Az iránytű és a mágnesesség

delej, Északi-sark, feng-shui, Geomancia, iránytű, mágnes, mágnesesség, mágnesség, magnetoszféra, Sinanshao, tájoló

Az iránytű ma már annyira megszokott tárgyunk, hogy akár egy kulcstartón is találkozhatunk vele. Egyúttal ez az egyik legegyszerűbb és legrégibb műszerünk. Ám ahhoz, hogy megszülethessen, majd tökéletesen működjön, sok mindent meg kellett tudni a mágnesességről.

Mire jó az iránytű és a tájoló?

Az iránytű, és annak továbbfejlesztett változata, a tájoló működése a Föld mágneses térerősségén alapul. Alapvetően arra szolgál, hogy leolvassuk róla: ahhoz a helyhez képest, ahol mi tartózkodunk, merre van a mágneses északi irány.

A hétköznapokban a kirándulásokon kívül akkor is jó hasznát vesszük, ha például egy lakás fekvéséről szeretnénk pontos képet kapni. Ilyenkor elég letennünk egy vízszintes felületre egy iránytűt, amelynek szabadon forgó mágnestűje hamar be fog állni észak-dél irányba. És mivel mi tudjuk, hogy a színnel jelölt vége mutat az Északi-sarkra, csak elő kell vennünk a jól ismert mondókát: „Előttem van észak, hátam mögött dél, balra a Nap nyugszik, jobbra pedig kél”. Ennek alapján pedig már ki is tudjuk számolni, hogy melyik ablak néz délre, keletre vagy nyugatra, vagyis hogy melyik szobában mikor számíthatunk természetes fényre.

A mágneses térnek, vagyis a magnetoszférának a földi élet védelmében is nagy szerepe van: megvédi a Föld felszínét a napszél elektromosan töltött részecskéitől. A mágneses tér az erős behatásra a Nappal szembeni oldalon összenyomódik, a túloldalon pedig elnyúlik, vagyis úgy viselkedik, mint egy folyadékból álló buborék: nem „pukkad ki”. A mágneses mező erőssége a Föld felszínén legkevesebb 30 mikrotesla (0,3 gauss). 2003 októberében a Földet egy hatalmas napkitörés részecskehulláma érte el, amely intenzív geomágneses vihart idézett elő, és szokatlan sarki fényt okozott. (Forrás: Wikipedia)

Ha viszont nincs kedvünk a mondókához és számolgatni sem szeretnénk, akkor inkább tájolót vigyünk magunkkal, amelynek a doboza elforgatható a tűt rögzítő pöcök alatt, az alján pedig ott vannak a fő- és mellék égtájak jelölései. Ezen tehát elég lesz az alján látható „É” feliratot beforgatni a tű hegye alá, és azonnal látjuk az irányokat.

Ha kiránduláshoz használjuk a tájolót, olyankor az irányszöget is leolvashatjuk róla, vagyis azt, hogy a pillanatnyi haladásunk iránya milyen mértékben tér el attól az útvonaltól, amely a célunkhoz vezet. (Mindehhez persze tudnunk kell, hogy merrefelé van a célunk a kiindulópontunkhoz képest.)

Mágnesség-mágnesesség, delej

Az iránytű mögött tehát a mágnesség, hétköznapi szóhasználatban a mágnesesség áll, amely fizikai fogalom, és bizonyos testek (mágnesek) egymás közötti vonzó és taszító képességére utal.

A magyar nyelvben a nyelvújítás idején a „delej” szót találták ki a megmagyarítására. Ez úgy keletkezett, hogy összevonták a mágneses tű két átellenes pontja, a déli és az északi nevét. És mivel a „dél” töve a „del” volt, az „észak” pedig akkor „éjszak”-nak hangzott, a szó első alakja „deléj” volt. Ezt azonban a köznyelv valószínűleg túlságosan mesterkéltnek találta és delejjé formálta át. A szót ma már csak ritkán használjuk a mágnesesség jelölésére, ám átvitt értelemben gyakran találkozhatunk vele, például a hipnózisra utaló „delejes álom”, vagy az erős hatást megfogalmazó „delejes tekintet” kifejezésekben.

Hol használták fel először a Föld mágnesen terét?

Néhány ásvány mágneses tulajdonságait már az ókori közép-amerikai népek is ismerték i. e. 2000 körül, de másutt is hamar felfedezték, hogy például a magnetit (Fe3O4) képes apró vasdarabokat magához vonzani. A mágneses test és a vasdarab között a kölcsönhatás mindig a vonzás. Az ilyen mágneseket pedig permanens vagy állandó mágneseknek nevezzük.

Majd miután az 1700-as évektől megjelent az acélgyártás is (az acél a vasnak olyan ötvözete, amely legfeljebb 2,06 százalékban tartalmaz szenet vagy egyéb elemet), azt tapasztalták, hogy egy mágneses érc segítségével az acél felmágnesezhető. Emellett azt a jelenséget is jól ismerték, hogy ha valahová becsapott a villám, ott a közelben az acél pengéjű kések mágnesessé váltak, ami később az elektromágnesesség fizikájának tudományához vezetett.

Azt, hogy bizonyos fémek magukhoz vonzzák a vasat, illetve hogy mások taszítják azt, először Kínában írták le, ahogyan azt is, hogy ha egy mágneses tárgyat felfüggesztenek és hagynak szabadon mozogni, az mindig egy irányba fog beállni. Ezt a szabad mozgást többnyire egy vízzel telt tállal biztosították úgy, hogy a fém tárgyat gyékénydarabra vagy fadarabra tették, amely fenn tartotta a víz felszínén. Az összefüggés felismerésétől pedig már csak egy lépést kellett tenni ahhoz, hogy ezt a gyakorlatban tájolásra is felhasználják.

Az első, iránytű szerepet betöltő tárgy az ún. Sinanshao „délt irányító kanál” volt i.e. 1000 körül. Ezt vitték tehát magukkal az utazók egy vízzel töltött edénnyel együtt.

Ám mivel akkor még a jelenség okát nem ismerhették, a mágnesség szükségképpen a mágia területére is bevonult, s az iránytűként is szolgáló eszközt a Geomanciánál, vagyis a földjóslásnál is használták. A kanál olykor még ma is része a népszerű feng-shuinak. (A kínai feng-shui kifejezés a szavaira bontva azt jelenti, hogy „szél-víz’”. Ez a természet egységét, a lélegzet és az öt elem – fa, föld, víz, tűz és fém – harmóniáját fejezi ki. A feng-shui mesterei az irányba beálló eszközzel azonban nem pusztán az égtájakat határozták meg. A tárgyat egy asztrológiával összefüggésbe hozható térkép közepére helyezték, amelyen koncentrikus körök és azokon áthaladó vonalak voltak. Ez utóbbiak jelezték, hogy például egy adott szobában mi bonthatja meg, illetve állíthatja vissza a természet harmóniáját.)

A mágnesség jelenségét – tehát a mágneses mezőt – könnyen bemutathatjuk egy mágnesrúddal és egy adag vasreszelékkel. Ha a reszeléket kiszórjuk a rúd mellé, a körülötte lévő erőtér szabályos sorokba rendezi a darabkáit a papíron.

Az eszköz finomítása során megmérték, hogy a mágneses tű hány fém tűt tud felemelni, és ennek alapján különféle minőségi kategóriákat állítottak fel. Az idők során a kínaiak már kiemelkedően pontos navigációra alkalmas iránytűket is tudtak készíteni, sőt a mágneses és a csillagászati észak eltérését is felismerték, amelynek ma mind a hajózásban, mind a repülésben meghatározó a szerepe. A Föld belső mágneses rúdjának sarka és a földmágneses sark (vagyis az Északi-sark) ugyanis a Föld forgása miatt nem esik egy pontba. Ez pontos műszerek híján eltérő jelzésekhez vezethet és elbizonytalaníthatja a navigációt, ezért a hajózásnál-repülésnél használt, modern műszerek már jóval bonyolultabb számításokkal működnek, mint az egyszerű iránytűk.

A kínaiak által kifejlesztett iránytűt a 13-dik században, az utazások fellendülésének idején hozták be Európába, arab kereskedők. Ebben az időben az iránytű változatlanul egy vízzel teli edényben úszó szalmatutaj volt, amelyen azonban már nem egy nagyobb darab mágneses tárgy, hanem több, keskeny mágneses fémszál adta a műszer mutatóját.

Miért áll be az iránytű tűje egy irányba? 

A Föld mágneses terét, az ún. mágneses mezőt valószínűleg az annak belső szerkezetében működő dinamó-mechanizmus tartja fenn. A dinamó-mechanizmus általában véve azt jelenti, hogy egy rendszer öngerjesztéssel, forgással gerjeszt önmagában áramot. (A szó a görög „erő” jelentésű dünamisz, illetve az ebből származó, „képes rá” jelentésű dünamai kifejezésből ered.)

A Föld fémes belsejét egy 7000 kilométer átmérőjű földmag alkotja (ez nagyjából megegyezik a Hold méretével, a hőfoka pedig a Nap felszínének forróságával azonos). A dinamó-mechanizmus itt azt jelenti, hogy a magban lévő olvadt vasból és nikkelből álló anyag hőelvezetési mozgásai révén örvényáramok, ún. konvekciós áramlatok keletkeznek, és ezek kiterjedt mágneses teret gerjesztenek.

Ezt legutóbb így tette érthetővé a Bécsi Műszaki Egyetem kutatója, Alessandro Toschi (tossi): „A földmag hőjének utat kell találnia fölfelé: a forró anyag a bolygó felsőbb rétegei felé szállva úgynevezett konvekciós áramlatokat kelt. Ugyanekkor a Föld forgása is nagy erőt hoz létre, az úgynevezett Coriolis-erőt, és a két erő együtt a forró anyag bonyolult, spirális áramlását kelti. »Ha egy ilyen áramlásrendszerben elektromos áram keletkezik, az mágneses teret hozhat létre, amely tovább erősíti az elektromosságot és így tovább, míg végül a mágneses erő olyan nagy lesz, hogy a Föld felszínén is mérni tudjuk«".

A mágnességet elsőként az angol Erzsébet királynő udvari orvosa, William Gilbert (zsilber, 1544-1603) vizsgálta. Az erről szóló könyvében – amely nem mellesleg Giordano Bruno megégetésének évében, 1600-ban jelent meg – megfogalmazza, hogy az egész Föld egyetlen nagy mágnesnek is tekinthető.

A laptájoló alapja egy átlátszó műanyag lap (1), amelyen egy szintén átlátszó, forgatható, műanyagból vagy üvegből készített szelencét helyeznek el (2). A szelencében van az iránytű (3), valamint az ívmértéket vagy a fokbeosztást jelző számsor (4). Az alaplap szélein léptékosztást (5), illetve mm beosztást is látunk (6). A térkép jeleinek leolvasását a lapban elhelyezett nagyító lencse könnyíti meg (7). Az irány leolvasását az É–D irányvonalak (8), a leolvasási pont vagy – vonal (9), és a szelence alján elhelyezett É–D irányrések vagy nyíl (10) is segíti. Egyes típusokon lépésszám ellenőrző számtárcsa, valamint kisebb távolságtartó lábak is vannak. (Forrás: Wikipedia)

A kiemelkedő magyar mérnök, fizikus és tudós-tanár (az űrutazó Charles Simonyi édesapja), Simonyi Károly (1916-2001) így foglalta össze Gilbert kutatásainak jelentőségét: „Ilyen módon adja meg Gilber az iránytű elméletét. Megállapítja a pólusok közötti erőhatás jellegét, tehát beszél vonzó- és taszító erőről. Megállapítja azt is, hogy egy mágnestűt kettétörve a két pólus nem választható el egymástól: mindegyik feléből újra egy kétpólusú mágnestű lesz. Megállapítja a mágnestű inklinációját, vagyis elhajlását a vízszinteshez képest. Ilyen módon lehetségesnek véli, hogy ezen elhajlás segítségével a szélességi fokot meg lehessen határozni, minden asztronómiai megfigyelés nélkül”. (Simonyi Károly: A fizika kultúrtörténete, Gondolat Kiadó, 1978., 273. l.)

Az iránytű, illetve a tájoló fejlődéstörténete később igazolta Gilbert feltevését. Az első iránytűk azonban még megelégedtek azzal, hogy megmutatták a mágneses tér áramlási irányát, amely a mágneses déltől a mágneses észak felé mutat. Ennek ereje tehát az, amely a Föld felszínén lévő, ugyancsak mágneses tárgyakat – például az iránytű vagy a tájoló tűjét – beállítja az áramlási irányba.

Hogyan pontosították az iránytűket?

Az első, jelentős műszaki átalakítást valószínűleg egy itáliai hajós, a Nápoly közeli Amalfiból származó Flavio Gioia végezte el a mérőszközön. Ő a mágneses tulajdonságú lemez szilárd felfüggesztését oldotta meg: egy dobozban függőleges tengelyre helyezte rá a mágneses lemezt, amelyre kis lyukat vágott. A lemez így szabadon foroghatott a tengely körül. Később a nehézkes lemezt kicserélte egy karcsú tűre.

A szerkezetet a hajó középvonalában rögzítette, és a házán megjelölte a hajó középvonalát is, hogy látható legyen: merre és milyen mértékben tér el a hajó a tű irányától. Ezzel a mai tájoló ősét alkotta meg, amelyet persze csak akkor lehetett pontosan leolvasni, amikor a hajó nyugodt vízen haladt. A folyamatos hullámzás meglehetősen nehézzé tette a használatát, ezért a műszer fejlesztésének igénye továbbra is aktuális maradt.

A megoldásra azonban a 16-dik századig kellett várni. Ekkor dolgozta ki egy olasz fizikus, Gerolamo Cardano azt a felfüggesztést, amellyel az iránytű a hullámoktól kibillenő hajón is megtarthatta függőleges helyzetét.

Később olyan kiegészítőket szereltek fel a dobozra, amelyek megkönnyítették a tárgyak „irányba vételét”, és ezzel megszületett a könnyen használható tájoló.
 

 

Lévai Júlia

Címkék:

1917-es szocialista forradalom  A kis herceg  Ady Endre  Aiszóposz  Aitken  Albert de Mun  Ammut  Anaximandrosz  Angol Park  Antarktisz  Antoine de Saint-Exupéry  Anubisz  Apollón  Arisztotelész  Arkhimédész  Artemisz  Asszír Birodalom  Aszklépion  Aszklépiosz  Atlanti-óceán  Augustus  Ausztrália  Babits Mihály  Baradla-barlang  Belgium  Benedek-rend  Besztercebánya  Biblia  Biblioteca Joanina  Bornemisza Anna  Budapest  Budapesti Vidám Park  Carl Friedrich Gauss  Charles Babbage  Charles de Gaulle  Chicago  Churchill  Claude Chappe  Curiosity  Cynara  Danaé  Dante  Dante Alighieri  Dionüszosz  Dzsingisz kán  Dávid király  Edward Jenner  Egri csillagok  Emese  Erzsébet királyné  Esterházy Miklós Móric  Esterházy Péter  Fahrenheit  Fehérlófia  Fekete István  Ferenc József  Ferenc pápa  Fiume  Formózusz pápa  Fourier-transzformáció  Franciaország  Fribourgi Unió  Föld  Földközi-tenger  Fővárosi Állat- és Növénykert  Galilei  Galénosz  Geomancia  Guinness rekordok  Hans Christian Andersen  Hedy Lamarr  Hippokratész  Hitler  Homo sapiens  Héber Biblia  Héra  Hérodotosz  I. Erzsébet  India    Jackie Cochran  Jahve  James Prescott Joule  Japán  Jean de La Fontaine  John D. O’Sullivan  Julius Caesar  Justh-párt  János vitéz  Jézus  József Attila  Kaffka Margit  Kheirón  Királyok Völgye  Kivonulás könyve  Kolumbusz Kristóf  Koppenhága  Korónisz  Kosztolányi Dezső  Kréta  Kyatice-kultúra  Károlyi Mihály  Kígyótartó  Kína  LOGICO  La Trappe  Las Vegas  Lazarro Spallanzani  Lazzaretto Vecchio  Liège  Louis Pasteur  Lucifer  Lukács László  Lyme-kór  Léda  Mafra-palota  Magyar Madártani és Természetvédelmi Egyesület  Magyar Természettudományi Múzeum  Marco Polo  Margit-sziget  Margitsziget  Marokkó  Mars  Medúsza  Melbourne  Mesekönyvek  Mexikó  Mezopotámia  Mi MICSODA  Milánó  Mithridatész  Monte Cristo grófja  Munkás Szent József  Mária  Mária Terézia  Mária csillaga  Márton kenyere  Mátyás király  Mózes  Nagy Konstantin  Nagy Sándor  Nagy-korallzátony  Napóleon  Nelson altengernagy  Nivelles  Nobel-díj  Normandia  Normandiai partraszállás  Notre-Dame  Nursiai szent Benedek  Nyugat folyóirat  Nyulak szigete  Olimposz  Oroszország  Országház  Pallasz Athéné  Pegazus  Perszeusz  Perzsia  Pesti Állatkert  Petőfi Sándor  Plinius  Pompeius Magnus  Popham-kód  Porete-i Margit  Portugália  Poszeidón  Párizs  Pégaszosz  Rijeka  Robert Owen  Roosevelt  Róma  Római Birodalom  Santorius  Sinanshao  Sixtus-kápolna  Skócia  Stephen Hawking  Szent Heléna  Szent Margit  Szent Márk székesegyház  Szent Patrik  Szent-Györgyi Albert  Szerb Antal  Szicília  Szociáldemokrata Párt  Szogdia  Széchenyi István  Thesszaloniké  Tiberius császár  Tisza István  VII. István pápa  Vatikán  Velence  Velencei Köztársaság  Verona  Vosztok-tó  Vurstli  Városliget  Vénusz légycsapója  Werbőczy István  Wilhelm Emmanuel Ketteler  XIII. Leó pápa  XV. Lajos  Xántus János  Zeusz  anemométer  antibiotikum  archea  articsóka  autofágia  autó  axolotl  baktérium  barlangok  barlangrajz  beginák  beginázs  betegség  biológia  bozóttűz  buddhizmus  béka  békakirály  békamentők  békák  cidrimókus  cineol  ciszterciták  citoplazma  corona  csapdaállítók  császármetszés  császárság  csütörtök  cégér  céhek  címer  delej  denevér  diadém  dob  drón  dórok  echolokáció  egyensúly  egyiptom  egyszarvú  ektoparazita  emlős  epekő  eretnek  etimológia  etruszkok  eukaliptusz  fasírt  fejdísz  fejlesztés  fekete lyuk  feketehimlő  felvilágosodás  feng-shui  finommotorika  fogkő  foglalkoztató  folyadékkristály  frank  fáraó  félelem  füst  füstjelzés  füstölgő  gabona  galea  gallok  griffmadár  gyerekjáték  gyufásdoboz  gyárak  gyógyszer  gyógyszertár  gyógyítás  gót  gőzhajó  hableány  hadművelet  hajmosás  hajógyártás  hajózás  halál  halálbüntetés  hangsebesség  hatalom  higany  himnusz  hiszti  hullazsinat  hullámvasút  humanizmus  háború  hóhér  húsevő nyövények  hőmérséklet  hőmérő  ikozaéder  illat  immunitás  indiánok  inga  interjú  internet  ipari forradalom  iránytű  iskolakezdés  iskolaérettség  istenek  jel  jelhordozó  jelrendszer  járvány  játék  kakas  kalauzhajó  kalogathia  kalóz  kalózlevél  kalózállam  kamelaukion  kamikáze  kancsókák  kapitalizmus  karantén  kardigán  karmosbéka  karthauziak  katapult  kausia  kavicsok  kereskedelem  kereszténység  királynévíz  klímaváltozás  koala  kolera  komló  koncepciós per  kopoltyú  korall  korona  koronavírus  koszorú  kullancs  kálvinizmus  készségfejlesztő  kétszikűek  kétéltűek  kígyó  kínai nagy fal  kínaiak  kódrendszer  kórház  kölni  könyvtár  kötéltánc  közegészségügy  kőzetek  lazarett  lincselés  lizoszóma  lovasfutár  lárva  látás  láz  lázfa  légiposta  légzés  lövedékvető  lúg  magasság  magnetoszféra  magnetosztrikció  malária  mandula  manna  mannatövis  mannazuzmó  manufaktura  marcipán  masszázs  matchbox  mechanikus szerkezet  mese  mesék  metamorfózis  meteorológia  mikrobiológia  mimivírus  mirtuszfélék  misztikus lények  mitokrondrium  munkások  mutualizmus  mágnes  mágnesesség  mágnesség  május  május 1  második világháború  méhlepény  méreg  narentinok  narvál  neandervölgyi  nimfa  nyál  népmesék  népvándorlás  olimpia  olvasás  organellum  oxigénfelvétel  parfüm  paróka  pedagógus  permafroszt  pestis  pilóta  placenta  postakocsi  pszichológus  pápaság  pékség  rajz  rekamié  repülés  repülőgép  repülőtér  retina  robot  rádiócsillagászat  rák  rákgyógyszer  régészet  rózsaolaj  sajt  sampon  sejtek  sellő  selyemút  sisakkorona  sport  szakszervezetek  szalamandrafélék  szanatórium  szappan  szavak  szem  szemafor  személynevek  szendvics  szerzetes  szerzetesrendek  szocializmus  szogdok  sztrájk  szász  szélkakas  szélzsák  szülés  sör  tamariszkusz  tanulójáték  teaút  terhesség  terhességi teszt  terroristák  teszt  tesztelés  thrákok  tirrének  tisztálkodás  tobzoska  torpedó  trappista sajt  trappisták  turul  tájoló  távíró  törökfürdő  tükörtávíró  tüntetés  tőzsde  tűz  ultrahang  unikornis  utópista szocializmus  vakcina  vakság  vasút  vegyszer  vesekő  veszteglőház  veszélyeztetett fajok  vidra  vidámpark  vikingek  világháború  virágállat  vizelet  vonatrablás  védőoltás  vérvörös csütörtök  vírus  víz  vörös nemeskorall  vörösfenyő  wifi  zászló  Álmos  Északi-sark  Óbudai Hajógyár  Ószövetség  Ótestamentum  állatkert  általános választójog  átalakulás  éhínség  élesztősejtek  élőhely  élősködők  ízeltlábúak  óceán  ókor  ókori Egyiptom  ókori Görögország  öngyilkos merénylők  úthálózat  ősbaktérium