Een magnetische kompasnaald wijst naar het noorden vanwege het magnetische veld van de aarde. De aarde is als een gigantische magneet waarvan de magnetische veldlijnen uit het zuidelijk halfrond komen en naar het noordelijk halfrond convergeren. Het magnetische veld oefent een koppel uit op het magnetische dipoolmoment van de kompasnaald, waardoor deze uitgelijnd wordt langs de veldlijnen en ongeveer in de richting van de geografische Noordpool wijst.

Gedetailleerde uitleg:

Magnetische eigenschappen van materialen:

Bepaalde materialen, zoals ijzer en nikkel, vertonen ferromagnetische eigenschappen, wat betekent dat ze permanent kunnen worden gemagnetiseerd. Wanneer een ferromagnetisch materiaal wordt blootgesteld aan een extern magnetisch veld, komen de interne magnetische domeinen overeen met het aangelegde veld, waardoor een netto magnetisch moment ontstaat.

Het magnetische veld van de aarde:

Het magnetische veld van de aarde wordt gegenereerd door de beweging van gesmolten ijzer in de buitenste kern van de planeet. Terwijl de aarde draait, creëren deze convectieve bewegingen elektrische stromen die magnetische velden genereren. De magnetische veldlijnen van de aarde lijken op die van een staafmagneet, met een magnetische zuidpool nabij de geografische noordpool en een magnetische noordpool nabij de geografische zuidpool.

Magnetische polen:

De magnetische noordpool en de magnetische zuidpool van de aarde liggen niet op één lijn met respectievelijk de werkelijke geografische noordpool en zuidpool. De magnetische polen verschuiven voortdurend, maar blijven ongeveer tegenover elkaar op aarde.

Magnetisch dipoolmoment:

Een kompasnaald is in wezen een kleine magneet en heeft, zoals alle magneten, een magnetisch dipoolmoment. Het magnetische dipoolmoment is een maat voor de sterkte en oriëntatie van het magnetische veld van een magneet.

Interactie met het magnetische veld van de aarde:

Wanneer een kompasnaald in het magnetische veld van de aarde wordt geplaatst, ondervindt deze een koppel als gevolg van de interactie tussen het magnetische dipoolmoment en de magnetische veldlijnen van de aarde. De kompasnaald richt zich op het magnetische veld van de aarde om de potentiële energie van het systeem te minimaliseren.

Noord-Zuid-uitlijning:

De naar het noorden zoekende pool (ook wel het rode of positieve uiteinde genoemd) van de kompasnaald wijst ongeveer in de richting van de geografische noordpool. Dit komt omdat de magnetische veldlijnen van de aarde samenkomen op de magnetische zuidpool, die zich dichtbij de geografische noordpool bevindt. De kompasnaald richt zich langs de veldlijnen en geeft bij benadering de richting van het geografische noorden aan.

Afwijkingen van het ware noorden:

Het magnetische veld van de aarde is niet perfect uitgelijnd met de rotatie-as van de aarde, wat leidt tot een afwijking tussen het werkelijke geografische noorden en het magnetische noorden. Deze afwijking staat bekend als magnetische declinatie en varieert afhankelijk van de locatie op aarde.

Samenvattend wijst de kompasnaald naar het noorden vanwege het magnetische veld van de aarde, dat een koppel uitoefent op zijn magnetische dipoolmoment, waardoor hij uitgelijnd wordt langs de veldlijnen en bij benadering de richting van het geografische noorden aangeeft.