方位磁針のN極が北を指すことは、理科で早くから習います。ところが、地図の北にぴったり合わせようとすると、少しずれることがあります。そのとき、すぐに「磁石が壊れた」と考える前に、何を基準にした北なのかを確認しましょう。
このページでは、地図の北との違いと、近くに置いた鉄などの影響を分けます。磁石の性質を覚えるだけでなく、観察で基準がずれたときに原因を切り分ける練習です。実際の場所のずれ角を使う場合は、その地域と時期に対応した資料を調べる必要があります。
地理上の北と、磁針が向く北
地理上の北を真北といいます。地球の地理的な北極へ向かう方向を基準にした北です。一方、その場所で地磁気によって方位磁針のN極が向く方向が磁北です。地球には磁場がありますが、磁針が指す方向が、どこでも真北と完全に一致するわけではありません。
この二つの方向の間の角度を偏角といいます。日本では磁北が真北より西に寄る地域が見られますが、角度は場所によって異なり、長い時間の間にも変化します。「日本なら全部同じ角度」と一つの値を覚えるより、問題の図や資料で、その場所の条件を読むことが重要です。
角度を覚える前に、どちらからどちらへ回すか
仮に、磁北が真北より西へ八度ずれている場所を考えます。これは計算用の設定であり、特定の町の現在の値ではありません。紙に真北を上向きに描き、その左側へ磁北の矢印を描いてみましょう。磁針の向きから真北へ戻るには、東側へ八度回す必要があります。
ここで「西に八度だから、針からさらに西へ八度」とすると、ずれを補うどころか大きくしてしまいます。東西の文字だけを式に置き換える前に、二本の矢印の位置関係を描いて確認します。向きの問題では、数値計算が簡単でも、基準を逆にすると結論が変わります。
地図の上が必ず北とは限らない
地図を見るときは、紙の上端を無条件に北としないようにします。北向きに配置された地図は多いものの、案内図などでは進む方向を上にしている場合があります。まず方位を示す矢印や凡例を見て、紙の向きと地理上の向きを分けます。
また、このページの説明では、真北を示す矢印のある簡単な地図を使います。精密な測量図で扱う方眼の北などは別の話です。小学生向けの図でも、「この矢印が何を示すか」を書いておくと、知らない前提を勝手に足して解くことを避けられます。
近くに鉄を置いた影響は、偏角とは分ける
机の上では同じ方位磁針が違う向きを示し、鉄製の脚から離すと元の向きへ戻る。このような変化は、地図の北と磁北の違いだけでは説明できません。磁針は近くの磁石や鉄、電流などの影響を受けることがあります。
方位磁針自体も磁石なので、二つをぴったり並べて比べると、互いの影響が入る可能性があります。比較したいときは、十分に離したり、一つずつ同じ場所へ置いたりする工夫が必要です。「二個とも違う向きだから、どちらかが不良品」と決める前に、測り方が結果を変えていないかを調べます。
例題1：真北へ合わせるには
ある地点では、磁北が真北より西へ八度ずれているとします。N極の向きに一本の矢印を描きました。この矢印を真北へ合わせるには、東西どちら側へ、何度回せばよいでしょうか。これは問題用の仮定値です。
答え・解説： 東側へ八度回します。真北より左に磁北を描いた上面図で考えると、磁北から真北へ戻す向きは右側、つまりこの図では東側です。八度という数字が正しくても、向きを反対にすると真北からさらに遠ざかります。二つの北を同じ点から描くのが確認の近道です。
例題2：場所を変えたら針が戻った
同じ教室で、方位磁針を鉄製の棚の近くに置くと針が大きくずれ、棚から離れた場所に移すと、毎回ほぼ同じ向きに戻りました。この観察から「その数歩の間に地球全体の磁場が急変した」と結論づけてよいでしょうか。
答え・解説： その結論は適切ではありません。棚の近くと離れた場所で結果が繰り返し変わるため、まず棚など周囲の物の影響を考えます。棚から離して何度か確かめる、ほかの磁石を近くに置かない、といった比較で原因を絞ります。この観察だけで棚の磁気の強さまで数値で求めることはできません。
観察では、針を待ち、周囲を記録する
方位を読むときは、方位磁針を水平に置き、針が落ち着いてから読みます。持ったまま傾けたり、止まる前の位置を読んだりすると、同じ場所でも値がばらつきます。磁針の先端だけでなく、近くの鉄製品や磁石の位置も観察条件です。
「北がずれた」という短い言葉の中には、基準の違い、周囲の影響、置き方の問題が含まれます。どれか一つの説明をすぐ当てはめるのではなく、条件を変えたときに何が戻り、何が変わらないかを見てください。磁石の問題は、見えない力を、針の向きという見える結果から考える練習にもなります。
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