Anledningen till att en kompass fungerar är mer intressant. Det visar sig att man kan tänka sig att jorden har en gigantisk stavmagnet begravd inuti. För att kompassens norra ände ska peka mot nordpolen måste man anta att den nedgrävda stavmagneten har sin södra ände vid nordpolen, vilket visas i diagrammet till höger. Om du tänker på världen på detta sätt kan du se att den normala regeln om att magneter drar till sig motsatser skulle leda till att kompassnålens norra ände pekar mot den nedgrävda stavmagnetens södra ände. Kompassen pekar alltså mot nordpolen.
För att vara helt korrekt löper stavmagneten inte exakt längs jordens rotationsaxel. Den är snedställd något utanför centrum. Denna skevhet kallas för deklination, och de flesta bra kartor visar vad deklinationen är i olika områden (eftersom den förändras lite beroende på var man befinner sig på planeten).
Advertisering
Jordets magnetfält är ganska svagt på ytan. Planeten jorden är trots allt nästan 8 000 mil i diameter, så magnetfältet måste färdas långt för att påverka din kompass. Därför måste en kompass ha en lätt magnet och ett friktionsfritt lager. Annars finns det helt enkelt inte tillräckligt med styrka i jordens magnetfält för att vrida nålen.
”Analogin med ”en stor stavmagnet som är nedgrävd i kärnan” fungerar för att förklara varför jorden har ett magnetfält, men det är uppenbarligen inte det som verkligen händer. Så vad är det som verkligen händer?
Ingen vet säkert, men det finns en fungerande teori som för närvarande cirkulerar. Som framgår av bilden ovan tros jordens kärna till stor del bestå av smält järn (rött). Men i själva kärnan är trycket så stort att detta superheta järn kristalliseras till ett fast ämne. Konvektion som orsakas av den värme som strålar från kärnan, tillsammans med jordens rotation, gör att det flytande järnet rör sig i ett rotationsmönster. Man tror att dessa rotationskrafter i det flytande järnskiktet leder till svaga magnetiska krafter runt spinnaxeln.
Det visar sig att eftersom jordens magnetfält är så svagt är en kompass inget annat än en detektor för mycket svaga magnetfält som skapas av vad som helst. Det är därför vi kan använda en kompass för att detektera det lilla magnetfält som produceras av en tråd som bär en ström (se Hur elektromagneter fungerar).
Nu ska vi titta på hur du kan skapa din egen kompass.
Advertisement
.