراغ. إذا كانت البوصلة موضوعة على دعامة أفقية، إذا فلا يمكن للعقرب أن يدور في هذا المستوى الأفقي. بما أن البوصلة لا يمكنها أن تعطي اتجاه المجال، فإنها لا تشير إلا إلى اتجاه مكوّنها الأفقي. في أي نقطة على سطح الكرة الأرضية، يكون عقرب هذه البوصلة أفقياً في أي مكان، سواء في أوروبا وفي أي دولة استوائية. في نصف الكرة الجنوبي، تشير البوصلة أيضاً نحو الشمال ماذا يمكننا عمله أيضاً غير ذلك؟ لكن إذا استخدمنا عقرباً يشير إلى الاتجاه في الفراغ نستنتج إذاً أن العقرب يكون شديد الميل نحو الخط الأفقي في المناطق القطبية ومائلاً جداً في المناطق القريبة من خط الاستواء (وهو مفهوم جغرافي وليس مغناطيسي) والزاوية التي تتكوّن من العقرب مع المستوى الأفقي المحلي هي الميل وللقيام بالملاحظة يجب معرفة هذه الزاوية. ما نريده هو، فقط معرفة زاوية الميل دون فقد الاتجاه الشمالي.