指南针为什么指南(手机中的指南针是如何“指南”的?带你了解其中奥秘)
Posted
篇首语:博观而约取,厚积而薄发。本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了指南针为什么指南(手机中的指南针是如何“指南”的?带你了解其中奥秘)相关的知识,希望对你有一定的参考价值。
指南针为什么指南(手机中的指南针是如何“指南”的?带你了解其中奥秘)
随着科技的进步,手机功能越来越强大,手机中的指南针大家都不陌生。通过指南针我们可以准确判断方向。那么,它是如何做到的呢?
首先,我们来看看传统指南针是如何“指南”的。地理南北极与地磁南北极相反,地磁的南极在地理的北极附近,地磁的北极在地理的南极附近。传统指南针就是一块小磁铁,因此指南针的北极会被地磁的南极吸引,而指向地理的北极,同理指南针的南极指向地理的南极。所以,从本质上说,指南针显示的其实是地磁场的方向。
目前,手机中内置的指南针,更准确的说,应该称之为“电子罗盘”,它是一种基于霍尔效应的磁传感器,可以测量地磁场的方向,进而为我们指示地理南北极。
霍尔效应是电磁效应的一种。当电流垂直于外磁场通过半导体时,载流子发生偏转,垂直于电流和磁场的方向会产生一个附加电场,从而在半导体的两端产生电势差,这一现象就是霍尔效应,这个电势差也被称为霍尔电势差。
电流方向、磁场方向、电场方向满足左手定则,所以当已知电流方向,手机又测得附加电场方向,就可以算出磁场方向。在电流和磁场一定时,霍尔效应的强弱与导体在磁场中的方位有关,导体与磁场的夹角越大,霍尔效应越强。
由于我们的手机不单单平行于地面使用,所以,还需要在三维空间内找到地球磁场的方向,因此目前手机的电子罗盘基本都是三轴的,即结合重力(加速度)传感器,在三维空间内测算出磁场方向。
或许有人会问,现在手机都有GPS定位功能了,还有必要装个“电子罗盘”吗?其实很有必要,如果在深山老林或大厦林立的地方,卫星信号将变得微弱,手机很可能会失去GPS信号,而地球磁场是无处不在的。
另外,如果我们处于静止或是非常缓慢移动的状态,GPS只能判断我们所处的位置,并不能指示方向,打开导航地图会发现你所在位置显示是一个小圆点。而装有电子罗盘的手机圆点周围会显示箭头,可以随着手机的方位旋转。因此,“电子罗盘”并不是可有可无的传感器,它是GPS定位的重要补充。
不过,电子罗盘虽然强大,却也有它的缺点,它容易收到周围磁场环境的影响。比如,有时当你打开指南针后,会发现指针不停的旋转,手机会提示你进行校正。这就是因为手机周围的磁场环境过于复杂而产生紊乱了,必须要进行手动校正,校正原理就是通过其它传感器捕捉手机运动,同时记录各方向的磁场数据。具体操作非常简单,我们只需要挥动几下手机,就可以解决磁场问题了。
本文由北京邮电大学计算机科学与技术研究专业副教授张忠宝进行科学性把关。
(责编:王绍绍、张希)
相关参考
手机自带电子罗盘嘛(手机自带的“指南针”APP,跟传统的指南针原理一样吗?)
...方式不一样,毕竟手机里不可能内置小磁针。手机内置的指南针其实是一个三维电子罗盘,它可以在三个方向上测量地磁场,这样即使手机并非水平也可以算出地磁场方向。目前的主流是用霍尔效应来测量。霍尔效应是高中物理...
手机的电子罗盘是什么功能啊(手机自带的“指南针”APP,跟传统的指南针原理一样吗?)
...方式不一样,毕竟手机里不可能内置小磁针。手机内置的指南针其实是一个三维电子罗盘,它可以在三个方向上测量地磁场,这样即使手机并非水平也可以算出地磁场方向。目前的主流是用霍尔效应来测量。霍尔效应是高中物理...
泉州青山湾黄金海滩(春夏漫游泉州指南 带你领略“刺桐花开·山海生色”)
...泉州市文旅局推出“刺桐花开·山海生色”春夏漫游泉州指南,邀您在做好个人防护的基础上,踏春赏花,逐浪金沙,乡野放风古村落,赏游泉州网红打卡点。据了解,此次推荐的泉州系列旅游产品丰富,线路多、景点分散(涉...
泉州青山湾黄金海滩(春夏漫游泉州指南 带你领略“刺桐花开·山海生色”)
...泉州市文旅局推出“刺桐花开·山海生色”春夏漫游泉州指南,邀您在做好个人防护的基础上,踏春赏花,逐浪金沙,乡野放风古村落,赏游泉州网红打卡点。据了解,此次推荐的泉州系列旅游产品丰富,线路多、景点分散(涉...
手机上指南针怎么校准(苹果13如何进行测量海拔 苹果13测量海拔方法分享)
...的步骤了。苹果13测量海拔教程分享1、在桌面找到并开启指南针app。2、在指南针界面的底部,你可以看到详细的介绍。经过更新后,这款软件在中国大陆无法查询海拔,但是在特别行政区还是可以看到的,这点大家要注意。来...
烤羊肉串用的红色签子好(人生一串,小白必备烧烤指南,好技术带你月入10000)
烧烤是将食物放在火上烤熟的一个过程,在人类的进化过程中烧烤可以说是人类接触最早的一种烹饪手法,经过人们长期的经验积累和演变,至今已形成一种风味独特,受人欢迎的小吃。其制作手法多样,碳火烧烤是其中的一种...
烤羊肉串用的红色签子好(人生一串,小白必备烧烤指南,好技术带你月入10000)
烧烤是将食物放在火上烤熟的一个过程,在人类的进化过程中烧烤可以说是人类接触最早的一种烹饪手法,经过人们长期的经验积累和演变,至今已形成一种风味独特,受人欢迎的小吃。其制作手法多样,碳火烧烤是其中的一种...
随着人们出行方式的多样化,乘坐飞机也成为越来越多人的选择。然而,对于许多人来说,乘坐飞机仍然是一件比较新奇的事情,他们可能不太清楚需要注意哪些事项。以下是一些乘坐飞机时需要注意的事项,希望对大家有所帮...
怎样使用手机指南针确定方向(导航OR指南针,“方向”比“精准”更重要)
指南针好还是导航好?导航是高科技产品,里面有地图,有定位系统等,而指南针只可以分方向。在城市里,毋庸置疑,无人会选择指南针,在野外,当电量、信号、耐久性等约束条件袭来之时,两者的位置立刻来了反转。对每...
指南针为什么总是指北(为什么指南针的指针指示的方向是北,还要叫指南针?)
...智能手机出现以前,人们外出旅行或探险,总会带上一个指南针,防止迷路。通过学习发现,指南针的指针总是指向地球的地理北极,为什么还要叫做指南针呢?1、通过实验来看一看指南针是不是指向北。找两根缝衣针、一个...