Proč kompasy mohou být nepřesné

Foto: V roce 1960, byli astronauti vybaveni malé kompasy, jako to říct tak součástí jejich přežití, aby věděli, kde byli, když přišli zpátky na Zem.Foto s laskavým svolením NASA Johnson Space Center (NASA-JSC).

kompasy jsou skvěle užitečné, ale někdy nás mohou vést na scestí, kvůli dvěma různým problémům nazývaným deklinace (nebo variace) aodchylka. Tady je důvod.,

Deklinace (variace)

otáčení Země kolem osy (druh neviditelné tyče) běh přes severní pól(někdy se nazývá geografický severní pól, na „top“ theplanet) a jižní pól (nebo zeměpisný jižní pól, na „dně“planety). Ale magnetické pole Země je trochu neohrabané a nenípoměrně se vyrovnává s osou rotace. Takže magnetický severní pól (místo, kam směřuje váš kompas) se přesně neshoduje se skutečným severním pólem (je to několik set km/mil) a totéž platí pro magnetický jižní pól.,

V praxi, rozdíl mezi „true north“ a „magnetic north“ je malý a obecně (když jste venku a asi s acompass a mapy) můžete léčit sever kompas ukazuje, asthough to bylo ukázal na pravý, zeměpisný severní pól.Pokud máme být přesnější, rozdíl mezi „magnetic north“ a „true north“ je anangle, že se mírně liší od místa na místo (a od roku toyear, protože pozice Zemského magnetického severu je constantlychanging) a nazývá deklinace nebo variace.,Když je důležitá opravdu přesná navigace (například na lodích),musíte vzít deklinaci v úvahu a opravit ji.

Odchylka

kompas je navržen tak, aby reagovat na magnetické pole generované vířící horké hmoty ofrock tisíce kilometrů/mil hluboko uvnitř Země, ale tam arelots dalších věcí se děje, mnohem blíže ke kompasu, který canthrow to dobře a opravdu v nepořádku. Pokud jste uvnitř železné lodinebo auto, například, vše, co kov může udělat velký rozdíl., Theaccuracy kompas měření v určité situaci se nazývá odchylka, a to je úhel mezi místem, kde compasswould bod, pokud to bylo naprosto přesné (magnetický sever) a kde je vlastně bodů. Pokud je magnet v blízkosti, nebo jste v blízkosti aparticularly magnetické bit Zemské kůry, nebo jsou fluctuatingelectric proudy vytvářejí magnetické pole, střelka kompasu bude mít vliv, a jeho přesnost je sníží., Nejvíce sofistikované kompasy kompenzují magnetsor kusy železa zabudované do nich, které si můžete upravit zrušit všechny místní magneticeffects.

Foto: osudové kompas: je To kompas, který herec John Wilkes Booth použil k navigaci Řeky Potomac, jak on dělal jeho útěk po natáčení amerického Prezidenta Abrahama Lincolna v roce 1865. Foto s laskavým svolením Carol m. Highsmith ‚ s America, Knihovna Kongresu, divize tisků a fotografií.,

Lodní kompasy

Deklinace a deviace nezáleží tak moc, pokud jste na nohou s mapou nebo v acar; obecně platí, že tam jsou jiné věci, které můžete použít, aby vám pomohl findyour způsobem, a to je téměř katastrofální, pokud budete mít špatně odbočit, nebo dva. Na lodi, daleko od země a za špatného počasí (takže nemůžetenavigovat po obloze), je to úplně jiná záležitost. Předtímtechnologické pokroky jako GPS aradar přišly, život lidízávisí na navigaci přesně kompasem samotným., Proto byly lodní kompasy (někdy nazývané marinerovy kompasy) mnohem víc než ty, které lidé obvykle používali na zemi. V moderní lodní kompas, kompas karta je připojena k plováku s řadou ofmagnetic jehly pod ní a točí se volně uvnitř velké glassbowl naplněné směsí alkoholu a vody (aby se minimalizovalo frictionand absorbovat vibrace z pohybující se lodi)., Celá věc ismounted na kardany (čepy) ve stánku nazývá binnacleso zůstane horizontální i když loď je pitching (pohybující se anddown) a válcování (kývání ze strany na stranu) ve vlnách.

jiné druhy kompasů

Gyrokompasy

pokud mohou být magnetické kompasy obtížné používat na lodích, představte si, jak mnohem horší jsou v rychle se pohybujících letadlech. To je důvod, proč letadla (plus velké lodia některá pozemní vozidla) se spoléhají na gyrokompasy., Na rozdíl od magneticcompass, který ukazuje stejným směrem, protože magnetické přitažlivosti, agyrocompass používá gyroskop—rychle-kolovraty, montáž ongimbals, která drží rotující ve stejném směru podle toho, jak youturn. Gyrokompasy jsou lépe schopny zvládnout více „dynamicképrostředí“ palubních lodí a letadel a další výhodou je, žemohou být nastaveny tak, aby označovaly pravý sever (severní pól) spíše nežmagnetický sever.,

Dílo: Jak kompas funguje: těžký rotující gyroskop (žlutá, centrum) poháněné elektromotorem (fialová, dole) se točí uvnitř dvě kolmé montážní kroužky nazývá kardany (červená a zelená). Ty jsou připevněny pružinami k vnějšímu pouzdru (modré), které je pevně připevněno k tělu lodi nebo letadla. Základní myšlenkou je, že rotující gyroskop udržuje indikátor směřující stejným směrem, bez ohledu na to, jak se loď nebo letadlo otáčí a unáší., Model zde zobrazený byl vyvinut Hansem Usenerem z Kiel Germany, z jeho amerického patentu 1,136,566: Gyrocompass, patentovaný 20. Dubna 1915, s laskavým svolením amerického Úřadu pro patenty a ochranné známky.

kompas byl úspěšně vyvinut na počátku 20. století Americký inženýr Elmer Sperry (1860-1930), patentovaný v roce 1908, a nejprve demonstroval na lodi v roce 1911., Nicméně, Sperry kompas byl vlastně založen na starší (1906) vynález německý vědec Hermann Anschütz-Kaempfe (1872-1931), který úspěšně žaloval Sperry pro porušení patentu v Německu s pomocí Alberta Einsteina (1879-1955). Pozdější případy porušení patentu ve Velké Británii a USA našel ve prospěch Sperry, nicméně, což je důvod, proč je do značné míry připočítán s vynálezem dnes.,

Astrocompasses

Zatímco magnetické kompasy a gyrocompasses jsou stanoveny dle Země,astrocompasses jsou v souladu s postavením nebeských těles(pevné body na obloze, jako Slunce nebo hvězdy) a pak indicatethe pozici true north. Jsou složitější a těžší používat magnetické kompasy, ale nabízejí dobrou alternativu v místech, jako jsou polární oblasti, kde jsou magnetické kompasy a gyrokompasy nespolehlivé.

Foto: gyrokompass a navigační zařízení na kamionu. Foto s laskavým svolením Ofus Geological Survey.,

Rádiové kompasy

Také se nazývá radiokompasy (RDF), tyto vyzvednout směrové signály vysílal outfrom rádiových vysílačů.Základní myšlenkou je, že přijímací antény (palubní něco jako loď nebo letadlo) zvedne silnější nebo slabší signál podle toho, jak to ukazuje směrem k vysílací antény.S původním zařízením RDF jste museli přijímací anténu otočit tak či onak, abyste maximalizovali nebo minimalizovali signál, což vám umožnilo zjistit, kde byl vysílač. Se signály z více než jednoho vysílače, můžetezjistěte svou vlastní pozici., Automatické zaměřovače (ADF) na moderní letadla jsou rádiové kompasy, které automaticky zjistit a zobrazit trasu pomocí ukazatel a dial podobně jako tradiční, magnetický kompas.

kdo vynalezl kompas?

Nikdo neví, kdy nebo kde kompasy byly vynalezeny, ale to je, co víme:

  • ~300–200BCE: Primitivní magnetický směr nálezci se předpokládá, že byly vynalezeny v Číně.,
  • 12. století CE: Více sofistikované kompasy jsou vynalezeny nezávisle v Čína, arabský svět a Evropa a funkce kompasu namontován na kolíky poprvé.
  • 13. století: Kompasy začlenit kompas karty označeny nyní-známý kardinál bodů a členění.
  • 15. století: navigátoři si uvědomují, že kompasy ukazují spíše na magnetický severní pól Země než na jeho skutečný (geografický) severní pól.
  • 16. století: Námořní kompasy jsou namontovány v gimbálech, aby se snížily problémy způsobené pohybem lodí.,
  • 17. století: Angličan William Gilbert zveřejňuje komplexní vědecký popis Zemského magnetismu a používá to, aby vysvětlit, proč kompas ukazuje na sever.
  • 1880s: skotský fyzik William Thompson (Lord Kelvin) vyvíjí kompasy, které lze upravit tak, aby fungovaly uvnitř železných lodí.
  • 1880s: Holanďan Marinus Gerardus van den Bos patenty gyrocompass. Jiní vyvíjejí a zdokonalují vynález v příštích několika desetiletích.
  • 1900s: Radio direction finding (RDF) je vyvinut italskými inženýry Ettore Bellini a Alessandro Tosi.,
  • 1906: Hermann Anschütz-Kaempfe (1872-1931) vynalezl moderní gyrokompass.
  • 1911: vylepšený gyrokompass Elmera Sperryho je poprvé úspěšně testován na lodi.
  • 1900-1920: jsou vyvinuty rádiové kompasy (Radio direction finders, RDFs).
  • 1973: projekt satelitní navigace GPS ve Spojených státech označuje začátek stálého posunu od tradiční navigace k automatizovanějším a snadněji použitelným metodám hledání cesty.,