Кто и где изобрел компас, виды компасов

Для чего нужен компас

Сегодня цифровые технологии упростили нам жизнь и с помощью Глонасс и GPS, мы легко можем ориентироваться на местности, но этим приборам нужна электросеть, интернет, связь, а представьте, что все эти приборы отказались работать: села зарядка, нет сети, или вообще сломались и что делать? Правильно только старый добрый компас вас спасет! Актуальность магнитного компаса объясняется просто — прибору не требуются питание и подзарядка, доступ к сотовой связи или интернету. Это устройство работает и в глухом лесу, и в степи, и в экстремальных условиях.

Для чего нужен компас?

Компас нужен для определения ориентира на местности — это основная функция компаса – используя компас можно найти дорогу домой.

Он может выручить и заблудившихся в лесу или бескрайних полях. Ведь, путешествуя, никто не знает, где и когда он может заблудиться или потеряться.

Собираясь в путешествие, не забудьте захватить с собой все необходимое. На вопрос о том, для чего нужен компас в путешествиях, ответ банален и прост: чтобы вернуться домой.

Если собираетесь в другую страну, и планируете какие-то походы (по пустыням, джунглям, горам). Что может произойти, если отстать от экскурсионной группы, страшно и подумать. А компас может выручить каждого из такой беды.

А вы умеете пользоваться компасом?

Правила при использование классического магнитного компаса:

1. Для корректного направления устройство обязано быть в горизонтальном положении.2. Необходимо снять прибор с фиксатора, который не позволяет его стрелке свободно вращаться.3. Стрелка автоматически показывает на север. Для этого нужно повернуться прибор так, чтобы 0 и 360 соединились с направлением стрелки, которая указывает на север.4. Необходимо в соответствии с картой местности выбрать направление для передвижения, подсчитав угол, по которому нужно двигаться.5. После использования компас необходимо снова зафиксировать.

Учтите, что вблизи скоплений металла, под линией электропередач, в зоне магнитных аномалий, на высоте в горах магнитный компас делает погрешности.

Классический магнитный компас

Классический магнитный компас представляет собой компактный круглый прибор в корпусе из металла или пластика. Под прозрачной верхней крышкой расположен плоский циферблат (лимб), куда нанесены угловые градусы с возрастанием по часовой стрелке. Делений может быть разное количество, в зависимости от модели, но всегда имеется полный охват измерения окружности — 360º.

Напротив 0 расположен север с международным обозначением N (north) либо русским С (север). Напротив 180 градусов — юг с обозначением S (south) либо Ю (юг). Напротив 90 градусов — восток с обозначением E (east) либо В (восток). Напротив 270 — запад с обозначением W (west) либо З (запад).

В центре лимба на иглу нанизана магнитная двухсторонняя стрелка, одна половина которой окрашивается в красный цвет либо специально помечается. Она всегда показывает остриём туда, где сторона северного магнитного полюса. В нерабочем состоянии стрелку удерживает арретир — механический рычажок, выполняющий роль стопора. Если его отпустить, стрелка тут же развернётся помеченным концом на север.

Компас Флавио Джойи

В современном мире и до наших дней считалось, что Флавио Джойи или по-другому его звали Джиоха, также он был известен как Иоаннес Джира Амальфенсис, занимался мореплаванием. Родом он был из Италии. Когда он вырос стал изобретателем и из некоторых источников пилотом в морской деятельности.

Ему зачастую приписывают разработку компаса, а точнее его усовершенствованную модель. Флавио добавил внутрь прибора катушку, которая разделена на шестнадцать частей. 4 части приходились на одну сторону света. Такое простое изобретение помогло значительно ускорить развитие компаса.

Компас Флавио Джойи.

Техобслуживание прибора

Если сторонних помех не наблюдается и нет оснований для устранения склонений, то некорректная работа устройства может свидетельствовать о его неисправности. В этом случае необходимо произвести комплексное обследование конструкции прибора, выполнить чистку его рабочих элементов и проверить жидкостный наполнитель

Особое внимание уделяется наружным частям и котелку. Их следует протирать ветошью с мягким ворсом при минимальных колебаниях для чувствительной начинки

Если планируется оставлять магнитный компас на длительное время хранения, то его поверхности покрываются защитной смазкой для консервации. Также проверяется и качество работы осветительных элементов, если они предусматриваются конструкцией. Если к прибору подведены электротехнические соединения для питания вспомогательных рабочих компонентов, нужно оценить и качество изоляции проводки.

Кто и где изобрёл компас?

Компас – это незаменимая вещь для моряков и военных. Особенно в предыдущие эпохи, когда не было телефонов и навигаторов. Без него не могли представить свою жизнь купцы. Студенты, которые отправлялись в путешествия по Европе, обязательно брали с собой компас. Если бы это изобретение, то не было бы морских экспедиций и первых открытий континентов. Так кто же и когда изобрел компас?

Все началось в средневековом Китае. Ученые этой страны выявили, что намагниченное приспособление направляется к одному и тому же направлению. Теперь мы знаем, что это из-за наличия магнитных полюсов. Тогда китайские ученые открыли практику, до конца не зная теории. Так было изобретено устройство, которое помогало ориентироваться китайским торговцам в пустыни. Китайский компас был практически не похож на современный: он напоминал тарелку, на которой были нанесены обозначения сторон света, а сверху располагалась ложка с намагниченной ложкой. Китайцы подарили миру идею и принцип действия компаса, а не его дизайн.

Позже от китайцев компас попал к арабам. Однако в Европу компас попадает не от арабов, а напрямую от китайцев. Дело в том, что в Китай начали часто путешествовать итальянцы, которые открыли для себя Китай после экспедиции Марко Поло. Одним из тех, кто узнал об интересном устройстве был Флавио Джойя. Однако он не просто взял китайский прибор, он полностью изменил его внешний вид. Именно он придумал сделать маленькую стрелку, зафиксировав ее на маленькой шпильке, а все эту конструкцию поместить под стеклом. Так компас обрел практически современный вид.

Кстати, слово «компас» имеет именно итальянское происхождение, а означает оно «измерять с помощью шагов».

Именно в Италии возникли первые цеха, в которых ремесленники делали компасы.

Сегодня существует несколько видов компасов:

Электромагнитный компас. Внутри такого компаса находится электрогенератор, который приводит в действие магнитное поле земли. Чаще всего используется в авиации. Кстати, этот вид компаса использовал в 1927 году американский летчик Линдберг , перелетевший Атлантический океан.
Гирокомпас. Прибор оснащен гироскопом, благодаря этому указывает не на магнитный полюс, а на более точный географический. Это нужно из-за того, что магнитные полюса иногда меняют свое положение. Это устройство изобрели в Германии в 1908 году.
Радиокомпас. Прибор, оснащенный радиопеленгатором.
Электронный компас. Это даже не компас, а электронное устройство, указывающее стороны света. Сегодня существуют программы и приложения, помогающие ориентироваться на местности. Однако многое начиналось именно с компаса.

Есть правда другая версия происхождения компаса. Якобы устройство, напоминающее компас было у древних греков, которые получили его от финикийцев. Однако эта версия не имеет достаточного количества приверженцев, так как очень мало доказательств. Единственное упоминание – в книге древнегреческого историка Геродота.

Еще до изобретения компаса, китайцы создали уникальный механизм. Это была колесница, которая указывала на юг. Ее сделали в III тысячелетии до нашей эры. Это была очень сложная система, как с точки зрения геометрии, так и сточки зрения физики. Поэтому от нее отказались.

Одна из последних разработок компаса

Сегодня компас – это уже история. Это часть истории человечества и истории техники. Без него невозможны были бы многочисленные открытия. Однако сейчас настоящим компасом пользуется только узкий круг людей.

Кто изобрел компас

Исследователи по сей день не имеют однозначного ответа на вопрос, в какой стране появился компас. Поскольку первое устройство было создано в третьем столетии до нашей эры, судить о вариантах его происхождения можно только по летописям. Претендентам на звание создателя компаса считаются Китай, Греция и Индия.

Китайская версия

В третьем веке до нашей эры философ Хэнь Фэй-цзы описал прибор существовавшего на тот момент компаса. Он назывался сынань. В переводе это слово означает «ведающий югом». Конструкция, придуманная в государстве, представляла собой разливательную ложку из магнетита. Она имела шаровидную форму и тонкий черенок.

Также этот прибор обладал отполированным выпуклым элементом. Этой частью компас устанавливался на отполированную пластину из дерева или меди. Черенок не прикасался к пластине, а свободно висел сверху. За счет этого ложка могла крутиться вокруг оси основания. Пластина включала обозначения сторон света. Они были представлены в форме знаков зодиака.

Путем подталкивания черенка ложки она начинала крутиться. После остановки компас располагался черенком четко на юг. Форма ковша была выбрана не просто так. Она совпадала по форме с созвездием Большая Медведица, которое в Китае носило название «Тянь доу», что переводится как «Небесный Ковш». Так выглядело древнейшее устройство, которое позволяло определять стороны света.

В одиннадцатом веке в Китае создали плавающую стрелку устройства. Ее изготавливали из магнита. Китайские ученые поняли, что намагничивание появляется и при касании магнита к железу, и при охлаждении нагретого куска железа.

Намагниченный прибор делали в форме металлической рыбки. Ее разогревали до красноты и погружали в емкость с водой. Тут прибор свободно перемещался и размещался головой в сторону юга. При повторном нагревании рыбка утрачивала свои магнитные характеристики.

Также некоторые виды компаса были придуманы в одиннадцатом веке исследователем Шэнь Гуа. Он проводил много испытаний, изучая характеристики магнитной стрелки. Изобретатель выступил с предложением намагнитить обыкновенную швейную иголку, после чего закрепить посредством воска в центральную часть корпуса к свободно расположенной шелковой нити. Этот прибор показывал направление точнее по сравнению с плавающим, поскольку испытывало не такое сильное сопротивление во время поворота.

Еще одна конструкция, созданная Шэнь Гуа, еще больше напоминала современную. При этом намагниченная иголка тут крепилась к шпильке. В ходе экспериментов ученый понял, что стрелка устройства указывает не точно на юг, а имеет определенные погрешности. Исследователь верно объяснил природу этого. Это было связано с тем, что географический и магнитный меридианы не совпадают, а формируют угол.

Исследователи после Шэнь Гуа уже могли определять этот угол, который называется магнитным склонением, для разных регионов Китая. В европейских странах это явление удалось впервые подметить Колумбу во время перемещения через Атлантику – спустя 400 лет после исследований Шэнь Гуа.

В одиннадцатом веке многие корабли Китая оснащались плавающими компасами. Их, как правило, ставили в определенных местах кораблей – на корме и носу. Благодаря этому капитаны могли в разных погодных условиях удерживать курс, следуя указаниям приборов.

Греки и их вариант

Греция считается родиной многих исследователей. Изучением явлений магнетизма тут стали заниматься еще в седьмом-шестом веках до нашей эры. Тот факт, что магнетит притягивается к железу, первым установил Фалес Милетский.

В период развития философских учений это явление объясняли наличием душ в этих элементах. Впоследствии Сократ определил, что магнетиты способны к притяжению и отталкиванию. С этого времени стали активно исследовать такое явление, как магнетизм. Впоследствии это оказало значительное влияние на открытие и изобретение компаса. Первое устройство, которое немного напоминало компас, удалось создать через 300 лет.

Индийская вариация компаса

Параллельно с китайскими исследованиями история магнетизма имела свое развитие и в Индии. Открытие случилось благодаря горе, расположенной около реки Инд. Местное население увидело, что она способна притягивать к себе железо.

Магнитные характеристики породы стали применять в медицине. К примеру, известный индийский врач Сушрута пользовался магнитом во время операций. Подобно Китаю, Индия часто применяла его во время морских путешествий. Их компас напоминал самодельную рыбу. Ее голова была сделана из материала, который обладал магнитными характеристиками.

Сообщение про Компас

Что такое компас и с чем его едят? Как при помощи этого прибора ориентироваться в пространстве? Кто его изобрел и когда его впервые применили на практике? На эти и другие вопросы о компасе вы сможете найти ответы прямо здесь и сейчас!

Начнем с того, что же такое компас. Компас – это устройство, с помощью которого возможно быстрое определение на местности путём указания магнитных полюсов Земли и сторон света.

Существуют различные типы компаса: компас магнитный – прибор, указывающий на магнитные полюса Земли, гирокомпас – указатель направления географического меридиана, основанный на гироскопе, горный компас или же геологический компас – сложный прибор, необходимый для определения направления азимута или угла падения. Само его название говорит об области его применения.

Далее идет астрономический компас – устройство, определяющее направление на стороны света через определения направления какого-либо небесного тела. Существуют компасы, которые ориентируются на положение искусственных тел. Обычный компас состоит из корпуса, магнитной стрелки, которая может вращаться, шкалы с обозначением основных сторон света, визирного устройства, лимба, тормоза, ремешка для удобства. Он нужен для того, чтобы с помощью него находить правильное направление и не заблудиться в неизвестной местности. Компас отличный проводник для туристов!

Считается, что первый компас изобрели в Поднебесной, то есть Китае, при династии Сун, но методы его использования гораздо отличались от тех, которые присуще нашему времени. Его использовали для гаданий и указания направления движения по пустыням. В 3-ем столетии до Рождества Христова Хэнь Фэй-цзы, китайский философ, уже описывал компас, который был его современником и выглядел как ложечка из магнетита с тонким черенком и выпуклой шарообразной частью. Первоначальное известное упоминание в письменном виде о использовании жителями Поднебесной магнетита в качестве компаса появилось приблизительно в 1000 году до н. э. В XII веке подобный прибор появился у арабов. Возможно, они позаимствовали его у китайцев. В Европе компас появился в XII или XIII веке.

Осталось разобраться, как пользоваться компасом, чтобы найти правильную дорогу. Поставьте мушку визирного устройства на нулевое деление шкалы, компас держите перпендикулярно земли! Подождав, пока стрелка перестанет качаться, бережно совмещаем конец стрелки с обозначением севера

Чтобы совместить конец стрелки с севером, нужно лишь осторожно вращать компас. Острие магнитной стрелки, помеченное красным, всегда самостоятельно движется в сторону севера, когда обозначение севера на лимбе совместится со стрелкой, тогда правильное указание стороны света будет найдено

Но чтобы найти нужное направление, надо еще и уметь пользоваться компасом без карты.

Возьмем за основу ориентира стороны света, а за начальную точку —исходную точку любого объекта с большой протяжённостью. Это может быть озеро, лес, дорога и тому подобное. Перед тем, как начать свой путь, нужно встать лицом к месту отправки. Отметить по компасу любое направление, например, юго-запад. Таким образом мы найдем направление, по которому необходимо идти обратно. Движение в направлении перед собой будет в другом, то есть обратном направлении. Главное, практикуйтесь! Прежде чем идти в незнакомое место, рассчитайте свой путь.

Компас – одной из величайших изобретений человечества, он стал первым устройством, который позволил бесстрашным морякам надолго покинуть морские побережья и выйти в открытое водное пространство. Без компаса были невозможны долгие плавания, люди часто терялись и не могли найти дорогу к своему дому. Компас – очень важная вещь в древнем и современном мире!

Компас древних стран

На данный момент ученые не могут сказать точно, в какой из древних стран изобретатели придумали компас. Но все они предлагают к рассмотрению три государства – это Греция, Китай и Индия. Отчасти это связано с тем, что изобретение было придумано очень давно, поэтому до нашего времени не сохранилось каких-либо свидетельств, изучив которые можно сделать окончательный вывод.

Первый китайский компас

Часть исследователей, занимающихся историей изобретения компаса, полагает, что явление магнетизма впервые заметили и открыли греки. Но при этом нельзя отбрасывать и другую точку зрения, которая отдает авторство открытия древним китайским изобретателям. Учёные, которые утверждают, что прибор изобрели китайцы, ссылаются на найденные здесь древние письмена. При этом, исходя из тех же летописей, магнетит также был открыт в Китае на одно тысячелетие раньше.

В письменах также есть упоминание о том, что китайский правитель Хуан-Ди в период войны использовал устройство, по функциям похожее на компас. Иная версия гласит, что прибор напоминал колесницу, на которой была установлена магнитная фигурка человека, указывающая на южное направление. Эту колесницу можно было установить на любое древнее транспортное средство.

Оно соединялось с колесами таким образом, чтобы механизм шестеренок, находящийся внутри изобретения, во время поворота повозки вращался в обратную сторону. Это необходимо, чтобы указатель, установленный на колеснице, всегда имел возможность показывать правильное направление, независимо от того, куда движется транспорт.

Чтобы это устройство всегда работало правильно, очень важно установить указатель в верном направлении ещё до того, как колесница отправится в свой первый путь, в противном случае, человечек будет указывать неверное направление. Что касается первого компаса в виде плоской доски и лежащей на ней ложки, его использовали маги, чтобы предсказать будущее, так как движение стрелки объясняли влиянием потусторонних сил

Для обрядов компас использовали только до II тысячелетия до нашей эры. Согласно иным версиям, магнитные свойства прибора использовались в IV тысячелетии до нашей эры при проведении обрядов фен-шуя. В то время явление магнетизма объясняли как магическое проявление высших сил. Только через 100 лет китайские моряки стали использовать компас по назначению и брали его в продолжительные морские путешествия.

Компас в Индии

Некоторые исследователи считают, что компас впервые появился на территории Индии, или же местные изобретатели создали его примерно в то же время, что и китайские, но без их вмешательства и подсказок. Исходя из краткой истории о создании компаса в Индии, на открытие изобретателей подтолкнула гора, расположенная неподалёку от реки Инд. Местные жители со временем начали замечать, что она способна необъяснимым образом притягивать к себе небольшие металлические предметы.

Вскоре магнитные свойства породы начали применять в индийской медицине. Один из местных врачей начал использовать магнит при проведении хирургических операций. Как и китайцы, индусы пользовались компасом, уходя в море. Они решили не придумывать ничего нового и сделали намагниченную стрелку в виде рыбы. Её голова постоянно указывала на юг.

Как изобретали компас в Греции

Как и остальные страны того времени, Греция не отставала ни в одной из научных сфер, а в некоторых даже обгоняла многие государства. Местные исследователи самостоятельно смогли исследовать явление магнетизма, что позволило им создать свой первый компас. В VII-VI веках до нашей эры Фалес Милетский обнаружил, что магнетит может притягивать металлические изделия.

В то время это явление объясняли по-разному. Кто-то думал, что магнит ищет свою душу, которая по непонятным причинам тянется к металлу. Ещё одно, более обоснованное объяснение было связано с тем, что железо обладает влажностью, которую поглощает магнит, но почему именно это происходит, никто не смог понять.

Несмотря на огромное количество догадок, все они даже близко не подошли к истине. Спустя некоторое время, Сократ заметил, что железо, притянутое к магниту, постепенно начинает намагничиваться. Чуть позже было обнаружено, что магниты имеют способность не только притягиваться, но и отталкиваться. Все эти открытия со временем навели ученых на истинные свойства магнетизма, но никак не на изобретение компаса. Первое похожее на него устройство появилось здесь через 200-300 лет.

Бумага — изобретение древнего Китая

Первым великим изобретением древнего Китая считается бумага. Согласно китайским летописям династии Восточная Хань, бумагу изобрел придворный евнух династии Хань – Цай Лун в 105 г. н.э.

В глубокой древности в Китае до появления бумаги для записей использовали скрученные в свитки полоски из бамбука, свитки из шелка, деревянные и глиняные таблички и т.д. Наиболее же древние китайские тексты или «цзягувэнь» были обнаружены на черепашьих панцирях, которые датируются 2-м тыс. до н.э. (династия Шан).

Найдены такие артефакты как древний набивочный материал и упаковочная бумага, датируемые II в. до н.э. Самым старым образцом бумаги является карта из Фанматаня вблизи г. Тяньшуй.

В ІІІ в. бумагу уже широко применяли для письма вместо более дорогих традиционных материалов. Разработанная Цай Лунем технология производства бумаги состояла в следующем: кипящая смесь из пеньки, коры тутового дерева, старых рыболовных сетей и тканей превращалась в пульпу, после чего её растирали до пастообразного однородного состояния и смешивали с водой. В смесь погружали сито в деревянной раме из тростника, вычерпывали ситом массу и встряхивали, чтобы жидкость стекла. При этом в сите образовывался тонкий и ровный слой волокнистой массы.

Эту массу затем опрокидывали на гладкие доски. Доски с отливками клали одна на другую. Связывали стопку и укладывали сверху груз. Затем затвердевшие и окрепшие под прессом листы снимались с досок и сушились. Изготовленный по такой технологии бумажный лист получался легким, ровным, прочным, менее желтым и более удобным для письма.

Изобретения древнего Китая: бумажная банкнота хуэйцзи, напечатанная в 1160 г.

В ханьских хрониках 105 г. сообщается, что Цай Лунь «сделал бумагу из древесной коры, тряпок и рыболовных сетей и преподнес ее императору». С тех пор бумага вытеснила из китайских канцелярий шелк и бамбук, а бумажное производство достигло гигантских масштабов (одни торговые управление потребляли ежегодно около 1,5 млн. листов). Изготовлялась как писчая бумага, сырьем для которой служили кора тутового дерева, рами, водоросли, так и различные изысканные сорта бумаги, для изготовления которой использовалась, например, кора сандалового дерева, придававшая ей стойкий аромат. Для бытовых нужд бумага делалась из риса или пшеничной муки (например, бумажные обои или туалетная бумага). Поскольку китайская бумага хорошо впитывает тушь, она была идеальна для живописи и каллиграфии. Технология производства изменилась в X в., когда вместо коры тутового дерева для изготовления писчей бумаги стали использовать бамбук. Срезанные весной ветви бамбука долго вымачивали в воде, после чего кору отделяли от волокон, смешивали древесину с известью и полученную массу высушивали. Но с появлением дешевой бумаги, произведенной промышленным способом, с середины XIX в. кустарное бумажное производство стало быстро сокращаться.

Поправка прибора

Не во всех случаях удается исключить и даже минимизировать негативные воздействия на компас, обусловливающие разного рода отклонения. Поэтому выходом становится поправка работы компаса, в которой делается искусственная компенсация с учетом величины отклонения. Главная задача пользователя как раз заключается в определении степени искажения. Универсальная же поправка магнитного компаса в случае склонения делается с плюсовой и минусовой коррекцией. Первый вариант применяется, если речь идет об отклонении к востоку, а второй способ поправки – если имеет место вестовое склонение.

Визуализация показаний магнитометра

Как известно, одна картинка лучше тысячи слов. Поэтому, для большей наглядности, воспользуемся 3D-редактором для визуализации показаний магнитометра. Для этих целей, можно использовать SketchUp с плагином «cloud» (https://rhin.crai.archi.fr/rld/plugin_details.php?id=678)

Указанный плагин позволяет загружать в SketchUp массивы точек из файла вида: 212 -321 -515 211 -320 -515 209 -318 -514 213 -319 -516

Разделителем может быть символ табуляции, пробел, точка с запятой и т.п. Всё это указывается в настройках плагина. Там же можно попросить склеить все точки треугольниками, что в нашем случае не требуется.

Самый простой способ сохранить показания магнитометра — передавать их через COM-порт на персональный компьютер в монитор последовательного порта, с последующим сохранением их в текстовый файл. Второй способ — подключить к Ардуино SD карту и записывать данные магнитометра в файл на SD карте.

Разобравшись с записью данных и с импортом их в SketchUp, попробуем теперь провести эксперимент. Будем вращать магнитометр вокруг оси Z, а управляющая программа в это время будет записывать показания датчика каждые 100 мс. Всего будет записано 500 точек. Результат этого эксперимента приведен ниже:

Что можно сказать, глядя на этот рисунок? Во-первых, видно, что ось Z действительно была зафиксирована — все точки расположены, более или менее, в плоскости XY. Во-вторых, плоскость XY немного наклонена, что может быть вызвано либо наклоном моего стола, либо наклоном магнитного поля Земли