طرز کار قطب نما
عقربه قطب نما هنگام باز نمودن درب آن ، آزاد شده و حول محور خود می‌چرخد و سپس به علت نیروی مغناطیسی کره زمین همیشه در یک جهت معین که همان قطب شمال مغناطیسی است می‌استد و آن را به ما نشان می‌دهد. عقربه مذکور هیچگاه اشتباه نمی‌کند، مگر آنکه در نزدیکی اشیای آهنی یا فولادی و یا کابلی قرار گرفته باشد. بنابراین ، هنگام استفاده از قطب نما بایستی مطمئن شویم که از اشیای انحراف دهنده آن ، بطور کلی دور است.
کاربردهای قطب نما
به کمک قطب نما می‌توانیم گرای مغناطیسی کلیه امتدادهای مورد نظر را اندازه گرفته و با در دست داشتن گرای مغناطیسی یک امتداد ، جهت یابی بکنیم.
در کشتیها و هواپیماها برای جهت یابی از آن استفاده می‌شود.
در صنایع نظامی کاربرد وسیعی دارد از جمله دیده‌بانها در مناطق عملیاتی به کمک آن جهت یابی می‌کنند.
در صنایع مخابرات ، کارهای پژوهشی و ساختمان قبله نماها بکار برده می‌شود.
قطب نمای پیشرفته
قطب نماهای پیشرفته که بیشتر در صنایع مخابرات و امور نظامی بکار برده می‌شوند، مجهز به سلولهای شب نما می‌باشند که حتی در تاریکی شب عمل جهت نمایی را صورت دهند. این نوع قطب نماها در دوربینهای دو چشمی نظامی ، تانکها ، نفربرها و حتی در ساختمان برخی خودروهای پیشرفته نیز بکار می‌رود. از قطب نماهای پیشرفته در اندازه گیری طول جغرافیایی و عرض جغرافیایی محل نیز استفاده می‌کنند که در نقشه خوانی ، پیاده سازی عملیات نظامی ، دیده بانی در مناطق جنگی و ... نقش تعیین کننده دارند.
مباحث مرتبط با عنوان
آهنربا
تعیین قطبهای آهنربا
طول و عرض جغرافیایی
قبله نما
مغناطیس
میدان مغناطیسی زمین
قطب نما
در مورد اختراع قطب‌نما روایت‌های زیادی وجود دارد. تنی چند از دانشمندان آن را به چینی‌ها و یا حتی ایتالیایی‌ها نسبت می‌دهند. اما بیشتر دانشمندان همداستانند که قطب‌نما به وسیله ایرانیان ساخته شده است. قطب‌نمای ایرانی برخلاف قطب‌نمای چینی که 24 جهت داشت، دارای 32 جهت بوده‌است. عدد 32 علاوه بر نشان‌دادن دقت بیشتر قطب‌نمای ایرانی، نمایانگر آشنایی ایرانیان با اعداد در مبنای 2 و دانش ریاضی پیشرفته آنان است،که خود بحث جداگانه و بسیار مفصلی را می‌طلبد. در افسانه‌های کهن ایرانی آمده است که اسفندیار رویین به هنگام حرکت برای نبرد با اژدها از پیکانی آهنین سود می‌جسته، که همواره جهت ثابتی را به او نشان میداده است. در دوران نخستین اسلامی، قبله‌نما توسط ایرانیان به قطب‌نما افزوده شد تا همواره و در هر وضعیتی بتوان جهت درست قبله را پیدا نمود. ایرانیان از این اختراع استفاده کامل نموده و آن را به دیگر مسلمانان شناساندند. نام‌های فارسی اجزای قطب‌نما در زبان عربی شاهد تاریخی مسلمی است که کاربرد قطب‌نما از طریق ایرانیان به دست دیگر ملت‌های مسلمان رسیده است.
[ویرایش] ژرفایاب
برای تعیین ژرفنای آب در دریا، به ویژه مناطق ساحلی دریای پارس و دریای مکران، ایرانیان ابزاری اختراع نموده و به کار می‌بردند که شباهت زیادی به شاقول بنایی داشته است. هرچند که اختراع این سوند باستانی به سندباد ناخدای پرآوازه ایرانی نسبت داده شده است، اما اکتشافات اخیر کشتی‌های غرق شده ایرانی در دریای اژه، که در یورش به یونان شرکت داشته‌اند، نشان می‌دهد که از دوران هخامنشیان، ایرانیان این ابزار را شناخته و به کار می‌بردند.
[ویرایش] مسافت یاب و واحد سنجش دریایی گره
دریانوردان ایرانی، از زمانهای باستان، ابزارهایی برای پیمودن مسافت‌های دریایی به کار می‌برده‌اند. یکی از این ابزارها ریسمانی بوده که دارای گره هایی در طول خود بوده و به تدریج باز می‌شده، که پس از رسیدن به انتها، آن را می‌پیچیدند و دوباره استفاده می‌کرده‌اند.
[ویرایش] رهنامه‌ها
راه‌نامه‌ها، نقشه‌ها و نوشته‌هایی بودند که در آنها کلیه اطلاعات مربوط به دریانوردی ثبت و مستند شده بود. ایرانیان از روزگار باستان، مبتکر و صاحب رهنامه‌هایی بوده‌اند و به کمک آنها دریانوردی و دریاپویی می‌کرده‌اند. رهنامه‌های ایرانیان، اطلاعات و آگاهی‌هایی در مورد بنادر و جزایر، گاه‌شناسی و جهت یابی، جریان‌های دریایی، جریان‌های هوایی، ابزارهای دریانوردی و ... را در بر داشته‌اند. پس از اسلام، بسیاری از رهنامه‌های دوران ساسانی به عربی ترجمه شد و دریانوردان دوران اسلامی، بهره فراوانی از آنان برگرفتند.
خواص مغناطیسی زمین
اگر آهنربایی را از نقطه‌ای آویزان کنیم، آهنربا چرخیده و در راستای شمال و جنوب جغرافیایی قرار می‌گیرند. قطبی از آهنربا را که در راستای شمال جغرافیایی قرار دارد، قطب N و دیگری را قطب S می‌نامند. دلیل رفتار این گونه آهنربا وجود میدان مغنا طیسی در زمین می‌باشد.
خواص مغناطیسی زمین
دید کلی
اگر آهنربایی را از نقطه‌ای آویزان کنیم، آهنربا چرخیده و در راستای شمال و جنوب جغرافیایی قرار می‌گیرند. قطبی از آهنربا را که در راستای شمال جغرافیایی قرار دارد، قطب N و دیگری را قطب S می‌نامند. دلیل رفتار این گونه آهنربا وجود میدان مغنا طیسی در زمین می‌باشد.
تاریخچه
ویلیام گیلبرت (willam gilbert) یکی از فیزیکدانان پیشگامی بود که اولین بار به وجود میدان مغناطیسی زمین پی برد. وی نشان داد که اگر یک میله آهنی را در راستای شمال و جنوب قرار داده و بر روی آن بکوبیم میله ، آهنربا خواهد شد. او همچنین برای اثبات وجود میدان مغناطیسی زمین یک آهنربا را درون کره‌ای قرار داد و نام ان را Terrlla نامید که در زبان لاتینی به معنای زمین کوچک بود. گیلبرت یک قطب نما را بر روی آن حرکت داد و مشاهده نمود که وقتی قطب نما در راستای سطح Terrlla قرار می‌گیرد، جهت عقربه مغناطیسی آن همواره ثابت می‌ماند، که نشانگر قرار گرفتن عقربه تحت تاثیر میدان مغناطیسی آهنربای درون کره است.
قطبهای میدان مغناطیسی زمین
* در واقع کره زمین مانند یک آهنربای قوی عمل می‌کند که قطب N آن در جنوب جغرافیایی قرار دارد (که می‌تواند قطب S آهنربا‌ها را به سمت خود منحرف کند) و قطب S آن در شمال جغرافیایی قرار دارد (که قطب N آهنربا را به سمت خود منحرف می‌سازد).
* همه خطوط میدان مغناطیسی در نیمکره شمالی در نقطه‌ای که به آن قطب جنوب مغناطیسی زمین گفته می‌شود، به هم می‌رسند. این خطوط در نیمکره جنوبی در نقطه‌ای که به قطب شمال مغناطیسی زمین معروف است، به هم می‌رسند.
* از آنجا که محور مغناطیسی زمین (خطی که از دو قطب مغناطیسی زمین می‌گذرد) کاملا بر محور دوران زمین (خطی که از قطب شمال و جنوب جغرافیایی زمین می‌گذرد) منطبق نیست، بنابراین یک عقربه مغناطیسی که در جهت مماس بر محور مغناطیسی زمین قرار می‌گیرد، نمی‌تواند جهت شمال و جنوب جغرافیایی زمین را دقیقا تعیین نماید.
مولفه‌های مشخص کننده میدان مغناطیسی زمین
* میل مغناطیسی:
از آنجا که خطوط میدان مغناطیسی زمین بر سطح آن منطبق نیستند، بین شدت میدان مغناطیسی زمین و سطح افق همواره زاویه‌ای وجود دارد، که به آن زاویه میل مغناطیسی می‌گویند.
* زاویه انحراف مغناطیسی:
صفحاتی که بر روی آن عقربه مغناطیسی قرار دارد، صفحه نصف النهار مغناطیسی و به زاویه بین آن و صفحه نصف النهار جغرافیایی ، زاویه انحراف مغناطیسی می‌گویند، که مقدار آن در هر منطقه متفاوت خواهد بود. چون دریانوردان و خلبانان در مسیریابی به نصف النهار جغرافیایی احتیاج دارند، لذا دانستن مقدار زاویه انحراف مغناطیسی برای آنان بسیار مهم است.
* مولفه افقی میدان مغنا طیسی:
اگر میدان مغناطیسی زمین به دو مولفه عمود بر هم تجزیه کنیم، مولفه افقی میدان مغناطیس زمین حاصل می‌شود