Der Grund, warum ein Kompass funktioniert, ist viel interessanter. Man kann sich die Erde als einen gigantischen Stabmagneten vorstellen, der in ihr steckt. Damit das nördliche Ende des Kompasses zum Nordpol zeigt, muss man davon ausgehen, dass der vergrabene Stabmagnet sein südliches Ende am Nordpol hat, wie in der Abbildung rechts dargestellt. Wenn du dir die Welt so vorstellst, dann kannst du sehen, dass die normale „Gegensätze ziehen sich an“-Regel der Magnete dazu führen würde, dass das nördliche Ende der Kompassnadel auf das südliche Ende des vergrabenen Stabmagneten zeigen würde. Der Kompass zeigt also in Richtung Nordpol.
Um ganz genau zu sein, verläuft der Stabmagnet nicht genau entlang der Rotationsachse der Erde. Er ist leicht aus der Mitte verschoben. Diese Schräglage wird als Deklination bezeichnet, und die meisten guten Karten geben an, wie die Deklination in verschiedenen Gebieten ist (da sie sich je nach Standort auf dem Planeten ein wenig ändert).
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Das Magnetfeld der Erde ist an der Oberfläche ziemlich schwach. Immerhin hat der Planet Erde einen Durchmesser von fast 8.000 Meilen, also muss das Magnetfeld einen weiten Weg zurücklegen, um auf den Kompass zu wirken. Deshalb muss ein Kompass einen leichten Magneten und ein reibungsfreies Lager haben. Andernfalls ist das Magnetfeld der Erde einfach nicht stark genug, um die Nadel zu drehen.
„Die Analogie des „großen Stabmagneten, der im Erdkern vergraben ist“ funktioniert, um zu erklären, warum die Erde ein Magnetfeld hat, aber das ist natürlich nicht das, was wirklich passiert. Was passiert also wirklich?
Niemand weiß es genau, aber es gibt eine Arbeitstheorie, die derzeit die Runde macht. Wie auf der obigen Abbildung zu sehen ist, besteht der Erdkern vermutlich größtenteils aus geschmolzenem Eisen (rot). Im Kern selbst ist der Druck jedoch so groß, dass dieses überhitzte Eisen zu einem festen Material kristallisiert. Durch die Konvektion, die durch die vom Kern ausgehende Wärme verursacht wird, und die Rotation der Erde bewegt sich das flüssige Eisen in einem Rotationsmuster. Man nimmt an, dass diese Rotationskräfte in der flüssigen Eisenschicht zu schwachen magnetischen Kräften um die Drehachse führen.
Es stellt sich heraus, dass das Magnetfeld der Erde so schwach ist, dass ein Kompass nichts anderes ist als ein Detektor für sehr geringe Magnetfelder, die durch irgendetwas erzeugt werden. Deshalb können wir einen Kompass benutzen, um das kleine Magnetfeld zu erkennen, das von einem stromdurchflossenen Draht erzeugt wird (siehe Wie Elektromagnete funktionieren).
Nun wollen wir uns ansehen, wie du deinen eigenen Kompass bauen kannst.
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