人字形左 电子邮件 spinner8 脸书 脸书 2 instagram 推特 youtube

怎么样 Compasses 工作

A compass will always point toward the North Pole.
指南针将始终指向北极。
2009 怎么样StuffWorks

无论站在哪里 地球,您可以手持指南针,它将指向 北 Pole。多么令人难以置信的整洁和令人惊奇的事情!想象一下,您在大海中间,您正在全方位地环顾四周,而您所看到的就是 , 一种 nd it 是 overcast so you cannot see 的 太阳 ...除非您有指南针告诉您哪种方法,否则您将如何知道世界上的哪种方法"up"? Long before GPS卫星 以及其他高科技导航辅助设备,指南针为人类提供了一种简单而廉价的方式来进行自我定位。

但是,什么使指南针发挥作用呢?如我们所见,为什么它对于检测小磁场有用呢? 怎么样 Electromagnets 工作?在本文中,我们将回答所有这些问题,并且还将看到如何从头开始创建指南针!

A 罗盘 是 an extremely simple device. A 磁铁 ic 罗盘 (as opposed to a gyroscopic 罗盘) consists of a small, 轻质磁铁 balanced 上 a nearly frictionless pivot 点. 的 磁铁 通常称为 。针的一端经常被标记"N,"为北方,或以某种方式上色以表示它指向北方。从表面上看,指南针就是所有这些。

指南针起作用的原因更加有趣。事实证明,您可以认为地球内部埋有巨大的条形磁铁。为了使指南针的北端指向 北 Pole,您必须假设埋入的条形磁铁的南端在北极,如右图所示。如果您以这种方式思考世界,那么您可以看到"opposites attract"磁铁的规则会导致罗盘针的北端指向埋入的条形磁铁的南端。因此,指南针指向北极。

为了完全准确,条形磁铁未完全沿着地球的旋转轴运行。它稍微偏离中心偏斜。这种偏斜称为 磁偏角 ,大多数优质的地图会显示不同地区的磁偏角(因为磁偏角会根据您在地球上的位置而略有变化)。

地球的磁场在表面上相当弱。毕竟,地球直径近8,000英里,因此磁场必须传播很长一段距离才能影响您的罗盘。这就是为什么指南针需要有一个 轻质磁铁 和一个 无摩擦轴承。否则,地球磁场中的强度不足以转动针。

的"大棒形磁铁埋在铁芯中"类推可以解释为什么地球具有磁场,但是显然这并不是真正发生的事情。所以呢 真的发生了吗?

没有人可以确定,但是目前有一种可行的理论正在进行。从上面可以看到,地球的核心被认为主要是由熔融 (红)。但从根本上讲,压力是如此之大,以至于这种超高温铁结晶成固体。由铁心散发的热量引起的对流以及地球的自转导致 液态铁 搬进去 旋转模式。可以相信,铁水层中的这些旋转力导致围绕旋转轴的弱磁力。

事实证明,由于地球的磁场是如此微弱,因此指南针只不过是用于探测由任何事物产生的非常小的磁场的探测器。这就是为什么我们可以使用指南针来检测载有电流的电线所产生的微小磁场的原因(请参见 怎么样 Electromagnets 工作 )。

现在让我们看看如何创建自己的指南针。

如果您没有指南针,则可以像人们数百年前一样创建自己的指南针。要创建自己的指南针,您将需要以下材料:

  • 针或其他线状的 (a straightened paper clip, 对于 example)
  • 漂浮的小东西,例如软木塞,聚苯乙烯泡沫塑料的底部 咖啡 杯子,一块塑料或牛奶罐的盖子
  • 直径为9到12英寸(23-30厘米)的盘子,最好是碟形盘子,里面装有大约一英寸(2.5厘米)的水

的first step 是 to turn 的 针 into a 磁铁 . 的easiest way to do this 是 with another 磁铁 -- stroke 的 磁铁 along 的 针 10 or 20 times as shown below.

如果您在房屋周围找不到磁铁,则可能有两个来源,包括开罐器和开罐器。 电磁铁 你让自己(见 怎么样 Electromagnets 工作 )。

如下图所示,将浮子放在水盘的中间。

的"float 上 水 "技术是创建几乎无摩擦的简单方法 轴承 。将磁针对准浮子。它将非常缓慢地指向北方。您已经创建了一个指南针!

如在上一页中创建的磁罗盘,在移动平台(例如船舶和 飞机 。它必须是水平的,并且当平台转动时,它往往会比较缓慢地校正自身。由于这种趋势,大多数船舶和飞机改用陀螺罗盘。

旋转 陀螺仪 ,如果支撑在万向架中并旋转,即使框架移动或旋转,也将保持其指向的方向。在陀螺罗盘中,此趋势用于模拟磁罗盘。在行程开始时,以电磁罗盘为参考将陀螺罗经的轴指向北。一种 发动机 陀螺罗盘内部保持陀螺仪旋转,因此即使船在汹涌的海面或飞机遇到湍流,陀螺罗盘也将继续指向北方,并迅速,准确地进行自我调整。定期用磁罗经检查陀螺罗盘,以纠正可能出现的任何错误。

有关指南针,导航和相关主题的更多信息,请查看下一页上的链接。

Related 怎么样StuffWorks 文章 s

更多精彩链接


<a data-track-gtm="Byline" href="https://www.howstuffworks.com/about-author.htm#brain">Marshall Brain</a> "How Compasses Work" 1 April 2000.<br />HowStuffWorks.com. &lt;https://adventure.howstuffworks.com/outdoor-activities/hiking/compass.htm&gt; 10 January 2021" href="#">Citation & Date
| 重印