لقد كانت البوصلة دائمًا شيئًا مثيرًا للاهتمام، وغالبًا ما ترتبط بالمغامرة والاستكشاف والهواء الطلق. تم استخدامه في المقام الأول من قبل البحارة والمستكشفين في رحلاتهم حول العالم أو من قبل الباحثين عن الكنوز الذين يبحثون عن الكنوز المخفية. ومع ذلك، في العصر الحديث، تطورت البوصلة إلى ما هو أبعد من كونها مجرد أداة ملاحية. اليوم، يستخدمه المغامرون بشكل متكرر خلال دورات التوجيه، بينما يستخدمه المسافرون على متن السفن والطائرات لتوجيه أنفسهم. كثير من الناس لا يعرفون كيف تعمل البوصلة.
لذلك، سنخصص هذا المقال لإخبارك بكيفية عمل البوصلة وخصائصها والجوانب التي يجب مراعاتها.
ما هي البوصلة
البوصلة هي أداة تعمل باستخدام المجال المغناطيسي للأرض. وهي تتألف من إبرة ممغنطة معلقة على محور، مما يسمح لها بالدوران بحرية. يشير القطب الشمالي للإبرة نحو القطب الشمالي المغناطيسي للأرض، ونتيجة لذلك، يمكن استخدام البوصلة لتحديد اتجاه الشمال المغناطيسي. تتأثر حركة الإبرة بالقوى المغناطيسية التي يمارسها عليها المجال المغناطيسي للأرض، مما يجعلها تتماشى مع اتجاه المجال. لذلك، باستخدام البوصلة، يمكن للمرء تحديد الاتجاه بدقة والتنقل عبر التضاريس غير المعروفة.
إن معرفة كيفية عمل البوصلة أمر بالغ الأهمية عند التنقل في المناطق المفتوحة. خاصة في أوقات الأزمات أو عندما يكون الاتصال بنظام تحديد المواقع العالمي (GPS) غير ممكن. تعد التوجيهات الأساسية واستخدام الإبرة المائلة والمشار إليها من مهارات البقاء الأساسية إذا قررت الخروج إلى البرية بحثًا عن مغامرة.
لقد كانت وظيفة البوصلة لغزا منذ فترة طويلة، ولكن عملها الداخلي بسيط للغاية. تعمل البوصلة على أساس التفاعل بين المجال المغناطيسي للأرض وإبرة مغناطيسية صغيرة داخل الجهاز. يتم تعليق هذه الإبرة بطريقة تسمح لها بالتحرك بحرية والتوافق مع القطب الشمالي المغناطيسي للأرض. بعد اتجاه الإبرة، يمكن للمستخدم تحديد اتجاهه الخاص بالنسبة للشمال المغناطيسي. علاوة على ذلك، ترتبط هذه الآلية بـ أصل المجال المغناطيسي للأرض، وهو موضوع ذو صلة بفهم البوصلة.
كيف تعمل البوصلة؟
من المعتاد أن يتساءل الأطفال عن آليات البوصلة عندما يواجهونها للمرة الأولى. لحسن الحظ، شرح وظيفة البوصلة بسيط للغاية. البوصلة تعمل بسبب المجال المغناطيسي للأرض. لذلك، فإن البوصلة المغناطيسية البسيطة، كتلك التي يحملها غالبًا المتجولون ومتسلقو الجبال، تعمل وفقًا لمبدأ بسيط. تتفاعل إبرة متحركة داخل البوصلة مع المغناطيس، وهو في الواقع الأرض. وذلك لأن كوكبنا يحتوي على كمية كبيرة من الحديد وبالتالي فهو مغناطيسي. تستخدم الإبرة المتحركة الصغيرة للبوصلة هذه الخاصية للإشارة إلى اتجاه الشمال والجنوب.
ومع ذلك، من المهم أن نلاحظ أن هذه الآلية لا تعمل إلا إذا لم تكن البوصلة قريبة جدًا من أي مغناطيس آخر. إبرة البوصلة عادة ما تكون مصنوعة من الفولاذ المغناطيسي وتوفر بشكل عام تقريبًا لاتجاه الشمال، ولكن ليس بدقة كاملة. ومع ذلك، فإن هذه الأداة مفيدة جدًا لتوجيه نفسك بسرعة. للحصول على الأداء الأمثل، من الضروري أن يتم تركيب الإبرة بأقل قدر من الاحتكاك لضمان تحركها دون عوائق. إذا لم يتم تركيب الإبرة بشكل صحيح، فقد يتسبب ذلك في إشارة السهم إلى اتجاه الشمال بشكل غير دقيق. يرتبط مبدأ التشغيل هذا بـ المجال المغناطيسي للأرض، وهو أمر حيوي لعمل البوصلة بشكل صحيح.
تعد آليات المجالات المغناطيسية للأرض موضوعًا معقدًا. يتضمن التفسير المقتضب فكرة وجود الأرض نواة حديدية صلبة في مركزها محاطة بمعدن منصهر. وتولد حركة هذا المعدن السائل تيارات كهربائية تولد المجال المغناطيسي للكوكب. هذا المجال المغناطيسي هو ما يحمي الأرض من الرياح الشمسية الضارة والإشعاع الشمسي الذي قد يعرض كوكبنا للخطر.
سلوك الإبرة
للتعمق أكثر في الميكانيكا، فإن تفسير سلوك إبرة البوصلة، التي تشير دائمًا إلى الشمال، يعد أمرًا معقدًا إلى حد ما. تساعد الأقطاب المغناطيسية للأرض والمجال المغناطيسي المصاحب لها في توجيه الإبرة. يكون القطب المغناطيسي السلبي للأرض أقوى بالقرب من القطب الشمالي الجغرافي، مما يجبر إبرة البوصلة المغناطيسية على الإشارة إلى اتجاه الشمال الحقيقي. المضمون، إبرة البوصلة هي في حد ذاتها مغناطيس يتماشى مع خطوط المجال المغناطيسي للأرض.
تجدر الإشارة إلى أن الأضواء الشمالية هي ظاهرة طبيعية تنشأ من المجال المغناطيسي للأرض. يتم إنشاء هذه الأضواء بواسطة جزيئات عالية الطاقة تتفاعل مع المجال المغناطيسي للأرض، والتي يتم تشغيلها بواسطة الرياح الشمسية. ومن الجدير بالذكر أيضًا أن هذه الشفق القطبي يمكن العثور عليها أيضًا في نصف الكرة الجنوبي، حيث تُعرف باسم الشفق القطبي الأسترالي. إذا كنت مهتمًا بمعرفة المزيد عن هذه الظواهر، يمكنك استشارة كيفية التخطيط لرحلة إلى الشفق القطبي.
أهمية المجالات المغناطيسية للأرض
القطبان المتميزان للمجال المغناطيسي للأرض هما القطب الشمالي الجغرافي والقطب الشمالي المغناطيسي. في حين أن القطب الشمالي الجغرافي يقع في أقصى نقطة شمالية لمحور الأرض، فإن القطب الشمالي المغناطيسي هو المكان الذي يشير فيه المجال المغناطيسي للأرض عموديا إلى الأسفل. لا يتطابق هذان القطبان، ولا يكون موقعهما ثابتًا. ومن المعروف أن القطب الشمالي المغناطيسي، على وجه الخصوص، يتحرك بسبب التغيرات في المجال المغناطيسي للأرض.
قد يتجاهل المرء حقيقة أن القطب الشمالي الجغرافي والقطب الشمالي المغناطيسي لا يشغلان دائمًا نفس المساحة المادية. القطب الشمالي المغناطيسي ويتحرك سنويا حوالي 60 كيلومترا بسبب حركة الحديد في باطن الأرض، مما قد يسبب تباينًا يبلغ عدة كيلومترات بين الشمال الحقيقي والشمال المغناطيسي. وعلى الرغم من هذه التقلبات، إلا أنها غير ذات أهمية عندما يتعلق الأمر بالملاحة، لأن البوصلة ليست دقيقة بما يكفي لتحديد الموقع الدقيق للقطب الشمالي.
يشير "الانحراف المغناطيسي" إلى الفرق بين القطب الشمالي الجغرافي والقطب المغناطيسي، والذي يمكن أن يختلف قليلاً اعتمادًا على موقع كل منهما على الأرض. في سبتمبر 2019، تم وضع القطبين بالصدفة في نفس المكان تمامًا لأول مرة منذ أكثر من ثلاثة قرون ونصف. اكتسب هذا الحدث زخمًا على وسائل التواصل الاجتماعي نظرًا لحقيقة أن البوصلات في المرصد الملكي في غرينتش كانت تشير إلى الشمال الحقيقي بدلاً من الشمال المغناطيسي. يتمتع المرصد الملكي في غرينتش بتاريخ طويل في دراسة المجال المغناطيسي للأرض، ويعتبر عمله ضروريًا لفهم الظواهر مثل الانحراف المغناطيسي.
آمل أن تتمكن من خلال هذه المعلومات من معرفة المزيد حول كيفية عمل البوصلة وكيفية استخدامها.
