首页 > 百科

手机中的指南针是如何"指南"的?带你了解其中奥秘

发布时间:2019-08-27 16:00:12 来源:粤港澳生活网综合 责任编辑:李雨晴

  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?c99粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

  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。c99粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

  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。c99粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

  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。c99粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

  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。c99粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

  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。c99粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

  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。c99粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

  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。c99粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

  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。c99粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

  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。c99粤港澳生活网_品味粤港澳大湾区生活

责任编辑: 李雨晴

相关阅读

撰文 | 张华2018年8月,帕克太阳探测器(Parker Solar Probe)从美国佛罗里达州的肯尼迪航天中心升空,踏上史无前例的逐日旅程。2018年9月,在金星引力的拖曳下,帕克太阳探[详细]

2019-12-10 17:56:33

不少喜欢佩戴银饰的人发现,随着时间的流逝,外表光亮的银饰会慢慢发黑。然而,民间流传着这样一种说法,“古代用银器试毒,银器能够检验毒性”,因此,很多人便认为,佩戴的银饰[详细]

2019-12-10 17:56:30

文字:北京协和医院主任医师赵继志、主治医师董海涛 “熊猫医学漫画”供稿[详细]

2019-12-10 17:56:28

海中游泳,呛水难免。但根据美国加州大学圣地亚哥分校斯克里普斯海洋研究所生物海洋学家詹妮弗·布兰登日前在《湖沼学和海洋学快报》上发表的论文,你呛进去的不止是[详细]

2019-12-10 17:56:26

冬季,“泳”者们最期待的事情应该就是去冬泳了。冬泳的好处有很多,江河湖海中丰富的矿物质与微量元素、空气中的负氧离子、日光浴中的紫外线对健身、供氧、防治骨质[详细]

2019-12-10 17:56:23

每到夏天,随着温度升高,格陵兰冰盖上会形成数千个冰川融水湖。在发表于《美国科学院院刊》的最新研究中,研究者通过无人机拍摄的图像发现,当这些湖与已经存在的冰川裂[详细]

2019-12-10 17:56:22

头条信息
精彩推荐
阅读排行
横琴国家地理探险家中心开启“双旦环保大探
​没有祖国今天的强大,就没有澳门今天的美好
近日,位于东莞樟木头的观音山风景区突然多了
近日,位于东莞樟木头镇的观音山风景区便掀起
万人共鉴,华彩乐章!由深圳皇庭广场匠心呈献
12月22日,为让孩子们走进森林,拥抱自然,观音山
  粤港澳大湾区建设展新机,珠澳深化合作
  12月10日,由华发集团打造的“澳门产业

滚动资讯

关于我们 | 法律顾问: | 刊登广告 | 本站地图 | 对外服务:访谈 广告 展会 无线

电子邮件: 289839078@qq.com 电话: 0086-755-21033856