Kompass ir viens no visbiežāk izmantotajiem navigācijas instrumentiem. Mēs zinām, ka tas vienmēr norāda uz ziemeļiem, bet kā? Tas satur brīvi suspendētu magnētisko elementu, kas novērošanas vietā parāda Zemes magnētiskā lauka horizontālās sastāvdaļas virzienu.
Kompass tika izmantots, lai palīdzētu cilvēkiem orientēties daudzus gadsimtus. Lai arī tas atrodas tajā pašā sabiedrības iztēles daļā kā sekstanti un teleskopi, tas faktiski ir ticis izmantots daudz ilgāk nekā jūras reisi, kas atklāja Ziemeļameriku. Tomēr magnētisma izmantošana izgudrojumos neapstājas; tas atrodams visā, sākot no telekomunikāciju iekārtām un motoriem līdz pārtikas ķēdei.
Atklājiet magnētismu
Tūkstošiem gadu atpakaļ Mazāzijas magnēzijas apgabalā tika atrastas lielas magnētisko oksīdu atradnes; to atrašanās vietas dēļ minerāls saņēma magnīta nosaukumu (Fe3O4), kuru sauca par lodestonu. 1600. gadā Viljams Gilberts publicēja "De Magnete", grāmatu par magnētismu, kurā sīki aprakstīta magnetīta izmantošana un īpašības.
Vēl viens svarīgs magnētu dabiskais elements ir ferīti jeb magnētiskie oksīdi, kas ir akmeņi, kas piesaista dzelzi un citus metālus.
Kaut arī mašīnas, kuras mēs izgatavojam ar magnētiem, ir skaidri izgudrojumi, tie ir dabiski magnēti, un par tādiem nevajadzētu uzskatīt.
Pirmais kompass
Magnētiskais kompass faktiski ir vecs Ķīniešu izgudrojums, iespējams, pirmo reizi izgatavots Ķīnā Qin dinastijas laikā (221–206 BC). Toreiz ķīnieši izmantoja lodestones (kas sakārtojas ziemeļu-dienvidu virzienā) zīlēšanas dēļu konstruēšanai. Galu galā kāds pamanīja, ka lodestones labāk norāda reālos virzienus, kā rezultātā tika izveidoti pirmie kompasi.
Agrākie kompasi tika izstrādāti uz kvadrātveida plātnes, uz kuras bija marķējums kardinālajiem punktiem un zvaigznājiem. Norādītā adata bija karotes formas lodestona ierīce ar rokturi, kas vienmēr būtu vērsta uz dienvidiem. Vēlāk karnetes formas lodestones vietā kā virziena rādītājus tika izmantotas magnetizētās adatas. Tie parādījās astotajā gadsimtā CE - atkal Ķīnā - un no 850. līdz 1050. gadam.
Kompasi kā navigācijas palīglīdzekļi
11. gadsimtā kompasu izmantošana par navigācijas ierīcēm uz kuģiem kļuva izplatīta. Magnetizētos adatu kompasus var izmantot, kad tie ir mitri (ūdenī), sausi (uz asas ass) vai piekārti (uz zīda pavedieniem), padarot tos par vērtīgiem instrumentiem. Viņus nodarbināja lielākoties reisi, piemēram, tirgotāji, kuri devās uz Tuvajiem Austrumiem, un agrīnie navigatori, kuri vēlējās noteikt magnētisko ziemeļpolu vai staba zvaigzni.
Kompass ved uz elektromagnētismu
1819. gadā Hanss Kristians Oersteds ziņoja, ka, kad elektriskā strāva vadā tika uzvilkta magnētiskā kompasa adata, magnēts tika ietekmēts. To sauc elektromagnētisms. 1825. gadā britu izgudrotājs Viljams Sturgeons parādīja elektromagnēta spēku, paceļot deviņas mārciņas ar septiņu unci dzelzs gabalu, kas iesaiņots ar vadiem, caur kuru bija vienšūnas akumulatora strāva nosūtīts.
Šī ierīce lika pamatus liela mēroga darbiem elektroniskie sakari, jo tā rezultātā tika izgudrots telegrāfs. Tā rezultātā tika izgudrots arī elektromotors.
Govju magnēti
Magnētu izmantošana turpināja attīstīties ārpus pirmā kompasa. ASV patents Nr. 3,005,458, kas izsniegts Luijam Paulam Longo, ir pirmais patents izdots tā dēvētajam “govju magnētam”. Tās mērķis bija govju aparatūras slimību profilakse. Ja govis, barojot, patērē metāllūžņus, piemēram, nagus, svešķermeņi var izraisīt iekšēju bojājumu to gremošanas traktam. Govju magnēti metāla gabalus tur tikai govju pirmajā kuņģī, nevis dodas uz vēlākajiem kuņģiem vai zarnām, kur fragmenti var radīt vislielāko kaitējumu.