指南针是我国古代的重要发明，在此基础上，中国古人最早发明了罗盘。尽管古人发明的罗盘中没有提到“磁场”的概念，但是罗盘上各圈层之间所讲究的方向、方位、间隔的配合，却暗含了“磁场”的规律。而罗盘发展到现在，已经有科学上使用的地质罗盘，它用于在地质勘探和测量中确定方向、角度和位置等参数。是地质学家、地质工程师、野外探险家和科学家们必备的仪器之一。地质罗盘是根据地球的地磁场原理工作的。地球本身具有一个磁场，这个磁场源于地球内部的液态外核的运动。地磁场的方向在地球上各个位置是不同的，因此地质罗盘可以利用磁针指向磁北极来确定方向。下面，我们就深入了解地质罗盘的结构、原理和使用方法。一、地质罗盘的结构是怎么样的呢？地质罗盘的式样很多，但结构基本是一致的，现在常用的是圆盆式地质罗盘仪。由磁针、刻度盘、测斜仪、瞄准觇板、水准器等几部分安装在一铜、铝或木制的圆盆内组成。 磁针：磁针是地质罗盘的核心部件，它指向地球上的磁北极。磁针通常由磁性材料制成，如钢或磁石。在罗盘上，磁针固定在一个可旋转的轴上，以便它可以在水平面内自由转动。由于我国位于北半球磁针两端所受磁力不等，使磁针失去平衡。为了使磁针保持平衡常在磁针南端绕上几圈铜丝，用此也便于区分磁针的南北两端。 水平刻度盘：刻度的标示方式，从零度开始按逆时针方向每10度一记，刻至360度，0度和180度分别为N和S，90度和270度分别为E和W，利用它可以直接测得地面两点间直线的磁方位角。 竖直刻度盘：专用来读倾角和坡角读数，以E或W位置为0度，以S或N为90度，每隔10度标记相应数字。 悬锥：是测斜器的重要组成部分，悬挂在磁针的轴下方，通过底盘处的觇板手可使悬锥转动，悬锥中央的尖端所指刻度即为倾角或坡角的度数。 水准器：通常有两个，分别装在圆形玻璃管中，圆形水准器固定在底盘上，长形水准器固定在测斜仪上。 瞄准器：包括接物和接目觇板，反光镜中间有细线，下部有透明小孔，使眼睛，细线，目的物三者成一线，作瞄准之用。 地质罗盘的具体使用方法如何？（一）磁偏角的校正因为地磁的南、北两极与地理上的南北两极位置不完全相符，即磁子午线与地理子午线不相重合，地球上任一点的磁北方向与该点的正北方向不一致，这两方向间的夹角叫磁偏角。地球上某点磁针北端偏于正北方向的东边叫做东偏，偏于西边称西偏。东偏为(+)西偏为(-)。 地球上各地的磁偏角都按期计算，公布以备查用。若某点的磁偏角已知，则一测线的磁方位角A磁和正北方位角A的关系为A等于A磁加减磁偏角，即正北方位角A=A磁±磁偏角。应用这一原理可进行磁偏角的校正，校正时可旋动罗盘的刻度螺旋，使水平刻度盘向左或向右转动，(磁偏角东偏则向右，西偏则向左)，使罗盘底盘南北刻度线与水平刻度盘0—180度连线间夹角等于磁偏角。经校正后测量时的读数就为真方位角。 （二）目的物方位的测量测定目的物与测者间的相对位置关系，就是测定目的物的方位角(方位角是指从子午线顺时针方向到该测线的夹角)。 测量时放松制动螺丝，使对物觇板指向测物，即使罗盘北端对着目的物，南端靠着自己，进行瞄准，使目的物，对物觇板小孔，盖玻璃上的细丝，对目觇板小孔等连在一直线上，同时使底盘水准器水泡居中，待磁针静止时指北针所指度数即为所测目的物之方位角。(若指针一时静止不了，可读磁针摆动时最小度数的二分之一处，测量其它要素读数时亦同样)。 若用测量的对物觇板对着测者(此时罗盘南端对着目的物)进行瞄准时，指北针读数表示测者位于测物的什么方向，此时指南针所示读数才是目的物位于测者什么方向，与前者比较这是因为两次用罗盘瞄准测物时罗盘之南、北两端正好颠倒，故影响测物与测者的相对位置。 为了避免时而读指北针，时而读指南针，产生混淆，放应以对物觇板指着所求方向恒读指北针，此时所得读数即所求测物之方位角。 （三）太阳高度角的测量太阳高度角计算公式:α=90°-│β-γ│，其中为α正午太阳高度角，β为观察者所处的纬度，γ为太阳直射点的纬度。太阳高度角指的是正午的太阳光线与地平面的夹角。 支好罗盘，整平，正午时目镜对准太阳。罗盘有坡度角，看看多少度就行了。这时的高度角即是太阳的高度角。 （四）岩层倾角测量岩层倾角（dipangle）：是指倾斜线与其在水平面上的投影线之间的夹角称倾角（或真倾角）。它是岩层面与水平面之间的最大锐角，倾角值为0°～90°。在不垂直岩层走向线的任何方向上量得的倾角称视倾角或假倾角，视倾角总是小于真倾角。 野外分辨层面之真倾斜方向甚为重要，它恒与走向垂直，此外可用小石子使之在层面上滚动或滴水使之在层面上流动，此滚动或流动之方向即为层面之真倾斜方向。 测量时将罗盘直立，并以长边靠着岩层的真倾斜线，沿着层面左右移动罗盘，并用中指搬动罗盘底部之活动扳手，使测斜水准器水泡居中，读出悬锥中尖所指最大读数，即为岩层之真倾角。 （五）在地形图上定点利用地形地物定点如果所在地点地面有明显的地形地物标志（如房屋、塔、山头、三角架、桥梁、河沟或道路拐弯处等），可利用该点的标志物在地形图上找到其位置。 交汇法定点如果所在地点地面无明显地形地物标志，则可利用罗盘测定不在同一方位上的2～3个目标物的方位角，然后在地形图上通过所测的2～3个目标物，作出2～3条方位线，其交点即为所求地点。这种方法称为交汇法，其中三点交汇法更准确。 地质罗盘仪是进行野外地质工作必不可少的一种工具。借助它可以定出方向，观察点的所在位置，测出任何一个观察面的空间位置等。你学会使用地质罗盘仪了吗？ |
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