Kompas
Obsah boxu
Kompas je zařízení k určování světových stran. Jeho nejběžnější forma, magnetický kompas, využívá volně pohyblivou magnetickou střelku, která se vlivem zemského magnetického pole natáčí ve směru magnetického severu a jihu. Existují i složitější kompasy založené na jiných fyzikálních principech, jako je například gyrokompas. Kompas je klíčovým nástrojem pro navigaci a orientaci v přírodě, na moři i ve vzduchu.
⏳ Historie
První zmínky o zařízení využívajícím magnetovec pocházejí ze starověké Číny z období dynastie Chan (kolem 2. století př. n. l.). Toto rané zařízení, označované jako "lžíce směřující na jih", však nebylo primárně používáno k navigaci, ale k věštění a geomancii, například pro správné zarovnání budov.
Pro navigační účely se kompas začal v Číně používat až kolem 11. století za dynastie Sung. Čínští námořníci používali magnetizovanou jehlu plovoucí v misce s vodou, což jim umožnilo bezpečnější plavby na otevřeném moři. Znalost kompasu se postupně rozšířila díky obchodním cestám, jako byla Hedvábná stezka, do islámského světa. Arabští obchodníci a mořeplavci technologii převzali a vylepšili, například přidáním kompasové růžice.
Do Evropy se kompas dostal přibližně ve 12. století, kde způsobil revoluci v námořní dopravě a umožnil éru velkých zámořských objevů. V průběhu staletí prošel kompas mnoha vylepšeními, od suchých kompasů ke kapalinou plněným, které lépe tlumí pohyb střelky, až po moderní elektronické a gyroskopické verze.
⚙️ Princip fungování
Základní princip magnetického kompasu spočívá ve využití magnetického pole Země. Naše planeta se chová jako obrovský tyčový magnet, jehož magnetické póly se nacházejí v blízkosti zeměpisných pólů.
Magnetická střelka kompasu je v podstatě lehký, volně otočný magnet. Její severní pól (obvykle barevně označený, nejčastěji červeně) je přitahován k jižnímu pólu zemského magnetu, který se nachází poblíž severního zeměpisného pólu. Díky tomu se střelka vždy ustálí v severo-jižním směru a ukazuje tak na magnetický sever.
Je důležité rozlišovat mezi:
- Zeměpisný sever (pravý sever): Bod, kterým prochází zemská osa. Je to pevný bod, který vidíme na mapách.
- Magnetický sever: Bod, kam směřuje střelka kompasu. Tento bod se neustále pomalu pohybuje vlivem změn v zemském jádře.
Magnetická deklinace
Úhel mezi zeměpisným a magnetickým severem se nazývá magnetická deklinace. Její hodnota se liší v závislosti na místě na Zemi a také se v čase mění. Pro přesnou navigaci, zejména na delší vzdálenosti, je nutné tuto odchylku zohlednit a provést korekci. Hodnotu deklinace pro danou oblast lze nalézt na podrobnějších topografických mapách nebo online. Deklinace může být východní (kladná) nebo západní (záporná). Například v Česku byla v roce 2013 deklinace přibližně 3,5° východně.
🧭 Typy kompasů
Existuje mnoho druhů kompasů, které se liší konstrukcí a použitím.
- Magnetické kompasy: Nejběžnější typ, jehož funkce je založena na zemském magnetismu.
- Deskový kompas (buzola): Kompas zasazený do průhledné desky s pravítky, měřítky a otočným úhloměrem (limbus). Je ideální pro práci s mapou. Často bývá doplněn lupou nebo zrcátkem pro přesnější zaměřování.
- Palcový kompas: Malý kompas navržený k nošení na palci, oblíbený zejména v orientačním běhu, protože uvolňuje ruce pro držení mapy.
- Lenzový (armádní) kompas: Robustní, často kovový kompas navržený pro vysokou přesnost a odolnost, používaný v armádě.
- Gyroskopický kompas: Nefunguje na principu magnetismu, ale využívá rychle rotující setrvačník (gyroskop), jehož osa si zachovává stálou orientaci v prostoru. Po roztočení se díky rotaci Země ustálí ve směru skutečného zeměpisného severu, nikoliv magnetického. Používá se hlavně na lodích a v letadlech, kde je magnetický kompas ovlivňován velkým množstvím kovu. Jeho vynález je spojen se jménem Léona Foucaulta.
- Elektronické (digitální) kompasy: Využívají elektronické senzory (magnetometry) k detekci magnetického pole. Jsou součástí většiny moderních chytrých telefonů, chytrých hodinek a GPS navigačních systémů. Často kombinují data z více senzorů (akcelerometr, gyroskop) pro vyšší přesnost.
- Satelitní kompas (GPS): K určení směru využívá signály z několika antén přijímajících data z družic systému GNSS (jako je GPS). Směr určuje výpočtem na základě nepatrného rozdílu v pozici antén.
- Solární kompas: Určuje světové strany podle polohy Slunce na obloze v daný čas.
📱 Moderní využití
Ačkoliv se může zdát, že v době GPS a globálních navigačních satelitních systémů (GNSS) je klasický kompas zastaralý, stále si zachovává své místo. Jeho hlavní výhodou je nezávislost na elektrické energii a satelitním signálu. Proto zůstává klíčovou součástí výbavy pro turisty, horolezce, vojáky a všechny, kdo se pohybují v odlehlých oblastech, kde může moderní technika selhat.
V běžném životě se s kompasem setkáváme nejčastěji v digitální podobě v chytrých telefonech a automobilech. Aplikace jako Google Mapy využívají vestavěný magnetometr k zobrazení orientace uživatele na mapě. Pro správnou funkci je občas nutné digitální kompas kalibrovat, což se obvykle dělá specifickým pohybem telefonu (např. opsáním osmičky ve vzduchu), aby se senzor resetoval a přizpůsobil lokálnímu magnetickému poli. Přesnost mohou ovlivnit blízké kovové předměty nebo magnety (např. v pouzdrech telefonů).
🤔 Pro laiky: Jak to funguje?
Představte si Zemi jako obrovskou kouli, uvnitř které je schovaný velký tyčový magnet. Tento obří magnet má dva konce – póly. Jeden je na severu a druhý na jihu.
Střelka v kompasu je také malý, lehký magnet. A jak víme, magnety se navzájem přitahují nebo odpuzují. Červený konec střelky kompasu (její "severní" pól) je jednoduše "zamilovaný" do jižního pólu toho obřího magnetu uvnitř Země. A protože ten zemský jižní magnetický pól je shodou okolností blízko severního zeměpisného pólu (tam, kde je Arktida a lední medvědi), střelka se vždy otočí a ukáže nám právě tímto směrem.
Je to jako mít neviditelnou nit, která červený konec střelky neustále táhne směrem na sever. Ať se otočíte kamkoliv, tato "nit" se nikdy nepřetrhne a střelka vám vždy spolehlivě ukáže, kde je sever.
💡 Zajímavosti a rekordy
- Přesnost kompasu mohou ovlivnit nejen kovové předměty a elektrická vedení, ale i přírodní magnetické anomálie v zemské kůře nebo silné sluneční bouře.
- Buzola je v podstatě vylepšený kompas, který je doplněný o otočný úhloměr pro měření azimutu a další prvky pro práci s mapou.
- V některých profesích, jako je geologie, se používají speciální geologické kompasy, které kromě směru měří i sklon horninových vrstev.
- Na jižní polokouli funguje standardní kompas stejně, protože střelka se stále orientuje na magnetický severní pól, který je na severu. Pro přesná měření se však používají kompasy vyvážené pro danou hemisféru, aby se eliminoval vliv magnetické inklinace (vertikální sklon siločar).
Zdroje
Wikipedia - Magnetická deklinace WARAGOD - Kompas - kompletní příručka pro každého Wikipedia - Kompas Military MShop - Aký je princíp kompasu? Sportano.cz - Jak používat kompas? Základy používání kompasu 4camping.cz - Jak používat kompas? Průvodce pro outdoorové nadšence Crate Club - Jak kalibrovat kompas Crate Club - Porozumění různým typům kompasů Crate Club - Pochopení magnetické deklinace Wikipedia - Gyrokompas History-of-compass.com - Historie kompasu: Vedení lidstva Militaria.pl - Jaki kompas wybrać? Zbozi.cz - Kompasy Nbaem - Co je magnetická deklinace Sportaturistika.sk - Druhy kompasov REMOTIONER - Ako funguje kompas Crate Club - Jsou kompasu stále používány dnes? Magnetik.cz - Co je magnetická deklinace? SVETANDROIDA.cz - Jak zkalibrovat kompas v Android telefonu? O-RUNNAŘI Beskydy - Magnetická deklinace REMOTIONER - Aká je história kompasu? Turistika.cz - Jak funguje kompas? Android Magazine - Blbne vám kompas v telefonu? Poradíme vám, jak ho zkalibrovat Science World - Kompas a dějiny navigace Outdooractive - Odstranění problémů s kompasem MICHAELSERGE - PREČO SÚ KOMPASY NEOBYČAJNÝM OBJAVOM? Wikipedia HR - Kompas Google Play - Compass App: Digital Compass Online Compass - Živý a bezplatný kompas Armytrika.cz - Má smysl kompas v době chytrých telefonů? Mechanizaceweb.cz - Globální navigační systém