Kompassens historie og andre magnetiske innovasjoner

Et kompass er et av de mest brukte navigasjonsinstrumentene. Vi vet at det alltid peker nordover, men hvordan? Det inneholder et fritt opphengt magnetisk element som viser retningen på den horisontale komponenten av jordas magnetfelt på observasjonspunktet.

Kompasset har blitt brukt for å hjelpe mennesker med å navigere i mange århundrer. Selv om den ligger i den samme delen av den offentlige fantasien som sextanter og teleskoper, er den faktisk brukt mye lenger enn seilasene som oppdaget Nord-Amerika. Bruken av magnetisme i oppfinnelser stopper ikke der; det finnes i alt fra telekommunikasjonsutstyr og motorer til næringskjeden.

For tusenvis av år siden ble det funnet store forekomster av magnetiske oksider i distriktet Magnesia i Lilleasia; deres beliggenhet førte til at mineralet fikk navnet magnetitt (Fe₃O₄), som fikk tilnavnet lodestone. I 1600 publiserte William Gilbert "De Magnete", et papir om magnetisme som beskriver bruken og egenskapene til magnetitt.

Et annet viktig naturlig element for magneter er ferriter, eller magnetiske oksider, som er steiner som tiltrekker seg jern og andre metaller.

Selv om maskinene vi lager med magneter helt klart er oppfinnelser, er dette naturlige magneter og bør ikke betraktes som sådan.

Det magnetiske kompasset er faktisk et gammelt Kinesisk oppfinnelse, sannsynligvis først laget i Kina under Qin-dynastiet (221–206 fvt). På den tiden brukte kineserne lodesteiner (som justerer seg i en nord-sør retning) for å konstruere spåkartonger. Etter hvert la noen merke til at lodesteinene var flinkere til å peke ut reelle retninger, noe som førte til at de første kompassene ble skapt.

De tidligste kompassene ble designet på en firkantet plate som hadde markeringer for kardinalpunktene og stjernebildene. Pekende nål var en skjeformet lodestone-enhet med et håndtak som alltid skulle peke sørover. Senere ble magnetiserte nåler brukt som retningspekere i stedet for de skjeformede loddelene. Disse dukket opp på det åttende århundre etter år - igjen i Kina - og fra 850 til 1050.

På 1000-tallet ble kompassbruk som navigasjonsenheter på skip vanlig. De magnetiserte nålekompassene kunne brukes når de er våte (i vann), tørre (på en spiss skaft) eller henges opp (på silketråd), noe som gjør dem til verdifulle verktøy. De ble hovedsakelig ansatt av seilere, for eksempel handelsmenn som reiste til Midt-Østen, og tidlige navigatører som var ute etter å finne den magnetiske nordpolen eller polstjernen.

I 1819, Hans Christian Oersted rapporterte at når en elektrisk strøm i en ledning ble påført en magnetisk kompassnål, ble magneten påvirket. Dette kalles elektromagnetisme. I 1825 viste den britiske oppfinneren William Sturgeon kraften til elektromagneten ved å løfte ni kilo med et syv unse stykke jern pakket med ledninger som strømmen til et en-cellers batteri var igjennom sendt.

Denne enheten la grunnlaget for storstilt elektronisk kommunikasjon, da det førte til oppfinnelsen av telegrafen. Det resulterte også i oppfinnelsen av den elektriske motoren.

Bruken av magneter fortsatte å utvikle seg utover det første kompasset. U.S. patent nr. 3 005 458, utstedt til Louis Paul Longo, er den første patent utstedt for det som kalles "kumagnet." Målet var forebygging av maskinvaresykdom hos kyr. Hvis kyr tilfeldigvis spiser metallbiter, som negler, når de fôrer, kan fremmedlegemene forårsake indre skader på fordøyelseskanalen. Kumagneter holder metallstykkene begrenset til kuens første mage, i stedet for å reise til de senere mager eller tarmer, der fragmentene kan forårsake mest skade.