Wie funktioniert ein Kompass?

Wie funktioniert ein Kompass? Bevor wir diese Frage beantworten können, müssen wir uns zunächst auf einen bestimmten Kompasstyp beschränken – wir nehmen hier den klassischen Magnetkompass mit rotierender Nadel. Am Ende des Beitrags werfen wir aber auch einen Blick auf alternative Kompasstypen, z.B. den in Ihrem Smartphone. Ein Kompass ist außerdem ein passendes Geschenk für Camper.

DAS ERFÄHRST DU IN DIESEM BEITRAG
  • Wie ein klassischer Kompass mit Nadel funktioniert und wie du ihn liest
  • Wie ein solcher Kompass aufgebaut ist
  • Wie du einen eigenen Magnetkompass bauen kannst
  • Welche alternativen Kompasstypen es gibt

So funktioniert ein Kompass

Wie funktioniert ein Kompass eigentlich? Ein Kompass ist ein Gerät zur Richtungsweisung auf einem Planeten mit eigenem magnetischem Feld. Die Erde ist ein solcher Planet, weshalb es möglich ist, mit einem Kompass auf jedem Punkt der Erde die Richtung zum magnetischen Nord- und Südpol zu bestimmen. Hierbei sollte beachtet werden, dass der magnetische Nord- und Südpol nicht mit den geografischen Polen übereinstimmt. Sie liegen jedoch nahe beieinander, wenn Sie sich also nicht gerade in der Nähe der Polarkappen befinden ist die Richtungsfindung ohne Weiteres recht zuverlässig.

Wie funktioniert ein Kompass (1)


Wichtige Grundlagen zum Magnetismus – die Voraussetzung

Das Magnetfeld der Erde wird durch die Bewegung des inneren flüssigen Eisenkerns erzeugt. Dies kann in einem sogenannten Geodynamo nachgebildet werden: Im Jahr 2000 gelang das am Forschungszentrum in Karlsruhe durch die experimentelle Modellierung des Erdinneren auf Basis von flüssigem Natrium anstelle von Eisen. Es wurde nachgewiesen, dass eine rotierende und elektrisch leitfähige Flüssigkeit ein eigenstabiles Magnetfeld erzeugen kann. Wie genau, ist bis heute allerdings Objekt der Spekulation.

Ein Magnetfeld, ob nun durch einen Permamentmagneten, einen Elektromagneten oder einen Geodynamo erzeugt, kann in der Physik durch magnetische Feldlinien beschrieben werden – so auch das Magnetfeld der Erde. Diese verlaufen vom Nord- zum Südpol räumlich entlang der Erdoberfläche und darüber hinaus, wobei die Wirkung immer schwächer wird. Da ein Kompass ohnehin nur auf der Oberfläche eingesetzt wird, ist das jedoch nicht weiter interessant. Die Nadel des Kompasses richtet sich immer parallel zu diesen Linien aus – und zeigt so nach Süden bzw. Norden.

Merke

Die Kompassnadel richtet sich immer parallel zu den Feldlinien des Magnetfelds eines Magneten aus – zum Beispiel zu den Feldlinien des Magnetfelds der Erde. Allerdings kann auch ein normaler Permanentmagnet eine Kompassnadel ablenken.


Aufbau eines Kompasses

Ein Kompass besteht aus einer Kompassnadel, welche frei drehbar gelagert ist. Meist kann sich die Nadel auch noch nach oben und unten neigen, um Differenzen in der Vertikalen auszugleichen – schließlich wirkt das Erdmagnetfeld räumlich. Das Gehäuse wiederum ist mit den Himmelsrichtungen beschriftet und in der Regel staub-, manchmal auch wasserdicht. Es bietet ein Sichtfenster, um die Kompassnadel und die Beschriftung zu sehen, außerdem sind manchmal Befestigungsmöglichkeiten vorhanden.

So liest man einen Kompass richtig

Wie lese ich einen Kompass? Wir haben die Antwort: Richten Sie den Kompass eben zur Erdoberfläche aus und beobachten Sie die Nadel, die sich daraufhin ausrichten wird. Sobald die Nadel relativ still steht, kann das Gehäuse so unter der Nadel gedreht werden, bis diese auf „N“ für Norden und „S“ für Süden liegt. Nun lassen sich am Kompass die Himmelsrichtungen ablesen.

Kompass richtig lesen


Orientierung mit dem Kompass auch ohne Kompass möglich?

Ja, auch ohne Kompass ist eine Orientierung möglich. Sie brauchen dafür nur eine Uhr und freien Blick auf die Sonne: Richten Sie den Stundenzeiger auf die Sonne aus. Die Winkelhalbierende des kleineren Winkels zwischen Stunden- und Minutenzeiger zeigt nach Süden, die des größeren Winkels nach Norden. Auf der Südhalbkugel ist das genau andersherum und nahe des Äquators ist diese Art der Standortbestimmung recht ungenau – dafür steht die Sonne hier vormittags immer im Osten und nachmittags im Westen.

Orientierung mit dem Kompass (1)


Wie bestimmt der Kompass am Smartphone Nord- und Südpol?

Der Kompass des Smartphones funktioniert über einen Hall-Sensor. Das ist ein stromdurchflossener Leiter, dessen Spannung sich durch die Veränderung des Magnetfelds verändert. Die Bestimmung basiert hier also auf der Veränderung des Magnetfelds – was auch der Grund ist, weshalb Sie zur Kalibrierung des Kompasses das Smartphone manchmal etwas drehen müssen.

ZUSAMMENFASSUNG

Die Nadel eines Kompasses richtet sich stets parallel zu den Magnetfeldlinien und zeigt im Einfluss des Erdmagnetfelds daher immer zum magnetischen Süd- und Nordpol der Erde. Wie benutzt man einen Kompass? So: Um die Himmelsrichtungen auf der Skala des Kompasses richtig ablesen zu können, muss die Nord- und Südpolmarkierung unter den Zeiger gedreht werden (Nord auf Nord, Süd auf Süd). Alternative Methoden zur Bestimmung der Himmelsrichtung sind Sonne und Uhr oder das Smartphone – welches einen Kompass dank Software und Hall-Sensor nachbilden kann.

 

 

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Andreas Wittmann
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