قطب نما
طرز كار قطب نما
عقربه قطب نما هنگام باز نمودن درب آن ، آزاد شده و حول محور خود مي‌چرخد و سپس به علت نيروي مغناطيسي كره زمين هميشه در يك جهت معين كه همان قطب شمال مغناطيسي است مي‌استد و آن را به ما نشان مي‌دهد.
عقربه مذكور هيچگاه اشتباه نمي‌كند مگر آنكه در نزديكي اشياي آهني يا فولادي و يا كابلي قرار گرفته باشد . بنابراين ، هنگام استفاده از قطب نما بايستي مطمئن شويم كه از اشياي انحراف دهنده آن ، بطور كلي دور است.

كاربردهاي قطب نما
به كمك قطب نما مي‌توانيم گراي مغناطيسي كليه امتدادهاي مورد نظر را اندازه گرفته و با در دست داشتن گراي مغناطيسي يك امتداد ، جهت يابي بكنيم.
در كشتي ها و هواپيماها براي جهت يابي از آن استفاده مي‌شود.
در صنايع نظامي كاربرد وسيعي دارد از جمله ديده‌بان‌ها در مناطق عملياتي به كمك آن جهت يابي مي‌كنند.

در صنايع مخابرات ، كارهاي پژوهشي و ساختمان قبله نماها به كار برده مي شود.
قطب نماي پيشرفته
قطب نماهاي پيشرفته كه بيشتر در صنايع مخابرات و امور نظامي به كار برده مي‌شوند، مجهز به سلول‌هاي شب نما مي‌باشند كه حتي در تاريكي شب عمل جهت نمايي را صورت دهند. اين نوع قطب نماها در دوربين‌هاي دو چشمي نظامي ، تانك‌ها ، نفربرها و حتي در ساختمان برخي خودروهاي پيشرفته نيز به كار مي رود.
از قطب نماهاي پيشرفته در اندازه گيري طول جغرفيايي و عرض جغرافيايي محل نيز استفاده مي‌كنند كه در نقشه خواني ، پياده سازي عمليات نظامي ، ديده باني در مناطق جنگي و … نقش تعيين كننده دارند.
اختراعات و ابتكارات ايرانيان در پهنه دريانوردي و نجوم
بسياري از ابزارهاي دريانوردي و نجوم توسط ايرانيان اختراع شده است.

كهن‌ترين سند دريانوردي ايرانيان، مهري است كه در چغاميش خوزستان بدست آمده است. تاريخ تمدن ناحيه چغاميش به شش‌هزارسال پيش از ميلاد مي‌رسد. اين مهر گلين، يك كشتي را با سرنشينانش نشان مي‌دهد. در اين كشتي يك سردار پيروز ايراني، بازگشته از جنگ، نشسته، و اسيران زانوزده در جلوي او ديده مي‌شوند. در اين مهر يك گاو نر و يك پرچم هلالي شكل هم ديده مي‌شوند. نقش‌هاي برجسته پاسارگاد نمايانگر توانمندي دريايي ايرانيان و فرمانروايي ايشان بر هفت‌درياست.

قطب نما
در مورد اختراع قطب‌نما روايت‌هاي زيادي وجود دارد. تني چند از دانشمندان آن را به چيني‌ها و يا حتي ايتاليايي‌ها نسبت مي‌دهند. اما بيشتر دانشمندان متفق‌القولند كه قطب‌نما به وسيله ايرانيان ساخته شده است. قطب‌نماي ايراني برخلاف قطب‌نماي چيني كه ۲۴ جهت داشت، داراي ۳۲ جهت بوده‌است. عدد ۳۲ علاوه بر نشان‌دادن دقت بيشتر قطب‌نماي ايراني، نمايانگر آشنايي

 

ايرانيان با اعداد در مبناي ۲ و دانش رياضي پيشرفته آنان است،‌كه خود بحث جداگانه‌ و بسيار مفصلي را مي‌طلبد. در افسانه‌هاي كهن ايراني آمده است كه اسفنديار رويين به هنگام حركت براي نبرد با اژدها از پيكاني آهنين سود مي‌جسته، كه همواره جهت ثابتي را به او نشان ميداده است. در دوران نخستين اسلامي، قبله‌نما توسط ايرانيان به قطب‌نما افزوده شد تا همواره و در هر وضعيتي بتوان جهت درست قبله را پيدا نمود. ايرانيان از اين اختراع استفاده كامل نموده و آن را به ديگر مسلمانان شناساندند. نام‌هاي فارسي اجزاي قطب‌نما در زبان عربي شاهد تاريخي مسلمي است كه كاربرد قطب‌نما از طريق ايرانيان به دست ديگر ملت‌هاي مسلمان رسيده است.
مسافت ياب

دريانوردان ايراني، از زمان‌هاي باستان، ابزارهايي براي پيمودن مسافت‌هاي دريايي به كار مي‌برده‌اند.يكي از اين ابزارها ريسماني بوده كه به تدريج باز مي‌شده، كه پس از رسيدن به انتها، آن را مي‌پيچيدند و دوباره استفاده مي‌كرده‌اند.
رهنامه‌ها
راه‌نامه‌ها، نقشه‌ها و نوشته‌هايي بودند كه در آنها كليه اطلاعات مربوط به دريانوردي ثبت و مستند شده بود. ايرانيان از روزگار باستان، مبتكر و صاحب رهنامه‌هايي بوده‌اند و به كمك آنها دريانوردي و درياپويي مي‌كرده‌اند. رهنامه‌هاي ايرانيان، اطلاعات و آگاهي‌هايي در مورد بنادر و جزاير، گاه‌شناسي و جهت يابي، جريان‌هاي دريايي، جريان‌هاي هوايي، ابزارهاي دريانوردي و … را در بر داشته‌اند. پس از اسلام، بسياري از رهنامه‌هاي دوران ساساني به عربي ترجمه شد و دريانوردان دوران اسلامي، بهره فراواني از آنان برگرفتند.

اكتشاف اين اختراع ايرانيان به اندازه‌اي تعجب و شگفتي جهانيان را بر انگيخت كه حتي برخي از دانشمندان اروپايي و امريكايي اين اختراع ايرانيان را به موجودات فضايي و ساكنان فراهوشمند سيارات ديگر كه با بشقاب‌هاي پرنده و كشتي‌هاي فضايي به زمين آمده‌ بودند، نسبت دادند، و آن را فراتر از دانش انديشمندان و پژوهشگران ايراني دانستند. براي ايشان پذيرفتني نبود كه ايرانيان ۱۵۰۰ سال پيش از گالواي ايتاليايي(۱۷۸۶ ميلادي) پيل الكتريكي را اختراع نموده باشند براي آگاهي بيشتر مي‌توانيد به كتاب ارابه خدايان نوشته اريك‌فن‌دنيكن مراجعه كنيد.

ايرانيان از اين پيل‌هاي الكتريكي جريان برق توليد مي‌كردند و از آن براي آبكاري اشيا زينتي سود مي‌جستند. اما در پهنه دريانوردي ايرانيان از اين اختراع جهت آبكاري ابزارهاي آهني در كشتي و جلوگيري از زنگ زدن و تخريب آنها استفاده مي‌كردند.
قطب‌نما
قُطب‌نما وسیله‌ای برای تعیین جهت و جهت‌یابی. این وسیله با استفاده از میدان مغناطیسی زمین جهت قطب شمال را نشان می‌دهد که در حقیقت شمال مغناطیسی زمین است؛ که با شمال حقیقی مقداری فاصله دارد. زاویه بین شمال حقیقی و شمال مغناطیسی، میل مغناطیسی نامیده می شود. امروزه برای تعیین شمال حقیقی از قطب‌نماهای پیشرفته‌تری مانند قطب‌نمای ژیروسکوپی استفاده می‌شود.
تأثیرات جاذبه‌های مغناطیسی موضعی (فلز و الکتریسیته)

هر گاه قطب‌نما در نزدیکی اشیای آهنی یا فولادی و یا منابع الکتریکی قرار گرفته باشد، عقربه‌اش از جهت قطب مقداری منحرف می‌شود، که به آن انحراف مغناطیسی می‌گویند. کلاً به همراه داشتن اشیایی از جنس آهن یا انواع مشابه آن می تواند باعث اختلال در حرکت عقربه شود. حتی وجود یک گیره کاغذ روی نقشه ممکن است مساله ساز شود. بنابراین، هنگام استفاده از قطب‌نما باید مطمئن شویم که از اشیای انحراف‌دهنده آن، به‌طور کلی دور است. همچنین احتمال تأثیرگذاری جاذبه‌های مغناطیسی موجود در خاک نیز وجود دارد، که بسیار نادر است.
قطب‌نمای پیشرفته
قطب‌نماهای پیشرفته که بیشتر در صنایع مخابرات و امور نظامی به کار برده می‌شوند، مجهز به سلول‌های شب‌نما هستند که حتی در تاریکی شب عمل جهت‌نمایی را صورت دهند. این نوع قطب‌نماها در دوربین‌های دو چشمی نظامی، تانک‌ها، نفربرها و حتی در ساختمان برخی خودروهای پیشرفته نیز به کار می رود. از قطب نماهای پیشرفته در اندازه گیری طول جغرافیایی و عرض جغرافیاییِ محل نیز استفاده می‌کنند که در نقشه‌خوانی، پیاده‌سازی عملیات نظامی، دیده‌بانی در مناطق جنگی و … نقش تعیین‌کننده دارند.
از میدان مغناطیسی زمین چه استفاده‌هایی می‌شود؟

در دریانوردی و هوانوردی جدید ، دیگر قطب نمای مغناطیسی تنها وسیله‌ای برای سمت گیری و تعیین مسیر کشتی یا هواپیما نیست. برای این منظور وسایل دیگری نیز وجود دارد. با وجود این ، از اهمیت قطب نمای مغناطیسی به هیچ وجه کاسته نشده است. تمام کشتیها و هواپیماهای امروزی به قطب نمای مغناطیسی مجهزند. زمین شناسان ، شکارچیان و مسافران نیز از قطب نما خیلی استفاده می‌کنند. وجود میدان مغناطیسی زمین انجام پاره‌ای از بررسیهای مهم دیگر را میسر ساخته است. از آن جمله می‌توان از روشهای اکتشاف و مطالعه ذخایر آهن نام برد.

قطبهای مغناطیسی زمین

پیرامون زمین را میدان مغناطیسی که ماینوتسفر یا مغناطو کره نامیده می‌شود احاطه نموده است. باید توجه داشت که نقاط به هم رسیدن خطوط میدان مغناطیسی روی سطح زمین قرار ندارد، بلکه قدری از آن پایینتر هستند. همچنین قطبهای مغناطیسی زمین با قطبهای جغرافیایی آن منطبق نیستند. محور میدان مغناطیسی زمین ، یعنی خط مستقیمی که از هر دو قطب مغناطیسی می‌گذرد، از مرکز زمین نمی‌گذرد و از اینرو قطر زمین نیست. مغناطو کره توسط دو عامل مشخص می‌شود: انحراف مغناطیسی و شیب مغناطیسی.

انحراف مغناطیسی عبارت است از زاویه انحراف عقربه مغناطیسی از نصف النهار جغرافیایی مورد نظر. خطوط واصل نقاط دارای انحراف مغناطیسی مساوی که خطوط هم گوشه نام دارند، در جنوب و شمال قطبین مغناطیسی که مخالف قطبین جغرافیایی است، همگرا می شود. برخی از محققان ، عدم تطابق قطبهای مغناطیسی و جغرافیایی را به توزیع نایکنواخت خشکی و آب در زمین توجیه می‌نمایند.

شیب مغناطیسی عبارت است از زاویه میان عقربه مغناطیسی نسبت به افق (در نیمکره شمالی سر شمالی عقربه و در نیمکره جنوبی عقربه به افق متمایل می شود). ضمن حرکت از استوا به سوی قطبین ، شیب مغناطیس افزایش می یابد. خط واصل نقاط دارای شیب صفر استوای مغناطیسی نام دارد . استوای مغناطیسی ، استوای جغرافیایی را در دو نقطه، یکی با ۱۶۹˚ طول شرقی و دیگری با ˚۲۳ طول غربی به جنوب و در نیمکره شرقی به شمال منحرف می گردد. در قطبین مغناطیسی شیب به ˚۹۰ می رسد.