Kompassi ajalugu ja muud magnetilised uuendused

Kompass on üks kõige sagedamini kasutatavaid navigatsioonivahendeid. Me teame, et see osutab alati põhja poole, aga kuidas? See sisaldab vabalt riputatud magnetilist elementi, mis kuvab Maa magnetvälja horisontaalse komponendi suuna vaatluspunktis.

Kompassi on kasutatud inimeste navigeerimiseks paljude sajandite jooksul. Ehkki see asub samasuguses avalikkuse kujutluspildis nagu sekstandid ja teleskoobid, on see tegelikult olnud palju kauem kasutusel kui Põhja-Ameerikat avastanud merereisid. Leiutistes magnetilisuse kasutamine ei piirdu sellega siiski; seda leidub kõiges alates telekommunikatsiooniseadmetest ja mootoritest kuni toiduahelani.

Tuhandeid aastaid tagasi leiti Väike-Aasias Magnesia rajoonis suuri magneesiumoksiidide leiukohti; nende asukoht viis selleni, et mineraal sai magnetiidi nime (Fe₃O₄), mille hüüdnimi oli lodestone. Aastal 1600 avaldas William Gilbert magnetismi käsitleva raamatu "De Magnete", milles kirjeldatakse üksikasjalikult magnetiidi kasutamist ja omadusi.

Magnetite teine ​​oluline looduslik element on ferriidid või magneesiumoksiidid, mis on kivid, mis meelitavad rauda ja muid metalle.

Kuigi masinad, mida me magnetidega valmistame, on selgelt leiutised, on need looduslikud magnetid ja neid ei tohiks selliseks pidada.

Magnetiline kompass on tegelikult vana Hiina leiutis, valmistatud esmakordselt Hiinas Qini dünastia ajal (221–206 eKr). Toona kasutasid hiinlased ennustamislaudade ehitamiseks lodestones (mis joonduvad end põhja-lõuna suunas). Lõpuks märkas keegi, et mälestuskivid osutasid paremini reaalseid suundi, mis viis esimeste kompasside loomiseni.

Varasemad kompassid olid konstrueeritud ruudukujulisele tahvlile, millel olid märgistused kardinaalsetele punktidele ja tähtkujudele. Osutusnõel oli lusikakujuline lodestone seade, mille käepide osutas alati lõuna poole. Hiljem kasutati lusikakujuliste mälestuskivide asemel suunatappidena magnetiseeritud nõelu. Need ilmusid kaheksanda sajandi CE-s - taas Hiinas - ja aastatel 850–1050.

11. sajandil muutus kompasside kasutamine navigatsiooniseadmetena laevadel tavaliseks. Magnetiseeritud nõelaga kompasse võiks kasutada märgadena (vees), kuivadena (teravale võllile) või riputatult (siidniidile), muutes neist väärtuslikud tööriistad. Neid võtsid tööle enamasti merereisijad, näiteks Lähis-Idasse rännanud kauplejad ja varased navigaatorid, kes otsisid magnetilise põhjapooluse või pooluse asukohta.

Aastal 1819 Hans Christian Oersted teatasid, et kui elektrivool juhtmes kanti magnetilisele kompassinõelale, mõjutati magneti. Seda nimetatakse elektromagnetism. 1825. aastal näitas Briti leiutaja William Sturgeon elektromagneti võimsust, tõstes üheksa naela juhtmetega mähitud seitsme untsi rauatükiga, mille kaudu üheelemendilise aku vool oli saadetud.

See seade pani aluse suuremahulistele elektrooniline side, kuna see viis telegraafi leiutamiseni. Selle tulemusel leiutati ka elektrimootor.

Magnetide kasutamine arenes edasi ka pärast esimest kompassi. Louis Paul Longole välja antud USA patent nr 3 005 458 esimene patent välja antud nn lehma magneti jaoks. Selle eesmärk oli lehmade riistvarahaiguste ennetamine. Kui lehmad tarbivad söötmise ajal vanarauda, ​​näiteks naelu, võivad võõrkehad põhjustada nende seedetrakti sisemisi kahjustusi. Lehmamagnetid hoiavad metallitükke lehma esimese mao piires, selle asemel et rännata hilisematesse magudesse või sooltesse, kus killud võivad kõige rohkem kahju tekitada.