Kompassnadeln rund um den Globus
AFB I–IIMaterial M1 zeigt die Erde mit dem gedachten Stabmagneten in ihrem Inneren. An vier Stellen liegt eine Kompassnadel; drei sind schon eingezeichnet, bei der vierten fehlt die Richtung.
Die rote Hälfte jeder Nadel ist ihr Nordpol.
Die Nadeln A, B und C zeigen mit ihrer roten Hälfte nach oben, also zum geografischen Norden.
- Gib an, in welche Richtung die rote Hälfte von Nadel D zeigt.
- Erkläre, warum der Magnet im Erdinneren mit seinem Südpol nach oben zeigt und nicht mit dem Nordpol.
- Ein Schüler meint, das sei ein Fehler im Bild: „Am Nordpol muss auch ein Nordpol sein.“ Widerlege seine Aussage.
Tipp zu Aufgabe a)
Tipp zu Aufgabe b)
Tipp zu Aufgabe c)
Lösung zu Aufgabe a)
Auch Nadel D zeigt mit ihrer roten Hälfte nach oben, also zum geografischen Norden — genau wie A, B und C.
Ein Kompass zeigt überall auf der Erde nach Norden; auch in der Antarktis weist die rote Spitze vom Südpol weg.
Lösung zu Aufgabe b)
Die rote Hälfte jeder Kompassnadel ist ihr Nordpol, und sie wird nach oben, also zum geografischen Norden, gezogen.
Angezogen werden aber nur verschiedene Pole. Damit dort oben ein Nordpol angezogen wird, muss dort ein magnetischer Südpol liegen.
Deshalb zeigt der gedachte Stabmagnet im Erdinneren mit seinem Südpol nach oben. Läge dort ein Nordpol, würde die Nadel abgestoßen und die rote Spitze nach Süden zeigen.
Lösung zu Aufgabe c)
Die Aussage ist falsch. Hätte der Schüler recht, stünden sich am Nordpol zwei Nordpole gegenüber — der der Erde und der der Nadel. Gleiche Pole stoßen sich ab, die rote Spitze würde also nach Süden zeigen.
Beobachtet wird aber genau das Gegenteil: Jede Kompassnadel zeigt mit Rot nach Norden. Damit ist die Aussage widerlegt.
Der Grund für die Verwirrung ist die Namensgebung. Die Pole der Nadel wurden nach der Richtung benannt, in die sie zeigen — der „nordweisende“ Pol heißt Nordpol. Erst später erkannte man, dass im Norden der Erde magnetisch gesehen ein Südpol liegt.
Der Pol, der davonläuft
AFB II–IIIDer magnetische Nordpol der Erde bleibt nicht an derselben Stelle. Früher lag er in Kanada, heute liegt er schon fast bei Sibirien. Material M2 zeigt, wie schnell er sich in verschiedenen Zeiträumen bewegt hat.
Deshalb ist auf guten Wanderkarten immer vermerkt, für welches Jahr die angegebene Missweisung gilt.
| Zeitraum | ungefähre Geschwindigkeit |
|---|---|
| um 1900 | etwa 10 km pro Jahr |
| um 1990 | etwa 15 km pro Jahr |
| heute | etwa 50 km pro Jahr |
Zusätzlich ist die magnetische Achse der Erde gegenüber der Drehachse um rund 11° geneigt.
- Beschreibe, wie sich die Geschwindigkeit des magnetischen Nordpols seit 1900 verändert hat.
- Berechne, wie weit der Pol bei der heutigen Geschwindigkeit in 20 Jahren wandert, und vergleiche das mit der Strecke Hamburg–München (rund 600 km).
- Ein Wanderer sagt: „Dann ist mein Kompass in zwanzig Jahren wertlos.“ Beurteile seine Aussage.
Tipp zu Aufgabe a)
Tipp zu Aufgabe b)
Tipp zu Aufgabe c)
Lösung zu Aufgabe a)
Die Geschwindigkeit hat deutlich zugenommen: von etwa 10 km pro Jahr um 1900 auf etwa 15 km pro Jahr um 1990 und auf etwa 50 km pro Jahr heute.
Auffällig ist, dass die Zunahme ungleichmäßig ist. In den ersten 90 Jahren kamen nur rund 5 km pro Jahr dazu, in den letzten Jahrzehnten dagegen etwa 35 km pro Jahr. Der Pol ist heute also ungefähr fünfmal so schnell unterwegs wie vor gut hundert Jahren.
Lösung zu Aufgabe b)
Rechnung: 50 km pro Jahr · 20 Jahre = 1000 km.
Der Pol wandert in 20 Jahren also etwa 1000 km — das ist deutlich mehr als die rund 600 km von Hamburg nach München, ungefähr das Anderthalbfache.
Der Wert ist eine Abschätzung: Sie gilt nur, solange die Geschwindigkeit gleich bleibt. Nach M2 hat sie sich in der Vergangenheit aber stark geändert.
Lösung zu Aufgabe c)
Die Aussage ist übertrieben. Der Kompass misst nicht, wo der Pol liegt, sondern in welche Richtung das Magnetfeld an deinem Standort verläuft. Diese Richtung ändert sich in Mitteleuropa nur um Bruchteile eines Grades pro Jahr — auch nach zwanzig Jahren zeigt die Nadel praktisch noch dieselbe Richtung.
Ein Kern von Wahrheit steckt aber darin: Die Missweisung, die man von der Kompassrichtung abziehen oder dazurechnen muss, verändert sich langsam. Deshalb steht auf Karten immer ein Jahr dabei, und der Wert wird regelmäßig neu veröffentlicht.
Sinnvolles Urteil: Das Gerät bleibt brauchbar, nur die Zusatzangabe auf der Karte muss aktuell sein.