網友“麥克斯韋妖”:一直有一個問題困擾著我,現在手機上都裝有指南針,能夠利用地球磁場指示方位,這是利用的什么原理?里面有個小磁針嗎?
這位網友你好,你所說的指南針更專業的叫法是“電子羅盤”。目前智能手機上幾乎都配有“電子羅盤”,這是說我們手機里面有一個小小的磁針嗎?當然不是!行使羅盤功能的其實是一個能對磁場做出相應的傳感器。經過我們調查發現,現在手機上普遍采用基于“霍爾效應”原理的磁場測量器件。
什么是“霍爾效應”呢?其實這是100多年前物理學家發現的一種現象,不是太難理解。
當我們把通有電流的導體放在磁場當中時,電流就會受到磁場的作用力,而電流是由自由電子定向運動形成的,因此本質上是電子受到磁場的作用力。如果我們不讓導線運動,那么其中的電子就會擁擠在導線的一側,帶上多余的負電荷;而另一側因缺少了電子,帶上正電荷。這樣就在導線的兩側建立起了一個電場,這種現象就是“霍爾效應”。
在電流和磁場一定時,“霍爾效應”的強弱與導體在磁場中的方位有關,導體與磁場的夾角越大,霍爾效應越強,正是利用這一簡單的物理原理,衍生出了靈敏輕巧的磁傳感器,能幫助我們找到正確的方向。
或許有人會問,現在手機都有GPS定位功能了還有必要裝個“電子羅盤”嗎?其實很有必要!
如果在樹林或者大廈林立的地方,那么手機很有可能丟失掉GPS信號,而有了“電子羅盤”之后就可以更好的保障你不會迷失方向,畢竟地球磁場是無處不在的。
手機里的“電子羅盤”工作原理是什么?
處
于靜止狀態時,裝有“電子羅盤”的手機在地圖上有個箭頭能顯示方位(左圖);而沒有“電子羅盤”的手機只顯示一個小圓點(右圖)。
還有非常重要的一點,如果我們處于靜止狀態或是非常緩慢移動,GPS只能判斷我們所處的位置,并不能指示方向。打開導航地圖你將會發現所在位置顯示一個小圓點,而有“電子羅盤”就會顯示箭頭,并可以隨著手機的方位旋轉。因此,“電子羅盤”并不是可有可無的傳感器,是GPS定位的重要補充。