Когда европейцы стали пользоваться компасом
Этот Чи-ю был весьма антисоциальной личностью. Читатель наверняка слышал о такой практике, которая также дошла до нас из далекого Китая. На сегодняшний день таких компасов известно множество, что позволяет пользователю подобрать наиболее удобный для условий эксплуатации вариант. Существуют различные версии об истоках изобретения компаса. Перегрином, был более приспособлен для использования на судне, чем его предшественники: он был устойчив при качке; корпус закрывала прозрачная крышка, защищающая чувствительный элемент от ветра и случайных прикосновений; прибор можно было легко переносить.
Для работы простого варианта электромагнитного компаса с индикатором в виде гальванометра требуется быстрое движение, поэтому первое применение электромагнитный компас нашёл в авиации. Был использован Чарльзом Линдбергом при перелёте через Атлантику в году. Гирокомпас — прибор, указывающий направление на земной поверхности; в его состав входит один или несколько гироскопов. Используется почти повсеместно в системах навигации и управления крупных морских судов; в отличие от магнитного компаса его показания связаны с направлением на истинный географический а не магнитный Северный полюс.
Обычно гирокомпас применяется как опорное навигационное устройство в судовых рулевых системах с ручным или автоматическим управлением, а также при решении различных задач иного рода, например, для определения точного направления при наводке орудия боевого корабля. Морской гирокомпас, как правило, очень тяжёл; в некоторых конструкциях вес гироскопического ротора превышает 25 кг.
Для нормальной работы гирокомпаса необходимо устойчивое основание, не испытывающее ускорений и фиксированное относительно земной поверхности, причём скорость его перемещения должна быть пренебрежимо мала по сравнению со скоростью суточного вращения Земли на данной широте.
Прототип современного гирокомпаса первым создал Герман Аншютц-Кэмпфе запатентован в , вскоре подобный прибор построил Э. Сперри запатентован в году.
В последующие годы разрабатывалось множество гирокомпасов различных модификаций, но наиболее удачные из них принципиально почти не отличались от устройств Аншютца и Сперри [14]. Приборы современной конструкции значительно усовершенствованы по сравнению с первыми моделями; они отличаются высокой точностью и надёжностью и удобнее в эксплуатации. Простейший гирокомпас состоит из гироскопа , подвешенного внутри полого шара, который плавает в жидкости; вес шара с гироскопом таков, что его центр тяжести располагается на оси шара в его нижней части, когда ось вращения гироскопа горизонтальна.
Предположим, что гирокомпас находится на экваторе, а ось вращения его гироскопа совпадает с направлением запад — восток; она сохраняет свою ориентацию в пространстве в отсутствие воздействия внешних сил.
Но Земля вращается, совершая один оборот в сутки. Так как наблюдатель, находящийся рядом, вращается вместе с планетой, он видит, как восточный конец E оси гироскопа поднимается, а западный W опускается; при этом центр тяжести шара смещается к востоку и вверх позиция б.
Однако сила земного притяжения препятствует такому смещению центра тяжести, и в результате её воздействия ось гироскопа поворачивается так, чтобы совпасть с осью суточного вращения Земли, то есть с направлением север — юг это вращательное движение оси гироскопа под действием внешней силы называется прецессией.
Когда ось гироскопа совпадет с направлением север — юг N — S, позиция в , центр тяжести окажется в нижнем положении на вертикали и причина прецессии исчезнет. Поставив метку « Север » N на то место шара, в которое упирается соответствующий конец оси гироскопа, и, соотнеся ей шкалу с нужными делениями, получают надёжный компас.
В реальном гирокомпасе предусмотрены компенсация девиации компаса и поправка на широту места. Действие гирокомпаса зависит от вращения Земли и особенностей взаимодействия ротора гироскопа с его подвесом. В геодезии и строительстве для определения углов применяют буссоли — особый вид компаса повышенной точности. Буссоль имеет визирное приспособление, например, диоптр.
Для повышения точности отсчётов плоская магнитная стрелка может устанавливаться на ребро. Часто вместо стрелки применяется картушка [15] [16]. Шкала буссоли часто бывает направлена против часовой стрелки «обратная», или буссольная шкала , что облегчает прямое, без вычислений, взятие магнитных азимутов [17]. Определение направлений на стороны горизонта по компасу выполняется следующим образом. Мушку визирного устройства ставят на нулевое деление шкалы, а компас — в горизонтальное положение.
Затем отпускают тормоз магнитной стрелки и поворачивают компас так, чтобы северный её конец совпал с нулевым отсчетом. После этого, не меняя положения компаса, визированием через целик и мушку замечают удаленный ориентир, который и используется для указания направления на север. Направления на стороны горизонта взаимосвязаны между собой, и, если известно хотя бы одно из них, можно определить остальные.
В противоположном направлении по отношению к северу будет юг , справа — восток , а слева — запад. Материал из Википедии — свободной энциклопедии. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии , проверенной 9 августа года; проверки требуют 11 правок.
Запрос «Компас» перенаправляется сюда; см. Основная статья: Гирокомпас. Фасмер ; пер. Трубачёва , под ред. Ларина [т. Словарь морского жаргона. Как магия викингов оказалась физикой неопр.
Шло время и китайский компас понемногу изменял свой внешний вид и к середине одиннадцатого столетия он уже представлял собой банку с водой, в которую была опущена стрелка в виде рыбки.
Эту рыбку изготавливали из искусственного магнита. Рыбка могла свободно плавать и это позволяло ей всегда четко ориентироваться, всякий раз поворачивая голову по направлению юга. Такой компас преимущественно использовали китайские моряки. Сосуды с такими рыбками устанавливались на корме судов или на носу, чтобы капитаны могли точно ориентироваться в море, невзирая на то, какая была погода. Согласно историческим хроникам, в Европе компас появился в двенадцатом-тринадцатом столетии.
В начале такой компас на китайских суднах увидели и переняли арабы, а чуть позже и европейцы. Интересно, что итальянцы называли это устройство «плавающей иглой» и стали сами изготавливать подобные устройства на свой манер. По своей конструкции он очень напоминал китайский образец. На кусочек древесины закреплялась намагниченная игла, которая опускалась в сосуд с водой. Теперь этот сосуд получил крышку из стекла для того, чтобы не дать ветру и другим помехам каким-то образом повлиять на показания стрелки.
Со временем появилась другой вариант компаса без использования емкости с водой.
На бумажный лист в центре устанавливалось острие. На это острие помещалась намагниченная стрелка, которая в таком положении тоже могла относительно свободно вращаться. Со временем конструкция усовершенствовалась, получала и другие приспособления, такие как карданный подвес, который позволял удобно пользоваться компасом на корабле даже во время сильной качки.
Компас, каким мы его знаем сегодня, был запатентован в году Германом Аншютц-Кэмпфе. Этот немецкий инженер-изобретатель провел много времени в экспедициях. Интересным моментом является тот факт, что в создании компаса вместе с Германом участие принимал известный физик Альберт Эйнштейн. Компас пошел в серийное производство и получил название «компас Эйнштейна-Аншютца».
Современные модели механических компасов мало отличаются от этой модели, хотя могут обладать большей точностью и надежностью. Сегодня компас все также является неизменным инструментом всякого мореплавателя и путешественника.
Но он также имеет еще и другое применение. К примеру, в наши дни набирает популярности практика фэн-шуй.
Читатель наверняка слышал о такой практике, которая также дошла до нас из далекого Китая. Суть этой практики сводится к некоему символическому освоению пространства.
Вообще, конечно, фигурка эта показывала бы и в любом другом направлении: все зависело от того, куда ее изначально направят. Сама же колесница не была в состоянии ориентироваться по сторонам света, как это делает стрелка магнитного компаса. Интересно, что один из первых китайских компасов, представлявший собой ложку, изготовленную из магнитного материала и вращающуюся на гладкой доске, применялся не по прямому назначению, а в магический ритуалах для предсказаний. Такое использование магнита имело место в третьем тысячелетии до нашей эры, хотя по другой версии магнитные свойства ферромагнетика использовали в древнем Китае уже в четвертом тысячелетии до нашей эры в обрядах феншуя, объясняя магнетизм проявлением высших сил.
К концу же второго тысячелетия до нашей эры китайские моряки уже в полной мере пользовались магнитными компасами по прямому назначению - для ориентирования на морских просторах. Независимо от Китая, магнетизм был открыт и в Индии. Открытие это произошло благодаря горе, расположенной возле реки Инд. Местные жители обратили внимание на то, что эта гора способна была притягивать к себе железо.
Магнитные свойства породы нашли применение в индийской медицине. Так, Сушрута - индийский врач - использовал магнит для хирургических манипуляций. Как и в Китае, в Индии магнитом научились пользоваться моряки. Их компас выглядел, как самодельная рыба, голова которой была выполнена из материала, обладающего магнитными свойствами. Древняя Греция, как и предыдущие две страны, не отставала в научной сфере.
Греки независимо от других ученых самостоятельно обнаружили и исследовали явление магнетизма, а после - создали свой первый компас.
В VII—VI веках до нашей эры древними греками, а именно Фалесом Милетским, было обнаружено, что известный на протяжении нескольких веков магнетит способен притягивать железо. Объяснялось это явление по-разному: кто-то полагал, что магнетит имеет душу, которая тянется к железу, кто-то - что железо обладает влажностью, которую в свою очередь и поглощает магнит.
Но, как понимаем, такие объяснения были еще очень далеки от истины. Позже Сократ открыл явление намагничивания железа, притянутого к магниту. А еще некоторое время спустя было обнаружено, что магниты могут не только притягиваться, но и отталкиваться. Именно благодаря открытию Сократа сегодня работают не только компасы, но и огромное количество других приборов.
Так постепенно раскрывались все грани магнетизма, которые в дальнейшем позволили раскрыть его природу. Но на этом этапе еще было рано говорить о чем-то, подобном компасу. В средние века ничего особо нового в плане обнаружения новых свойств магнетизма и работы с магнитами не открывалось.
Появились лишь новые объяснения этому явлению, в основном связанные с теми же сверхъестественными силами. Так, например, монахи проявление магнетизма объясняли, опираясь на учение о теологии. Если говорить о Европе, то здесь впервые упоминания о компасе встречаются в трудах Александра Неккама и датируются годом.
Хотя, возможно, использование компаса здесь и на территории Средиземноморья началось значительно раньше - еще во втором тысячелетии до нашей эры, о чем свидетельствуют косвенные указания античных историков. Предполагается, что упоминания компаса не сохранились, поскольку у компаса попросту не было своего названия, чтобы вписать его в исторический документ.
Тремя столетиями позже во время своих плаваний известный моряк Христофор Колумб заметил, что во время морского путешествия магнитная стрелка отклоняется от направления север-юг. Так было открыто магнитное склонение, значения которого по-прежнему используются моряками и указываются на некоторых картах.
По предложению Ломоносова были созданы обсерватории для систематического изучения магнитного поля Земли и его изменений. Однако произошло это уже не при жизни великого русского ученого, но, как говорится, «лучше позже, чем никогда». Позже Декартом и рядом других ученых была разработана подробная научная теория магнетизма, а также были открыты магнитные свойства и других материалов, не относящихся к ферромагнетикам - пара- и диамагнетиков.
Параллельно с изучением магнитов и особенностей проявления их магнитного поля в разных условиях происходило совершенствование конструкции магнитных компасов. Кроме того, были изобретены и другие типы компасов, работающие на принципах, не связанных с магнетизмом. О них мы рассказывали в. Современные модели магнитных компасов сильно отличаются от их предшественников. Они более компактны, легки, позволяют работать быстрее и дают более точные результаты при измерениях.
Кроме того, такие модели зачастую снабжены вспомогательными элементами, расширяющими возможности прибора при работе с картой и на местности. Не стоит забывать и о компасах, работа которых основана не на магнитных свойствах стрелки.
На сегодняшний день таких компасов известно множество, что позволяет пользователю подобрать наиболее удобный для условий эксплуатации вариант. Как видим, история на данный момент не может дать четкий и однозначный ответ на вопрос, где появился и кем был придуман самый первый компас в мире. Будем надеяться на то, что в скором времени историки смогут смахнуть скрывающую факты пелену древности и у них появится больше данных для того, чтобы выяснить страну первооткрывателей.
А нам остается только ждать, учиться и пользоваться знаниями, которые пришли из прошлого и в полной мере используются человечеством на современном этапе развития. Порох, книгопечатание, бумага и компас Считается, что именно эти вещи были «четырьмя великими китайскими изобретениями », которые повлияли на сегодняшнюю картину цивилизованного мира. Отрицать пользу прибора, способного определять стороны света, нелепо, но так ли нужен компас сейчас, когда спутниковая связь, навигаторы, гео-таргетирование в каждом смартфоне и общий уровень развития технологий предлагают совершенные способы решения тех же задач?
Может, место компаса в музее, рядом с астролябией и моделью древней галеры? Историческая справка. Этот предмет известен человечеству очень давно: первые упоминания о компасе относятся к временам китайской династии Сун века н.
Морской компас впервые был описан в XIII веке, и уже со времен Средневековья стал активно использоваться европейскими корабелами в путешествиях.
С изобретением компаса стало возможно быстро и просто понять, в какую сторону двигаться. Даже второклассникам сегодня известно, что «компас показывает, где Север», но как же он это делает? Существованием прибор обязан наличию у Земли магнитного поля, вдоль силовых осей-линий которого параллельно им вытягивается стрелка компаса. Этому способствуют магниты, расположенные внутри прибора.
В зависимости от вида компаса, стрелка может плавать в жидкости известный фокус с иголкой и бумажкой, по сути, примитивный навигационный приборчик , работать с помощью рамок с обмотками как электрогенератор или гироскопов. В ее центре - штырь из стали, на котором вращается стрелка она намагниченная.
На нем обычно установлен кусок агата или другого материала, уменьшающий трение между штырьком и стрелочкой.
