La bussola deve il suo nome alla scatola in legno di bosso che originariamente conteneva tale strumento.
La storia della bussola
L'invenzione della bussola si attribuisce ai cinesi e ai vichinghi. Essi scoprirono il campo magnetico terrestre che veniva usato come forma di spettacolo: Es. venivano lanciate casualmente delle frecce magnetizzate, come si fa con i dadi, e "magicamente" queste si allineavano verso il nord, impressionando gli spettatori. Nelle bussole venne fissato un ago libero di ruotare che si disponeva sempre nella direzione del nord. Una volta conosciuta la posizione del nord era poi possibile identificare il sud come la direzione opposta, mentre l'est e l'ovest erano rispettivamente alla destra ed alla sinistra dell'osservatore rivolto verso il nord. È certo che l'uso della bussola come strumento di navigazione risale all'anno 1100 presso gli stessi cinesi. Fu introdotta in Europa nel XII secolo probabilmente attraverso gli Arabi: il primo riferimento all'uso della bussola nella navigazione nell'Europa occidentale è il De nominibus ustensilium di Alexander Neckam (1180-1187)
Che cos'è la bussola
Che cos'è la bussola
La bussola è uno strumento essenziale alla navigazione, non solo se questa si protrae su grandi distanze, ma anche solo per capire quale bordo sia meglio prendere per raggiungere il più velocemente una meta prefissata.La bussola può essere Magnetica o Amagnetica, a seconda che sfrutti i principi del magnetismo o quelli della dinamica.Le bussole Magnetiche sono quelle che troviamo su tutte le imbarcazioni , quelle amagnetiche vengono installate su grandi navi o su veicoli speciali.Vediamo il funzionamento della nostra bussola: quella Magnetica.Prendiamo una barretta magnetica, la poniamo sotto un cartoncino e su questo spargiamo della sottile polvere di ferro. Vedremo che quest'ultima si disporrà formando delle linee tutte intorno alla posizione in cui si trova la calamita.
Il campo magnetico è lo spazio in cui agiscono le forze di attrazione e di repulsione della calamita, il suo spettro é la forma che assumono le Linee di forza del Campo Magnetico.La calamita ha due polarità, Polo Sud e Polo Nord. Due calamite diverse possiedono entrambe un polo sud e un polo nord, e hanno capacità di attrazione e repulsione fra loro:una calamita attrae al proprio sud il polo nord dell'altra e ne respinge il sud.La legge dice che: "... i poli opposti si attraggono, i poli uguali si respingono".La terra è un grande magnete, e intorno a al globo esiste un campo magnetico simile a quello messo in evidenza dalla polvere di ferro sul cartoncino.Il suo spettro è formato da linee che escono dal polo nord ed entrano nel polo sud.
La costruzione di una semplice bussola
Bussole da orientamento
Occorre un'asta magnetica, la quale può essere costruita allineando un'asta d'acciaio o di ferro con il campo magnetico terrestre prima di temprarla o colpirla ripetutamente (questo metodo, però, genera un magnete molto debole e quindi è consigliabile usarne un altro più efficace). Ottenuta l'asta magnetica occorre posizionarla su una superficie con un basso attrito che le permetta di muoversi per allinearsi con il campo magnetico terrestre. Infine indicando i punti cardinali si ottiene una semplice, ma funzionante bussola.
Il sistema più semplice per costruire una bussola è quello di magnetizzare uno spillo o un ago poi appoggiarlo con delicatezza su un piccolo corpo impermeabile e galleggiante dentro un bicchiere d'acqua. La quasi assenza di attrito dell'acqua farà roteare lo spillo allineandolo con i poli magnetici terrestri.
Bussole moderne da nautica e orientamento
Le bussole moderne, specialmente quelle nautiche, sono costituite da corone basculanti su un perno immerse in liquidi a bassa densità (uno dei primi utilizzati è stato l'alcool) e racchiuse in cupole sferiche trasparenti. Sulla parte esterna o superiore della corona sono riportati i gradi bussola (0º = Nord; 90º = Est; 180º = Sud; 270º = Ovest), con le gradazioni intermedie (usualmente si arriva a cinque gradi, gradazioni inferiori renderebbero illeggibile lo strumento). Il dispositivo fornisce in questo modo una lettura affidabile nonostante i movimenti dell'imbarcazione sui tre assi (rollio, beccheggio e imbardata). Esse sono costituite da un'asta magnetica all'interno di una capsula riempita di un fluido; il fluido permette all'asta di fermarsi velocemente senza oscillare in direzione del polo nord magnetico.
Altre caratteristiche comuni, delle bussole che si tengono in mano, sono la possibile presenza di:
una piastra sottostante con una riga graduata per permettere la misurazione delle distanze sulle mappe, mantenendo le stesse orientate;
un piccolo metro avvolto all'interno di un'incastonatura ruotante che permette di effettuare misurazioni;
uno specchio di puntamento che permette all'utente di vedere contemporaneamente l'ago della bussola ed un oggetto distante per misurare, traguardando un mirino, l'angolo formato tra utente, oggetto ed un punto cardinale, generalmente il Nord;
un clinometro, pendolo o filo a piombo oscillante su una scala graduata per misurare inclinazioni rispetto alla verticale, ad esempio degli strati geologici;
una bolla, o livella per mettere lo strumento in piano.
in alcuni strumenti la scala goniometrica non è esterna ma è solidale con l'ago, in modo che traguardando un punto distante sia direttamente leggibile l'azimut.
Molte bussole moderne permettono anche un aggiustamento per la declinazione magnetica, la differenza tra il polo nord reale e quello magnetico, con un semplice sfasamento della scala goniometrica.
In mancanza della bussola...
Fin dall'antichità l'uomo ha dovuto risolvere il problema dell'orientamento. Durante le giornate di sole basta osservare quest'ultimo. Infatti notarono che il sole sorgeva verso Est e tramontava verso Ovest. Il Sud corrispondeva alla posizione del sole a mezzogiorno e il Nord alla posizione opposta.
Considerando questo fatto e con l'utilizzo di un orologio analogico, a lancette, sincronizzato sull'ora solare, si può ugualmente trovare il nord proiettando l'ombra di una pagliuzza posta al centro del quadrante mantenuto orizzontale sulla lancetta delle ore. La direzione nord/sud sarà data dalla bisettrice dell'angolo tra l'ombra e la linea che passa dal centro dell'orologio per le ore dodici.
Utilizzarono, di notte, anche le stelle. La Stella Polare si trova per esempio sempre al di sopra del Nord geografico: guardandola avremo il braccio destro a est, quello sinistro a ovest e dietro avremo il sud.
Possibili cause di errore
Il polo nord magnetico non corrisponde esattamente al polo nord geografico: l'angolo compreso tra il nord magnetico e il nord geografico, detto declinazione magnetica, varia a seconda del luogo e nel corso del tempo. Di conseguenza, nel determinare il nord geografico, la bussola magnetica è soggetta a un errore sistematico, tanto più grande quanto più ci si avvicina ai Poli. Per indicare il nord geografico, è possibile ricorrere a una bussola giroscopica.
L'eventuale presenza di forti campi magnetici esterni compromette la corretta rilevazione del nord terrestre mediante una bussola magnetica. Lo stesso accade se la bussola è posizionata vicino a masse metalliche (l'ago magnetico punterà infatti verso il metallo).
Il campo magnetico è lo spazio in cui agiscono le forze di attrazione e di repulsione della calamita, il suo spettro é la forma che assumono le Linee di forza del Campo Magnetico.La calamita ha due polarità, Polo Sud e Polo Nord. Due calamite diverse possiedono entrambe un polo sud e un polo nord, e hanno capacità di attrazione e repulsione fra loro:una calamita attrae al proprio sud il polo nord dell'altra e ne respinge il sud.La legge dice che: "... i poli opposti si attraggono, i poli uguali si respingono".La terra è un grande magnete, e intorno a al globo esiste un campo magnetico simile a quello messo in evidenza dalla polvere di ferro sul cartoncino.Il suo spettro è formato da linee che escono dal polo nord ed entrano nel polo sud.
Bussole da orientamento
Occorre un'asta magnetica, la quale può essere costruita allineando un'asta d'acciaio o di ferro con il campo magnetico terrestre prima di temprarla o colpirla ripetutamente (questo metodo, però, genera un magnete molto debole e quindi è consigliabile usarne un altro più efficace). Ottenuta l'asta magnetica occorre posizionarla su una superficie con un basso attrito che le permetta di muoversi per allinearsi con il campo magnetico terrestre. Infine indicando i punti cardinali si ottiene una semplice, ma funzionante bussola.
Il sistema più semplice per costruire una bussola è quello di magnetizzare uno spillo o un ago poi appoggiarlo con delicatezza su un piccolo corpo impermeabile e galleggiante dentro un bicchiere d'acqua. La quasi assenza di attrito dell'acqua farà roteare lo spillo allineandolo con i poli magnetici terrestri.
Bussole moderne da nautica e orientamento
Le bussole moderne, specialmente quelle nautiche, sono costituite da corone basculanti su un perno immerse in liquidi a bassa densità (uno dei primi utilizzati è stato l'alcool) e racchiuse in cupole sferiche trasparenti. Sulla parte esterna o superiore della corona sono riportati i gradi bussola (0º = Nord; 90º = Est; 180º = Sud; 270º = Ovest), con le gradazioni intermedie (usualmente si arriva a cinque gradi, gradazioni inferiori renderebbero illeggibile lo strumento). Il dispositivo fornisce in questo modo una lettura affidabile nonostante i movimenti dell'imbarcazione sui tre assi (rollio, beccheggio e imbardata). Esse sono costituite da un'asta magnetica all'interno di una capsula riempita di un fluido; il fluido permette all'asta di fermarsi velocemente senza oscillare in direzione del polo nord magnetico.
Altre caratteristiche comuni, delle bussole che si tengono in mano, sono la possibile presenza di:
una piastra sottostante con una riga graduata per permettere la misurazione delle distanze sulle mappe, mantenendo le stesse orientate;
un piccolo metro avvolto all'interno di un'incastonatura ruotante che permette di effettuare misurazioni;
uno specchio di puntamento che permette all'utente di vedere contemporaneamente l'ago della bussola ed un oggetto distante per misurare, traguardando un mirino, l'angolo formato tra utente, oggetto ed un punto cardinale, generalmente il Nord;
un clinometro, pendolo o filo a piombo oscillante su una scala graduata per misurare inclinazioni rispetto alla verticale, ad esempio degli strati geologici;
una bolla, o livella per mettere lo strumento in piano.
in alcuni strumenti la scala goniometrica non è esterna ma è solidale con l'ago, in modo che traguardando un punto distante sia direttamente leggibile l'azimut.
Molte bussole moderne permettono anche un aggiustamento per la declinazione magnetica, la differenza tra il polo nord reale e quello magnetico, con un semplice sfasamento della scala goniometrica.
In mancanza della bussola...
Fin dall'antichità l'uomo ha dovuto risolvere il problema dell'orientamento. Durante le giornate di sole basta osservare quest'ultimo. Infatti notarono che il sole sorgeva verso Est e tramontava verso Ovest. Il Sud corrispondeva alla posizione del sole a mezzogiorno e il Nord alla posizione opposta.
Considerando questo fatto e con l'utilizzo di un orologio analogico, a lancette, sincronizzato sull'ora solare, si può ugualmente trovare il nord proiettando l'ombra di una pagliuzza posta al centro del quadrante mantenuto orizzontale sulla lancetta delle ore. La direzione nord/sud sarà data dalla bisettrice dell'angolo tra l'ombra e la linea che passa dal centro dell'orologio per le ore dodici.
Utilizzarono, di notte, anche le stelle. La Stella Polare si trova per esempio sempre al di sopra del Nord geografico: guardandola avremo il braccio destro a est, quello sinistro a ovest e dietro avremo il sud.
Possibili cause di errore
Il polo nord magnetico non corrisponde esattamente al polo nord geografico: l'angolo compreso tra il nord magnetico e il nord geografico, detto declinazione magnetica, varia a seconda del luogo e nel corso del tempo. Di conseguenza, nel determinare il nord geografico, la bussola magnetica è soggetta a un errore sistematico, tanto più grande quanto più ci si avvicina ai Poli. Per indicare il nord geografico, è possibile ricorrere a una bussola giroscopica.
L'eventuale presenza di forti campi magnetici esterni compromette la corretta rilevazione del nord terrestre mediante una bussola magnetica. Lo stesso accade se la bussola è posizionata vicino a masse metalliche (l'ago magnetico punterà infatti verso il metallo).
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