قطب نما و جهت یابی

[A-SH]

سلام

قبل از آشنایی با قطب نما باید چند تا تعریف رو براتون توضیح بدم

این تعاریف برای شناخت قطب نما حیاتی است. وباید برای جهت یابی وشناخت قطب نما آنها را فرا گفت.
تعریف بیرینگ یا زاویه حامل
 بیرینگ به معنی جهت از یک نقطه تا نقطه دیگر است که به صورت زاویه در مقیاس درجه نسبت به خطی که به عنوان مرجع در نظر گرفته شده است، اندازه گیری می شود. این خط مرجع، خطی به طرف قطب شمال واقعی است.
میدان مغناطیسی زمین
در هر نقطه‌ای در نزدیکی سطح زمین ، عقربه مغناطیسی آویزان از رشته یا واقع روی یک نقطه به ترتیب خاصی سمت گیری می‌کند (تقریبا در جهت شمال به جنوب). این واقعیت مهم به این معنا است که زمین میدان مغناطیسی ایجاد می‌کند، مطالعه میدان مغناطیسی زمین برای مقاصد عملی و علمی از اهمیتی اساسی برخودار است. از زمانهای قدیم ، قطب نماها ، یعنی وسایلی بر اساس استفاده از میدان مغناطیسی زمین برای سمت گیری نسبت به چهار جهت اصلی ، بکار گرفته می‌شدند. قطب نمای مرسوم شامل یک عقره مغناطیسی و یک صفحه مدرج است و در جهت یابیها کاربرد وسیعی دارد.
از میدان مغناطیسی زمین چه استفاده‌هایی می‌شود؟
در دریانوردی و هوانوردی جدید ، دیگر قطب نمای مغناطیسی تنها وسیله‌ای برای سمت گیری و تعیین مسیر کشتی یا هواپیما نیست. برای این منظور وسایل دیگری نیز وجود دارد. با وجود این ، از اهمیت قطب نمای مغناطیسی به هیچ وجه کاسته نشده است. تمام کشتیها و هواپیماهای امروزی به قطب نمای مغناطیسی مجهزند. زمین شناسان ، شکارچیان و مسافران نیز از قطب نما خیلی استفاده می‌کنند. وجود میدان مغناطیسی زمین انجام پاره‌ای از بررسیهای مهم دیگر را میسر ساخته است. از آن جمله می‌توان از روشهای اکتشاف و مطالعه ذخایر آهن نام برد.
قطبهای مغناطیسی زمین
پیرامون زمین را میدان مغناطیسی که ماینوتسفر یا مغناطو کره نامیده می‌شود احاطه نموده است. باید توجه داشت که نقاط به هم رسیدن خطوط میدان مغناطیسی روی سطح زمین قرار ندارد، بلکه قدری از آن پایینتر هستند. همچنین قطبهای مغناطیسی زمین با قطبهای جغرافیایی آن منطبق نیستند. محور میدان مغناطیسی زمین ، یعنی خط مستقیمی که از هر دو قطب مغناطیسی می‌گذرد، از مرکز زمین نمی‌گذرد و از اینرو قطر زمین نیست. مغناطو کره توسط دو عامل مشخص می‌شود: انحراف مغناطیسی و شیب مغناطیسی.انحراف مغناطیسی عبارت است از زاویه انحراف عقربه مغناطیسی از نصف النهار جغرافیایی مورد نظر. خطوط واصل نقاط دارای انحراف مغناطیسی مساوی که خطوط هم گوشه نام دارند، در جنوب و شمال قطبین مغناطیسی که مخالف قطبین جغرافیایی است، همگرا می شود. برخی از محققان ، عدم تطابق قطبهای مغناطیسی و جغرافیایی را به توزیع نایکنواخت خشکی و آب در زمین توجیه می‌نمایند.شیب مغناطیسی عبارت است از زاویه میان عقربه مغناطیسی نسبت به افق (در نیمکره شمالی سر شمالی عقربه و در نیمکره جنوبی عقربه به افق متمایل می شود). ضمن حرکت از استوا به سوی قطبین ، شیب مغناطیس افزایش می یابد. خط واصل نقاط دارای شیب صفر استوای مغناطیسی نام دارد . استوای مغناطیسی ، استوای جغرافیایی را در دو نقطه، یکی با 169˚ طول شرقی و دیگری با ˚23 طول غربی به جنوب و در نیمکره شرقی به شمال منحرف می گردد. در قطبین مغناطیسی شیب به ˚90 می رسد.

قطب نما
قطب نما، عقربه ای مغناطیسی است که تحت تاثیر حوزه مغناطیسی زمین قرار می گیرد. تولیدکنندگان قطب نما چندین چیز دیگر هم به قطب نما ساده اضافه کرده اند تا استفاده آن را راحت تر کنند.اما سوای تمام امکانات اضافه شده، هسته اصلی قطب نما عقربه ای است که به نیروی آهنربایی کره زمین واکنش نشان می دهد و از روی آن می توانید جهت های مختلف را بشناسید.
قطب نما وسیله کوچکی است به اندازه ساعت جیبی و یا کمی بزرگتر و مانند آن دارای صفحه مدرج و عقربه است. صفحه مدرج آن از صفر تا 360 یا 400 گراد و یا 6400میلیم تقسیم بندی می‌شود.
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.
اجزای قطب نما
1. یک عقربه آزاد گردان. یک طرف آن دارای رنگی متفاوت سمت دیگر است که بدین وسیله پیدا کردن
 قطب بسیار ساده است.
 2. محفظه ای مدور و قابل چرخاندن که عقربه در آن قرار دارد. این محفظه می تواند حاوی مایعی
 باشد که باعث آرام تر کردن حرکت های عقربه می شود و خواندن آن را دقیق تر می کند.
 3. صفحه ای مدور و مدرج به دور محفظه عقربه. این صفحه در جهت حرکت عقربه های ساعت از
 صفر تا 360 درجه تقسیم شده است.
 4. یک فلش جهت یابی و چند خط  موازی با آن که به نصف النهار معروف هستند. تمام آن ها در زیر
 عقربه قرار گرفته اند.
 5. یک خط نشانگر یا شاخص که زاویه حامل یا بیرینگ یا زاویه حامل هم معروف است.
 6. یک صفحه صاف اتکا که شفاف و مستطیلی شکل است و تمام قطعات قطب نما روی آن قرار دارند.
 روی این صفحه می توان خط جهت حرکت را هم مشاهده کرد. هر چه این صفحه اتکا بلند تر باشد،
 خواندن قطب نما، دقیق تر انجام خواهد شد.
وسایل جانبی که بر روی بعضی از قطب نماها وجود دارد
1. پیکان تنظیم انحراف که ارزش آن را دارد تا پول بیشتری برای آن پرداخت کرد تا بتوان تصحصح مغناطیسی را با کمک آن راحت تر انجام داد.
 2. آینه جهت دیدن عقربه که راهی دیگر برای تقویت دقت است.
 3. خط کش که به سانتی متر یا اینچ مدرج است و از آن می توان برای اندازه گیری فاصله های روی نقشه استفاده کرد.
 4. یک کلینومتر که می توان زاویه شیب را اندازه گیری کند. این وسیله می تواند بحث شیب یک سطح را حل کند. علاوه بر این با استفاده از آن می توانید مشخص کنید که از دو قله تقریبا هم سطح هستند یا نه.
5. یک ذره بینکه از آن برای از نزدیک خواندن فاصله های بین خطوط منحنی میزان استفاده می شود. بعضی از قطب نماها دارای امکان تنظیم انحراف هستند، ولی آینه ندارند. این نوع قطب نماها از نظر قیمت بین قطب نماهای ساده شکل و قطب نماهای کامل قرار دارند.این نوع قطب نماها برای کسانی که طالب امکانات تنظیم انحراف هستند ولی نمی خواهند برای آینه بهایی بپردازند، چیز مناسبی هستند. اغلب قطب نماها دارای ریسمانی برای اتصال به کمربند، لباس یا کوله پشتی هستند. انداختن بند قطب نما به دور گردن کار درستی نیست و از نظر ایمنی احتمال بروز مشکل با آن وجود دارد. خصوصا زمانی که صعودهای فنی انجام می دهید.قطب نماهای گرد و کوچک و ارزان و بدون صفحه پائینی برای کار کوهنوردی مناسب نیستند. چرا که با آن ها نمی توانید کارهای دقیق با نقشه انجام بدهید.
قطب نما وبیرینگ(زاویه حامل)
قطب نما برای دو کار اساسی در رابطه با بیرینگ استفاده می شود:
 1. قطب نما برای بیرینگ گرفتن استفاده می شود. اندازه گیری بیرینگ به این معنی است که سمت و جهت از یک نقطه دیگر روی نقشه و یا روی زمین نسبت به شمال مغناطیسی اندازه گیری شود.
 2. قطب نما برای دنبال کردن بیرینگ هم استفاده می شود. دنبال کردن بیرینگ بدین معنی است که یک بیرینگ را روی قطب نما مشخص کنیم و سپس به دنبال آن برویم، چه روی نقشه و چه روی زمین.
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.

امیدوارم که استفاده کنید.....

[Milad]

ممکن است در یک سفر قطب نما نداشته باشیم و یا قطب نمای ما از کار افتاده باشد. در این حالت نیاز داریم تا راه خود را بدون استفاده از قطب نما و به کمک خورشید، ماه و ستارگان و طبیعت اطرافمان بیابیم.
برای یافتن موقعیتمان در یک سفر صحرایی ممکن است بالا رفتن از یک تپه و مشاهده اطراف ایده خوبی به نظر برسد. در بالای تپه خوب به اطرافمان نگاه می کنیم و آثار فعالیت انسان ها را می یابیم و می توانیم تصمیم بگیریم که به کدام سمت حرکت کنیم. اما اگر نقشه و قطب نما به همراه نداشته باشیم نمی توانیم مشخص کنیم که کدام جهت شمال است. پس برای تعیین جهات جغرافیایی می توانیم از یکی از روش های زیر استفاده کنیم.

١. روش خورشید و سایه:
یکی از دقیق ترین روش ها استفاده از سایه و خورشید است. در این روش به یک آسمان صاف و مقداری زمان نیاز داریم. در این روش به وسیله ای برای اندازه گیری جهات نیاز نیست. تنها به یک چوب صاف به طول یک متر و دو قطعه چوب یا سنگ کوچک نوک تیز و یک تکه نخ یا طناب نیاز داریم. در صبح و کمی قبل از ظهر، درجه بندی را شروع می کنیم. چوب بلند را به صورت قائم در زمین فرو می کنیم. زمین اطراف چوب باید افقی و هموار باشد. حال یکی از چوب های کوچک را در زمین و درست در جایی که سایه چوب بلند تمام می شود، فرو می کنیم. طناب را به پایه چوب بلند بسته و سر دیگر آن را به چوب بلند نوک تیز می بندیم به صورتیکه وقتی طناب را کاملا می کشیم چوب نوک تیز به قطعه دیگری که در خاک فرو کرده ایم برسد. حال به کمک چوب نوک تیز یک نیم دایره بر روی زمین می کشیم و تا بعدازظهر صبر می کنیم. در طول روز سایه کوتاه و کوتاهتر شده و از ظهر به بعد دوباره بر طول آن افزوده می گردد. در ظهر و هنگامی که سایه در کوتاه ترین حالت خود قرار دارد بر روی نیم دایره راستای سایه را علامت می زنیم. در این حالت سایه راستای شمال را نشان می دهد. سرانجام سایه بلند شده و دوباره به نیم دایره رسم شده می رسد. این نقطه را باچوب نوک تیز علامت می زنیم. اگر طناب یا ریسمانی برای رسم دایره نداشتیم می توانید از یک چوب صاف بلند یا هر وسیله دیگری که بتوان با آن یک نیم دایره رسم کرد استفاده می کنیم.

سایه اجسام در صبح به سمت غرب است


سایه اجسام در عصر به سمت شرق است

حال خطی که دو چوب کوچک را به هم وصل می کند راستای شرقی – غربی را نشان می دهد. در حقیقت باید نقاط را به صورت دقیق مشخص نمائیم، زیرا هر دو نقطه که فاصله های مشابهی از قاعده چوب بلند داشته باشند برای ما خط شرقی – غربی را مشخص می کنند.
یک راه سریع تر و البته تقریبی برای این روش وجود دارد که البته در پایین خط استوا نادرست خواهد بود. در اینحال نیاز به چوب تیز و طناب نداریم. نشانه اول را مشخص می کنیم و تنها 20 دقیقه صبر کرده و نشانه دوم را در زمین در انتهای سایه می کاریم و خط مابین این دو سایه تقریبا خط شرقی – غربی خواهد بود.



٢. استفاده از ستارگان و ماه:
در شب می توانیم به کمک ستاره ها مسیر خود را مشخص نمائیم. در نیمکره شمالی ستاره ای که در هر لحظه و در تمامی اوقات در شمال قرار دارد ستاره قطبی (Polaris) نامیده می شود. حال چگونه این ستاره را در آسمان شب بیابیم؟ به راحتی این کار امکان پذیر است. چنانچه دب اکبر (Big Dipper) را که شبیه به یک ملاقه دسته دار است در آسمان بیابیم و فاصله دو ستاره انتهایی نوک کاسه ملاقه را به میزان 5 برابر امتداد دهیم به ستاره پر نوری که همان ستاره قطبی است می رسیم. این ستاره جزئی از دب اصغر بوده و همیشه جهت شمال را نشان می دهد.

در نیمکره شمالی ستاره قطبی جهت شمال را نشان می دهد


در نیمکره جنوبی چلیپا جهت جنوب را نشان می دهد

در نیمکره جنوبی باید چلیپا یا صلیب جنوبی (Southern Cross) را در آسمان بیابیم. تا راستای جنوب را به ما نشان دهد.

به کمک ماه می توان ستاره قطبی را در آسمان مشخص نمود. اگر بتوانیم ماه را در آسمان ببینیم می توانیم جهت شمال را مشخص نمائیم. دو راه برای این کار وجود دارد.
الف: هنگامی که ماه کامل است اگر به سمت ماه بایستیم رو به شمال ایستاده ایم.

ماه کامل جهت شمال را نشان می دهد


با کمک هلال ماه می توان ستاره قطبی و جهت شمال را یافت

ب: زمانی که ماه به صورت هلال است اگر دو نوک هلال را بوسیله خطی به هم وصل کرده و ادامه دهیم به ستاره قطبی می رسیم که جهت شمال را نشان می دهد. اگر فاصله ماه را تا ستاره قطبی در شب اندازه گیری کنیم می توانیم از این فاصله در روز که ماه مشخص است و ستاره قطبی ناپیداست برای یافتن شمال استفاده نمائیم.

٣. استفاده از ساعت:
با کمک یک ساعت عقربه دار نیز می توان راستای شمال و جنوب را مشخص کرد. ساعت خود را جلوی چشمان خود گرفته و ساعت را به صورتی می گیریم تا عقربه کوچک که ساعت را مشخص می کند به سمت خورشید قرار گیرد. خط نیمساز زاویه بین عقربه کوچک و ساعت 12 راستای جنوب را نشان می دهد و جهت مخالف آن جهت شمال را مشخص می کند.
در هنگام شب نیز ( از 6 عصر تا 6 صبح) چون خورشید در آسمان نیست. محل آن را معادل ساعتی که در آسمان هست در نظر می گیریم. دلیل تقسیم کردن ساعت به دو بخش این است که ساعت در شبانه روز 2 دور می زند ولی خورشید یک دور که البته این حالت مشکلی در تعیین جهت ایجاد نمی کند.

موقعیت یابی به کمک ساعت

بسیاری از مردم امروزه دارای ساعت دیجیتالی هستند. برای تعیین جهت کافی است ساعت را خوانده و روی یک کاغذ ساعتی عقربه دار که همان زمان را نشان دهد بکشیم و آن را روی صفحه ساعت خود قرار داده و به روشی که در بالا گفته شد جهت شمال و جنوب را مشخص نمائیم.
این روش در هوای مه آلود و هنگامی که تنها هاله ای از خورشید مشخص است و جایگاه آن به خوبی قابل تشخیص نیست نیز کاربرد دارد. در این حالت کافی است یک تکه چوب نازک داشته باشیم و آن را به صورت قائم در زمین فرو کنیم و سایه آن در روی زمین هم راستا با جهت تابش خورشید بر روی زمین می افتد که نوک سایه دقیقا در جهت مخالف خورشید قرار می گیرد. حال که جایگاه خورشید مشخص شده است می توان از روش شرح داده شده راستای شمال و جنوب را مشخص کرد.

۴.سنجاق مغناطیسی:
روش دیگری که می توان برای مشخص کردن راستای شمال و جنوب استفاده کرد، ساختن یک قطب نمای ساده است. برای این کار نیاز به یک سنجاق آهنی و یک لیوان آب است. سنجاق باید سبک باشد تا روی آب شناور بماند و یا می توانی از یک کاغذ یا برگ درخت در زیر آن استفاده نمود تا سنجاق به زیر آب فرو نرود. البته با چرب کردن سنجاق به کمک روغن نیز می توان از فرو رفتن آن جلوگیری نمود.
چنانچه سنجاقی که به کار می بریم مغناطیسی باشد در این حالت آن را روی آب قرار می دهیم و سنجاق می چرخد وبرای ما راستای شمال – جنوب را نشان می دهد. اما اگر سنجاق مغناطیسی نباشد باید به کمک یک پارچه پشمی آن را مغناطیسی کنیم. و سپس این روش را به کار بگیریم. این روش دارای اشکالی می باشد، تنها راستای شمال-جنوب را مشخص می کند و برای ما محل شمال یا جنوب را مشخص نمی کند و ما باید به کمک روش های دیگر محل قطب ها را مشخص کنیم یا آنها را حدث بزنیم.

سوزن مغناطیس شده راستای شمال - جنوب را نشان می دهد

۵. آثار طبیعی:
روش دیگر استفاده از آثار طبیعی موجود است. هنگامی که قطب نمایی در اختیار نبود و خورشید و سایه ای وجود نداشت و ستاره ها در آسمان دیده نمی شدند می توان از این آثار در جهت یافتن قطب ها استفاده کرد.

• در جنگل ها و در کنار درخت ها می توان آثاری را یافت که در یافتن جهت قطبین به ما کمک نمایند. یکی اینکه بیشتر شاخه های درختان به جهت جنوب رشد می کند و شاخه های کمتری در جهت شمال می رویند. این را می توان با ایستادن در راستای تنه درخت به خوبی مشاهده کرد.
• بخش شمالی تنه درخت مرطوب تر از بخش رو به جنوب آن است و این به دلیل تابش کمتر خورشید به بخش شمالی می باشد. این را می توان از گلسنگ های روییده در بخش شمالی تنه درختان متوجه شد.
• همچنین برخی جانوران مانند مورچه ها و موریانه ها لانه خود را در سمت روبه جنوب درختان که آفتابگیر است حفر می کنند.

جهت یابی با عوامل طبیعی

• در بهار برف های روی دامنه های رو به جنوب زود تر از دامنه های شمالی ذوب می شوند.
• همچنین گیاهان و بوته ها در دامنه هایی که رو به جنوب شیب دارند دارای ضخامت بیشتری می باشند.
• میوه های درختانی که در دامنه های جنوبی قرار دارند سریعتر می رسد.

این روش های طبیعی به صورت کامل قابل اطمینان نیستند و شرایط محیطی و می تواند توسط عوامل مختلف مانند باد تغییر کند. قبل از استفاده از این علائم بهتر است از روش های مطمئن تری که ذکر شد استفاده نمائیم.

-------------------
منبع :

★★★ شما مجاز به مشاهده محتویات اینجا نیستید ★★★

جهت اطلاعات بیشتر کلیک کنید

[ramtin_mzr]

مطالب بسیار خوب و کابردی بود ممنون

[tajerman]

با سلام و خسته نباشین
آیا بین قطب نماهای دیجیتال و مکانیکی از لحاظ دقت تفاوتی وجود دارد ؟

در مورد میلیم که توی بعضی از قطب نما ها استفاده میشه اطلاعاتی دارین ؟