شیب مغناطیسی کیست؟ توضیح بده.
شیب مغناطیسی ()، زاویه شیب (dip angle) یا مِیل مغناطیسی (magnetic inclination) زاویه‌ای است که توسط خطوط میدان مغناطیسی زمین با یک مؤلفهٔ افقی ایجاد می‌شود. این زاویه در نقاط مختلف سطح زمین متفاوت است. مقادیر مثبت شیب یا مِیل نشان می‌دهد که میدان مغناطیسی زمین در نقطه اندازه‌گیری به سمت پایین و به سمت زمین است و مقادیر منفی نشان می‌دهد که میدان مغناطیسی زمین به سمت بالا است. زاویه شیب یا مِیل در اصل زاویه ایجادشده توسط سوزن یک قطب‌نما به صورت عمودی است. اگرچه در عمل سوزن‌های قطب‌نما معمولی ممکن است در برابر شیب وزن‌دار شوند یا ممکن است نتوانند آزادانه در صفحه صحیح حرکت کنند. مقدار شیب یا مِیل مغناطیسی را می‌توان با ابزار خاصی که معمولاً با عنوان دایره شیب شناخته می‌شود، با اطمینان بیشتری اندازه‌گیری کرد.زاویه شیب توسط مهندس آلمانی گئورگ هارتمن در سال ۱۵۴۴ کشف شد. در سال ۱۵۸۱ روشی برای اندازه‌گیری زاویه شیب با دایره شیب توسط رابرت نورمن در انگلستان شرح داده شد.توضیح.شیب مغناطیسی نتیجه تمایل آهنربا به تراز کردن خود با خطوط میدان مغناطیسی است. از آنجا که خطوط میدان مغناطیسی زمین با سطح موازی نیستند، انتهای شمالی سوزن قطب‌نما در نیم‌کره جنوبی به سمت بالا (شیب منفی) و در نیم‌کره شمالی به سمت پایین (شیب مثبت) خواهد رفت. بازه شیب مغناطیسی از ۹۰- درجه در قطب مغناطیسی جنوب تا ۹۰+ درجه در قطب مغناطیسی شمال متغیر است. خط‌های ترازی که در امتداد آن شیب اندازه‌گیری شده در سطح زمین برابر است، خطوط هم‌شیب نامیده می‌شوند. موقعیت نقاط دارای شیب صفر، "استوای مغناطیسی" یا "خط بدون‌شیب" نامیده می‌شود.محاسبه برای عرض جغرافیایی معین.مِیل مغناطیسی formula_1 به صورت محلی برای میدان مغناطیسی ناشی از هسته زمین تعریف شده است و اگر نقاط میدان در پایین‌تر از افق (یعنی رو به زمین) باشد، مقدار مثبت دارد. در اینجا نحوه تعیین مقدار formula_1 در عرض جغرافیایی معین آمده است:خارج از هسته زمین، معادلات ماکسول را در خلاء در نظر می‌گیریم، formula_3 و formula_4 که در آن formula_5 و زیرنویس formula_6 هسته را به عنوان مبدأ این میدان‌ها نشان می‌دهد. اولی به این معنی است که می‌توانیم پتانسیل اسکالر را معرفی کنیم formula_7 به‌طوری که formula_8، در حالی که دومی یعنی پتانسیل معادله لاپلاس را برآورده می‌کند formula_9.حل به ترتیب معادله پیش‌رو پتانسیل دوقطبی مغناطیسیformula_10و در نتیجه میدانformula_11برای گشتاور مغناطیسی formula_12 و موقعیت بردار formula_13 برای روی سطح زمین را نتیجه می‌دهد. از اینجا می‌توان نشان داد که مِیل مغناطیسی formula_1 همان‌طور که در بالا تعریف شد (از formula_15) به دست می‌آیدformula_16که در آن formula_17 عرض جغرافیایی نقطه روی سطح زمین است.اهمیت کاربردی.شیب مغناطیسی به ویژه در هوانوردی اهمیت دارد. قطب‌نماهای مغناطیسی در هواپیماها طوری ساخته شده‌اند که مرکز جرم آن به‌طور قابل‌توجهی کمتر از نقطه محوری باشد؛ در نتیجه، مؤلفه عمودی نیروی مغناطیسی بسیار ضعیف‌تر از مقدار لازم برای کج‌کردن قابل‌توجه صفحه قطب‌نما نسبت به صفحه افقی است؛ بنابراین زاویه شیب نشان‌داده‌شده در قطب‌نما به حداقل می‌رسد. با این حال، همچنان پدیده شیب مغناطیسی باعث خوانش اشتباه قطب‌نمای هواپیما در حین چرخش‌های کناری (خطای چرخش) و تغییرات سرعت هوا (خطای شتاب) می‌شود.خطای چرخش.شیب مغناطیسی مرکز جِرم صفحه قطب‌نما را تغییر می‌دهد و هنگام چرخش به شمال یا جنوب، به‌صورت موقت باعث خوانش نادرست می‌شود. با چرخش هواپیما، نیروی ناشی از شیب مغناطیسی باعث می‌شود تا مجموعه شناور در همان جهتی که شناور می‌چرخد، حرکت کند. این خطای قطب‌نما با نزدیکی به هر یک از قطب‌های مغناطیسی تقویت می‌شود.برای جبران خطاهای چرخشی، خلبانان در نیم‌کره شمالی باید هنگام چرخش به سمت شمال، چرخش را «کمتر» کنند که باعث توقف چرخش هواپیما پیش از اینکه قطب‌نما به سمت جهت درست بچرخد، می‌شود. برعکس، هنگام چرخش به جنوب با چرخش «بیشتر»، از توقف دیرتر قطب‌نما به سمت جهت درست جلوگیری کنند.خطای شتاب.خطاهای شتاب به این دلیل رخ می‌دهد که صفحه قطب‌نما در هنگام شتاب روی پایه خود کج می‌شود. در نیم‌کره شمالی، هنگام شتاب گرفتن در مسیرهای شرقی یا غربی، خطا به‌صورت چرخش نشانگر به سمت شمال ظاهر می‌شود. هنگام کاهش سرعت در هر یک از این حالت‌ها، قطب‌نما چرخش به سمت جنوب را نشان می‌دهد. این اثر در نیم‌کره جنوبی برعکس است.متعادل کردن.سوزن‌های قطب‌نما اغلب در حین ساخت وزن می‌شوند تا شیب مغناطیسی را جبران کنند، به‌طوری‌که به‌صورت افقی تقریباً در حالت تعادل هستند. این تعادل وابسته به عرض جغرافیایی است.