Kompass
Der Kompass ist ein Messgerät zur Bestimmung der Himmelsrichtungen. Die älteste Ausführung ist der Magnetkompass, welcher anhand des Erdmagnetfelds die Peilung des magnetischen Nordpols anzeigt und so Norden und daraus alle anderen Himmelsrichtungen bestimmt. Andere Geräte, die ebenfalls die gleiche Funktion haben jedoch mit anderem Funktionsprinzip, sind der Kreiselkompass und der Elektronenkompass.
Geschichte
Der Kompass wurde schon im Jahr 271 im Kaiserreich China erfunden. Damals bestand der Kompass aus einem Stück Magneteisenstein, der an einem Faden aufgehängt war und Südweiser genannt wurde. Der englische Wissenschaftler und Lehrer Alexander Neckam erwähnte den Kompass erstmals in seinen Schriften im 12. Jahrhundert. Nach Europa gelangte der Kompass über die Araber erst 1190.
Vor der Einführung des Kompasses orientierten sich die Seefahrer an Himmelskörpern, an Landmarken und an der Tiefe der See mittels Messung mit dem Lot.
Aufbau und Funktionsweise
Der Magnetkompass besteht aus einem drehbaren Zeiger aus magnetischem Material, der Kompassnadel, und dem Gehäuse, in dem dieser Zeiger möglichst reibungsfrei gelagert ist. Oft gehört auch eine 360°-Skala dazu.
Die Nadel richtet sich parallel zu den Kraftlinien des Magnetfelds der Erde aus, die vom magnetischen Südpol zum magnetischen Nordpol verlaufen. Da die Verbindungslinie der magnetischen Pole gegenüber der Erdachse um ca. 18° geneigt ist, liegen die magnetischen Pole derzeit etwa 2000 km von den geographischen Polen entfernt (die magnetischen Pole wandern). Des weiteren werden die magnetischen Kraftlinien von den örtlichen geologischen Gegebenheiten (z.B. eisenhaltiges Gestein) beeinflußt, d.h. in ihrer Richtung abgelenkt. Diese beiden Faktoren bewirken, dass die Abweichung der Kompassnadel von der geografischen Nordrichtung an jedem Ort der Erde unterschiedlich ist. Diese Abweichung nennt man Ortsmissweisung oder Deklination. Es ist nicht ganz sicher, wer diese zuerst erkannte. Jedoch ist sicher, dass Georg von Peuerbach der erste war, der über die Missweisung schrieb. Der älteste erhaltene Kompass, bei dem die Missweisung eingezeichnet ist stammt von Peuerbach. Ein Kreiselkompass hat keine Deklination und zeigt immer den geographischen Nordpol an.
Als Deviation bezeichnet man Abweichungen, die durch Metallgegenstände (im Flugzeug, Steuerstand auf einem Schiff) hervorgerufen werden können. Zum Ausgleichen werden Deviationstabellen eingesetzt, die zu jedem Kompasskurs entsprechende Korrekturen vermerkt haben. Deviationstabellen werden mit Hilfe eines Mutterkompasses im Vergleich zum bordeigenen Kompass erstellt.
Als Inklination wird die Neigung der magnetischen Kraftlinien aus der Horizontalen bezeichnet. In Mitteleuropa beträgt die Inklination ca. 66,5°. Das bedeutet, dass die Horizontalintensität nur 40%, die Vertikalintensität aber über 90% der Totalintensität des Magnetfeldes ausmacht. Da zur Bestimmung der Nordrichtung nur die horizontale Komponente der Magnetfeldlinien von Bedeutung ist, muß die Inklination bei der Konstruktion des Kompasses berücksichtigt bzw. individuell kompensiert werden.
Beim Schiffskompass ist die Skala mit der Gradeinteilung (Kompassrose, Windrose), entweder kardanisch aufgehängt oder schwimmt auf einer Flüssigkeit, sodass sie trotz der durch den Seegang verursachten Schiffsbewegungen immer waagerecht liegt. Die Kompassrose dreht sich dabei als ganzes, die Richtung wird an einer feststehenden Markierung abgelesen. Im Gegensatz dazu ist bei Kompassen, die an Land verwendet werden, die Kompassrose unbeweglich und nur die Kompassnadel dreht sich.
Genau genommen dreht sich immer das Kompassgehäuse, und die Kompassnadel / -rose bleibt fest auf Norden augerichtet.
Literatur
- Schück, Albert: Der Kompass. Hamburg 1911 - 1918
- Balmer, Heinz: Beiträge zur Geschichte der Erkenntnis des Erdmagnetismus. Aarau 1956
- Jonkers, Art R.T.: North By Northwest. Seafaring, Science and the Earth`s Magnetic Field (1600 - 1800). Göttingen 2000
Weiterentwicklungen
Ein Fluxgate ist ein elektronischer Kompass, der mittels dreier Spulen und einer Edelstahlkugel die Ausrichtung zu den Erdmagnetfeldlinien ermittelt
Siehe auch: Geologenkompass