إبرة البوصلة في جوهرها هي مغناطيس صغير حر الحركة، يتجه دائماً نحو القطب الشمالي المغناطيسي للأرض. لكي تجعل هذه الإبرة تتحرك أو تنحرف عن مسارها، عليك أن توفر قوة مغناطيسية أخرى تكون أقوى من الجذب المغناطيسي للأرض في تلك النقطة.
الطريقة الأولى: استخدام مغناطيس خارجي
هذه هي الطريقة الأبسط. بمجرد تقريب أي مغناطيس (سواء كان مغناطيس ثلاجة أو مغناطيس نيوديميوم قوي) من البوصلة، ستلاحظ أن الإبرة تنجذب أو تنافر معه فوراً.
لماذا يحدث هذا؟ الأقطاب المغناطيسية المتشابهة تتنافر والمختلفة تتجاذب. بمجرد اقتراب الحقل المغناطيسي للمغناطيس الخارجي، “تستسلم” الإبرة له وتترك توجيه الأرض.
الطريقة الثانية: تجربة “أورستد” (باستخدام الكهرباء)
في عام 1820، اكتشف العالم هانز أورستد بالصدفة أن التيار الكهربائي يولد مجالاً مغناطيسياً حوله. يمكنك تكرار هذه التجربة التاريخية في المنزل:
الأدوات المطلوبة:
بوصلة عادية.
سلك نحاسي معزول.
بطارية (9 فولت أو حتى 1.5 فولت).
خطوات العمل:
ضع البوصلة على سطح مستوٍ واتركها حتى تستقر وتشير إلى الشمال.
قم بمد السلك فوق إبرة البوصلة مباشرة، بحيث يكون موازياً لاتجاه الإبرة.
قم بتوصيل طرفي السلك بقطبي البطارية للحظات (احذر من تركها متصلة لفترة طويلة لأن السلك قد يسخن).
الملاحظة: ستلاحظ فوراً أن إبرة البوصلة انحرفت بقوة لتصبح عمودية على السلك. بمجرد فصل السلك عن البطارية، ستعود الإبرة لوضعها الطبيعي.
كيف نزيد من قوة الحركة؟ (صناعة مغناطيس كهربائي)
إذا أردت تأثيراً أقوى، يمكنك لف السلك النحاسي حول مسمار حديدي أو حتى حول جسم البوصلة نفسه عدة مرات (صنع ملف أو “Solonoid”).
- الاجابة : د- أصل طرف سلك التوصيل 1 مع طرف سلك التوصيل 2
تأثير عدد اللفات: كلما زاد عدد لفات السلك، زادت كثافة المجال المغناطيسي المتولد، مما يجعل حركة الإبرة أسرع وأكثر وضوحاً.
تأثير شدة التيار: استخدام بطارية أقوى سيزيد من انحراف الإبرة، لأن قوة المجال المغناطيسي تتناسب طردياً مع شدة التيار الكهربائي المار في السلك.
تطبيقات عملية في حياتنا
هذا المبدأ البسيط هو الأساس الذي بنيت عليه محركات الكهرباء، والمولدات، وحتى أجهزة الرنين المغناطيسي في المستشفيات. نحن نستخدم الكهرباء لخلق حركة مغناطيسية، أو نستخدم الحركة والمغناطيس لتوليد الكهرباء.
