قطب نما یک ابزار ناوبری است که جهت ها را در چارچوب مرجعی که نسبت به سطح زمین ثابت است نشان می دهد. رایج ترین نوع قطب نما، قطب نما مغناطیسی است که جهت را نسبت به قطب های مغناطیسی زمین نشان می دهد.
قطب نما در چین در زمان سلسله هان بین قرن دوم قبل از میلاد و قرن اول پس از میلاد اختراع شد. در ابتدا برای پیشگویی، ژئومانسی و فنگ شویی استفاده می شد. در قرن یازدهم، برای کشتیرانی توسط ملوانان در سراسر دریای مدیترانه و دریای عرب پذیرفته شد.
زمین دارای میدان مغناطیسی است که با میدانی که یک دوقطبی مغناطیسی در نزدیکی هسته سیاره قرار دارد، تقریب می‌یابد. این دوقطبی مغناطیسی نسبت به محور چرخشی زمین کج شده است. سوزن مغناطیسی قطب نما خود را با این خطوط نیروی مغناطیسی که به سمت قطب های مغناطیسی جهت گیری می کنند، هماهنگ می کند.
برای درک جهت، این اصل اساسی را در نظر بگیرید: انتهای شمالی یک سوزن مغناطیسی به قطب شمال مغناطیسی زمین، که در نزدیکی قطب شمال جغرافیایی قرار دارد، جذب می شود. به طور مشابه، انتهای جنوبی سوزن به سمت قطب جنوب مغناطیسی زمین، در نزدیکی قطب جنوب جغرافیایی، قرار دارد.
انحراف مغناطیسی زاویه بین شمال مغناطیسی (جهتی که انتهای شمال سوزن قطب نما است) و شمال واقعی است. انحراف بسته به اینکه در کجای زمین قرار دارد متفاوت است و در طول زمان تغییر می کند.
برای تنظیم انحراف، باید زاویه انحراف محلی را دانست. به عنوان مثال، اگر انحراف \(10^\circ\) سمت شرق است، قبل از خواندن، محفظه قطب نما \(10^\circ\) به سمت شرق بچرخانید.
برای استفاده موثر از قطب نما با نقشه، باید شمال نقشه را با شمال قطب نما تراز کرد. قطب نما را با لبه در امتداد خط مورد نظر روی نقشه قرار دهید. محفظه قطب نما را بچرخانید تا نشانگرهای شمال روی نقشه و قطب نما هم تراز شوند. جهت پیکان سفر روی صفحه پایه به سمت مقصد شما اشاره می کند.
برخی از قطب نماها دارای شیب سنج هستند که زاویه شیب را اندازه گیری می کند. این در جهت‌یابی در میان زمین‌ها و برای زمین‌شناسانی که شیب لایه‌های سنگی را تعیین می‌کنند، مفید است.
ناهنجاری های مغناطیسی می توانند باعث خطای قطب نما شوند. این ناهنجاری ها ممکن است به دلیل مواد معدنی مغناطیسی در زمین یا اجسام ساخته شده توسط انسان مانند اتومبیل ها، سیم های برق یا سازه های فولادی باشد. مهم است که از این خطاهای احتمالی آگاه باشید و آن را تنظیم کنید.
شما می توانید یک قطب نما اساسی در خانه ایجاد کنید. شما به یک سوزن، یک آهنربای کوچک، یک تکه چوب پنبه و یک کاسه آب نیاز دارید. ابتدا سوزن را با نوازش آهنربا مغناطیسی کنید. سپس، سوزن را از طریق یک قطعه کوچک چوب پنبه فشار دهید. چوب پنبه را در کاسه آب شناور کنید. سوزن خود را با میدان مغناطیسی زمین هماهنگ می کند و به سمت شمال و جنوب مغناطیسی است.
علیرغم پیشرفت‌های فناوری، قطب‌نمای مغناطیسی ابزاری اساسی برای ناوبری باقی مانده است. قابل اعتماد است، نیازی به باتری ندارد و خرابی های تکنولوژیکی بر آن تأثیر نمی گذارد. درک نحوه استفاده از قطب نما و خواندن نقشه یک مهارت ارزشمند برای علاقه مندان به فضای باز، ملوانان و ماجراجویان است.
