Изобретение компаса | Великие открытия человечества
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.
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.
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Кто изобрёл первый компас? Где и когда это произошло?
Компас – простейший и самый древний навигационный прибор. Ориентироваться на местности с помощью компаса просто: намагниченная стрелка всегда указывает на север. Известное каждому школьнику приспособление имеет очень продолжительную и интересную историю.
Глядя на современные астрономические или радиокомпасы, трудно себе представить, что их прототип – кусочек магнитной руды, который люди придумали использовать для поиска направлений – появился задолго до Рождества Христова.
И вновь китайцы
Как и многие другие изобретения, которыми человечество пользуется и по сей день, компас изобрели древние китайцы. По некоторым данным, доисторические компасы появились за три тысячелетия до нашей эры, по другим – не ранее 2-го века до н.э.
Первая версия основывается больше на мифах, чем на исторических фактах. В Китае почитают императора Хуан-ди, который правил страной примерно в 2600 году до Рождества Христова. Ему приписывается изобретение первого компаса, с помощью которого правитель нашел путь в пустыне и спас свое войско от верной гибели. Впрочем, исторически достоверных сведений об этом человеке не существует.
Другая гипотеза гласит, что в эпоху династии Хань (в 1-2-м веке до н.э.) китайцы уже пользовались компасом. Этот компас представлял собой намагниченный предмет с полукруглым основанием, который поворачивался, всегда указывая на одну сторону света.
Достоверно известно, что во времена династии Сун (в 10-13 веках н.э.) у китайцев были компасы, которыми они пользовались для ориентации в пустынях.
Дальнейшее распространение компаса
От китайцев компас попал к арабам. Арабы были неплохими мореходами, они нуждались в средствах навигации, поэтому идея компаса пришлась им по душе. Арабский компас 13-го столетия – это намагниченный предмет, который опускали в сосуд с водой. Минимальная сила трения позволяла предмету свободно двигаться, поворачиваясь в одну из сторон света. В таком виде прототип современного компаса и попал к европейцам.
Европейским мореплавателям навигационный прибор был жизненно необходим, и они быстро усовершенствовали арабское приспособление. Изобретателем европейского компаса, который не просто указывает направление север-юг, но позволяет более точно ориентироваться по сторонам света, является итальянец Флавио Джойя. Он разделил циферблат компаса на 16 делений.
Кроме того, Джойя окончательно установил стрелку на тонкую шпильку (эта идея и прежде использовалась в некоторых моделях компасов), а для снижения силы трения в оси налил в чашу воду.
Это произошло в 14 веке. С тех пор конструкция компаса претерпела значительные изменения, но сам замысел Джойя используется во всех современных магнитных компасах и по сей день.
Современные разновидности компасов
Для использования в различных отраслях разработано несколько разновидностей компаса.
Магнитные компасы основаны на действии магнитного поля Земли. Намагниченный элемент всегда занимает положение, параллельное меридианам, и показывает на магнитные полюса планеты. Удачной моделью магнитного компаса является компас, изобретенный нашим соотечественником, талантливым инженером Адриановым и названный его именем.
Это всем известный компас со стрелкой, которую можно остановить с помощью стопора. Для точного ориентирования компас Адрианова снабжен шкалой и двумя дополнительными стрелками (мушка и целик).
Электромагнитный компас использует явление электромагнитной индукции. В таких компасах статором (неподвижной частью) является Земля, а ротором (подвижной частью) – рамка с обмоткой.
Электромагнитные компасы применяются в самолетах и судах, поскольку позволяют избежать эффекта намагничивания от металлического корпуса и минимизировать погрешность.
Гирокомпас основан на использовании особого устройства – гироскопа, и отличителен тем, что указывает не на магнитный, а на географический полюс. Изобретение немецких инженеров начала 20-го века.
Электронные компасы созданы в последние десятилетия. По сути это не компасы, а приборы, улавливающие сигнал от спутников и показывающие направление по системе спутниковой навигации.
Кто изобрел первый компас? (Интересные факты)
Компас является важным инструментом для навигации, даже в эпоху спутников и устройств GPS. Компасы существовали веками и были изобретены, чтобы помочь морякам ориентироваться до того, как мир был разработан или нанесен на карту. Однако кто изобрел первый компас?
Первый компас, вероятно, был изобретен китайцами примерно в первом веке.
Хотя историки не уверены в точном происхождении компаса, он был у китайских моряков примерно за тысячу лет до того, как европейцы изобрели версию компаса.
История компаса интригует. Когда моряки впервые создали его, они использовали магнитный компас, чтобы найти истинный север. Только годы спустя появились другие типы компасов, и ученые поняли, что магнитные компасы не так точны, как считалось ранее.
Как и где был изобретен первый компас?
Скорее всего, первый компас был изобретен где-то в самых первых веках нашей эры китайцами. Есть записи об очень раннем использовании магнитов для божественного направления, особенно во время плавания или навигации по суше.
Первый компас не был бы похож на традиционный портативный прибор, который мы используем сегодня. Вместо этого, вероятно, это был вариант куска металла, натертого на природный магнит (или магнит), который заставлял металлическую стрелку указывать на север на короткое время.
Отсюда китайские ученые сделали иглу более постоянной, прикрепив ее к магниту и позволив ей вращаться.
Это нововведение позволило улучшить плавание, навигацию и более точное картографирование морей. Это значительно расширило возможности Китая исследовать, торговать и безопасно возвращаться домой.
Использование компаса наконец расширяется
Однако Китай не был связан с остальным миром ни социально, ни экономически. Как из-за его удаленности от современной Европы, так и из-за его политической стратегии торговцы и исследователи из других стран не связывались с Китаем намного позже. Многие из их изобретений и нововведений, например компас, долгие годы были скрыты от остального мира.
Европейские изобретатели создали аналогичный компас примерно в двенадцатом веке, почти тысячу лет спустя. Маловероятно, что они черпали вдохновение у своих восточных соседей — в то время путешественников в Китай и из Китая было очень мало. Вместо этого европейские моряки, вероятно, использовали магнитную науку древних греков для создания своего компаса.
Для чего использовался первый компас?
Первый компас в основном использовался для навигации.
На суше китайские исследователи создавали подробные карты ранее неисследованных областей. Там, где они использовали солнце, луну и звезды, чтобы ориентироваться, компас дал морякам возможность идти дальше и возвращаться с большей точностью.
Помимо навигации, ученые предполагают, что самые ранние компасы также использовались для гадания. Поскольку металлический стержень, казалось, двигался сам по себе, прорицатели могли использовать примитивный компас как метод принятия решений по религиозным или личным вопросам.
Внутреннее устройство ранних компасов
Первое подобие компаса могло быть изобретено в самые ранние века, но рабочий компас для плавания и навигации, скорее всего, появился намного позже. Компас развивался веками, когда ученые находили лучшие способы прикрепления металлической стрелки к магнитному камню.
Существовало несколько способов удержания металла рядом с магнитом без прилипания: первый, вероятно, заключался в том, чтобы держать магнит в миске с водой и плавать металлом поверх воды.
В неподвижном состоянии стрелка всегда указывала на север и юг. Другие методы включали подвешивание иглы под магнитом и хранение иглы в коробке.
Использование компаса необходимо для дальних путешествий. Старый метод навигации использовал положение солнца, луны и звезд для определения направления. Хотя это был стабильный метод поиска пути домой, он работал только при ясном небе. Компас указывает на север независимо от погоды. Это качество сделало его бесценным для моряков и искателей приключений.
Кто изобрел магнитный компас?
Хотя китайцы первыми применили теорию магнетизма для создания магнитного компаса, они были не единственными, кто создал подобное устройство. Это было спустя годы, но европейские моряки самостоятельно изобрели то же самое. Они использовали науку о магнитах, полученную от древних греков, изучавших ее тысячи лет назад.
История не знает, кто первым осознал, что магнитные поверхности вызывают поляризацию металла (указывают на север и юг).
Однако их инновации вызвали огромный скачок в навигации, исследованиях и мореплавании. Точный изобретатель может быть неизвестен, но изобретение является одним из величайших в истории человечества.
Интересный факт: компас на самом деле не указывает на север
Поскольку все больше и больше моряков использовали компас для навигации, некоторые заметили странное явление. Устройство не всегда было точным. На самом деле, иногда он отклонялся от курса на несколько миль. Прошло несколько лет, прежде чем исследователи поняли, почему это происходит.
Стрелка компаса не указывает на истинный север. Вместо этого он указывает на магнитный север Земли, который не является фиксированной точкой. Моряк, ориентирующийся с компасом и картой, не окажется там, где он хочет, особенно по мере приближения к Северному или Южному полюсам.
Как только это несоответствие было обнаружено, моряки смогли рассчитать свое фактическое географическое положение на основе своего компаса и того, сколько миль от экватора они плыли.
Некоторые моряки корректировали свои компасы, используя железные шарики по обе стороны от магнита.
Современные компасы достаточно технологически продвинуты, чтобы всегда указывать точно на север или, по крайней мере, очень близко к нему. Это связано с тем, что многие компасы используют небольшие стабилизаторы для настройки на истинный север. Это было не так, когда компасы были впервые изобретены.
Какие еще компасы были изобретены?
Конечно, магнитный компас — не единственный вид компаса. Хотя магнитный компас наиболее часто используется даже сегодня, на протяжении веков его ненадолго заменили несколькими различными типами компасов.
Компасы — это просто способы определить направление на север, поэтому для некоторых из них не требуется устройство в руке. Тем не менее, все они использовались для навигации и исследований в течение многих лет и являются неотъемлемой частью истории компаса.
Астрономическая навигация
До открытия магнетизма люди все еще исследовали земной шар и возвращались домой.
Вместо того, чтобы использовать устройство, они использовали положение солнца, луны и звезд, чтобы ориентироваться в нанесенных на карту областях мира. Солнце всегда восходит на востоке и садится на западе, и моряки использовали его положение, чтобы определить, в каком направлении они плывут.
Луну и звезды было еще проще наносить на карту, так как звезды заняли определенное положение на небе. Однако этот метод навигации мог быть затруднен, если небо было затянуто тучами или шел дождь. Моряки могли ждать несколько дней, чтобы снова отправиться в путь и дрейфовать все дальше и дальше от курса.
Магнитный компас сначала использовался только как запасной вариант для небесных существ. Когда погода была плохой, первые моряки использовали компас. Однако по мере того, как компасы становились все более и более сложными, они обогнали традиционную навигацию и стали гораздо более популярными.
Есть еще способы использовать солнце для определения направления. Конечно, если солнце находится в небе, вы можете судить, в каком направлении оно движется, и знать, что солнце всегда идет на запад.
Однако странники без компаса также могут использовать свои часы или палку, чтобы настроить солнечные часы и определить стороны света.
Гирокомпас
Один из немногих физических компасов, в котором не используются магниты. Гирокомпас использует силу гравитации для определения севера. В нем используется гироскоп, древнегреческое изобретение для измерения скорости и направления. При использовании колесо будет вращаться так, что ось вращения всегда указывает на север и юг.
Гирокомпас намного сложнее магнитного компаса, но часто используется на грузовых кораблях и других судах. Не подверженный влиянию магнитного поля Земли, гирокомпас всегда указывает на истинный север, а не на магнитный север. По этой причине он был очень популярен после своего изобретения.
Спутниковая технология
В настоящее время основным методом навигации является спутниковая технология. Благодаря изображениям, отправленным из космоса, наши GPS-навигаторы, компьютеры и смартфоны могут получить доступ к маршрутам в любой точке мира.
Он использует совершенно другую технологию, чем компас.
Вместо того, чтобы указывать в одном направлении и оставлять пользователю самому решать, куда идти, спутниковая технология определяет местоположение устройства пользователя в режиме реального времени, давая инструкции о том, куда повернуть и как далеко ехать, идти или плыть. Им гораздо проще пользоваться, чем компасом, и он оказался неизмеримо полезным для современного общества.
Однако без базовой технологии компаса не было бы ни одного из достижений, которые привели к созданию спутниковой технологии. Мы можем знать, где мы находимся на земном шаре, благодаря исследователям, которые изобрели способ отличать север от юга в пасмурный день.
Заключительные мысли
Компас остается важным инструментом, даже несмотря на то, что общество в основном перешло на спутниковые навигационные системы. Однако ни одна из этих технологий не была бы возможна без первого компаса, изобретенного китайцами более 2000 лет назад.
компас | навигационный прибор | Британика
магнитный компас
Посмотреть все медиа
- Ключевые люди:
- Джеймс Ватт Говин Найт
- Похожие темы:
- гирокомпас магнитный компас солнечный компас индуктор компас вариация
Просмотреть весь связанный контент →
Резюме
Прочтите краткий обзор этой темы
компас , в навигации или геодезии, основное устройство для определения направления на поверхности Земли. Компасы могут работать на магнитных или гироскопических принципах или определять направление Солнца или звезды.
Самым старым и наиболее известным типом компаса является магнитный компас, который используется в различных формах на самолетах, кораблях и наземных транспортных средствах, а также геодезистами. Где-то в XII веке мореплаватели в Китае и Европе сделали открытие, по-видимому, независимо, что кусок магнитного камня, природной магнитной руды, когда его плавают на палке в воде, имеет тенденцию ориентироваться так, чтобы указывать в направлении Полярная звезда.
Викторина по Британике
Путешествия и навигация
Возможно, вы знакомы с GPS-устройствами, активируемыми голосом, но как насчет полузаминки? Альтиметр? Путешествуйте за пределы автомагистралей между штатами и скоростных поездов и ответьте на вопросы этой викторины.
Причина, по которой магнитные компасы работают именно так, заключается в том, что сама Земля действует как огромный стержневой магнит с полем север-юг, которое заставляет свободно движущиеся магниты принимать одну и ту же ориентацию. Направление магнитного поля Земли не совсем параллельно оси север-юг земного шара, но достаточно близко, чтобы неисправленный компас был достаточно хорошим ориентиром. Неточность, известная как вариация (или склонение), изменяется по величине от точки к точке на Земле.
За столетия в магнитный компас был внесен ряд технических усовершенствований. Многие из них были первооткрывателями англичан, чья большая империя удерживалась вместе благодаря военно-морской мощи и, следовательно, в значительной степени полагалась на навигационные устройства. К 13 веку стрелка компаса была насажена на штифт, стоящий на дне чаши компаса. Сначала на чаше были отмечены только север и юг, но затем были заполнены остальные 30 основных точек направления. Карточка с нанесенными на нее точками была установлена непосредственно под стрелкой, что позволяло штурманам читать свое направление с вершины чаши. карта. Впоследствии сама чаша была подвешена на шарнирах (кольца по бокам, которые позволяли ей свободно качаться), гарантируя, что карта всегда будет ровной. В 17 веке сама игла приобрела форму параллелограмма, которую было легче монтировать, чем тонкую иглу.
В 15 веке мореплаватели начали понимать, что стрелки компаса указывают не прямо на Северный полюс, а на какую-то близлежащую точку; в Европе стрелки компаса указывали немного восточнее истинного севера.
Чтобы противодействовать этой трудности, британские мореплаватели использовали обычные меридиональные компасы, в которых север на карточке компаса и «север стрелки» совпадали, когда судно проходило пункт в Корнуолле, Англия. (Однако магнитные полюса смещаются предсказуемым образом — в более поздние века европейцы обнаружили, что магнитный север находится к западу от истинного севера, — и это необходимо учитывать при навигации.)
В 1745 году английский изобретатель Гоуин Найт разработал метод намагничивания стали таким образом, чтобы она сохраняла свою намагниченность в течение длительного периода времени; его улучшенная стрелка компаса имела форму стержня и была достаточно большой, чтобы иметь колпачок, с помощью которого ее можно было установить на ось. Широко использовался компас рыцаря.
Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подписаться сейчас
Некоторые ранние компасы не имели воды в чаше и были известны как компасы с сухой карточкой; их показания легко нарушались ударами и вибрацией.
Хотя они менее подвержены ударам, заполненные жидкостью компасы страдали от утечек, и их было трудно ремонтировать, когда стержень изнашивался. Ни жидкий, ни сухой тип карты не имели решающего преимущества до 1862 года, когда был изготовлен первый жидкий компас с поплавком на карте, который снял большую часть веса с оси. Была изобретена система сильфонов для расширения и сжатия жидкости, что предотвращает большинство утечек. Благодаря этим усовершенствованиям жидкостные компасы сделали компасы с сухими картами устаревшими к концу 19 века.век.
Современные морские компасы обычно монтируются в нактоузы, цилиндрические тумбы с возможностью подсветки лицевой стороны компаса снизу. Каждый нактоуз содержит специально расположенные магниты и куски стали, которые нейтрализуют магнитное воздействие металла корабля. Во многом такое же устройство используется на борту самолетов, за исключением того, что оно содержит механизм коррекции ошибок, возникающих в магнитных компасах, когда самолеты внезапно меняют курс.