قطب نما و قبله نما

آيا تا به حال در جايي گمشده ايد؟ و در يک شهر جديد و يا در مسير جاده اي نشانه اي را از كسي پرسيده ايد؟ قطب نما و قبله نما، دو وسيله‌اي هستند که از دير باز براي يافتن و تعيين جهت‌هاي اصلي جغرافيايي (شمال، جنوب، شرق و غرب) و جستجوي مكان ها به كار مي رفته‌اند.
از ابتدا، انسان ها براي کشف سرزمين هاي جديد، مسافرت از شهري به شهر ديگر و يا از کشوري به کشور ديگر نيازمند دانستن جهت‌هاي جغرافيايي بوده اند. با دانستن سمت و سوي جهت‌هاي جغرافيايي و نيز محل آغاز حرکت (مبداء) مي‌توان جهت و مسير حرکت را به سمت مقصد مورد نظر تنظيم كرد و گم نشد؛ مخصوصاً اگر مسير، در طول بيابان‌ها، جنگل‌ها، درياها و يافتن كسي كه نشاني را بداند، محال باشد و يا شب هنگام حركت كنيم.
قطب نما، وسيله اي است كه در اين راه كمك بسياري به انسان ها كرده است. وسيله‌ي اصلي به كار رفته در قطب‌نما، آهنربا است. حتماً تا حالا يك آهنربا و يا وسايلي را که در آن‌ها آهنربا به کار رفته است ديده‌ايد. در غير اين صورت، کافي است سري به يخچال منزل‌تان بزنيد. مي‌بينيد، نوار دورِ درِ يخچال آهنرباست كه باعث چسبيدن و محکم شدن در به بدنه‌ي آن مي‌شود. در طبيعت، بعضي مواد و سنگ‌ها خاصيتي دارند که باعث جذب مواد آهني و فولادي به آن‌ها مي‌شود.

اين خاصيت را خاصيت مغناطيسي يا آهنربايي مي‌گويند، به هر جسمي که اين خاصيت را داشته باشد آهنربا مي‌گويند. آهنرباها مي‌توانند تمامي حجم هاي آهني (مثل سوزن، کليد منزل، ميخ و ...) را جذب کنند و يا به آن‌ها بچسبند.
وقتي دو آهنربا را کنار هم قرار دهيم، اتفاق جالبي مي‌افتد: دو سر آهنرباها از هم دور مي‌شوند و به هم مي‌چسبند و دو سر ديگر وقتي يکي از آن‌ها را را سر و ته کنيم از هم دور مي‌شوند.
آهنربا‌ها انواع مختلفي دارند: ميله‌اي، نعل اسبي، حلقه‌اي و ... .
هر آهنربا داراي دو سر مختلف است که داراي خصوصيت‌هاي مختلف و مخالف هم هستند. به آن‌ها قطب‌هاي شمال و جنوب آهنربا مي‌گويند. اولي را با N و دومي را با S (حروف ابتداي کلمه‌هاي انگليسي North به معني شمال و South به معني جنوب) نمايش مي‌دهند. جذب آهنرباها از يک سمت و دفع (رانش) آن‌ها از سمت ديگر، دقيقاً مربوط به اين دو قطب است. قطب‌هاي هم‌نام (مثلاً دوقطب N و N و يا دو قطب S و S از دو آهنرباي مختلف) همديگر را دفع مي‌كنند، ولي دو قطب غير همنام مثل S از يک آهنربا و N از آهنرباي ديگر همديگر را جذب مي‌کنند. به طور ساده‌تر، اگر يک آهنربايِ ميله‌اي را از سمت قطب N به نزديک قطب S يک آهنرباي ميله‌اي ديگر ببريم، به يکديگر مي‌چسبند، ولي اگر آهنرباي اول را از سمت قطب S آن به قطب S آهنرباي دوم ببريم، از هم دور مي‌شوند. اما موضوع اصلي و جالب آنست که بدانيد خودِ کرة زمين هم آهنرباي عظيمي است که دقيقاَ خاصيتي مشابه همين آهنرباهاي کوچک را دارد. کره‌ي زمين به دليل وجود مواد مذاب مغناطيسي (از جنس اکسيد آهن) در هسته‌ي مرکزي آن، داراي خاصيت مغناطيسي است.
... و اما قطب‌نما:
در زمان‌هاي قديم انسان‌ها متوجه شدند که بعضي از سنگ‌ها (که بعداً به آنها سنگ‌هاي مغناطيسي گفتند) وقتي از يک نخ آويزان مي‌شوند، در يک راستاي مشخص قرار مي‌گيرند. اين نكته، سرآغاز کشف قطب‌نما شد، چون مي‌ديدند، راستايي که آن سنگ مي‌ايستد، در راستاي شمال و جنوب جغرافيايي است. از آن به بعد از اين روش، يعني آويزان كردن سنگ‌هاي مغناطيسي (که بعداً اين سنگ‌ها را بصورت کوچکتر و ميله‌اي در آوردند) براي يافتن جهت شمال و جنوب استفاده ‌شد.

همانطور که گفتيم، کره‌ي زمين يک آهنرباي بزرگ است که داراي دو قطب شمال و جنوب است. محل قرار گرفتن قطب شمال مغناطيسي در قطب جنوب زمين و محل قرار گرفتن قطب جنوب مغناطيسي در قطب شمال زمين (از نظر جغرافيايي) است. سنگ آهنربا اگرچه در ابعاد كوچكتري نسبت به کره‌ي زمين است اما مثل آن، آهنرباست. اين آهنرباها يکديگر را جذب و دفع مي‌كنند.
طرز کار قطب نما هم بر همين منوال است.

در اصل قطب نما يک ميلة مغناطيسي (آهنربايي) است که به شکل يک عقربه در آمده و در داخل يک محفظه‌ي محافظ، از مرکزش آويزان است. دور تا دور اين محفظه، داراي عددهايي هست که هر كدام بخشي از 360 درجه‌ي يک دايره‌ي کامل را نشان مي‌دهد. نوع قرار گرفتن عقربه‌ي قطب نما، زاويه‌هاي اصلي و سمت و سوي جهت‌ها در دور تا دور، محل قرار گرفتن قطب نما را نشان مي‌دهد. اين عقربه چون آهنرباست، هميشه در راستاي شمال و جنوب جغرافيايي قرار مي‌گيرد. قطب‌هاي ناهمنام اين عقربه و زمين (که هر دو از جنس آهنربا هستند) به سمت هم قرار مي‌گيرند ولي چون قطب‌هاي مغناطيسي زمين در دو سمت جنوب و شمال خود بي‌حركت هستند، پس عقربه بعد از ثابت ماندن، دقيقاً در راستاي شمال و جنوب مي‌ايستد و به اين دليل جهت عقربه، جهت شمال جغرافيايي را نشان مي‌دهد.
اين اصل در همه جاي کره‌ي زمين و در هر لحظه از شبانه روز صادق است. به اين دليل است كه قطب‌نما وسيله‌اي لازم براي تمام افرادي است كه به جهت يابي نياز دارند؛ افرادي مثل دريانوردان، گردشگران و کوهنوردان.

قبله نما

ما مسلمان‌ها براي خواندن نمازهاي روزانه‌ي خود، نيازمند يافتن قبله‌ايم. خانه‌ي کعبه، در شهر مکه و در کشور عربستان است به همين دليل مسلمان‌هاي تمام کشورهاي دنيا مي‌بايست جهت قبله را بيابند. روش‌هاي مختلفي براي يافتن اين جهت وجود دارد؛ مثل استفاده از نور آفتاب و قبله نما.

قبله‌نما مانند همان قطب‌نما است. با اين تفاوت که به گونه‌اي درجه بندي و تنظيم شده است که علاوه بر نشان دادن جهت شمال، جهت قبله را هم نشان مي‌دهد. بايد گفت که يافتن قبله توسط قبله‌نما به سادگيِ يافتن شمال و جنوب جغرافيايي نيست. براي قبله، علاوه بر داشتن يک قبله‌نما، به يک جدول هم نياز داريم که داراي مشخصات شهري باشد که ما در آن هستيم، چون جهت قبله نسبت به جهت شمال، در نقطه‌هاي مختلف کره‌ي زمين، زاويه‌ي يکساني نمي‌سازد.
شما در فعاليت « رصد ماهواره‌ها از پشت‌بام خانه! » روش پيدا كردن طول و عرض جغرافيايي محل زندگي خود را ياد مي‌گيريد. طول و عرض محل زندگي خود را در فلش زير وارد كنيد. اين برنامه، زاويه‌ي قبله با جهت شمال را به شما نشان مي‌دهد. حالا با استفاده از يك قطب‌نما، مي‌توانيد جهت قبله را در محل زندگي خود پيدا كنيد