آیا تا به حال در جایی گمشده اید؟ و در یک شهر جدید و یا در مسیر جاده ای نشانه ای را از کسی پرسیده اید؟ قطب نما و قبله نما، دو وسیله ای هستند که از دیر باز برای یافتن و تعیین جهت های اصلی جغرافیایی (شمال، جنوب، شرق و غرب) و جستجوی مکان ها به کار می رفته اند.

از ابتدا، انسان ها برای کشف سرزمین های جدید، مسافرت از شهری به شهر دیگر و یا از کشوری به کشور دیگر نیازمند دانستن جهت های جغرافیایی بوده اند. با دانستن سمت و سوی جهت های جغرافیایی و نیز محل آغاز حرکت (مبداء) می توان جهت و مسیر حرکت را به سمت مقصد مورد نظر تنظیم کرد و گم نشد؛ مخصوصاً اگر مسیر، در طول بیابان ها، جنگل ها، دریاها و یافتن کسی که نشانی را بداند، محال باشد و یا شب هنگام حرکت کنیم.

قطب نما، وسیله ای است که در این راه کمک بسیاری به انسان ها کرده است. وسیله ی اصلی به کار رفته در قطب نما، آهنربا است. حتماً تا حالا یک آهنربا و یا وسایلی را که در آن ها آهنربا به کار رفته است دیده اید. در غیر این صورت، کافی است سری به یخچال منزل تان بزنید. می بینید، نوار دورِ درِ یخچال آهنرباست که باعث چسبیدن و محکم شدن در به بدنه ی آن می شود. در طبیعت، بعضی مواد و سنگ ها خاصیتی دارند که باعث جذب مواد آهنی و فولادی به آن ها می شود.

این خاصیت را خاصیت مغناطیسی یا آهنربایی می گویند، به هر جسمی که این خاصیت را داشته باشد آهنربا می گویند. آهنرباها می توانند تمامی حجم های آهنی (مثل سوزن، کلید منزل، میخ و ...) را جذب کنند و یا به آن ها بچسبند.

وقتی دو آهنربا را کنار هم قرار دهیم، اتفاق جالبی می افتد: دو سر آهنرباها از هم دور می شوند و به هم می چسبند و دو سر دیگر وقتی یکی از آن ها را را سر و ته کنیم از هم دور می شوند.

آهنربا ها انواع مختلفی دارند: میله ای، نعل اسبی، حلقه ای و ... .

هر آهنربا دارای دو سر مختلف است که دارای خصوصیت های مختلف و مخالف هم هستند. به آن ها قطب های شمال و جنوب آهنربا می گویند. اولی را با N و دومی را با S (حروف ابتدای کلمه های انگلیسی North به معنی شمال و South به معنی جنوب) نمایش می دهند. جذب آهنرباها از یک سمت و دفع (رانش) آن ها از سمت دیگر، دقیقاً مربوط به این دو قطب است. قطب های هم نام (مثلاً دوقطب N و N و یا دو قطب S و S از دو آهنربای مختلف) همدیگر را دفع می کنند، ولی دو قطب غیر همنام مثل S از یک آهنربا و N از آهنربای دیگر همدیگر را جذب می کنند. به طور ساده تر، اگر یک آهنربایِ میله ای را از سمت قطب N به نزدیک قطب S یک آهنربای میله ای دیگر ببریم، به یکدیگر می چسبند، ولی اگر آهنربای اول را از سمت قطب S آن به قطب S آهنربای دوم ببریم، از هم دور می شوند. اما موضوع اصلی و جالب آنست که بدانید خودِ کرة زمین هم آهنربای عظیمی است که دقیقاَ خاصیتی مشابه همین آهنرباهای کوچک را دارد. کره ی زمین به دلیل وجود مواد مذاب مغناطیسی (از جنس اکسید آهن) در هسته ی مرکزی آن، دارای خاصیت مغناطیسی است.

قطب نما:

در زمان های قدیم انسان ها متوجه شدند که بعضی از سنگ ها (که بعداً به آنها سنگ های مغناطیسی گفتند) وقتی از یک نخ آویزان می شوند، در یک راستای مشخص قرار می گیرند. این نکته، سرآغاز کشف قطب نما شد، چون می دیدند، راستایی که آن سنگ می ایستد، در راستای شمال و جنوب جغرافیایی است. از آن به بعد از این روش، یعنی آویزان کردن سنگ های مغناطیسی (که بعداً این سنگ ها را بصورت کوچکتر و میله ای در آوردند) برای یافتن جهت شمال و جنوب استفاده شد.

همانطور که گفتیم، کره ی زمین یک آهنربای بزرگ است که دارای دو قطب شمال و جنوب است. محل قرار گرفتن قطب شمال مغناطیسی در قطب جنوب زمین و محل قرار گرفتن قطب جنوب مغناطیسی در قطب شمال زمین (از نظر جغرافیایی) است. سنگ آهنربا اگرچه در ابعاد کوچکتری نسبت به کره ی زمین است اما مثل آن، آهنرباست. این آهنرباها یکدیگر را جذب و دفع می کنند.

طرز کار قطب نما هم بر همین منوال است.

در اصل قطب نما یک میلة مغناطیسی (آهنربایی) است که به شکل یک عقربه در آمده و در داخل یک محفظه ی محافظ، از مرکزش آویزان است. دور تا دور این محفظه، دارای عددهایی هست که هر کدام بخشی از ۳۶۰ درجه ی یک دایره ی کامل را نشان می دهد. نوع قرار گرفتن عقربه ی قطب نما، زاویه های اصلی و سمت و سوی جهت ها در دور تا دور، محل قرار گرفتن قطب نما را نشان می دهد. این عقربه چون آهنرباست، همیشه در راستای شمال و جنوب جغرافیایی قرار می گیرد. قطب های ناهمنام این عقربه و زمین (که هر دو از جنس آهنربا هستند) به سمت هم قرار می گیرند ولی چون قطب های مغناطیسی زمین در دو سمت جنوب و شمال خود بی حرکت هستند، پس عقربه بعد از ثابت ماندن، دقیقاً در راستای شمال و جنوب می ایستد و به این دلیل جهت عقربه، جهت شمال جغرافیایی را نشان می دهد.

این اصل در همه جای کره ی زمین و در هر لحظه از شبانه روز صادق است. به این دلیل است که قطب نما وسیله ای لازم برای تمام افرادی است که به جهت یابی نیاز دارند؛ افرادی مثل دریانوردان، گردشگران و کوهنوردان.

قبله نما

ما مسلمان ها برای خواندن نمازهای روزانه ی خود، نیازمند یافتن قبله ایم. خانه ی کعبه، در شهر مکه و در کشور عربستان است به همین دلیل مسلمان های تمام کشورهای دنیا می بایست جهت قبله را بیابند. روش های مختلفی برای یافتن این جهت وجود دارد؛ مثل استفاده از نور آفتاب و قبله نما.

قبله نما مانند همان قطب نما است. با این تفاوت که به گونه ای درجه بندی و تنظیم شده است که علاوه بر نشان دادن جهت شمال، جهت قبله را هم نشان می دهد. باید گفت که یافتن قبله توسط قبله نما به سادگیِ یافتن شمال و جنوب جغرافیایی نیست. برای قبله، علاوه بر داشتن یک قبله نما، به یک جدول هم نیاز داریم که دارای مشخصات شهری باشد که ما در آن هستیم، چون جهت قبله نسبت به جهت شمال، در نقطه های مختلف کره ی زمین، زاویه ی یکسانی نمی سازد.

شما در فعالیت « رصد ماهواره ها از پشت بام خانه! » روش پیدا کردن طول و عرض جغرافیایی محل زندگی خود را یاد می گیرید. طول و عرض محل زندگی خود را در فلش زیر وارد کنید. این برنامه، زاویه ی قبله با جهت شمال را به شما نشان می دهد. حالا با استفاده از یک قطب نما، می توانید جهت قبله را در محل زندگی خود پیدا کنید