Старт в науке. История компаса

И снова здравствуйте, дорогие друзья! Отгадайте загадку!

Когда с тобою этот друг,

Ты можешь без дорог

Шагать на север и на юг,

На запад и восток!

Догадались? Вот вам подсказка! Это устройство, помогающее ориентироваться на местности, не заблудиться в лесу и найти обратный путь. Ну, конечно же, это компас!

Кто-то, может быть, улыбнётся: зачем сегодня простачок-компас, если в мире новейших технологий прокладывать дорогу можно современными навигаторами!

Безусловно, нужно идти в ногу со временем и облегчать себе жизнь при помощи модных технических примочек. Но если вдруг в глухом лесу у супер-проводника сядет батарейка, а с собой запасной нет? Или откажет GPS-связь? Как тогда быть? Пусть это возможно не пригодится, но каждый из нас должен, по крайней мере, знать, как пользоваться компасом, чтобы легко воспользоваться им при необходимости.

План урока:

Как появился компас?

Прежде чем научить вас правильно пользоваться этим простым прибором, хотелось бы кратко рассказать, кто придумал эту штучку, помогающую находить дорогу.

Как вы думаете, где родился компас? Вы не поверите, но здесь опять не обошлось без китайцев! По некоторым имеющимся фактам доисторические приборы для определения сторон света появились у них ещё до нашей эры. Позднее, с X века, китайцы использовали его для определения правильного пути в пустыне.

Из Китая компас перекочевал к арабским мореходам, которые так нуждались в проводнике. Намагниченный предмет, помещённый в воду, поворачивался к одной стороне света.

Европейцы обрели нужный прибор к XIII веку и усовершенствовали его. Итальянец Джойя сделал циферблат, а также разделил его на 16 частей. Кроме того, он закрепил стрелку на тонкой шпильке, а чашу прибора закрыл стеклом,налив туда воды.

С тех пор прошло немало лет, компас учёные всё время совершенствовали, но сама европейская идея сегодня не изменилась.

Какие бывают компасы?

Разновидности путеводителей связаны с тем, где их используют.

Магнитные приборы

Электромагнитные приборы

Работают за счёт магнитной индукции и применяются в самолётах, а также морских судах. Они не намагничиваются от металла, поэтому дают меньшую погрешность.

Гирокомпасы

Работают с помощью особенного прибора под названием гироскоп. Это такое устройство, которое реагирует на изменение угла ориентации. Такие приборы применяют в судоходстве, а также ракетной технике.

Электронные компасы

Это новинка последних десятилетий, которая уже больше смахивает на навигатор, так как ловит сигнал от спутника.

Как работает обычный компас?

Чтобы научиться ориентироваться, нужно понимать, что из себя представляет обычный компас, а также как он работает. Предлагаю рассмотреть всем известную адрианову модель.

Магнитный прибор состоит из корпуса и расположенной в центре иголочки, на которой держится стрелка. Чаще всего эта стрелка окрашена двумя цветами: один её кончик – синий, а другой – красный. Правильно работающий компас всегда синей стрелкой смотрит на север, красная же, соответственно, показывает точно противоположно — на юг.

Ещё у него есть шкала. Называется она лимб и состоит из цифр. Внешняя шкала цифр разделена делениями от 0 до 360. Это градус, или угол, поворота стрелки. По нему устанавливают направление движения. Кроме того, на лимбе могут быть подписаны стороны света русскими или английскими заглавными буквами:

— С или N обозначает север,

— Ю или S значит юг,

— В или Е направляет на восток,

— З или W показывает, где запад.

Прежде чем использовать компас, его проверяют. Чтобы убедиться, что ваш прибор работает без ошибок, нужно положить его на горизонтальную поверхность и дождаться, пока стрелка замрёт, показывая, где север. Поднесите к прибору любой металлический предмет. Под воздействием магнита стрелка отклонится в его сторону. Затем убираем из поля действия металл и наблюдаем за нашей стрелкой.

Если наш компас исправный, то стрелочка непременно повернётся в исходное положение на север.

Это важно! Магнитным компасом не пользуются около линий электропередач, а также вблизи железнодорожных путей. Стрелка начинает тянуться к металлу, поэтому механизм работает неправильно.

Учимся ходить по компасу

Научиться пользоваться компасом перед тем, как отправиться с ним в далёкий путь, можно в квартире. Итак, вот короткая инструкция, которая поможет вам освоить это нехитрый прибор и при помощи него благополучно вернуться обратно из путешествия.

Здесь наша работа с компасом закончилась. Идём себе в соседнюю комнату «по грибы и ягоды». Когда приходит время возвращаться домой, достаём наш компас и начинаем искать правильный путь.

1. Компас кладём на ладошку. Устанавливаем стрелочку по направлению к северу.
2. Строим линию возвращения: через центр соединяем две цифры: точку азимута и ту, что указывала наше первоначальное движение, а именно к«соседнему лесу».
3. Возвращаемся туда, куда направлен азимут.

Если вы вернулись в первоначальную точку к условному ориентиру, то смело можете отправляться в путешествие. Если вместо кухни, откуда вы вышли, вы вдруг вернулись к ванной комнате, то в лес вам ещё рановато. Нужно потренироваться.

Это важно! Если ваш путь извилист и часто сворачивает то в одну, то в другую сторону, опытные путешественники советуют разделить его на участки, на каждом участке выбирать отдельный ориентир и записать его данные. Возвращаться от точки до точки будет проще.

Как перенести путь на карту?

Некоторым туристам удобно идти по карте, где нанесены условные обозначения. Иногда это просто необходимо, когда не знаешь точных координат, а нужное место нарисовано лишь графически. Как его найти за несколько километров? Нужно перенести свой курс на обычную карту.

1. Карту кладём на ровную поверхность.
2. Компас размещаем поверх карты так, чтобы использовать его край как линию от текущего места до вашего места назначения.
3. Крутим прибор, пока стрелка не упрётся в указатель севера. Но! В указатель не на самом устройстве, а указатель северного направления, нарисованного на карте (так называемый географический север).
4. Как только стрелочка прибора соединилась со стрелочкой, нарисованной на карте, смотрим цифру — азимут, показывающий на место, куда мы идём.
5. Цифру назначения запоминаем, карту убираем.

Перемещение по карте помогает и тогда, когда вы заблудились. Для этого достаточно на бумаге найти ориентир, около которого вы находитесь, например, река или дорога, и при помощи инструкции, описанной выше, выйти к нужному месту.

Соблазняли и запад меня, и восток.

Только им никогда я не верил!

Я прошёл и проплыл сотни миль и дорог,

Но душа вечно рвётся на север!

Это верно, что есть у каждого путь,

Да нечасто он прост и привычен!

А пройти по нему, не плутать, не свернуть,

Сможет тот, кто как я, намагничен!

Убедились, что ничего сложного в пользовании компасом нет?! Зато этот простой прибор может стать незаменимым помощником! Поэтому берите скорее его, крутите, тренируйтесь, ведь скоро лето, а это хорошее время проверить свои знания и устроить соревнования по ориентированию!

Для закрепления полученной информации посмотрите видео-урок, и если что-то до сих пор было непонятно, то после просмотра все обязательно прояснится.

Друзья, не забудьте подписаться на новости блога, чтобы не пропустить новые интересные статьи! И присоединяйтесь к нам «ВКонтакте »!

«ШколаЛа» ненадолго прощается с вами с пожеланиями хороших путешествий!

Евгения Климкович.

Предлагаем вам отгадать загадку:

Вы не заблудитесь в дороге,

Держа коробочку с магнитной стрелкой на ладони.

Она поможет не свернуть с маршрута

И приведёт к назначенному пункту.

Вы без труда догадались, конечно, что это - компас. Это великое изобретение, которое по праву относится к категории четырёх самых великих изобретений человечества, сохранилось и используется до наших дней. Компас стал первым навигационным прибором, который помогал штурманам ориентироваться в открытом море.

Суть строения компаса - магнитная стрелка, установленная на небольшом стержне и способная беспрепятственно вращаться во все стороны. Стрелка указывает на Северный В соответствии с его месторасположением на карту наносятся другие объекты, которые находятся на Земле. Благодаря этому, компас используют в ориентировании не только на воде, но и на суше.

Вопрос о том, где изобрели компас и кто изобрел компас, точного ответа не имеет. Долгое время всё же считалось, что открытие, основанное на железной намагниченной стрелке, принадлежит Китаю. Подобие компаса первоначально использовали для ориентирования при движении по пустыне. Первенство изобретения прибора и то, в какой стране изобрели компас, оспаривают индийцы, итальянцы, арабы, французы. Во всех доводах и доказательствах присутствуют неточности, несовпадения. К сожалению, до наших дней дошли суждения, записи об этом открытии только в представлении учёных и предположения о том, кто изобрел компас, а не показания мореплавателей.

В третьем веке уже существовало описание первого компаса, которое принадлежит китайскому учёному Хэнь Фэй-цзы. Это было подобие отполированной ложки с черенком, которая устанавливалась на пластине из дерева или меди. На пластине были обозначены направления света. Расположив ложку из магнетита таким образом, чтобы черенок не касался плоскости, её начинали вращать. Та сторона света, на которую указывал черенок после самостоятельной его остановки, обозначала юг.

Существует китайская легенда о том, кто изобрел компас. Во времена правления владыки Хуан-ди произошло большое сражение, во время которого злой дух при помощи колдовства напустил густой туман. В таком положении воины не могли сражаться: они не видели ничего вокруг себя, не понимали, где тыл, а где фронт. Противник внезапно возникал из тумана и наносил смертельный удар. Положение было очень плачевное. Лишь один сановник по имени Фэн-хоу сидел на своей колеснице и думал. Он искал выход из сложившейся ситуации. Необходимо было придумать нечто, что помогло бы ориентироваться в сторонах света. Человек этот был очень мудрым. Под грохот битвы он смастерил колесницу и установил на ней фигурку маленького железного человечка, который всегда указывал своей вытянутой рукой на юг, несмотря на то, куда поворачивает колесница. Фэн-хоу и считается по легенде изобретателем первого компаса.

Магнитное приспособление для определения сторон света в дневное время суток впервые упоминается в китайской книге, датированной 1044 годом. Спустя 44 года немного усовершенствованный компас описал в своём труде китайский учёный Шень Ко. В настоящее время эта версия о том, что первыми изобретателями компаса были именно китайцы, подвергнута сомнениям. Неоспоримо одно - китайцы догадались о принципе компаса одними из первых. В XI веке на корме всех китайских кораблей уже присутствовал компас.

Европа познакомилась с дивным изобретением благодаря арабским купцам в начале XXII столетия. Уже в XI столетии на всех кораблях купцов - арабов были компасы. Тогда компас представлял собой чашу с водой, в которой плавала деревянная планка или пробка со вставленной в неё намагниченной стрелкой. (На арабском судне компас был выполнен в виде железной рыбки, которая при погружении в воду неизменно показывала на север.) Вслед за арабами компас стали применять моряки Италии, Испании, Португалии, Франции, Германии, Англии. При помощи такого компаса можно было узнать, где находится север и юг. Примерно в это время компас догадались для удобства накрывать стеклом.

Усовершенствованную модель компаса придумал итальянец Флавио Джойя в XIV столетии. Для удобства определения других сторон света он предложил разбить круг компаса на шестнадцать частей. Также он улучшил функцию вращения путём добавления шпильки под стрелку.

Точно узнать, кто изобрел компас, мы, возможно уже и не сможем. Слишком много сомнений по этому поводу в последнее время. Понятно одно: простой и очень умный прибор помог сделать человечеству гигантский скачок вперёд в своём развитии.

Одним из величайших открытий человечества является изобретение компаса . Трудно переоценить его значение, он произвел настоящий переворот в истории мореплавания. Компас стал первым навигационным прибором, который позволил отважным морякам оставить морские берега и выйти в открытое море. Уже в III веке до н. э. в Китае был изобретен прибор, указывающий стороны света. Древний компас имел вид ложки с тонким черенком и шарообразной выпуклой частью, сама ложка была изготовлена из магнетита. Хорошо отполированная выпуклая часть ложки устанавливалась на медную или деревянную пластину, которая была также тщательно отполирована. Черенок ложки свободно висел над пластиной, а сама ложка свободно вращалась вокруг оси установленного выпуклого основания. На пластине были обозначены страны света в виде циклических знаков Зодиака. Роль магнитной стрелки выполнял черенок ложки. Если черенок привести во вращательное движение, а затем немного подождать, то остановившаяся стрелка (ее роль играет черенок ложки) будет указывать точно на юг. Это был самый первый древний компас, названный сынань — «ведающий югом» и описанный китайским философом Хэнь Фэй-цзы. Конечно, такой компас был далек от совершенства, имел много недостатков: магнетит был непрочен и плохо поддавался обработке, а трение между поверхностью доски и выпуклой частью ложки приводило к небольшим отклонениям от направления на юг.

В ХI веке в Китае изобрели плавающую стрелку компаса, ее делали из искусственного магнита. Намагниченный железный компас, обычно в форме рыбки, нагревался до красноты, а затем опускался в сосуд с водой. Здесь она начинала свободно плавать, а ее голова поворачивалась в сторону юга. Ученый Шэнь Гуа, живший и творивший в Китае в том же ХI веке, долгое время изучал свойства магнитной стрелки. Им было предложено несколько разновидностей компаса. Используя намагниченную иглу, которую нужно прикрепить воском в центре корпуса к висящей шелковой нити, он установил, что такой компас более точно указывает направление по сравнению с плавающим. Им была предложена и более усовершенствованная конструкция, в которой намагниченная иголка крепилась на шпильку. Тот факт, что стрелка компаса указывала направление на юг с небольшим отклонением, ученый объяснил не совпадением географических и магнитных меридиан, они образуют угол, который позже научились вычислять и назвали магнитным отклонением. На многих китайских кораблях уже в ХI веке были установлены плавающие компасы.

В ХII веке китайская игла стала использоваться арабами, от них в ХIII веке она стала известна итальянским морякам, затем испанцам, португальцам и французам. Немцы и англичане начали пользоваться компасом позже. Если вначале компас представлял собой намагниченную иглу и кусок дерева, плавающего в сосуде с водой, то позже сосуд стали закрывать стеклом, чтобы защитить поплавок от воздействия ветра.
В 14 веке магнитную стрелку разместили на острие в середине бумажного круга, названного картушкой. Позже итальянец Флавио Джулио сделал огромный шаг на пути усовершенствования компаса, поделив картушку на 16 частей (румбов). Позже круг разделят на 32 сектора. В 16 веке стрелку начали крепить на кардановый подвес, что уменьшило воздействие качки, а в 17 веке компас усовершенствовали вращающейся линейкой с визирами для более точного расчета направления.

Инструкция

Идея создания компаса принадлежит древним китайцам. В III веке до н.э. один из китайских философов описывал компас того времени следующим образом. Это была разливательная ложка из магнетита, у которой был тонкий черенок и хорошо отполированная шарообразная выпуклая часть. Опиралась ложка своей выпуклой частью на такую же тщательно отполированную поверхность медной или деревянной пластины, при этом черенок пластины не касался, а свободно висел над ней. Таким образом, ложка могла вращаться вокруг своего выпуклого основания. На самой пластине были нарисованы стороны света в виде зодиакальных знаков. Если специально подтолкнуть черенок ложки, она начинала вращаться, при этом, останавливаясь, черенок всегда указывал точно на юг.

Все в том же Китае в XI веке придумали плавающую стрелку компаса. Делали ее из искусственного магнита, обычно в форме рыбки. Ее помещали в сосуд с водой, где она свободно плавала, а остановившись, также всегда указывала головой на юг. Другие формы компаса в том же веке были придуманы китайским ученым Шэнь Гуа. Он предлагал намагнитить обычную швейную иглу о природный магнит, а затем прикрепить эту иглу в центре корпуса к шелковой нити с помощью воска. Так получалось меньшее при повороте иглы, чем в воде, а потому компас показывал более точное направление. Еще одна модель, предложенная ученым, предполагала крепление не к шелковой нити, а к шпильке, что больше напоминает современную форму компаса.

Почти на всех китайских кораблях в XI были установлены плавающие компасы. Именно в таком виде они распространились в мире. Сначала их в XII веке переняли арабы. Позже магнитная игла стала известна и в европейских странах: сначала - в Италии, затем - в Португалии, Испании, Франции, позднее - в Англии и Германии. Сначала намагниченная игла на кусочке дерева или пробки плавала в сосуде с водой, позже сосуд догадались закрыть стеклом, а еще позже магнитную стрелку догадались размещать на острие в центре бумажного круга. Затем компас был усовершенствован итальянцами, к нему была добавлена катушка, которая делилась на 16 (позже - 32) равных секторов, указывающих на стороны света (сначала по 4, а позже по 8 секторов для каждой из сторон).

Дальнейшее развитие науки и техники сделало возможным создание электромагнитного варианта компаса, который более совершенен в том плане, что не предусматривает отклонений из-за наличия ферромагнитных деталей в том транспортном средстве, на котором он используется. В 1908 году немецкий инженер Г. Аншютц-Кэмпфе создал прототип гирокомпаса, преимуществом которого стало указание направления не на магнитный северный полюс, а на истинный географический. Для навигации и управления крупными морскими судами почти повсеместно используется именно гирокомпас. Современная эра новых компьютерных технологий позволила придумать электронный компас, создание которого связано, прежде всего, с развитием системы спутниковой навигации.

(слово "кибернетика" в переводе с греческого означает «кормчий» или «рулевой»). Эта наука потребовала появления специальных приборов, которые бы помогали путешественникам находить правильный путь. Одним из них был компас - прибор, указывающий направление географического или магнитного меридиана. Современные компасы бывают магнитные, механические, радио- и другие.

Слово «компас», по-видимому, происходит от старинного английского слова compass , означавшего в XIII-XIV вв. «круг».

Первые упоминания об изобретении компаса в Европе относятся к XII веку. Этот прибор представлял собой просто железную намагниченную стрелку, укрепленную на пробке, плавающую в сосуде с водой. Затем придумали укреплять стрелку на оси, закрепленной на дне чаши.

Однако в Китае компас был известен намного раньше. Его называли "чи-ан". Китайские летописи приписывают его изобретение полумифическому богдыхану (императору) Хуан-ди, царствовавшему за 2600 лет до нашей эры.

В китайских летописях сохранилась такая легенда. Император Хуан-ди воевал с одним монгольским ханом. После поражения монголы стали отступать в пустыню, а китайские войска долго преследовали их. Однако монгольские всадники устроили хитрость: они подняли такую пыль, что она заслонила солнце. Когда же пыль рассеялась, монголы уже скрылись из виду. Преследователи бросались то в одну, то в другую сторону, но нигде не встречали даже признаков человеческого жилья. Они поняли, что заблудились. У них кончалось продовольствие, они стали страдать от невыносимой жажды. И тогда император Хуан-ди вспомнил про крошечного железного человечка, которого ему подарил один мудрец. Этот человечек, как его ни поставь, всегда показывал рукой на юг. Император установил человечка на своей колеснице и повел измученное войско в ту сторону, куда указывала рука человечка. И скоро все увидели знакомые места.

Легенда, конечно, не может служить достоверным источником. Но есть и другие сведения о том, что компас действительно изобрели в Китае, примерно за 100-200 лет до нашей эры - на 3 тысячи лет позже, чем указывается в легенде. Но даже в этом случае первооткрывателями компаса все равно остаются китайцы.

Известно также, что примерно 800 лет назад арабские моряки пользовались компасом. Возможно, они переняли это изобретение у китайцев, все корабли которых в XI веке были снабжены компасами. Арабский прибор был сделан в виде железной рыбки. Намагниченную рыбку опускали на воду, и она всякий раз неизменно поворачивалась головой на север. От арабов, вероятно, об этом приборе узнали венецианские купцы, которые привезли его в Италию. Отсюда компас стал известен во всех странах Средиземноморья, а оттуда - и всей Европе. Во всяком случае, первое упоминание об использовании магнитной иглы в мореплавании встречается в труде англичанина Александра Неккама, написанном в 1180 г., причем он пишет о ней, как о вещи уже известной.

Прототип современного компаса был изобретен итальянцем Флавио Джойя в XIV веке (называют даже точный год - 1302). До этого компас служил лишь для определения направления север-юг. А Джойя предложил делить круг компаса на 16 частей (румбов) для определения других сторон света. Кроме того, он надел стрелку компаса на шпильку для ее лучшего вращения.

В Италии существует красивая легенда, связанная с именем Флавио Джойя.

Давным-давно, когда город Амальфи стоял, как и Венеция, на берегу моря, жил в нем бедняк Флавио Джойя, ювелир и инкрустатор. Он был влюблен в красавицу Анджелу, дочь богатого рыбака Доменико. Суровый Доменико считал людьми второго сорта тех, кто не выходил в море на веслах или под парусами, не испытал себя в штормах и бурях. А Флавио Джойя, к несчастью, относился как раз к этой категории людей. Доменико не хотел иметь такого зятя, но отказать претенденту на руку дочери он решил дипломатично и поэтому поставил условие: Флавио должен хотя бы один раз ночью или в туман проплыть на лодке строго по прямой линии. По тем временам такая задача была невыполнимой. Это не удавалось даже его товарищам, бывалым морякам.

Но Флавио принял вызов. Он взял продолговатый магнитный камень, который он укрепил горизонтально на круглой плоской пробке. На верхнюю поверхность пробки он установил диск с делениями. Так получился чувствительный элемент магнитного компаса - картушка.

Чтобы картушка могла поворачиваться в горизонтальной плоскости, Флавио проткнул ее вертикальной осью с острыми концами, которые упирались в опоры, установленные в корпусе прибора - чашке. Однако из-за давления картушки на нижнюю опору возникал большой момент трения, который препятствовал вращению картушки и вызывал большие ошибки прибора. Тогда Флавио налил в чашку воды. Пробка всплыла, давление на нижнюю опору снизилось, вращение картушки стало плавным и свободным. В одном месте на краю чашки Флавио провел тонкую черту, а всю окружность диска картушки разделил на 16 равных частей - румбов.

Настал день испытаний. Флавио сел в лодку и установил свой прибор так, чтобы тонкая черта на чашке совпадала с продольной осью лодки. Картушка, покачавшись вокруг оси, остановилась в таком положении, что один конец продолговатого магнитного камня указывал на север. Флавио заметил румб, который установился против тонкой черты на чашке, и отправился в путь. Ему лишь нужно было вести лодку так, чтобы во время движения против тонкой черты на чашке стоял один и тот же румб.

Так Флавио справился с заданием и женился на Анджеле.

Многие исследователи полагают, что Флавио Джойя - фигура вымышленная... Однако это не помешало благодарным итальянскиим потомкам воздвигнуть изобретателю компаса целых два памятника: в Неаполе и на родине Джойя - в городе Амальфи.

Да-да, это не ошибка: наука о закономерностях процессов управления и передачи информации - кибернетика - получила свое название по древнегреческому названию искусства судовождения!