Компас. История техники и изобретений
Компас — это устройство, указывающее направление на стороны света (север, юг, запад, восток). Компас изобрели китайцы в II-I тыс. до н. э., а его первое описание сделал китайский философ Хэнь Фэй-цзы в III в. до н. э. В XI в. китайцы усовершенствовали компас и широко использовали его в мореплавании. От китайцев о компасе узнали арабы, а в Европе он появился в XIII в.
Английский компас. 1750 г.
Ложка, рыбка и иголка
Китайский компас III в. до н. э. — это ложка из магнитного железняка (магнетита, природного минерала), лежащая на пластине с обозначением сторон света. Ложка вращалась и останавливалась, указывая черенком на юг. Повернув пластину так, чтобы обозначение юга совпало с указаниями черенка, моряки определяли направления всех сторон света и устанавливали курс корабля. Компас-ложка был не точен — на вращение ложки влияло трение о пластину, и она могла остановиться, не «докрутившись» до юга.
В XI в. китайский ученый Шэнь Гуа открыл, что магнетит намагничивает железо. И китайцы сделали водяной компас с намагниченной стрелкой-рыбкой, плавающей в миске с водой — в воде сила трения меньше, и стрелка крутится почти беспрепятственно. Тогда же появился и игольчатый компас — стрелкой стала намагниченная стальная игла, тонкая и лёгкая, почти не испытывающая сопротивления при вращении и концами точно указывающая на юг и север.
Китайский компас-ложка
Путь иглы
В XII в. китайскую «плавающую иглу» заимствовали арабы. От них компас достался итальянским морякам, потом испанцам, португальцам, французам, немцам и англичанам. В Россию компас попал при Петре I, русские моряки уважительно называли его «маткой». В Европе намагниченную стрелку насадили на остриё в центре бумажной картушки (круга с обозначениями сторон света). Итальянец Ф. Джулио разделил картушку на 16 частей, нанеся на неё помимо 4 сторон света промежуточные направления — румбы.
Ориентировка стала точнее — например, кораблю теперь задавали направление зюйд-зюйд-вест (юго-юго-запад) — промежуточное между юго-западом и югом. Потом картушку разделили на 32 румба. В XVI в. для уменьшения воздействия качки стрелку укрепили на кардановом подвесе — в таком виде магнитный компас дожил до наших дней. Подвес и коробку компаса делали из материалов, не поддающихся воздействию магнита — например, из бронзы. Компас произвёл переворот в мореплавании, благодаря ему началась эпоха Великих географических открытий — с компасом моряки стали пересекать океаны, не боясь потеряться без береговых или звёздных ориентиров.
Китайский компас. XIX в.
Магнит — земля-компас
Магнетит и намагниченное железо — это постоянные магниты — тела, обладающее магнитным полем и способные долго его сохранять. Полем называется область пространства, которая воздействует на другие тела. Магнитное поле изображают силовыми линиями, выходящими из северного магнитного полюса N и замыкающимися, входя в южный магнитный полюс S, направление магнитного поля определяется направлением его полюсов — от N к S.
Земля — это гигантский магнит. Южный магнитный полюс S Земли примерно совпадает с географическим Северным полюсом, а северный магнитный полюс N — с географическим Южным полюсом. Одинаковые магнитные полюса (S и S или N и N) двух магнитов отталкиваются, а противоположные (S и N) — притягиваются. Поэтому полюс N любого магнита будет тянуться к полюсу S Земли, и сам магнит, если его не сдерживают другие силы, повернётся полюсом N к географическому Северному полюсу. Так действует и магнитная стрелка компаса — своим магнитным полюсом N она всегда указывает на географический север.
Магнитный и географический полюса Земли не совсем совпадают, угол между направлением на географический север и на магнитный северный полюс называется магнитным склонением. В каждой точке Земли этот угол разный. По картам магнитных склонений разных точек Земли мореходы уточняют определённый компасом курс корабля.
Как появляются магниты
Молекулы веществ состоят из атомов, вокруг ядер которых вращаются элементарные частицы — электроны.
Вращением вокруг ядра электрон создаёт своё крошечное магнитное поле. В обычных веществах направления магнитных полей электронов в атоме различно, и их магнетизм взаимно уничтожается. Но в атомах веществ ферромагнетиков, например в атомах железа, электроны образуют общее магнитное поле вокруг своих атомов. Под воздействием другого магнита (внешнего магнитного поля) атомы железа разворачиваются так, что направления их магнитных полей совпадают, образуя общее магнитное поле тела. Железо намагничивается и долго сохраняет это состояние, превращаясь в постоянный магнит.
Развитие идеи
Магнит и железо взаимно притягиваются, и в этом недостаток магнитного компаса. Железные детали на корабле притягивают стрелку — магнит и отклоняют её от точного курса. При дальних переходах даже небольшое отклонение от курса приводит корабль в точку, удалённую от места назначения. Точность компаса приобрела особую важность с развитием авиации и с освоением космоса, когда человек стал преодолевать огромные расстояния.
В 1927 г. при перелёте через Атлантику впервые использовали электромагнитный компас, не поддающийся внешним воздействиям. Ещё раньше появился гирокомпас, действие которого основано на гироскопическом эффекте. Гирокомпас точно удерживает заданное направление без поправок на магнитные склонения.
Современный гирокомпас
Поделиться ссылкой
Компас. История его создания — презентация онлайн
Похожие презентации:
Регионы Российской Федерации
Первая Мировая война (1914-1918)
Россия в системе международных отношений в XVII веке
Гражданская война́ в России (1917- 1922)
Февральская революция 1917 года
Первая русская революция 1905-1907 гг
Русская культура во второй половине XIX века
Европейская индустриализация и предпосылки реформ в России
Смута (Смутное время) 1598 – 1613 гг
Индия в XVIII веке (8 класс)
КОМПАС.
ИСТОРИЯ ЕГО
СОЗДАНИЯ.
Компас- прибор для определения горизонтальных направлений на
местности.
Компасы подразделяются на два основных класса: магнитные
Компас – прибор для определения горизонтальных
направлений на местности.
Компасы подразделяются на два основных класса:
магнитные компасы типа стрелочных, которыми
такие, как гирокомпас и радиокомпас.
Компас – удивительное древнее изобретение. Предположительно
впервые этот механизм был создан в Древнем Китае ещё в III веке до
нашей эры.
Позже его заимствовали
арабы, через которых
этот прибор попал в
Европу.
Само слово «компас»
произошло от
древнебританского
«compass», означавшего
круг.
В III веке до нашей эры в древнем китайском трактате философ по имени Хэнь
Фэй-цзы описал устройство прибора сынань, что переводится как «ведающий
югом».
Это была небольшая ложка из магнетина с довольно массивной выпуклой
частью, отполированной до блеска, и тонким небольшим черенком. Ложку
ставили на медную пластину, тоже хорошо отполированную, чтобы не было
трения.
Черенок при этом не должен был касаться пластины, он оставался висетьв воздухе.
На пластину наносились знаки сторон света, которые в Древнем Китае
были связаны со знаками зодиака.
Выпуклая часть ложки легко вращалась по пластине. Черенок всегда указывал на
юг. Ученые считают, что форму стрелки магнита – ложку – выбрали не случайно,
она символизировала Большую Медведицу, или «Небесный ковш», как называли
это созвездие древние китайцы. Работал этот прибор не очень хорошо.
В арабском мире компас появился в VIII в., а в европейских странах – в ХII в.
В таком виде китайский компас в ХII в. заимствовали арабы.
История создания компаса была продолжена в ХIV в. Итальянец Ф. Джойя сумел
усовершенствовать этот прибор. Он одел магнитную стрелку на вертикальную
шпильку. Это улучшило работу компаса.
К стрелке была прикреплена картушка (лёгкий круг), разбитая на 16 румбов.
Спустя два столетия деление картушки составляло 32 румба, а коробку со
стрелкой начали помещать в специальном карданном подвесе.
качка корабля перестала влиять на компас.
Но на этом история создания компаса не заканчивается. В 1908 году.
Появился гирокомпас, ставший основным навигационным прибором. Он
всегда указывает на север.
Сегодня точное
направление движения
можно узнать при помощи
спутниковой навигации, тем
не менее много судов
оснащены магнитными
компасами.
Компас сыграл свою роль в
развитии представлений о
магнитном поле, о его
взаимосвязи с
электрическим, что
повлекло за собой
образование современной
физики.
Позже появились новые виды компаса. Электронный компас.
Электромагнитный компас.
English Русский Правила
Компас — Эпохи исследований
Анатомия компаса
Анатомия компаса, Description de L’Univers, 1683, из библиотеки Музея мореплавателей, G114.M25 редкий.
Введение
Компас — это навигационный инструмент с магнитной стрелкой, указывающей на северный магнитный полюс.
История
Компас — полезный навигационный инструмент, работа которого зависит от магнетизма. Хотя существуют разные типы компасов, ранние исследователи полагались на магнитные компасы в навигации. Поверхность Земли покрыта невидимым магнитным полем. Северный и южный полюса выровнены с земной осью. Следовательно, магнитные объекты, такие как стрелка компаса, будут выравниваться по оси север-юг. 1 Магнитные компасы произошли от использования магнитных камней. Магнит представляет собой тип магнитного минерала, называемого магнетитом. В море было два способа использования магнита: первый заключался в том, чтобы повесить его на веревке и позволить ему поворачиваться и указывать на север. Второй заключался в том, чтобы пустить его на куске дерева в чашу с водой, где он будет дрейфовать на север. Использование метода чаши с водой было лучше для моряков, потому что иногда было трудно удерживать веревку на движущемся корабле.
Примерно с конца 1200-х до начала 1300-х годов моряки начали использовать сухой компас. В этом новом усовершенствовании использовалась поворотная стрелка, прикрепленная к карточке компаса в деревянном ящике. Направления карты компаса выглядели как роза. Поэтому мореплаватели часто называют этот тип компаса «компасной розой». В течение следующих ста лет мореплаватели и моряки, такие как Христофор Колумб, полагались на компас, чтобы плыть в новые части земного шара.
Как это работает
Компасная роза помещается в коробку. На розе компаса будут общие отметки направления – север, юг, восток и запад. Однако более подробные узоры роз могут включать эти направления, а также более конкретные направления, такие как северо-восток или юго-запад. Название этого типа шаблона fleur de lis — по-французски «цветок лилии».
Итак, как это работает?
Компас — довольно простое в использовании устройство. Позвольте магнитной стрелке указывать на север. Основываясь на этих знаниях, навигатор может затем создать желаемый курс.
Примечания
- Дон Гири, Использование карты и компаса (Пенсильвания: Stackpole Books, 1995), 5.
- Дана Мичен Рау, Станьте исследователем: сделайте и используйте компас (Чикаго: Norwood House Press, 2011), 8.
- Рау, Стать исследователем, 8.
- Рау, Стать исследователем, 8–9.
Библиография
Гири, Дон. Использование карты и компаса . Пенсильвания: Stackpole Books, 1995.
Рау, Дана Мичен. Станьте исследователем: сделайте и используйте компас . Чикаго: Norwood House Press, 2011.
.Ранний китайский компас – 400 г. до н.э.
Первый компас использовался для указания людям правильного направления не в прямом, а в переносном смысле.
Знание того, в каком направлении вы смотрите, является очень ценной информацией.
Это особенно верно, если вы путешествуете: потому что вы можете использовать информацию, чтобы помочь найти свой путь или обеспечить безопасное возвращение. Нет ничего хуже, чем безнадежно заблудиться в лесу или успешно исследовать новые рубежи только для того, чтобы обнаружить, что вы понятия не имеете, как вернуться домой. Такие проблемы были гораздо более распространены до изобретения компаса, инструмента, указывающего направление. До появления компаса людям приходилось полагаться на ориентиры, созвездия или другие визуальные средства, чтобы направлять их в правильном направлении. Это, конечно, вызывало трудности при далеко не идеальных обстоятельствах, таких как пасмурная ночь или густой туман.
Однако первые компасы, вроде представленного здесь, не предназначались для навигации. Появившись в Китае примерно в IV веке до нашей эры, примитивные компасы указывали людям путь не в прямом, а в переносном смысле, помогая им упорядочивать и гармонизировать свое окружение и жизнь. служили указателями направления, которые китайцы в основном использовали для упорядочения и гармонизации своего окружения и жизни.
Сегодня многие жители Запада знакомы с таким использованием направления как части фэн-шуй 9.0052 , древняя китайская практика, которая превратилась в тенденцию украшения. Самое раннее упоминание о компасе и его использовании появляется в
Люди обычно строили первые компасы, используя магнетит, особую форму минерального магнетита, который, как естественный постоянный магнит, выравнивается с магнитным полем Земли. проявляет северно-южную полярность. Вылепленный в форме ложки или ковша, магнит лежал на плоской квадратной пластине из бронзы, которая служила изображением Земли. В центре пластины был большой круг, изображающий Небеса, в которые был помещен магнит. Этот круг представлял Небеса. Сама ложка из магнитного камня символизировала созвездие Большой Медведицы (также называемое Большой Медведицей), которое содержит совокупность звезд, известную как Большая Медведица.