Historia kompasu i inne innowacje magnetyczne

Kompas jest jednym z najczęściej używanych instrumentów nawigacyjnych. Wiemy, że zawsze wskazuje północ, ale jak? Zawiera swobodnie zawieszony element magnetyczny, który pokazuje kierunek poziomej składowej ziemskiego pola magnetycznego w punkcie obserwacji.

Kompas służy ludziom do nawigacji przez wiele stuleci. Chociaż znajduje się w tej samej części wyobraźni publicznej, co sekstanty i teleskopy, jest w rzeczywistości używany znacznie dłużej niż rejsy morskie, które odkryły Amerykę Północną. Zastosowanie magnetyzmu w wynalazkach się jednak nie kończy; znajduje się we wszystkim, od sprzętu telekomunikacyjnego i silników po łańcuch żywnościowy.

Tysiące lat temu w dystrykcie Magnezja w Azji Mniejszej znaleziono duże złoża tlenków magnetycznych; ich lokalizacja doprowadziła do tego, że minerał otrzymał nazwę magnetytu (Fe₃O₄), który był nazywany lodestone. W 1600 William Gilbert opublikował „De Magnete”, artykuł na temat magnetyzmu, który szczegółowo opisuje użycie i właściwości magnetytu.

Innym ważnym elementem naturalnym magnesów są ferryty lub tlenki magnetyczne, które są kamieniami przyciągającymi żelazo i inne metale.

Chociaż maszyny, które produkujemy z magnesami są ewidentnie wynalazkami, są to magnesy naturalne i nie powinny być traktowane jako takie.

Kompas magnetyczny jest tak naprawdę stary Chiński wynalazek, prawdopodobnie pierwszy raz wyprodukowany w Chinach podczas dynastii Qin (221–206 pne). W tamtych czasach Chińczycy używali kamieni wapiennych (które ustawiają się w kierunku północ-południe) do budowy tablic z wróżbami. W końcu ktoś zauważył, że kamienie lodowe lepiej wskazują rzeczywiste kierunki, co doprowadziło do powstania pierwszych kompasów.

Najwcześniejsze kompasy zostały zaprojektowane na kwadratowej płycie, która miała oznaczenia punktów kardynalnych i konstelacji. Igła wskazująca była urządzeniem z kamienia lodowego w kształcie łyżki z uchwytem, ​​który zawsze wskazywałby południe. Później namagnesowane igły były używane jako wskaźniki zamiast kamieni o kształcie łyżki. Pojawiły się one w VIII wieku n.e. - ponownie w Chinach - i od 850 do 105 lat.

W XI wieku powszechne stało się stosowanie kompasów jako urządzeń nawigacyjnych na statkach. Kompasy z magnesowaną igłą mogą być używane, gdy są mokre (w wodzie), suche (na szpiczastym wale) lub zawieszone (na nici jedwabnej), co czyni je cennymi narzędziami. Byli zatrudnieni głównie przez podróżników, takich jak kupcy, którzy podróżowali na Bliski Wschód, i pierwsi nawigatorzy, którzy chcieli zlokalizować magnetyczny biegun północny lub gwiazdę biegunową.

W 1819 r. Hans Christian Oersted zgłosił, że kiedy prąd elektryczny magnes został nałożony na igłę kompasu magnetycznego. To się nazywa elektromagnetyzm. W 1825 roku brytyjski wynalazca William Sturgeon wykazał moc elektromagnesu, podnosząc dziewięć funtów z siedmio uncjowym kawałkiem żelaza owiniętym drutami, przez które przepływał prąd baterii jednokomórkowej wysłane

To urządzenie położyło podwaliny pod dużą skalę komunikacja elektroniczna, ponieważ doprowadziło to do wynalezienia telegrafu. Zaowocowało to również wynalezieniem silnika elektrycznego.

Zastosowanie magnesów ewoluowało dalej niż pierwszy kompas. Patent USA nr 3 005 458, wydany Louisowi Paulowi Longo, to pierwszy patent wydawane dla tak zwanego „magnesu na krowy”. Jego celem było zapobieganie chorobom sprzętowym u krów. Jeśli krowy zjadają resztki metalu, takie jak gwoździe, podczas karmienia, ciała obce mogą spowodować wewnętrzne uszkodzenie ich przewodu pokarmowego. Magnesy krowie utrzymują metalowe elementy ograniczone do pierwszego żołądka krowy, zamiast podróżować do późniejszych żołądków lub jelit, gdzie fragmenty mogą powodować największe szkody.