Sažetak na temu:

"Kompas, istorija njegovog otkrića"

Izvedeno:

Učenik 8 "B" razreda

MOU "SOSH" №90

Brusova Anna.

Provjereno:

Valentina Vasilievna Pchelintseva

Hrizostom 2010

KOMPAS, uređaj za određivanje horizontalnih pravaca na tlu. Koristi se za određivanje smjera u kojem se kreće more, zrakoplov, kopneno vozilo; smjer u kojem hoda pješak; upute do nekog objekta ili orijentira. Kompasi se dijele u dvije glavne klase: magnetni kompasi kao što su strelice, koje koriste topografi i turisti, i nemagnetni, kao što su žirokompas i radio kompas.

ŠPANSKI POMORSKI KOMPAS, 1853

Kompas kartica. Za određivanje pravca u kompasu postoji kartica (slika 1) - kružna skala sa 360 podjela (odgovarajući po jednom kutnom stepenu), označena tako da je odbrojavanje od nule u smjeru kazaljke na satu. Sjever (sjever, N ili C) obično odgovara 0, istok (istok, O, E ili B) - 90, jug (jug, S ili S) - 180, zapad (zapad, W ili Z) - 270. Ovo su glavne tačke kompasa (zemlje svijeta). Između njih su „četvrt“ tačke: sjeveroistok, ili sjeveroistok (45), jugoistok, ili jugoistok (135), jugozapad ili jugozapad (225) i sjeverozapad, ili NW (315). Između glavne i četvrtine nalazi se 16 "glavnih" tačaka, kao što su sjever-sjeveroistok i sjever-sjeverozapad (nekada je bilo još 16 tačaka, kao što je "sjeverna sjenka-zapad", jednostavno nazvane tačke) .

MAGNETNI KOMPAS

Princip rada. U uređaju koji pokazuje smjer, mora postojati neki referentni smjer, od kojeg bi se računali svi ostali. U magnetskom kompasu, ovaj smjer je linija koja povezuje sjever i Južni pol Zemlja. U tom smjeru, magnetna šipka se sama slaže ako je ovješena tako da može slobodno rotirati u horizontalnoj ravni. Činjenica je da u Zemljinom magnetskom polju, rotirajući par sila djeluje na magnetnu šipku, postavljajući je u smjeru magnetsko polje. U magnetskom kompasu ulogu takvog štapa igra magnetizirana igla, koja je, kada se mjeri, sama postavljena paralelno sa magnetskim poljem Zemlje.

Kompas sa strelicama. Ovo je najčešći tip magnetnog kompasa. Često se koristi u džepnoj verziji. U kompasu sa strelicom (slika 2) nalazi se tanka magnetna igla slobodno postavljena u sredini na vertikalna osa, što mu omogućava da se rotira u horizontalnoj ravni. Sjeverni kraj strelice je označen, a karta je pričvršćena koaksijalno s njim. Prilikom mjerenja, kompas morate držati u ruci ili postaviti na stativ tako da je ravnina rotacije strelice strogo horizontalna. Tada će sjeverni kraj strelice pokazivati ​​na sjeverni magnetni pol Zemlje. Kompas prilagođen topografima je uređaj za traženje pravca, tj. instrument za merenje azimuta. Obično je opremljen niskom, koji se rotira dok se ne poravna sa željenim objektom, kako bi se zatim očitao azimut objekta sa kartice.

Tečni kompas. Tečni kompas ili kompas s plutajućim kartama je najprecizniji i najstabilniji od svih magnetnih kompasa. Često se koristi na brodovima i stoga se naziva brodom. Dizajn takvog kompasa je raznolik; u tipičnoj varijanti, to je “lonac” napunjen tečnošću (slika 3), u kojem je aluminijumska kartica pričvršćena na okomitoj osi. Na suprotnim stranama ose, par ili dva para magneta su pričvršćeni na dno kartice. U sredini kartice nalazi se šuplja poluloptasta izbočina - plovak koji slabi pritisak na oslonac osovine (kada se lonac napuni tekućinom kompasa). Osa karte, provučena kroz centar plovka, počiva na kamenom ležaju, obično napravljenom od sintetičkog safira. Potisni ležaj je fiksiran na fiksni disk sa "crtom smjera". Na dnu lonca postoje dvije rupe kroz koje tečnost može preliti u ekspanzionu komoru, kompenzirajući promjene tlaka i temperature.

Rice. 3. TEČNI (BRODSKI) KOMPAS, najprecizniji i najstabilniji od svih vrsta magnetnog kompasa. 1 - rupe za prelivanje tečnosti kompasa kada se širi; 2 - čep za punjenje; 3 - kameni potisni ležaj; 4 - unutrašnji prsten kardanskog zgloba; 5 - kartica; 6 - stakleni poklopac; 7 – marker kursa; 8 - osa kartice; 9 - plovak; 10 – disk linija kursa; 11 – magnet; 12 - šešir za kuglanje; 13 - ekspanziona komora.

Kartica pluta na površini tekućine kompasa. Tečnost, osim toga, smiruje vibracije kartice uzrokovane kotrljanjem. Voda nije pogodna za brodski kompas, jer se smrzava. Koristi se mešavina 45% etil alkohola sa 55% destilovane vode, mešavina glicerina sa destilovanom vodom ili destilat nafte visoke čistoće.

Kugla kompasa je izlivena od bronce i opremljena je staklenom kapom sa zaptivkom koja isključuje mogućnost curenja. U gornjem dijelu kuglane je fiksiran azimut, odnosno smjerokazni prsten. Omogućuje vam da odredite smjer prema različitim objektima u odnosu na tok plovila. Kompas kugla je pričvršćena u svom ovjesu na unutrašnjem prstenu kardanskog zgloba, u kojem se može slobodno rotirati, zadržavajući horizontalni položaj, u uvjetima nagiba.

Kompas kuglač je fiksiran tako da njegova posebna strelica ili oznaka, nazvana linija kursa, ili crna linija, koja se zove linija kursa, pokazuje na pramac plovila. Kada se smjer broda promijeni, kartu kompasa drže na mjestu magneti, koji uvijek održavaju smjer sjever-jug. Pomeranjem oznake kursa ili linije u odnosu na karticu, možete kontrolisati promene kursa.

LIQUID COMPASS

KOREKCIJA KOMPASA

Korekcija kompasa je odstupanje njegovih očitavanja od pravog sjevera (sjevera). Njegovi uzroci su devijacija magnetne igle i magnetna deklinacija.

Devijacija. Kompas pokazuje na tzv. kompas, a ne na magnetni sjever (magnetski sjeverni pol), a odgovarajuća kutna razlika u smjerovima naziva se devijacija. To je zbog prisustva lokalnih magnetnih polja superponiranih na magnetsko polje Zemlje. Lokalno magnetsko polje može stvoriti brodski trup, teret, velike mase željeznih ruda koje se nalaze u blizini kompasa i drugi objekti. Tačan smjer se postiže uzimanjem u obzir korekcije odstupanja u očitanjima kompasa.

Magnetizam broda. Lokalna magnetna polja koja stvara trup broda i obuhvaćena konceptom brodskog magnetizma dijele se na promjenjiva i konstantna. Varijabilni brodski magnetizam induciran je u čeličnom trupu broda Zemljinim magnetskim poljem. Intenzitet brodskog naizmjeničnog magnetizma varira ovisno o kursu broda i dalje geografska širina. Trajni brodski magnetizam se indukuje tokom izgradnje broda, kada pod uticajem vibracija izazvanih, na primer, operacijama zakivanja, čelična koža postaje trajni magnet. Intenzitet i polaritet (smjer) trajnog brodskog magnetizma zavise od lokacije (latitude) i orijentacije brodskog trupa prilikom njegovog sklapanja. Trajni magnetizam se djelimično gubi nakon što je brod porinut u vodu i nakon što je bio na uzburkanom moru. Osim toga, on se donekle mijenja tokom "starenja" trupa, ali se njegove promjene značajno smanjuju nakon godinu dana rada broda.

Magnetizam broda se može razložiti na tri međusobno okomite komponente: uzdužnu (u odnosu na brod), poprečnu horizontalnu i poprečnu vertikalnu. Odstupanja magnetne igle zbog magnetizma broda ispravljaju se postavljanjem blizu kompasa trajni magneti paralelno sa ovim komponentama.

Binnacle. Brodski kompas se obično montira u univerzalni zglob na posebnom postolju zvanom binnacle (slika 4). Kabina je čvrsto i sigurno pričvršćena za palubu plovila, obično na središnjoj liniji potonjeg. Magneti su takođe ugrađeni na kantu za kompenzaciju uticaja brodskog magnetizma, a fiksiran je i zaštitni poklopac za kompas sa unutrašnjim osvetljivačem kartice. Ranije je nadstrešnica bila izrađena u obliku rezbarenog drvenog lika, ali na modernim brodovima to je samo cilindrično postolje.

Rice. 4. Binnacle, stoji za brodski kompas. Četvrtine kugle i magnet za kurs kompenzuju efekat brodskog magnetizma. 1 - magnet kursa; 2 – marker linije kursa; 3 - zaštitni poklopac; 4 - četvrtina sfere; 5 - kompas za kuglanje; 6 - magneti.

Magnetna deklinacija. Magnetna deklinacija je ugaona razlika između magnetskog i pravog severa, zbog činjenice da je magnetni severni pol Zemlje pomeren za 2100 km u odnosu na pravi, geografski.

Karta deklinacije. Magnetna deklinacija varira tokom vremena i od tačke do tačke zemljine površine. Kao rezultat mjerenja magnetnog polja Zemlje, dobijene su karte deklinacije koje daju veličinu magnetske deklinacije i brzinu njene promjene u različitim područjima. Konture nulte magnetske deklinacije na takvim kartama, koje izlaze iz sjevernog magnetskog pola, nazivaju se agonijskim linijama ili agonima, a konture jednake magnetske deklinacije nazivaju se izogonijskim ili izogonskim.

Korekcija kompasa. Trenutno se koristi niz različitih metoda obračuna kompasa. Svi su podjednako dobri, pa je za primjer dovoljno navesti samo jedan koji je usvojila američka mornarica. Odstupanja i magnetne deklinacije prema istoku smatraju se pozitivnim, a prema zapadu negativnim. Proračuni se vrše prema sljedećim formulama:

Magn. npr.  Comp. npr.  odstupanje,

Comp. npr.  Mag. npr.  Deklinacija.

Kozhukhov V.P. i sl. Magnetski kompasi. M., 1981
Nechaev P.A., Grigoriev V.V. Posao sa magnetnim kompasom. M., 1983
Degterev N.D. Magnetni kompasi sa strelicama. L., 1984

Izvještaj na temu:

"Kompas, istorija njegovog otkrića"

2017

Kompas (u stručnom govoru mornara: kompas) je uređaj koji olakšava orijentaciju u okolini. Postoje tri osnovna različite vrste kompas: magnetni kompas, žiro kompas i elektronski kompas.

Istorija stvaranja
Pretpostavlja se da je kompas izumljen u Kini 2000. godine prije nove ere. e i korišten je za označavanje smjera kretanja kroz pustinje. U Evropi pronalazak kompasa datira iz 12.-13. , međutim, njegov uređaj je ostao vrlo jednostavan - magnetna igla postavljena na čep i spuštena u posudu s vodom. U vodi je čep sa strelicom bio orijentisan na pravi način. Početkom XIV vijeka. Italijan F. Joya je značajno poboljšao kompas. Stavio je magnetnu iglu na okomitu iglu, a na strelicu pričvrstio svjetlosni krug - zavojnicu, podijeljenu oko kruga na 16 tačaka. U XVI veku. uveli su podelu zavojnice na 32 tačke i kutija sa strelicom je počela da se stavlja u kardanski ovjes kako bi se eliminisao efekat naginjanja broda na kompas. U 17. veku kompas je bio opremljen mjeračem smjera - rotirajućim dijametralnim ravnalom s nišanima na krajevima, ojačanim središtem na poklopcu kutije iznad strelice.

kompas, uređaj za određivanje horizontalnih pravaca na tlu. Koristi se za određivanje smjera u kojem se kreće more, zrakoplov, kopneno vozilo; smjer u kojem hoda pješak; upute do nekog objekta ili orijentira. Kompasi se dijele u dvije glavne klase: magnetni kompasi kao što su strelice, koje koriste topografi i turisti, i nemagnetni, kao što su žirokompas i radio kompas.

Španski nautički kompas - 1853

Kompas kartica. Za određivanje smjera u kompasu postoji kartica - kružna skala sa 360 podjela (odgovarajući po jednom kutnom stepenu), označena tako da je odbrojavanje od nule u smjeru kazaljke na satu. Sjever (sjever, N ili C) obično odgovara 0, istok (istok, O, E ili B) - 90, jug (jug, S ili S) - 180, zapad (zapad, W ili Z) - 270. Ovo su glavne tačke kompasa (zemlje svijeta). Između njih su „četvrt“ tačke: sjeveroistok, ili sjeveroistok (45), jugoistok, ili jugoistok (135), jugozapad ili jugozapad (225) i sjeverozapad, ili NW (315). Između glavne i četvrtine nalazi se 16 "glavnih" tačaka, kao što su sjever-sjeveroistok i sjever-sjeverozapad (nekada je bilo još 16 tačaka, kao što je "sjeverna sjenka-zapad", jednostavno nazvane tačke) .

Magnetski kompas.

Princip rada. U uređaju koji pokazuje smjer, mora postojati neki referentni smjer, od kojeg bi se računali svi ostali. U magnetskom kompasu, ovaj smjer je linija koja povezuje sjeverni i južni pol Zemlje. U tom smjeru, magnetna šipka se sama slaže ako je ovješena tako da može slobodno rotirati u horizontalnoj ravni.

Kompas sa strelicama. Ovo je najčešći tip magnetnog kompasa. Često se koristi u džepnoj verziji. Kompas sa strelicom ima tanku magnetnu iglu slobodno postavljenu u sredini na okomitoj osi, što mu omogućava da se rotira u horizontalnoj ravni. Sjeverni kraj strelice je označen, a karta je pričvršćena koaksijalno s njim. Prilikom mjerenja, kompas morate držati u ruci ili postaviti na stativ tako da je ravnina rotacije strelice strogo horizontalna. Tada će sjeverni kraj strelice pokazivati ​​na sjeverni magnetni pol Zemlje. Kompas prilagođen topografima je uređaj za traženje pravca, tj. instrument za merenje azimuta. Obično je opremljen niskom, koji se rotira dok se ne poravna sa željenim objektom, kako bi se zatim očitao azimut objekta sa kartice.

Poznato je da nikada nije bilo izuma ljudske umjetnosti
doneo više koristi ljudskoj rasi od ovog kompasa.

V. Gilbert

KOD DREVNE KOLJEVKE KOMPASA

Teško je precijeniti ulogu magnetskog kompasa u razvoju navigacije. Ovo je nevjerovatan uređaj. Njegova povijest seže u davna vremena, sadašnjost je vrlo impresivna - bez njega ne može ni jedan brod koji ide na more, a budućnost se vidi u njegovom daljem usavršavanju i širenju granica primjene.

Kompas ne samo da je pomogao navigatorima, već je dao poticaj razvoju teorije Zemljinog magnetskog polja, pridonio otkrivanju veze između magnetskog i električnog polja, a mnoge grane znanosti su počele s njim. Drugim rečima, magnetni kompas ne samo da je „otkrio globus“, već je čovečanstvu otvorio fizički svet.

Najnapredniji naučnici svog vremena doprineli su proučavanju i poboljšanju magnetnog kompasa. Teoriju kompasa i metode njegove upotrebe proučavali su W. Gilbert i G. Coulomb, A. Humboldt i K. Gauss, A. Euler i M. Lomonosov, H. Oersted i A. Krylov i mnogi drugi.

Čast pronalaska kompasa osporavaju Kinezi i Indijci, Arapi i Italijani, Francuzi i Britanci. Mnoge studije posvećene su istoriji ovog uređaja, ali njihovi rezultati i zaključci nisu ujednačeni. Kontradiktornosti i netačnosti na koje smo naišli mogu se u velikoj mjeri objasniti činjenicom da dokumenti i dokazi daleke prošlosti nisu stigli do nas i mnogi zaključci se donose samo na pretpostavkama, a dijelom i činjenicom da su istraživači bili istoričari, arheolozi, geolozi, fizičari. pisci i, nažalost, pomorci su mnogo rjeđi, što nije moglo ne ostaviti traga na poglede i procjenu otkrića.

Postoje različite verzije o porijeklu izuma kompasa. Najčešći od njih - kompas je izumljen u Kini 3000-2500. BC e. i odatle je došao u Evropu.

Tsy-shi (kamen majčinska ljubav) - tzv drevne Kine komadi smeđe rude, koji imaju svojstvo da privlače i drže lake komade željeza.

Kinezi su skrenuli pažnju na činjenicu da takav kamen ima i još jedno nevjerovatno svojstvo: ako mu date izduženi oblik i objesite ga na konac, postavljen je jednim krajem u smjeru sjevera (prema Sjevernjači), a drugi - na jug. Otklon od ovog ravnotežnog položaja, nakon nekoliko oscilacija, ponovo se postavlja u prvobitni položaj. Ovo svojstvo qi-shi kamena da označava pravac vodilo je putnike kroz beskrajne pustinje Gobija da ga koriste za orijentaciju kada ni Sunce ni zvijezde nisu bili vidljivi. Evo kako je to zabilježeno u drevnoj kineskoj kronici:

„... Karavani se kreću duž beskrajnog peska pustinje Gobi. Sunce je skriveno žutim velom prašine. Daleko od obala Jangcea do Kušanskih kraljevstava, i do njih nema vidljivih utabanih staza. Teško je, o, kako bi bilo teško karavanima da sa sobom ne ponesu lonac od bele gline, koji cene više od sve svoje skupe robe, iako u njoj nema ni zlata, ni bisera, ni slonovače. U posudi na drvenom plovku leži smeđi kamen koji voli željezo. Okrećući se, on putnicima uvijek pokazuje put prema jugu, a to ih, kada je sunce zatvoreno ili se zvijezde ne vide, spašava od mnogih nevolja, vodeći ih do bunara i usmjeravajući ih na pravi put.

Ako vjerujemo drevnim kronikama, onda bi se ovaj glineni lonac sa tsy-shijem, očigledno, trebao smatrati prvim prototipom kompasa.

Međutim, u popularnoj nauci i često u specijalnoj literaturi, izum chi-nane, indikatora juga, uzima se kao prvi kompas. Iz jedne knjige u drugu, putuje verzija da su u staroj Kini bila poznata konjska zaprežna kola jinanche na dva točka s figurama osobe s ispruženom rukom postavljenom na njima. Figurica od žada, visoka oko 40 centimetara,
ukrašena gracioznim šarama, postavljena je na prednju stranu kočije i, zahvaljujući magnetu koji je navodno ugrađen u nju, uvijek bila okrenuta prema jugu. Takva kola sa "pokazivačem na jug", prema knjizi "Ku-kengzhu" ("Objašnjenje starih i novih činjenica") izvjesnog Zui Baoa, pomogla su caru Huangtiju 2364. godine prije Krista. e. u gustoj magli i oblacima prašine, porazite svog protivnika ZhiSu.

Mnogi su vjerovali u mogućnost kontrole figure pomoću magneta, uključujući takav autoritet kao što je poznati brodograditelj akademik A. N. Krylov. Upravo na pokazatelje ove činjenice A. N. Krylov se najčešće poziva na većinu autora radova posvećenih povijesti magnetskog kompasa. Međutim, studije posljednjih desetljeća pokazale su da "kolica za vođenje" starih Kineza nemaju nikakve veze s magnetskim kompasom.

Prema drevnim kineskim dokumentima, bilo je moguće utvrditi da je mehanizam djelovanja figurice zasnovan na sistemu zupčanika, uz pomoć kojih je figurica bila povezana s kotačima vagona. Prije polaska na put, figurica je bila izložena tako da je ispružena ruka bila usmjerena na jug. Prilikom okretanja figurica je zadržala svoj položaj, a promjena smjera kretanja određena je odstupanjem kotača.

Sunce, zvijezde i drugi orijentiri korišteni su za postavljanje početnog položaja. Istina, poznati ruski geograf A. A. Tillo tvrdi da su početnu poziciju vagona ustanovili pomoću magnetne igle, koja je plutala u posudi s vodom nošenom iza vagona. Međutim, on ne daje nikakve dokaze za svoju tvrdnju.

Na brodovima se, prema nekim drevnim kineskim književnim izvorima, upotreba magneta za određivanje kardinalnih tačaka počela koristiti mnogo kasnije - negdje između 400. i 300. godine prije Krista. BC e. Zvala se chi-nan-tin i predstavljala je željeznu iglu protrljanu magnetnim kamenom, odnosno magnetiziranu željeznu iglu, obješenu na tanku nit neupletene svile. Takav su kompas, navodno, koristili istočni mornari. Ali i ovo je upitno.

Ako je kompas u Kini počeo da se koristi na brodovima još u 4.-3. BC e., zašto već tada nije prodro u Evropu? Uostalom, od početka 7. vijeka. BC e. trgovački brodovi iz daleke Indije počeli su redovno da posećuju kineske luke, a u Indiju već u 2. veku. BC e. doplovili su Grci, koji su početkom našeg milenijuma i sami prodrli u Južno kinesko more. Malo je vjerovatno da je tako veliki izum kao što je "pokazivač na jug" prošao pored njihove pažnje. A da su Grci nešto naučili o kompasu, o tome bi sigurno pisali Plinije i Strabon - antički pisci koji su bili toliko detaljni u svojim istraživanjima i opisima da bi sigurno spomenuli tako važnu temu za navigaciju.

S tim u vezi, književni izvori, koji govore o pojavi kompasa na kineskim brodovima u 1.-3. stoljeću, zaslužuju više povjerenja. n. e. Bile su to posuda s vodom ili uljem, u kojoj je magnet u obliku igle lebdio na stabljici trske. Plovilo je označeno sa 24 ciklična znaka koji karakterišu 24 pravca. Ponekad su se koristile i „ribice“, isečene od tankog lima i zakrivljene u obliku čamca, kako bi bolje plutale po vodi. "Ribe" nisu bile posebno magnetizirane, stekle su magnetizam tokom stvrdnjavanja.

Opis takvog kompasa pronađen je u spisima kineskog učenjaka iz 11. stoljeća. Shen Gua (1030-1094). On je prvi prijavio svoje otkriće da se magnetska igla ne poklapa baš sa smjerom sjever-jug, već donekle odstupa od njega, odnosno da se magnetski i geografski meridijani ne poklapaju. Međutim, tada je malo ljudi obraćalo pažnju na to - blago odstupanje nikome nije smetalo.

Spominjanje kompasa nalazi se i na arapskom istoku. Poznati sovjetski arabista, specijalista za istoriju arapske navigacije T. A. Šumovski smatra da su arapski pomorci počeli da koriste magnetnu iglu u prvim vekovima Hidžre, odnosno u prvim vekovima posle 622. godine, i da je ona prodrla u zapadni deo Indijskog okeana u 7. veku S tim u vezi, korisno je napomenuti da su upravo u tom periodu arapske ambasade često posjećivale Kinu (651, 711, 712, 798), nakon čega su ojačali trgovinski odnosi između ovih naroda. Nisu li se u to vrijeme arapski piloti i mulimi (kapetani) upoznali sa chi-nan-tin? Istu ideju sugerira i činjenica da arapski brodovi, teško natovareni robom, vraćajući se iz Kine i prolazeći kroz Mallak tjesnac, po pravilu, nisu išli uz obalu, već direktno, prelazeći Bengalski zaljev preko otvorenog mora. .

O korišćenju kompasa od strane arapskih mornara sa magnetnom iglom probijenom kroz ploču koja pluta u vodi, kairski naučnik Bai-lak al-Kabayaki pisao je u svom eseju „Blago trgovaca“ (1282-1283). Takav je kompas vidio 1242. godine tokom svog putovanja kroz istočni dio jadransko more. Indijski mornari i Perzijanci, dodaje Baylak, plutaju limene ribe.

Zanimljivije podatke nalazimo od arapskog pilota, izvanrednog moreplovca Ahmada ibn Madžida, kojeg smo spomenuli u gl. 1. Napisao je svoju čuvenu „Knjigu upotrebe o osnovama i pravilima nauke o moru“, zasnovanu kako na vlastitom iskustvu tako i na iskustvu prethodnih generacija, mukotrpno prikupljajući najopćenitije, mjerodavne podatke iz književnih izvora 10. i 11. vekovima. i stari rukopisi poznatih pilota iz 12. vijeka, koji su zbog svoje navigacijske umjetnosti nazvani "lavovima mora", Mohammeda ibn-Shazana, Sakhla ibn-Abana i Laysa ibn-Kahlana. I evo što je važno napomenuti: nijedan od ovih iskusnih navigatora ne pominje vrijeme izuma kompasa i njegovu pojavu na brodovima, inače bi Ahmad ibn Madžid to sigurno primijetio i ne bi mu pripisivao biblijsko porijeklo: samo sa koji je ovaj zanat (plovidba) savršen, jer ukazuje na oba Poljaka, dobio ga je David, mir neka je s njim: ovo je kamen kojim je David ubio Golijata... Što se tiče izuma kuće od igle sa magnet, kažu da je od Davida, a.s., jer je dobro poznavao gvožđe i njegova svojstva. Takođe, kažu, od Khidra (pokrovitelja moreplovaca), neka je mir s njim: kada je izašao u potragu za vodom, ušao je u Tamu sa svojim morem (Južni Arktički okean) i skrenuo na jedan od Polova toliko da je Sunce nestao, kažu da ga je vodio magnet (drugi kažu sjaj). Magnet je kamen koji privlači samo gvožđe; Magnet je također svaki predmet koji privlači željezo na sebe. Kaže se da su sedam nebesa i zemlja obješeni snažnim magnetom.” Ahmad ibn-Majid opisuje kompas u kojem je igla za zaštitu od vjetra smještena u kutiju - “kućicu za igle”, koja ima 32 “gnijezda”, odnosno 32 rumbe.

Napravu kompasa koji su koristili Arapi opisuje i dvorski geograf i pisac kralja Rogera od Sicilije al-Idrisija u “Radosti za žednih da pređu horizonte” (XII vijek). Ne razlikuje se mnogo od uređaja kineskih kompasa - ista magnetna igla ili šuplja "riba" koja pluta u vodi.

Postoji nekoliko verzija o izgledu kompasa u Evropi. Najstvarnije, po našem mišljenju, su dvije: kompas je ili došao u Evropu preko arapskih moreplovaca Sredozemnog mora, ili je bio rezultat samostalnog europskog razvoja nauke i tehnologije.

Većina naučnika je sklona vjerovanju da su Evropljani o tajnama kompasa saznali od muslimanskih mornara i naučnika, koji su prije križarskih ratova i u narednih nekoliko stoljeća bili kulturno i naučno superiorniji od kršćana. Dok su Evropu razdirali vjerski i međusobni ratovi, arapski geografi su pažljivo prikupljali i proučavali sve što su ljudska mudrost i iskustvo akumulirali do početka našeg milenijuma. Naravno, nisu mogli proći pored kompasa, koji su sreli u Kini, a kasnije i u Indiji, a stupivši u komunikaciju sa Evropljanima, prenijeli su im tajnu ovog uređaja.

Zagovornici druge verzije pozivaju se na sljedeće podatke. U XIII veku. otkrivena je knjiga koja se pripisuje starogrčkom naučniku i filozofu Aristotelu (384-322 pne). Sadrži sljedeće riječi koje sugeriraju ranu upotrebu kompasa od strane evropskih mornara: „Jedan ugao magneta ima moć da okrene željezo prema sjeveru i to koriste mornari. Drugi ugao magneta, nasuprot tome, gleda na jug.

Takođe se pozivaju na skandinavskog istoričara Ara Frodea (868-1100). On izvještava da su Skandinavci znali za magnetnu iglu, koja se možda koristila na moru. Pozivaju se i na G. Agricolu (1494-1555), istaknutog njemačkog rudarskog i metalurškog naučnika, koji u svojoj knjizi o metalurgiji tvrdi da su svojstva magneta korištena u Evropi još u ranom srednjem vijeku prilikom polaganja kopija.

Bilo kako bilo, tokom krstaških ratova zapadnoevropskih feudalaca na Bliski istok (1096-1270), kompas je već bio prilično poznat mediteranskim pomorcima. Jedan od njegovih najranijih opisa nalazi se u pjesmama izvjesne Rimljanke Rose, koju je napisao trubadur Guillot iz Provanse, koji je živio oko 1180. godine: „Pogledajte kako se čini da je zvijezda nepomična. Gledajući i poznavajući mornare kroz ovu zvijezdu idu na sve strane i usmjeravaju im put; zovu je zagornaja. Sve ostale zvijezde se kreću, mijenjaju svoja mjesta i okreću se; ali ova zvijezda je nepomična, zbog čega se to događa pomoću magneta, ružnog i tamnog kamena, za koji se gvožđe zgodno drži, pojava koja ne može prevariti. Ona ovaj kamen uvek drži u pravom položaju, jer kada njime protrljaju strelu, stave je na komad drveta ili plute, i stave u vodu, onda je drvo drži na vrhu, a vrh se potpuno okrene prema zvijezda, tako da niko u tome neće sumnjati, i neće ni malo pogriješiti zbog toga. Kad je more mračno i tmurno, kada se ne vide ni Mjesec ni zvijezda, onda strelica zapali vatru, i opet ne možete izgubiti put: tačka gleda u zvijezdu.

Detaljniji opis tadašnjeg kompasa dao je 1190. godine u svom djelu “O prirodi stvari” engleski učeni monah, školovan u Francuskoj, Alexander Neckam (1157-1217). On sam nije imao nikakve veze s navigacijom, ali je njegov pohranjeni brat Richard - kralj Engleske, zvan Lavlje Srce - direktno učestvovao u prvim križarskim ratovima 1190-1192, a moguće je da je radoznali monah dobio informacije o igli za vođenje od njega. Štaviše, Neckam tečno piše o kompasu, ne kao o nečem novom, već kao o temi koja je sasvim uobičajena i dobro poznata čitaocu, "nije tajna kojoj su izabrani posvećeni".

Prema opisu jednog učenog monaha, to je bila gvozdena igla provučena kroz slamku koja je plutala u vodi. Prije svake upotrebe, igla zahtijeva magnetiziranje prirodnim magnetom. Kako bi igla duže zadržala magnetizam, Neckam je savjetovao da se ne napravi od željeza, već od čelika.

Naravno, bilo je nemoguće stalno koristiti takve kompase. Od udarca i vjetra igla je klatila kako je htjela, pa je kompas vađen iz kabine po relativno mirnom vremenu, kada je nebo bilo zastrto maglom, oblacima ili sumaglicom i orijentiri nestali. Odabrali su trenutak kada se igla smirila i uočila pravac.

Unatoč intenzivnom razvoju trgovine i plovidbe, kompas se, kao što vidimo, širio svijetom prilično sporo - nekoliko stoljeća. Ovo se posebno može objasniti sa dva faktora. Prvo, posjedovanje takvog instrumenta davalo je prednosti jedriličarima, koje nisu htjeli ni sa kim dijeliti zbog straha od konkurencije, a drugo, jedriličari su sve što tada nije bilo jasno pripisivali zlim duhovima i često su više vjerovali svakojakim znakovima nego "plutajuće kamenje" i igle. Stoga su kormilari i kapetani, da ne bi bili žigosani kao čarobnjaci, tajno koristili kompas. Jasna ilustracija onoga što je rečeno može biti pismo Danteovog mentora Brunetta Latinija njegovom prijatelju Guidu Cavalcanti o njegovoj poseti filozofu Rogeru Baconu, napisano 1258: meni, crni neopisiv kamen, nazvan magnet, koji ima neverovatno svojstvo privlačenja gvožđa na sebe: ako protrljate iglu o ovaj kamen i nakon toga, pričvrstite je na slamku, pustite je da pluta po vodi, igla će se stalno okretati prema Severnjaci; stoga, ako je noć toliko mračna da se ne vide ni mjesec ni zvijezde, mornar će moći pravilno upravljati svojim brodom ovom iglom. Ovo otkriće, koje se čini tako važnim svim pomorcima na morima, mora ostati nepoznato neko vrijeme, jer se nijedan navigator ne usuđuje koristiti ga, osim ako ne želi da bude poznat kao čarobnjak; ni mornari ne bi otišli na more pod njegovom komandom da je sa sobom poneo instrument koji izgleda tako snažno izgrađen pod uticajem nekog paklenog duha. Možda će doći vrijeme kada će ove predrasude, koje tako ometaju istraživanje tajni prirode, biti prevaziđene, i tada će čovječanstvo ubrati plodove takvih naučnika kao što je monah Bacon, i odaće priznanje toj marljivosti i pameti zbog kojih će on i svi njegovi sada su samo klevetani. i optužbe."

Također je dobro poznato da bi Feničani, na primjer, nasukali svoje brodove ili ih čak potopili ako bi vidjeli da brod koji ih je jurio može pratiti njihovu rutu ili naučiti tajne plovidbe.

Što se tiče pojma "kompas", u odnosu na indikator kursa, pojavio se mnogo kasnije od samog izuma. Najvjerovatnije je na uređaj prešao iz naziva morskih karata (portolana), koji na latinskom su se zvali "komes passus" - pokazivač na stazu.

Ruski naučnik A. G. Kalašnjikov smatra da je po prvi put reč „kompas“ upotrebio Pejerbah, specijalista za sunčane satove, u svom rukopisu „Uređaj za kompas sa šipkom za sve klime“, odnosno uređaj za sunčani sat sa gnomon za sve geografske širine.

I sve do XV veka. kompas se zvao drugačije. Kod Arapa je to bila „kuća od igle“, kod Kineza „kasica zvezda“, u mediteranskim zemljama „kalamita“ (od grčkog kalamitos – pripada luli), kod Rusa to je bila "maternica".

OD PRIČA I LEGENDI DO NAUČNIH TRAKATA

Prvo, o tome kako se smeđi kamen počeo nazivati ​​magnetom. Poznata je starogrčka legenda o pastiru koji se, u potrazi za izgubljenom ovcom, popeo na planinu Sipil u blizini grada Magnesse (Mala Azija) i nije mogao da siđe s nje, jer su mu se sandale, podstavljene gvozdenim ekserima, zalepile za kamen. Po imenu grada željezna ruda postao poznat kao magnet. Ovaj se grad, prema Eliju Dioniziju, zvao i Herakleja, pa je stoga Platon željeznu rudu nazvao heraklejskim kamenom.

Prema drugoj legendi, koju spominje Plinije, ruda je dobila ime magnetska po pastiru Magnusu, koji je otkrio sposobnost smeđeg kamena da privuče željezni štap. A rimski pesnik i filozof Tit Lukrecije (I vek pre nove ere) u pesmi „O prirodi stvari“ verovao je da kamen gvozdene rude

"Grci magnet nazivaju imenom nalazišta, jer se nalazi u domovini magneta."

Nitko u to vrijeme nije mogao objasniti svojstvo smeđeg kamena da privlači željezo - još uvijek je bilo vrlo daleko od korištenja eksperimentalne metode kao alata znanja, pa je magnet postao predmet bajki, legendi i praznovjerja. Magnetu su pripisivana svojstva da opčinjava ljude, izaziva bolesti i bolesti u njima, opčinjava nevjeste, izaziva melanholiju, pretvara obično kamenje u dragocjeno i obrnuto, itd. Stari Egipćani su magnetsko kamenje smatrali kostima boga Ra. i poštovao ih kao svete.

Za svojstva magneta posebno su se zanimali mađioničari i iscjelitelji. Takvi magnetski trikovi kao što su poslušna riba, Muhamedov kovčeg obješen u magnetnom polju, lanac gvozdenih prstenova, piljevina koja pleše u vodi, nisu mogli a da ne uzbude maštu ljudi.

Lekari su bolesnicima prepisivali prah od smrvljenog magneta. Evo kako je o tome napisao V. Gilbert: „Najbolje gvožđe, stoma, ili kalib, čelik ili cijarijum, pretvaraju se u fini prah pilom; ovaj prah se poliva vrlo jedkim sirćetom, suši na suncu, ponovo poliva sirćetom i suši, a zatim opere izvorskom ili nekom drugom pogodnom vodom i osuši. Zatim se, ponovo razmućen u prah i usitnjen na porfir, filtrira kroz vrlo fino sito i čuva za konzumaciju. Daje se kod bolesti povećane i previše vlažne jetre, sa povećanom slezinom. Vraća zdravlje i ljepotu nekim djevojkama koje pate od bljedila i lošeg tena, jer jako suši i zateže bez nanošenja štete.

Član ekspedicije Vasca da Game u Indiju, opisujući tadašnji bazar Calicut (Calicuta - grad i luka na Malabarskoj obali Arapskog mora - trenutno Kohikode), rekao je: „Prodato je mnogo, mnogo različitih lijekova tamo - nemoguće ih je nabrojati. Ali najdirljivije je bilo kako su oronuli stari ljudi plaćali nevjerovatne cijene za pilule napravljene od magnetnog praha - činilo se da su im ove pilule sigurno povratile izgubljenu mladost.

Veliki lekar i filozof Avicena (Ibn Sina) u 11. veku. tretirao slezinu magnetom. U Rusiji su se magnetom liječili krvarenja, tumori, groznice itd. Tako državni sekretar carice Katarine II u svojim memoarima bilježi: „8. Grof A. P. Šuvalov je zbog bolesti otišao na godišnji odmor od 4 mjeseca, primoravajući ga da pije gvozdene strugotine.

Čak je i Isak Njutn vjerovao u iscjeliteljsku moć željezne rude i stalno je nosio prsten sa najjačim magnetom.

AT drugačije vrijeme pokušao na različite načine objasniti svojstvo magneta da privlači željezo. Vjerovalo se da je želja magneta da privuče piljevinu i eksere na sebe manifestacija simpatije, srodnog osjećaja čestica željeza sadržanih u magnetskom kamenu, prema željezu eksera i piljevini. U Orfejevim pjesmama, na primjer, postoje stihovi da gvožđe privlači magnet istom snagom kao mladoženja. Nije slučajno što mnogi narodi magnetski kamen nazivaju „kamen ljubavi“. Na primjer, francuska riječ "magnet" - aimant - dolazi od glagola aimer - voljeti.

Stoga su se i magijska svojstva najčešće pripisivala magnetskoj igli. Na primjer, naširoko su se širile legende o privlačenju igle od strane Polarne zvijezde, koja navodno ima moć magneta, o postojanju otoka u oceanima sa magnetskim planinama koje su privlačile ne samo magnetsku iglu, već i metal. dijelovi brodova, koji su navodno doveli do njihove smrti, itd. Tako se u knjizi franjevačkog redovnika „Srećno otkriće, dobrovoljno izvedeno od 54° do pola“ (oko 1360.) može pročitati da je na sjeveru Na polu nalazi se stijena od magnetskog kamena sa obimom od 33 milje (oko 60 kilometara). Oko stene se nalaze četiri ostrva, a magnetni kompas na ovom mestu je nepouzdan, a brodovi koji imaju gvožđe više ne mogu da se vrate.

Ova ideja o magnetskoj planini opstajala je nekoliko stoljeća. Čak i mnogo godina kasnije, 1569. godine, veliki kartograf G. Mercator, o kojem ćemo kasnije govoriti, pozivajući se na ovo djelo, pokazao je na svojoj karti Sjeverni pol u obliku stijene okružene morem, među kojima četiri velika i uzdizalo se devetnaest malih ostrva. Ispostavilo se da je Mercator ovu informaciju dobio iz spisa franjevačkog redovnika. Kasnije se ispostavilo da monah-putnik severno od geografske širine 67°40 / nije plivao, već je na osnovu glasina izveštavao o stenama i magnetnim planinama na Severnom polu.

U periodu ranog srednjeg vijeka, prema F. Engelsu, crkva je sa svojim dogmama i političkim aksiomima ostavila veliki pečat na razvoj nauke u zapadnoj Evropi. Sve što se nije uklapalo u vjerske dogme naišlo je na otpor crkve. Daleko od svijeta, srednjovjekovni učenjak ograničio se uglavnom na proučavanje djela antičkih mislilaca i njihovih komentatora, i pridavao je malo važnosti vlastitim zapažanjima i njihovoj analizi. Srednjovjekovni način razmišljanja isključio je eksperiment kao sredstvo za dokazivanje istine. Iskustvo se nije cijenilo.

Možda je iz tih razloga ostalo nepoznato djelo “Poruka o magnetu”, iznenađujuće za to vrijeme, francuskog naučnika Pierrea de Maricourt-a, zvanog Peregrine (hodočasnik, lutalica), čiji je rukopis objavljen u Rimu tek 1520. godine.

U ovom djelu je po prvi put donijet sud o potrebi iskustva i eksperimenta u poznavanju prirode, te je tako u tami vjekova posijano sjeme novog naučnog i filozofskog pogleda na svijet.

Traktat je napisan u obliku pisma Pierrea Peregrina de Maricourta njegovom prijatelju Sigeru de Fococourt-u, vojnom čovjeku: “Moj srdačni prijatelju, na tvoju molbu, u bezumnoj naraciji otkriću ti, koliko je to moguće, neku tajnu moć magnetnog kamena.”

Peregrine, pozivajući se na prijatelja, piše da je svrha njegovog rada da pruži "putnicima... pomoć na putu". Autor dalje govori kako prepoznati magnetni kamen po četiri znaka: „boja, uniformnost, težina i efektivnost“; kako pronaći polove magneta na kamenu, koji je sjeverni, a koji južni; kako magnet privlači gvožđe, itd. Srednjovekovni učenjak piše: gvožđe i kreće se na polove sveta, ali to se dešava samo zato što u ovim delovima sveta postoje nalazišta takvog kamena. Ne znaju da se pomenuti kamen nalazi u različitim dijelovima svijeta, iz čega proizilazi da bi se morao okrenuti na različite točke svijeta, ali nije. I još ne znaju da su mjesta u blizini polova nenaseljena, pola godine je dan, a pola godine noć. Zato je apsurdno misliti da nam se sa tih mjesta može donijeti magnet.”

Tako P. Peregrine razotkriva mit da magnetna igla pokazuje na pol jer je privlače magnetne planine koje se tamo nalaze, odnosno Polarna zvijezda. On tvrdi da "polovi prirodnih magneta crpe svoju snagu od polova svijeta", tj. igla kompasa pokazuje na lokaciju Zemljinih polova i vođena je od same Zemlje.

Eksperimentalni dokazi naučnikove neodvojivosti polova jedan od drugog, mogućnost "nasilnog" remagnetiziranja magnetiziranog željeza, kao i sposobnost sličnih polova da se odbijaju, a različiti da privlače, veoma su važni. P. Peregrin je također otkrio da kada se izduženi magnet razdvoji, na mjestu razdvajanja nastaju dva magneta suprotnog polariteta. U raspravi poziva da se ne ograničava na primjenu naturalističke filozofije i matematike, već da se više pažnje posveti iskustvu i eksperimentu.

Providnost francuskog naučnika je nevjerovatna, ali u isto vrijeme treba napomenuti da mu ograničenja njegovih naučnih pogleda nisu omogućila da duboko razumije prirodu magnetizma. Dakle, ideja o Zemlji kao velikom magnetu bila mu je strana. Objašnjavajući želju magnetne igle da ukaže pravac prema polu, P. Peregrine je pošao od ideje da strane magneta primaju snagu sa odgovarajućih strana neba. Prema naučniku, sjever na nebu bi trebao odgovarati sjevernoj strani magneta, a jug južnoj. Kao rezultat toga, on je ovu korespondenciju pripisao „božanskoj zapovesti“.

U drugom dijelu svoje rasprave „O konstrukciji instrumenta kojim se na horizontu određuje azimut Sunca, Mjeseca i bilo koje zvijezde“, naučnik opisuje dva magnetna kompasa, pomoću kojih možete „ukrčiti put do zemlje, ostrva, u bilo koju regiju koju želite, morem i kopnom, sve dok su geografska širina i dužina poznate.”

Jedan od uređaja sadrži magnet koji pluta u posudi s vodom, a drugi, koji P. Peregrine naziva „boljim“ i „pouzdanijim“, je okruglo kućište od drveta („tegla“) ili bakra, unutar kojeg je u U sredini između poklopca i dna postavljena je vertikalno postavljena os od bakra ili srebra. Magnetizirana čelična igla je provučena kroz rupu na osi i bakrena ili srebrna strelica je uvučena pod pravim uglom u odnosu na nju. U radnom položaju, čelična magnetizirana igla je postavljena u smjeru sjever-jug, a strelica pokazivača je postavljena na istok. To nije slučajno – u 13. veku, kada je P. Peregrin pisao svoje delo, Evropljani su bili vođeni istokom. Na prozirnom poklopcu uređaja od stakla ili kristala nanošene su linije glavnih pravaca - rumba (N, S, E, W) i 360 podjela - stupnjeva. Na poklopcu uređaja postavljeno je posebno ravnalo - nišan, pomoću kojeg možete mjeriti azimute svjetiljki. Dakle, kompas koji je predložio P. Peregrine bio je prikladniji za upotrebu na brodu od svojih prethodnika: bio je stabilan pri kotrljanju; tijelo je prekriveno prozirnim poklopcem koji je štitio osjetljivi element od vjetra i slučajnih dodira; instrument je bio lak za nošenje.

Kompasi koje je poboljšao P. Peregrine nisu našli primjenu u njegovo vrijeme, jer je rasprava objavljena samo 300 godina nakon što je napisana. Stoga su njegove ideje utjelovljene u nacrtima majstora kasnijeg vremena.

Ko je bio ovaj naučnik koji je napisao prvi značajan teorijski rad o magnetu i magnetskom kompasu? Autor pisma je francuski plemić, naučnik, profesor na Univerzitetu u Parizu, vojni utvrđivač. Najbolje ga karakteriše savremenik P. Peregrina, francuski monah, filozof i prirodnjak Roger Bacon (oko 1214-1292), poznat po svojim kritičkim govorima protiv feudalne skolastike i crkve: „On zna prirodna nauka kroz eksperimente, i drogu, i alhemiju, i sve stvari na nebu i ispod, i bilo bi ga sramota kada bi neki laik u ovoj stvari, ili starica, ili seljak, ili vojnik, znao... šta bi ne znam. On je upućen u livenje metala, i za obradu zlata, srebra i drugih metala, i svih minerala; zna sve o vojnoj službi, oružju i lovu; studirao je Poljoprivreda, premjer i obrada zemljišta; osim toga, poznaje magiju i proricanje starica, i njihove čari i sve čarobnjake, i trikove i iluzije mađioničara. Ali pošto bi ga počasti i nagrade odvratile od veličine njegovog eksperimentalnog rada, on ih prezire.”

P. Peregrine završava svoju raspravu „O magnetu“ rečima: „Napisano u logoru tokom opsade Lucerije u godini Rođenja Hristovog MSS XIX, VIII dana avgusta.“ Ovaj zapis kaže da je P. Peregrine učestvovao u opsadi grada Lucere (Lucera) u Apuliji ( Južna Italija) u borbi za prijestolje Sicilijanskog kraljevstva. Očigledno, imajući dovoljno slobodnog vremena tokom opsade, naučnik je u pismu prijatelju iznio svoja zapažanja, opise eksperimenata i poglede na magnetizam.

Tako smo se detaljno zadržali na radu P. Peregrina jer njime počinje nova etapa u istoriji magnetskog kompasa, povezana sa naučnim razumevanjem načina da se on unapredi. Sljedeći korak u tom smjeru bila je zamjena igle sa izduženom strelicom u obliku romba. Vertikalna os je ubrzo zamijenjena klinom sa vrhom na kraju. Na dnu je strelica počela jačati

tvrdi kamen u obliku konkavne hemisfere-peći. Sve je to doprinijelo značajnom smanjenju trenja i povećanju osjetljivosti kompasa. Posljednja okolnost zahtijevala je, zauzvrat, povećanje točnosti i pogodnosti uzimanja ugla smjera. Pojavila se kartica. Njegov izum se pripisuje italijanskom draguljaru (prema drugim izvorima, pomorcu) Flaviju Gioii, koji je živio u 13. vijeku. u gradu Amalfi.

U ranom srednjem vijeku, Amalfi je bio prosperitetni grad na obali Sredozemnog mora zahvaljujući dobro razvijenoj pomorskoj trgovini. Glavno zanimanje većine stanovnika grada bila je plovidba. Stoga je značajno poboljšanje kompasa u ovom gradu bilo slučajno. Stanovnici Amalfija imaju legendu. Počasni kapetan Domenico, koji je želio uspjeti u pomorskoj trgovini, navodno je obećao da će svoju lijepu kćer Angeliku dati za udaju za bilo kojeg od stanovnika grada koji će smisliti instrument koji će osigurati tačnu i pouzdanu plovidbu brodom u bilo kojoj vremenu iu bilo koje doba dana i noći. Tako da je sreća bila mlada mornara po imenu Flavio. Ponudio je kapetanu Domeniku kompas, u kojem je magnetna igla bila pričvršćena za papirni disk (karticu). Disk je bio ispisan stepenima i 16 rumbova, čije je oznake Flavio povezao sa središtem kartice. Rezultat je bio crtež, kasnije nazvan „ruža vjetrova“, jer je ličio na dijagram koji karakterizira režim vjetra u određenom području. Kartica je sadržavala osam glavnih pravaca - "vjetrova" kroz 45 ° (sjever, sjeveroistok, istok, jugoistok, jug, jugozapad, zapad, sjeverozapad), koji su zauzvrat bili podijeljeni na "poluvjetre". Takva podjela bila je zgodna za upravljanje jedrima broda, jer je omogućavala praćenje igle kompasa i smjera vjetra. Sa posebnim znakom - cvijetom ljiljana - Flavio Gioia je na kartici označio smjer N (sjever). Karta sa čeličnom strelicom i ložištem bila je postavljena na iglu u sredini kutije.

Prema italijanskoj legendi, stvaranje takvog kompasa donijelo je Flaviju porodičnu sreću, a kapetan Domenico imao je pouzdan i zgodan indikator kursa. Za izvanredan izum, zahvalni sunarodnjaci podigli su spomenik u čast Flaviju Joyi 1902. godine, a vojvoda od Amalfija uključio je sliku karte u svoj grb.

Ova legenda je dugo godina bila prihvaćena kao istinita. Međutim, 1970-ih i 1980-ih našeg veka, njegova verodostojnost je počela da se dovodi u pitanje. Neki istraživači tvrde da je pronalazak kartice i način na koji je ugraditi u kompas plod mnogih kapetana i mornara, a ne jedne osobe. Pouzdani podaci o kompasu sa karticom i "ruži vjetrova" na njoj pripadaju kraju XIV veka. (oko 1380. godine) i spominju se u predavanjima italijanskog notara i hroničara iz Pize Francesca di Bartole koja su do nas došla. O mornarima koji koriste kompas sa iglom postavljenom na rotirajuću kartu sa označenim pravcima kompasa, pisao je komentator Dante de Buti 1380. godine.

Brojna poboljšanja kompasa predložena su u 15.-16. vijeku. portugalski. Konkretno, broj tačaka na kompasu povećan je na trideset i dva, a kugla na uređaju je visila u prstenovima koji su osiguravali njegovu horizontalnost tokom bacanja i nazvani su kardanskim po talijanskom fizičaru, filozofu i matematičaru, jednom od osnivači kinematike mehanizama Gerolamo Cardan (1501 - 1576), koji je objavio detaljan opis takvog principa ovjesa (sama suspenzija je bila poznata mnogo prije Cardana i korištena je, posebno, za ugradnju kerozinskih lampi na brodove).

Prijelaz iz 15. u 16. vijek smatra se početkom doba otkrića. To je usko povezano sa određenom etapom u razvoju tehničkih sredstava plovidbe. Navigatori su, nakon što su dobili pristojne nautičke instrumente i kompase, bili uvjereni da karte koje su koristili zahtijevaju pojašnjenje, da sada možete plivati ​​u bilo koje doba dana i noći i po gotovo svakom vremenu, da s takvim uređajima možete napraviti duga putovanja bez straha da će se izgubiti u prostranstvima nepoznatih mora i okeana.

Bitka za morska prostranstva primorskih zapadnoevropskih zemalja, gde je, sa propadanjem feudalizma, veliki gradovi, trgovina se razvijala sa svojim potrebama za razmjenom novca, postajala sve žešća. Ovu epohu jezgrovito opisao F. Engels: „U kojoj je meri, krajem 15. veka, novac potkopavao i nagrizao feudalizam iznutra, jasno se vidi iz žeđi za zlatom, koja je u ovo doba zaplenila zapadna evropa; Portugalci su tražili zlato na afričkoj obali, u Indiji, svuda Daleki istok; zlato je bila magična riječ koja je otjerala Špance preko Atlantika; zlato - to je prvo tražio bijeli čovjek, čim je stupio na tek otvorenu obalu.

Upravo je žeđ za zlatom bila preduslov za čuvenu ekspediciju Kristofora Kolumba.

Ova ekspedicija nas zanima prvenstveno kao prvo iskustvo plovidbe na velike udaljenosti okeanom, nepoznato pomorcima srednjeg vijeka.

U zoru 3. avgusta 1492. 40-godišnji kapetan X. Kolumbo dao je naređenje da se usidri luka Palas kod Kartagene i krene na zapad za tri karavele Santa Maria, Pinta i

"Nina". Originalni brodski dokumenti ovih brodova nisu sačuvani, ali se iz bilješki razasutih u dnevnicima i pismima može obnoviti sastav njihove navigacijske opreme. Svi brodovi su imali magnetne kompase, kvadrante, tuče, astrolabe i pješčani sat- "boce".

Zaostajanje još nije bilo izmišljeno, a brzina brodova se procjenjivala na oko: po broju postavljenih jedara i jačini vjetra, ili po predmetu bačenom preko palube. Proračun prijeđenog puta je izvršen u vremenu i prosječna brzina. Geografska širina je određena visinom zvijezde Sjevernjače ili visinom Sunca u podne. Geografska dužina je određena samo jednom - 14. septembra 1494. godine, prema pomračenju Mjeseca. Svaki od brodova imao je svog pilota (navigatora), koji je bio odgovoran za tačnost plovidbe.

Kompas na Santa Mariji nalazio se na posebnoj površini palube između izmeta i prednjeg jarbola. Bila je to kugla sa kartom na ukosnici, postavljena na postolje u posebnoj drvenoj kutiji - bitakore. Kartica je prikazivala "ružu vjetrova" s oznakama punih, pola i četvrtine rumba - "vjetrova", tj. plovidba duž kursa procijenjena je ne točnije od četvrtine rumba - 11,25 °. Zaista, takvi se zapisi često nalaze u jedriličarskim dnevnicima: “Udaljili smo se od kursa za gotovo četvrtinu, ili možda pola vjetra (pola ramba) prema sjeverozapadu.” Tačnost kompasa je provjeravana na sljedeći način: navigator je stavio dlan postavljen s ivicom između očiju, na linije nosa i mosta nosa, uperio dlan u Sjevernjaču, a zatim, ne mijenjajući položaj ruke, spustio ga na kartu kompasa. Tadašnji kapetani brodova uvijek su sa sobom nosili komadić magnetske željezne rude, koja je, ako je potrebno, magnetizirala strijele.

Što se tiče astronomskih zapažanja, X. Kolumbo je, koristeći nesavršen kvadrant i astrolab, pogriješio u određivanju koordinata stotinama milja, a navigatori njegovih drugih brodova su još više pogriješili. Biograf Kolumba, iskusni moreplovac, S. E. Morison, napisao je: „Ili se Kolumbo obračunao sa genijem, ili ga je sam Gospod Bog vodio; možda je bilo oboje.”

U to vrijeme mornari su bez oklijevanja vjerovali očitanjima kompasa i vjerovali da njegova strelica uvijek pokazuje tamo gdje polarna zvijezda sija noću, odnosno na sjever. Međutim, još u trinaestom veku. uočeno je da magnetna igla često odstupa od geografskog meridijana. Vjerovalo se da to dolazi od gubitka magnetskih svojstava materijala od kojeg je strijela napravljena, zbog netačnih zapažanja. X. Kolumbo, nakon što je u drugoj nedelji svog putovanja otkrio odstupanje magnetne igle od položaja utvrđenog u odnosu na Polarnu zvezdu, bio je toliko siguran u očitavanja kompasa da je sumnjao u postojanost Polarne zvezde iznad Severnog pola, pogotovo što se pri udaljavanju od obale Evrope ka zapadu odstupanje strelice sve više povećava. Evo kako o tome piše sam X. Kolumbo u pismu španskom kralju Ferdinandu i kraljici Izabeli o rezultatima svog putovanja: „Plovivši iz Španije u Indiju, otkrio sam da sam odmah nakon što sam prošao 100 milja (oko 400 milja) od na Azorima, najveće promjene su nastupile na nebu, u zvijezdama... Ispostavilo se... da su igle kompasa, koje su prethodno skrenule ka sjeveroistoku, počele odstupati za čitavu četvrtinu prema sjeverozapadu... kretao naprijed i penjao (znači uspon iznad ekvatora prema sjeveru) - strelice sve više odstupaju prema sjeverozapadu, a taj uspon izaziva poremećaje u kružnom toku Polarne zvijezde i Čuvara. Što sam se više približavao ekvatoru, oni su se više dizali i više se uočavalo promjena u položaju zvijezda i krugova koje one opisuju.

Indikacija odstupanja magnetne igle od geografskog meridijana, nazvana deklinacija, prvi put se pojavila na geografskim kartama Andreja Bianchija 1436. godine, a prvi put ju je, kao što smo već napomenuli, spomenuo kineski naučnik iz 11. vek. Shen Gua. Također se vjeruje da je deklinaciju znao i moreplovac S. Cabot (1475-1557). Zasluga X. Kolumba nije u sekundarnom otkriću deklinacije, već u otkriću njene varijabilnosti i u otkrivanju položaja linije nulte deklinacije.

Pored "zvaničnog" otkrića Amerike X. Kolumbo, XV i XVI st. bogat drugim velikim geografskim otkrićima.

Godine 1488. portugalski moreplovac B. Dias (1450-1500) prvi je stigao do južnog vrha Afrike, otkrivši Rt dobre nade. Ekspedicija Vasca da Game 1497-1499. prvi put prokrčio morski put iz Evrope u zemlje južne Azije. Rodom iz Firence, Amerigo Vespucci istraživao je istočnu obalu Južne Amerike, nazivajući je Novim svijetom (1501. - 1502.). Španci, predvođeni Nunezom de Balboom, prešli su Panamsku prevlaku i stigli do Tihog okeana (1513.), otvarajući cijelu obalu Meksičkog zaljeva. Godine 1519-1521. F. Magellan i njegovi saradnici prvi su oplovili svijet, otvorivši tjesnac između južna amerika i arhipelaga Tierra del Fuego i prvi put prešao Tihi okean.

Magelanovi kormilari imali su na raspolaganju dvanaest kompasa. Prema opisima istoričara, karta kompasa, postavljena na oštru šipku na dnu kućišta, bila je izrađena od najtanjeg pergamenta, na kojem su nanesene podjele. Na donju površinu kartice zalijepljena je magnetizirana željezna igla. Kurs je sniman prema skali odštampanoj na kućištu uređaja. Položaj magnetne igle se može promijeniti ispod kartice kako bi se uzela u obzir deklinacija. Istina, Magelan nije koristio ovu pogodnost kompasa, jer je plovio morima koja još nisu bila istražena. Kako su karte često skliznule sa štapova, lomile se, a igle su gubile magnetizaciju, armada je, prema popisu opreme, imala trideset pet igala na lageru.

Magelan je na svom putovanju otkrio da kompasi ponekad snažno "lažu". Zbog nepoznavanja fenomena deklinacije, Magelan je objasnio kormilarima da se flotila, po svemu sudeći, previše udaljila od Sjevernog pola, pa je njena snaga bila nedovoljna da privuče iglu kompasa.

Velika otkrića doprinijela su prilivu zlata i robe u Evropu, širokom razvoju trgovine, rastu manufakturne proizvodnje i poboljšanju zanatske tehnologije. Buržoaski način proizvodnje počeo je da se probija kroz svađe feudalnih odnosa. Tehnologija se počela intenzivno razvijati, pojavili su se izumi. Zapažanja i masa novih činjenica zahtijevala su objašnjenja. Stvoren je povoljan ambijent za razvoj nauke, razbijeni su okovi slepe vere i autoriteta. Osnivač engleskog materijalizma F. Bacon predložio je reformu naučna metoda- čišćenje uma od zabluda, okretanje iskustvu i njegova obrada putem indukcije, čija je osnova eksperiment. Novi pristup dotaknuto i istraženo magnetne pojave.

Vagries of the Guiding Arrow i Tragedies of Iron Ships

Početak sistematskih proučavanja Zemljinog magnetizma i ponašanja magnetne igle može se pratiti od 1544. godine, kada je pastor katedrale Svetog Sebalda u Nirnbergu, Georg Hartmann, u pismu upućenom vojvodi Albertu od Pruske, izvijestio o svojim zapažanjima. magnetnih pojava. On je primetio da magnet ne samo da ima tendenciju da uspostavi svoju dužinu duž pravca sever-jug, već i da severni kraj teži da tone. Na istom mjestu G. Hartmann je predložio da se pol magneta okrenut prema sjeveru nazove južnim i obrnuto.

R. Norman je 1576. primijetio da ako se pažljivo izbalansirane strijele, nakon magnetiziranja, slobodno okače na konac, one odstupaju od horizonta, padaju sa svojim sjevernim krajem prema dolje. Odlučio je proučiti ovaj fenomen i nakon niza eksperimenata otkrio da je magnetna inklinacija karakteristična karakteristika terestričkog magnetizma i da je ugao nagiba različit na različitim geografskim širinama. Oni prave uređaj za mjerenje nagiba - inclinator i određene su vrijednosti ugla nagiba na različitim geografskim širinama. R. Norman je opisao rezultate svojih zapažanja i eksperimenata u brošuri “Novi atraktor”, objavljenoj 1581. godine.

Opažanja G. Hartmanna i R. Normana privukla su pažnju naučnika na proučavanje magnetnih pojava.

Jedan od prvih progresivnih ljudi koji su stajali na početku novog naučnog pogleda na svijet, koji je iskustvo, analizu društvene prakse, naučne generalizacije i sistematske eksperimente suprotstavljao srednjovjekovnoj sholastici i teologiji, bio je engleski fizičar i liječnik William Gilbert (1540-1603) . Godine 1600. objavio je u Londonu knjigu O magnetu, magnetnim tijelima i velikom magnetu, Zemlji. Nova fiziologija, dokazana mnogim argumentima i eksperimentima”, koja je postala prva istina naučni rad o magnetu.

W. Gilbert je rođen u gradu Colchester, Essex, u porodici sudije. Pošto je stekao odlično obrazovanje na St. John's College u Kembridžu i na Univerzitetu u Oksfordu, 1560. godine stekao je diplomu, a 1569. doktora medicine. Dugo se bavio medicinskom praksom i kao talentovan doktor imenovan je za doktora engleske kraljice Elizabete. Osim medicine, Gilbert je dobro studirao hemiju, astronomiju, upoznao se sa zanatima i kovačkim zanatom. Magnetizmom se bavio 18 godina, trošeći svo svoje slobodno vrijeme i novac na to.

Niko nije mogao odgovoriti na pitanja: zašto magnetna igla pokazuje na sjever, koja je sila tjera da se postavi u smjeru meridijana, odakle dolazi deklinacija i inklinacija, zašto se mijenjaju i kako. Gilbert je bio upoznat sa poznatim moreplovcima i putnicima F. Drakeom, T. Cavendishom i dr. Možda su mu oni postavljali ova pitanja, a radeći na knjizi, naučnik je težio ne samo čisto naučnom, već i praktičnom cilju - da koristi navigatore, za koje je kompas postao suštinski alat za navigaciju. Gilbert je ismijavao srednjovjekovne ideje o magnetizmu, koje su bile mistične prirode, nazivao ih štetnim i apsurdnim. I posebno je naglasio da su se takve ideje formirale kod njegovih prethodnika zbog zanemarivanja iskustva i eksperimenta, koji su "pravi temelji filozofije Zemlje".

Sam naučnik je izveo ogroman broj eksperimenata sa magnetnim iglama i sfernim magnetima, sličnim sfernoj figuri Zemlje, - "zemljama", ili terelovima (od latinskog terra - zemlja). Postavljao je magnetne igle na "zemlju" i pratio njihovo ponašanje, odnosno proučavao uticaj "zemlje" na magnetnu iglu na različitim tačkama njene površine. Tako je uspio ocrtati položaj magnetnih polova, paralela i ekvatora. Ovi eksperimenti su ga doveli do zaključka da sferni magnet nije ništa drugo do mala kopija (model) Zemlje. To znači da je Zemlja sastavljena uglavnom od magnetnog kamena i da je veliki magnet, pa stoga ima sva svoja svojstva - privlači magnete, usmjerava ih, ima polove u obliku određenih područja itd. Ova briljantna nagađanja naučnika otvorila je put za dalja istraživanja: mogućnost da se sa jedne tačke gledišta sagledaju svi fenomeni zemaljskog magnetizma.

Gilbert je bio prvi koji je naučno objasnio fenomen privlačenja i odbijanja između magneta, približio se definiciji koncepta Zemljinog magnetnog polja („sfere djelovanja”), ustanovio učinak zagrijavanja na magnetizirano tijelo, sposobnost gvozdeni lim koji djelimično štiti prostor kako od djelovanja bilo kakvog magnetizma tako i od djelovanja magnetnih polja zemlje. On je bio prvi koji je odvojio električne pojave od magnetnih. Pokazao je da su privlačnost ćilibara i magneta različite prirode. Od tada se magnetski i električni fenomeni proučavaju odvojeno.

Hilbert je pogriješio u procjeni uzroka deklinacije. Smatrao je da razlog odstupanja magnetne igle od pravca geografskog meridijana nije u različitim položajima geografskog i magnetskog pola (po njegovom mišljenju, geografski i magnetski pol su se poklopili), već u drugačiji sastavčvrsto zemljište na kopnu i pod morem. Osim toga, Gilbert je vjerovao da deklinacija magnetne igle za svaku specifičnu geografsku lokaciju uvijek ostaje konstantna i da se može koristiti za određivanje položaja plovila. Ova zabluda nastala je zbog nedostatka statističkog materijala i eksperimentalnih zapažanja u vrijeme pisanja knjige, kao i odstupanja od zahtjeva koje je on propovijedao da se oslanja samo na rezultate činjenica i zapažanja. Proučavajući inklinaciju samo u londonskoj regiji, Gilbert je ipak skrenuo pažnju na njenu promjenjivost sa zemljopisnom širinom i promjenu znaka nagiba pri kretanju s jedne hemisfere na drugu, odnosno otkrio je sve glavne karakteristike ovog fenomena.

Ne po svim pitanjima, Hilbert je pokazao jasne teorijske ideje – nije bio u stanju da se potpuno ogradi od mistične prirode objašnjenja niza pojava zasnovanih na premisi da je sve uzrokovano dušom magneta. Ipak, značaj njegovog rada je ogroman - otvorio je novu materijalističku etapu u razvoju prirodne nauke, postavio temelje strogo naučnom pristupu proučavanju fizičkih pojava uopšte i magnetizma posebno, A.N. svoje vreme i unapredio doktrine magnetizma, vidi se iz činjenice da skoro dva veka ovoj doktrini nije dodato ništa bitno što nije bilo u Hilbertovoj knjizi i što ne bi bilo ni ponavljanje ni razvoj onoga što je on radio.

Fizičar 3. Wright je u predgovoru knjige "O magnetu" s pravom nazvao Hilberta "ocem filozofije magneta". Nakon recenzije knjige, Galileo je proglasio Hilberta "velikim do te mjere da izaziva zavist". Gilbertov rad dao je ne samo poticaj proučavanju Zemljinog magnetizma i njegovog utjecaja na magnetski kompas, već je i probudio novi naučni pristup zasnovan na eksperimentalnim istraživanjima.

Pomorci su se posebno počeli brinuti zbog neshvatljivih pojava povezanih s deklinacijom. Daleka putovanja i njegova zapažanja donosila su sve više činjenica o njegovoj različitosti u različitim područjima. Da bi se utvrdili njeni obrasci, kapetani su bili zaduženi za specijalna osmatranja. Majstori koji su se bavili proizvodnjom kompasa počeli su uzimati u obzir deklinaciju pomicanjem kartice u odnosu na uzdužne osi magneta. Pokušao sam napraviti druge i karte. Međutim, zbog nedostatka jasnoće o prirodi njegovih promjena u različite zemlje a gradovi su to radili drugačije.

Na primjer, u gradovima Baltičkog mora i Holandije, odstupanje linije karte od uzdužnih osa magneta bilo je jednako 3/4 rumbe (karta je odstupila prema zapadu); u Engleskoj, Španiji, Portugalu i Francuskoj ovaj ugao je bio jednak 1/2 rumbe, za plivanje do Rusije su postavili 2/3 rumbe. Izrada kompasa uzimajući u obzir različite deklinacije, gruba mjerenja deklinacija dovela je do velikih grešaka. Potrebe plovidbe zahtijevale su duboko proučavanje ovog fenomena, njegove prirode i rasprostranjenosti. Prve naznake deklinacije četrdeset i dva mjesta na Zemljinoj kugli sadržane su u knjizi holandskog fizičara Simona Stevena "Pronalaženje luka" (1590), a prva posebna mjerenja na moru datiraju iz 15. stoljeća. Tokom putovanja u Istočnu Indiju (1538-1541), francuski moreplovac Žan de Kastro je zapazio deklinaciju na četrdeset i tri geografske tačke. Godine 1634. njemački profesor Kircher sastavio je katalog koji je već uključivao oko 500 deklinacija na površini vode.

Godine 1694. čitava eskadrila engleskih brodova je uništena zbog netačnog proračuna deklinacije u blizini stijena Gibraltara. To je primoralo britanski Admiralitet da opremi specijalnu ekspediciju sa zadatkom "pronalaženja pravila za određivanje deklinacije kompasa", postavljajući astronoma Edmunda Haleja za svog vođu i kapetana broda "Paramoor Pink". Rezultat njegovog trogodišnjeg putovanja objavljen je u 1702. kartama magnetske deklinacije, koje su dugi niz godina služile kao pouzdan vodič za navigatore. Halley je svojim istraživanjem opovrgao Hilbertovu izjavu da se u blizini obale mora ili okeana magnetska igla treba okrenuti prema kopnu.

Sa Halejevom ekspedicijom počeo je sistematski rad na proučavanju magnetnog polja mora i okeana. Godine 1635. Gelibrant je, nakon što je pregledao zapažanja deklinacije u Londonu tokom 54 godine, otkrio da ona mijenja svoju veličinu tokom vremena. Isto su primijetili i poljski naučnici Piotr Kruger (1580-1639) i Jan Hevelius (1611-1686), posmatrajući propadanje Gdanjska dugi niz godina. Godine 1772. engleski umjetnik G. Graham primijetio je i dnevnu varijabilnost deklinacije i nepravilne promjene tzv. magnetne oluje. Pojavila se potreba za kontinuiranim osmatranjima u različitim dijelovima svijeta i stvaranjem posebnih magnetnih opservatorija. Takve opservatorije su stvorene u Kanadi, na ostrvu Sveta Helena, na Rtu dobre nade i na obali zaliva Van Diemen.

U Nemačkoj je formirana "magnetna unija" koja je organizovala posmatranja u Getingenu, Berlinu, Minhenu i drugim gradovima.

Navigator Dupeyre pratio je lokaciju magnetnog ekvatora širom svijeta, utvrdio je polarni istraživač James Ross geografski položaj sjevernog (1831.) i južnog (1841.) magnetnog pola, što je potvrdilo ono što je rečeno još u 15. vijeku. Flamanski kartograf G. Mercator (1512-1594) pretpostavio je da “magnetni pol nije tamo gdje je pol Zemlje”. Doktrinu o magnetnom polju Zemlje obogatili su i istaknuti naučnici kao što su S. Coulomb, K. F. Gauss, A. Humboldt, W. Weber, G. X. Oersted i drugi.

Veliki rad na proučavanju zemaljskog magnetizma obavljen je i u našoj domovini. Mjerenje deklinacije u Rusiji počelo je još u 16. vijeku. Od 1556. izvođeni su na ušću Pechore, na ostrvima Vaygach i Nova Zemlja, u oblasti Kholmogor i drugim mjestima, a od 1580. na Kaspijskom moru. V. Bering, G. A. Sarychev, I. F. Kruzenshtern, Yu. F. Lisyansky, O. E. Kotzebue i drugi ruski moreplovci su se bavili opažanjima magnetske deklinacije na svojim putovanjima. U Kaspijskom i Baltičkom moru veliki posao su uradili N. L. Pushchin i M. A. Rykachev, u Bijelom moru Maidel, a u Crnom moru Dikov.

Značajan doprinos doktrini magnetizma i formiranju njegove matematičke teorije dali su istaknuti ruski naučnici L. Euler (1707-1783), F. Aepinus (1724-1802) i dr. Ali magnetna igla je bila "kapriciozna" ne samo zbog deklinacije.

Francuski hidrograf Denis je 1666. godine primijetio da kompas različito pokazuje na različitim mjestima na brodu, ali to nije dato od velikog značaja, odlučivši da je Denis pogriješio u svojim zapažanjima.

Nakon 100 godina, astronom Wallace, koji je pratio Cooka na njegovoj ekspediciji, također je otkrio razlike u očitanjima kompasa na istom mjestu na različitim brodovima i, nakon što je napravio astronomska posmatranja, skrenuo je pažnju na činjenicu da se na istom geografskom mjestu veličina deklinacije pokazuje različitom u različitim tokovima. Wallace se uvjerio da postoji promjenjivo odstupanje igle kompasa od magnetskog meridijana na brodu, kasnije nazvanog odstupanje, iako ni on ni drugi naučnici tog vremena nisu mogli dati razloge za ovaj fenomen. Tek 1794. Downey, navigator engleske flote, izrazio je “predosjećaj” da je razlog odstupanja kompasa željezni nosač, koji se sve više koristio u izgradnji jedrenjaka: “Uvjeren sam da je željezo sadržano u brodovi imaju veliki uticaj na magnetnu iglu: ona je svakako privlači k sebi, jer su mnogi eksperimenti pokazali da kompas, postavljen na različitim mestima na brodu, na svakom od njih ima drugačiji smer.

U drugoj polovini 18. stoljeća, kapetan danske flote Levenen eksperimentalno je dokazao promjenu odstupanja kompasa od promjene položaja brodskih topova.

Nepoznavanje zakona o uticaju gvožđa na kompas često je dovodilo do incidenata, tako da je J. Cook držao gvozdeni ključ u kutiji, a čuveni kapetan Blaj pištolj. Ponekad je čak i kuglaš bio izliven od željeza, što je, naravno, dovelo do potpunog neuspjeha.

Prva ozbiljna i sistematska zapažanja devijacije napravio je engleski moreplovac, istraživač Australije i Tasmanije Matthew Flinders (1774-1814). Tokom ekspedicije 1801. godine, on je, praveći sistematska određivanja deklinacije pomoću dva kompasa, otkrio da je na sjevernoj hemisferi sjeverni kraj igle kompasa privučen nepoznatom silom na pramac broda, a u južna hemisfera- do krme.

Analizirajući dobijene rezultate, Flinders je došao do zaključka da je uzrok odstupanja brodsko željezo, koje je promjenom geografske širine pod utjecajem Zemljinog magnetskog polja promijenilo veličinu i polaritet svog magnetizma. Budući da je najveći dio brodskog gvožđa bio u stubovima, odnosno okomitim stupovima koji podupiru palubu drvenog plovila, poznati navigator je došao na ideju da otklon otkloni postavljanjem okomite željezne šipke u blizini kompasa, koja je i danas pod imenom se koristi do danas flindersbar.

Osim toga, prema Flindersovim riječima, odstupanje bi se moglo značajno smanjiti odabirom takvog mjesta za ugradnju kompasa, gdje bi se izbalansirao utjecaj željeza.

Takođe je razvio prvo pravilo za određivanje odstupanja u četiri tačke i izračunavanje odstupanja za međutačke od ovih zapažanja.

Flindersov istraživački materijal je zamalo nestao. Kada se vratio u domovinu u Englesku, posadu njegovog broda "Cumberland" zarobili su u Port Louisu (ostrvo Mauricijus) Francuzi, koji su u ratu s Engleskom zbog dominacije u Indijskom okeanu, sve njegove brodske dnevnike, karte i dnevnici su zaplenjeni. Tek nakon skoro godinu dana uspio je, sa dvojicom oslobođenih Engleza, poslati predsjedniku Kraljevskog društva u Londonu kartu Terra Australis koja sadrži opis njegovih otkrića i istraživanja i bilješku o magnetizmu brodova.

Flindersovo istraživanje bilo je od velikog interesa za engleski Admiralitet, koji je cijenio njihov značaj za sigurnost plovidbe, a ubrzo su Flindersova zapažanja testirana na pet posebno namijenjenih brodova. Dobiveni rezultati su u velikoj mjeri potvrdili ispravnost zaključaka engleskog moreplovca i ujedno pokrenuli niz novih pitanja.

Godine 1815-1817. dok je plovio uz obale Grenlanda i Svalbarda, škotski kitolovac i moreplovac, a kasnije teolog i naučnik William Scoresby (1789-1857.), otkrio je da se na visokim geografskim širinama odstupanje povećava mnogo brže nego što je Flinders predvidio. On je sugerirao da se to događa iz dva razloga: zbog povećanja privlačnosti brodskog željeza i zbog smanjenja "privlačne sile" koja drži magnetsku iglu u magnetskom meridijanu. Do istih zaključaka došao je i kapetan Sabin, kasnije general, predsjednik Londonskog kraljevskog društva, koji je učestvovao 1818-1824. u polarnim ekspedicijama Džona Rosa (1777-1856) da pronađe severozapadni prolaz od Atlantik to Quiet. Zapažanja su pokazala da odstupanje u Bafinovom zalivu dostiže 60°, dok, prema Flindersovoj teoriji, ne bi trebalo da prelazi 15° na ovim geografskim širinama. Postalo je jasno da su pravila za određivanje devijacije koja je razvio Flinders daleko od savršenih, bilo je potrebno tražiti strože matematičke ovisnosti, inače mornari ne bi mogli izbjeći velike nevolje.

Problemi s devijacijom toliko su zainteresovali Scoresbyja i Sabina da su obojica posvetili svoje živote proučavanju brodskog magnetizma i njihova su imena zauzela zasluženo mjesto među naučnicima magnetom. Proučavanjem razloga odstupanja bavili su se i istaknuti naučnici kao što su Thomas Jung, poznati francuski matematičar Simon Denis Poisson, engleski kraljevski astronom George Erie, advokat i matematičar Archibald Smith i drugi.

T. Jung je zaslužan za otkriće 20-ih godina. prošlog veka, podela morskog gvožđa na magnetno tvrdo i meko, odnosno na gvožđe koje stalno zadržava jednom stečeni magnetizam i gvožđe koje menja ili gubi magnetizam pod uticajem spoljašnjeg polja koje ga okružuje. Takođe je pokazao da trajni magnetizam čvrstog gvožđa izaziva devijaciju polukružne prirode, tj. dva puta menja svoj predznak kada se kurs promeni za 360°, a pobuđeni magnetizam u vertikalnom mekom gvožđu izaziva devijaciju četvorostruke prirode, tj. , mijenja predznak četiri puta pri promjeni kursa od 360°.

Za suzbijanje devijacije bilo je potrebno dati striktan matematički opis svih pojava povezanih s njim. Prve korake u tom pravcu napravio je profesor Pariške akademije nauka S. Poisson (1781-1840). Baveći se teorijskom i nebeskom mehanikom i matematičkom fizikom, S. Poisson se zainteresovao za zamršeni problem devijacije, shvativši važnost njegovog rješavanja za navigaciju. Godine 1824. objavio je dva rada o matematičkoj teoriji pobuđenog magnetizma i njegovoj primjeni kada je meko željezo simetrično raspoređeno na obje strane središnje linije broda. Godine 1829. S. Poisson je izveo jednadžbe ravnoteže za magnetnu iglu pod djelovanjem Zemljinog magnetskog polja i brodskog željeza, koje su činile osnovu teorije devijacije. Međutim, S. Poissonove jednadžbe nisu izražavale direktnu vezu između odstupanja i smjera broda, bile su teške za razumijevanje mornarima i nisu se mogle direktno koristiti u praksi. Na drvenim brodovima sa željeznim kopčama odstupanje još nije bilo tako veliko, a iskusni navigatori uspjeli su ga smanjiti uz pomoć željeznih šipki i magneta. Uslovi korištenja magnetnog kompasa potpuno su se promijenili sa početkom željezne brodogradnje. Godine 1815. parobrod sa željeznom cijevi, izgrađen u Sankt Peterburgu u brodogradilištu K. Byrd, otvorio je redovne letove između Sankt Peterburga i Kronštata. Godine 1818. parna mašina Savannah je prvi put prešla Atlantik. Godine 1819. u Škotskoj se pojavio prvi željezni morski brod - obalni jedrenjak Wilken. 20. aprila 1822. godine testiran je prvi željezni brod sa parnom mašinom “Abraham Menby”. I, konačno, 1853. godine došlo je do svečanog polaganja ogromnog metalnog parobroda Great Eastern - "čuda 19. stoljeća" s deplasmanom od oko 30 hiljada tona, opremljenog raznim mehanizmima, instrumentima, uređajima i sistemima. U takvom okruženju magnetska igla kompasa postala je prilično neudobna, te je sve više odstupala od meridijana.

Zbog grešaka u određivanju kursa, sve su češće katastrofe koje su dovele do gubitka ljudi, tereta i brodova. Dakle, samo jedna Engleska sredinom XIX veka. gubio oko pet stotina brodova godišnje. Mornari se više nisu mogli u potpunosti oslanjati na kompas. Bilo je potrebno hitno tražiti efikasne mjere za suzbijanje devijacije. U suprotnom bi se dalji razvoj željezne brodogradnje mogao usporiti.

Po naređenju engleskog admiraliteta 1830-ih. provode se brojne nove studije o gvozdenim brodovima. Prisustvovali su im kapetan E. Johnson (na brodu "Harry Quen") i J. Erie (na brodovima "Rainbow" i "Ironsides"). Džonson je otkrio da trup gvozdenog broda, već tokom izgradnje, dobija permanentni magnetizam, delujući na magnetnu iglu kao trajni magnet. J. Erie je, koristeći S. Poissonove jednadžbe, razvio i testirao na brodovima metode za otklanjanje devijacije: polukružne - pomoću uzdužnih i poprečnih magneta ušrafljenih u neposrednoj blizini kompasa na palubu, i četvrtine - postavljanjem mekog gvožđa blizu kompasa (kutije sa lancima). U ovom slučaju, lokacija magneta je određena empirijski. Iako je metoda omogućila otklanjanje odstupanja ne na bilo kojem kursu plovila, već samo na glavnoj i četvrtini, ovo je bio značajan korak naprijed. Airyjeva metoda je počela da se široko koristi u komercijalnoj floti. U vojsci su se, oprezni, suzdržali od uvođenja.

Godine 1840. engleski admiralitet je imenovao poseban kompas za kompas, koji je uključivao takve autoritativne stručnjake kao što su kapetan E. Johnson (predsjedavajući), polarni istraživač J. Ross i general Sabin. Iste godine osnovana je Opservatorija Compass u Woolichu kod Londona za testiranje kompasa, utvrđivanje odstupanja i provođenje svih potrebnih studija u vezi s njihovom upotrebom.

Baveći se magnetnim kompasima, general Sabin angažuje svog prijatelja advokata Archibalda Smitha da riješi probleme devijacije. Vrijedi bolje upoznati ovu svijetlu ličnost.

A. Smith je rođen u Glazgovu 1813. godine. Nakon briljantne diplome na univerzitetu, odlazi u London, gdje se posvećuje advokaturi, iako je imao naročitu sklonost prema matematici i fizici. Potreba za izdržavanjem velike porodice zahtijevala je od Smitha kontinuiran rad kao advokat, pa je od ponoći počeo da se bavi svojim omiljenim matematičkim istraživanjem. Stalno je sa sobom nosio bilješke o odstupanjima i vraćao im se svake slobodne minute, ma gdje bio. "Zamislite koliko života se može spasiti!" rekao je prijatelju koji mu je zamerio da prezaposli.

A. Smith je bio u stanju da pojednostavi Poissonove jednadžbe i transformiše ih u oblik pogodan za izračunavanje odstupanja na bilo kom kursu od posmatranja u 8, 16 ili 32 jednako raspoređene tačke. Razvijajući Poissonove teorijske odredbe, A. Smith je pokazao zavisnost odstupanja od konstantni koeficijenti, čije vrijednosti zauzvrat ovise o lokaciji kompasa na brodu, trajnom magnetizmu i sposobnosti brodskog željeza da održi stečeni magnetizam. Rezultati Smithovog istraživanja objavljeni su 1843., 1844. i 1846. godine. Filozofske bilješke Kraljevskog društva u Londonu.

Godine 1851. A. Smith je predložio tabelarne obrasce za izračunavanje odstupanja, koje je preporučilo Admiralitet tsya upotreba u Kraljevskoj mornarici. Baveći se pitanjima odstupanja pete, čije je objašnjenje prvi dao Evans, A. Smith je izveo matematičke izraze za njegovo izračunavanje i predložio da se ovo odstupanje uništi vertikalnim magnetom, čija je udaljenost od kartice određena empirijski na obala. Kasnije je A. Smith aktivno učestvovao u reviziji uputstava Admiraliteta o upotrebi magnetnih kompasa. Za ovo djelo Vijeće lordova Admiraliteta dodijelilo mu je zlatni sat sa natpisom: „Od Vijeća lordova Admiraliteta, do Archibalda Smitha, F.R.S., u znak zahvalnosti za njegova matematička istraživanja odstupanja kompasa, 1862. "

Za izvanredne zasluge u navigaciji, Londonsko kraljevsko društvo dodijelilo je Smithu veliku zlatnu medalju, a engleska kraljica odredila je penziju od 2.000 funti sterlinga "za važna istraživanja u interesu Engleske i cijelog svijeta". Peterburška akademija nauka izabrala ga je za svog dopisnog člana. Englesko trgovačko vijeće izdalo je 22. septembra 1868. godine priručnik za praćenje u svakoj luci od strane posebnih „čuvara“ pravilnog postavljanja kompasa na brodove i utvrđivanja odstupanja. Na osnovu ovih pravila, niti jedan brod nije mogao ići na more ako „nadzornik“ nije potvrdio odstupanje brodskog kompasa koji mu je predočen. Svaki brod je, osim toga, morao imati sredstva za provjeru devijacije kompasa na moru, odnosno da ima merače pravca raspoređene sa kompasima ili zasebno.

Međutim, uprkos poduzetim mjerama, brodovi su nastavili da ginu. Dakle, 1853-1854. pod misterioznim okolnostima, jedan za drugim, stradalo je šest parobroda, tada najvećih, a među njima i najnoviji čelični putnički brod "Taylor" deplasmana od 2000 tona. Nakon izlaska iz Liverpula, brod je zahvatila jaka oluja i srušio se na stijene kod obale Škotske. Istraga je pokazala da je uzrok katastrofe velika greška u magnetskom kompasu (do 45°), kojim je kapetan vodio brod. Ova okolnost je zbunila stručnjake - uostalom, prije odlaska na more, odstupanje je utvrđeno i uništeno kompasom prema Erie metodi i uređaj je pažljivo provjeren. Prema mnogim istoričarima pomorstva, ostalih pet brodova su bili žrtve pogrešnog određivanja kursa. Predsjednik Kraljevskog društva napisao je ministru trgovine Engleske: "Može se nepogrešivo pretpostaviti da je nedavno potonuće nekih gvozdenih parobroda bilo zbog netačnih očitavanja kompasa."

Postalo je jasno da se na kompasu i nakon uništenja devijacije javljaju greške čija priroda i obrasci promjene još nisu poznati. Na vanrednom sastanku Britanskog udruženja za unapređenje nauke, posvećenom analizi uzroka pogibije brodova, W. Scoresby je dao senzacionalnu izjavu, do tada već autor brojnih radova o magnetizmu, dobro- poznat i priznat naučnik u celom svetu. On je naveo da je razlog potonuća brodova promena magnetizma broda pod uticajem talasnih udara i vibracija tokom oluje, kao što traka gvožđa menja svoje magnetsko stanje pod udarima čekića.

Prema Scoresbyju, brodsko gvožđe se ne može podeliti samo na magnetno tvrdo i meko, postoji i međustanje gvožđa koje može da promeni svoj magnetizam tokom vremena pod uticajem okruženje. Ovi zaključci su doveli do zabune stručnjaka i navigatora. Kako biti? Dakle, Erin metod ne radi? I općenito, što je bolje: uništiti odstupanje ili ga odrediti prema Smithovim tablicama s naknadnim obračunom tokom procesa plivanja? Rasplamsao se dugogodišnji spor koji su ruski naučnici trebali riješiti.

Sažetak na temu:

"Kompas, istorija njegovog otkrića"

Izvedeno:

Učenik 8 "B" razreda

MOU "SOSH" №90

Brusova Anna.

Provjereno:

Valentina Vasilievna Pchelintseva

Hrizostom 2010

KOMPAS, uređaj za određivanje horizontalnih pravaca na tlu. Koristi se za određivanje smjera u kojem se kreće more, zrakoplov, kopneno vozilo; smjer u kojem hoda pješak; upute do nekog objekta ili orijentira. Kompasi se dijele u dvije glavne klase: magnetni kompasi kao što su strelice, koje koriste topografi i turisti, i nemagnetni, kao što su žirokompas i radio kompas.

ŠPANSKI POMORSKI KOMPAS, 1853

Kompas kartica. Za određivanje pravca u kompasu postoji kartica (slika 1) - kružna skala sa 360 podjela (odgovarajući po jednom kutnom stepenu), označena tako da je odbrojavanje od nule u smjeru kazaljke na satu. Sjever (sjever, N ili C) obično odgovara 0, istok (istok, O, E ili B) - 90, jug (jug, S ili S) - 180, zapad (zapad, W ili Z) - 270. Ovo su glavne tačke kompasa (zemlje svijeta). Između njih su „četvrt“ tačke: sjeveroistok, ili sjeveroistok (45), jugoistok, ili jugoistok (135), jugozapad ili jugozapad (225) i sjeverozapad, ili NW (315). Između glavne i četvrtine nalazi se 16 "glavnih" tačaka, kao što su sjever-sjeveroistok i sjever-sjeverozapad (nekada je bilo još 16 tačaka, kao što je "sjeverna sjenka-zapad", jednostavno nazvane tačke) .

MAGNETNI KOMPAS

Princip rada. U uređaju koji pokazuje smjer, mora postojati neki referentni smjer, od kojeg bi se računali svi ostali. U magnetskom kompasu, ovaj smjer je linija koja povezuje sjeverni i južni pol Zemlje. U tom smjeru, magnetna šipka se sama slaže ako je ovješena tako da može slobodno rotirati u horizontalnoj ravni. Činjenica je da u magnetskom polju Zemlje na magnetnu šipku djeluje rotirajući par sila, koji ga postavlja u smjeru magnetskog polja. U magnetskom kompasu ulogu takvog štapa igra magnetizirana igla, koja je, kada se mjeri, sama postavljena paralelno sa magnetskim poljem Zemlje.

Kompas sa strelicama. Ovo je najčešći tip magnetnog kompasa. Često se koristi u džepnoj verziji. Kompas sa strelicom (slika 2) ima tanku magnetnu iglu slobodno postavljenu u sredini na okomitoj osi, što mu omogućava da se rotira u horizontalnoj ravni. Sjeverni kraj strelice je označen, a karta je pričvršćena koaksijalno s njim. Prilikom mjerenja, kompas morate držati u ruci ili postaviti na stativ tako da je ravnina rotacije strelice strogo horizontalna. Tada će sjeverni kraj strelice pokazivati ​​na sjeverni magnetni pol Zemlje. Kompas prilagođen topografima je uređaj za traženje pravca, tj. instrument za merenje azimuta. Obično je opremljen niskom, koji se rotira dok se ne poravna sa željenim objektom, kako bi se zatim očitao azimut objekta sa kartice.

Tečni kompas. Tečni kompas ili kompas s plutajućim kartama je najprecizniji i najstabilniji od svih magnetnih kompasa. Često se koristi na brodovima i stoga se naziva brodom. Dizajn takvog kompasa je raznolik; u tipičnoj varijanti, to je “lonac” napunjen tečnošću (slika 3), u kojem je aluminijumska kartica pričvršćena na okomitoj osi. Na suprotnim stranama ose, par ili dva para magneta su pričvršćeni na dno kartice. U sredini kartice nalazi se šuplja poluloptasta izbočina - plovak koji slabi pritisak na oslonac osovine (kada se lonac napuni tekućinom kompasa). Osa karte, provučena kroz centar plovka, počiva na kamenom ležaju, obično napravljenom od sintetičkog safira. Potisni ležaj je fiksiran na fiksni disk sa "crtom smjera". Na dnu lonca postoje dvije rupe kroz koje tečnost može preliti u ekspanzionu komoru, kompenzirajući promjene tlaka i temperature.

Rice. 3. TEČNI (BRODSKI) KOMPAS, najprecizniji i najstabilniji od svih vrsta magnetnog kompasa. 1 - rupe za prelivanje tečnosti kompasa kada se širi; 2 - čep za punjenje; 3 - kameni potisni ležaj; 4 - unutrašnji prsten kardanskog zgloba; 5 - kartica; 6 - stakleni poklopac; 7 – marker kursa; 8 - osa kartice; 9 - plovak; 10 – disk linija kursa; 11 – magnet; 12 - šešir za kuglanje; 13 - ekspanziona komora.

Kartica pluta na površini tekućine kompasa. Tečnost, osim toga, smiruje vibracije kartice uzrokovane kotrljanjem. Voda nije pogodna za brodski kompas, jer se smrzava. Koristi se mešavina 45% etil alkohola sa 55% destilovane vode, mešavina glicerina sa destilovanom vodom ili destilat nafte visoke čistoće.

Kugla kompasa je izlivena od bronce i opremljena je staklenom kapom sa zaptivkom koja isključuje mogućnost curenja. U gornjem dijelu kuglane je fiksiran azimut, odnosno smjerokazni prsten. Omogućuje vam da odredite smjer prema različitim objektima u odnosu na tok plovila. Kompas kugla je pričvršćena u svom ovjesu na unutrašnjem prstenu kardanskog zgloba, u kojem se može slobodno rotirati, zadržavajući horizontalni položaj, u uvjetima nagiba.

Kompas kuglač je fiksiran tako da njegova posebna strelica ili oznaka, nazvana linija kursa, ili crna linija, koja se zove linija kursa, pokazuje na pramac plovila. Kada se smjer broda promijeni, kartu kompasa drže na mjestu magneti, koji uvijek održavaju smjer sjever-jug. Pomeranjem oznake kursa ili linije u odnosu na karticu, možete kontrolisati promene kursa.

LIQUID COMPASS

KOREKCIJA KOMPASA

Korekcija kompasa je odstupanje njegovih očitavanja od pravog sjevera (sjevera). Njegovi uzroci su devijacija magnetne igle i magnetna deklinacija.

Devijacija. Kompas pokazuje na tzv. kompas, a ne na magnetni sjever (magnetski sjeverni pol), a odgovarajuća kutna razlika u smjerovima naziva se devijacija. To je zbog prisustva lokalnih magnetnih polja superponiranih na magnetsko polje Zemlje. Lokalno magnetsko polje može stvoriti brodski trup, teret, velike mase željeznih ruda koje se nalaze u blizini kompasa i drugi objekti. Tačan smjer se postiže uzimanjem u obzir korekcije odstupanja u očitanjima kompasa.

Magnetizam broda. Lokalna magnetna polja koja stvara trup broda i obuhvaćena konceptom brodskog magnetizma dijele se na promjenjiva i konstantna. Varijabilni brodski magnetizam induciran je u čeličnom trupu broda Zemljinim magnetskim poljem. Intenzitet naizmjeničnog brodskog magnetizma varira ovisno o smjeru broda i geografskoj širini. Trajni brodski magnetizam se indukuje tokom izgradnje broda, kada pod uticajem vibracija izazvanih, na primer, operacijama zakivanja, čelična koža postaje trajni magnet. Intenzitet i polaritet (smjer) trajnog brodskog magnetizma zavise od lokacije (latitude) i orijentacije brodskog trupa prilikom njegovog sklapanja. Trajni magnetizam se djelimično gubi nakon što je brod porinut u vodu i nakon što je bio na uzburkanom moru. Osim toga, on se donekle mijenja tokom "starenja" trupa, ali se njegove promjene značajno smanjuju nakon godinu dana rada broda.

Magnetizam broda se može razložiti na tri međusobno okomite komponente: uzdužnu (u odnosu na brod), poprečnu horizontalnu i poprečnu vertikalnu. Odstupanja magnetne igle, zbog magnetizma broda, ispravljaju se postavljanjem trajnih magneta u blizini kompasa, paralelno sa ovim komponentama.

Binnacle. Brodski kompas se obično montira u univerzalni zglob na posebnom postolju zvanom binnacle (slika 4). Kabina je čvrsto i sigurno pričvršćena za palubu plovila, obično na središnjoj liniji potonjeg. Magneti su takođe ugrađeni na kantu za kompenzaciju uticaja brodskog magnetizma, a fiksiran je i zaštitni poklopac za kompas sa unutrašnjim osvetljivačem kartice. Ranije je nadstrešnica bila izrađena u obliku rezbarenog drvenog lika, ali na modernim brodovima to je samo cilindrično postolje.

Rice. 4. Binnacle, stoji za brodski kompas. Četvrtine kugle i magnet za kurs kompenzuju efekat brodskog magnetizma. 1 - magnet kursa; 2 – marker linije kursa; 3 - zaštitni poklopac; 4 - četvrtina sfere; 5 - kompas za kuglanje; 6 - magneti.

Magnetna deklinacija. Magnetna deklinacija je ugaona razlika između magnetskog i pravog severa, zbog činjenice da je magnetni severni pol Zemlje pomeren za 2100 km u odnosu na pravi, geografski.

Karta deklinacije. Magnetna deklinacija varira tokom vremena i od tačke do tačke na površini zemlje. Kao rezultat mjerenja magnetnog polja Zemlje, dobijene su karte deklinacije koje daju veličinu magnetske deklinacije i brzinu njene promjene u različitim područjima. Konture nulte magnetske deklinacije na takvim kartama, koje izlaze iz sjevernog magnetskog pola, nazivaju se agonijskim linijama ili agonima, a konture jednake magnetske deklinacije nazivaju se izogonijskim ili izogonskim.

Korekcija kompasa. Trenutno se koristi niz različitih metoda obračuna kompasa. Svi su podjednako dobri, pa je za primjer dovoljno navesti samo jedan koji je usvojila američka mornarica. Odstupanja i magnetne deklinacije prema istoku smatraju se pozitivnim, a prema zapadu negativnim. Proračuni se vrše prema sljedećim formulama:

Magn. npr.  Comp. npr.  odstupanje,

Comp. npr.  Mag. npr.  Deklinacija.

Kozhukhov V.P. i sl. Magnetski kompasi. M., 1981
Nechaev P.A., Grigoriev V.V. Posao sa magnetnim kompasom. M., 1983
Degterev N.D. Magnetni kompasi sa strelicama. L., 1984

Sažetak na temu:

"Kompas, istorija njegovog otkrića"

Izvedeno:

Učenik 8 "B" razreda

MOU "SOSH" №90

Brusova Anna.

Provjereno:

Valentina Vasilievna Pchelintseva

Hrizostom 2010

KOMPAS, uređaj za određivanje horizontalnih pravaca na tlu. Koristi se za određivanje smjera u kojem se kreće more, zrakoplov, kopneno vozilo; smjer u kojem hoda pješak; upute do nekog objekta ili orijentira. Kompasi se dijele u dvije glavne klase: magnetni kompasi kao što su strelice, koje koriste topografi i turisti, i nemagnetni, kao što su žirokompas i radio kompas.

ŠPANSKI POMORSKI KOMPAS, 1853

Kompas kartica. Za određivanje pravca u kompasu postoji kartica (slika 1) - kružna skala sa 360 podjela (odgovarajući po jednom kutnom stepenu), označena tako da je odbrojavanje od nule u smjeru kazaljke na satu. Sjever (sjever, N ili C) obično odgovara 0, istok (istok, O, E ili B) - 90, jug (jug, S ili S) - 180, zapad (zapad, W ili Z) - 270. Ovo su glavne tačke kompasa (zemlje svijeta). Između njih su „četvrt“ tačke: sjeveroistok, ili sjeveroistok (45), jugoistok, ili jugoistok (135), jugozapad ili jugozapad (225) i sjeverozapad, ili NW (315). Između glavne i četvrtine nalazi se 16 "glavnih" tačaka, kao što su sjever-sjeveroistok i sjever-sjeverozapad (nekada je bilo još 16 tačaka, kao što je "sjeverna sjenka-zapad", jednostavno nazvane tačke) .

MAGNETNI KOMPAS

Princip rada. U uređaju koji pokazuje smjer, mora postojati neki referentni smjer, od kojeg bi se računali svi ostali. U magnetskom kompasu, ovaj smjer je linija koja povezuje sjeverni i južni pol Zemlje. U tom smjeru, magnetna šipka se sama slaže ako je ovješena tako da može slobodno rotirati u horizontalnoj ravni. Činjenica je da u magnetskom polju Zemlje na magnetnu šipku djeluje rotirajući par sila, koji ga postavlja u smjeru magnetskog polja. U magnetskom kompasu ulogu takvog štapa igra magnetizirana igla, koja je, kada se mjeri, sama postavljena paralelno sa magnetskim poljem Zemlje.

Kompas sa strelicama. Ovo je najčešći tip magnetnog kompasa. Često se koristi u džepnoj verziji. Kompas sa strelicom (slika 2) ima tanku magnetnu iglu slobodno postavljenu u sredini na okomitoj osi, što mu omogućava da se rotira u horizontalnoj ravni. Sjeverni kraj strelice je označen, a karta je pričvršćena koaksijalno s njim. Prilikom mjerenja, kompas morate držati u ruci ili postaviti na stativ tako da je ravnina rotacije strelice strogo horizontalna. Tada će sjeverni kraj strelice pokazivati ​​na sjeverni magnetni pol Zemlje. Kompas prilagođen topografima je uređaj za traženje pravca, tj. instrument za merenje azimuta. Obično je opremljen niskom, koji se rotira dok se ne poravna sa željenim objektom, kako bi se zatim očitao azimut objekta sa kartice.

Tečni kompas. Tečni kompas ili kompas s plutajućim kartama je najprecizniji i najstabilniji od svih magnetnih kompasa. Često se koristi na brodovima i stoga se naziva brodom. Dizajn takvog kompasa je raznolik; u tipičnoj varijanti, to je “lonac” napunjen tečnošću (slika 3), u kojem je aluminijumska kartica pričvršćena na okomitoj osi. Na suprotnim stranama ose, par ili dva para magneta su pričvršćeni na dno kartice. U sredini kartice nalazi se šuplja poluloptasta izbočina - plovak koji slabi pritisak na oslonac osovine (kada se lonac napuni tekućinom kompasa). Osa karte, provučena kroz centar plovka, počiva na kamenom ležaju, obično napravljenom od sintetičkog safira. Potisni ležaj je fiksiran na fiksni disk sa "crtom smjera". Na dnu lonca postoje dvije rupe kroz koje tečnost može preliti u ekspanzionu komoru, kompenzirajući promjene tlaka i temperature.

Rice. 3. TEČNI (BRODSKI) KOMPAS, najprecizniji i najstabilniji od svih vrsta magnetnog kompasa. 1 - rupe za prelivanje tečnosti kompasa kada se širi; 2 - čep za punjenje; 3 - kameni potisni ležaj; 4 - unutrašnji prsten kardanskog zgloba; 5 - kartica; 6 - stakleni poklopac; 7 – marker kursa; 8 - osa kartice; 9 - plovak; 10 – disk linija kursa; 11 – magnet; 12 - šešir za kuglanje; 13 - ekspanziona komora.

Kartica pluta na površini tekućine kompasa. Tečnost, osim toga, smiruje vibracije kartice uzrokovane kotrljanjem. Voda nije pogodna za brodski kompas, jer se smrzava. Koristi se mešavina 45% etil alkohola sa 55% destilovane vode, mešavina glicerina sa destilovanom vodom ili destilat nafte visoke čistoće.

Kugla kompasa je izlivena od bronce i opremljena je staklenom kapom sa zaptivkom koja isključuje mogućnost curenja. U gornjem dijelu kuglane je fiksiran azimut, odnosno smjerokazni prsten. Omogućuje vam da odredite smjer prema različitim objektima u odnosu na tok plovila. Kompas kugla je pričvršćena u svom ovjesu na unutrašnjem prstenu kardanskog zgloba, u kojem se može slobodno rotirati, zadržavajući horizontalni položaj, u uvjetima nagiba.

Kompas kuglač je fiksiran tako da njegova posebna strelica ili oznaka, nazvana linija kursa, ili crna linija, koja se zove linija kursa, pokazuje na pramac plovila. Kada se smjer broda promijeni, kartu kompasa drže na mjestu magneti, koji uvijek održavaju smjer sjever-jug. Pomeranjem oznake kursa ili linije u odnosu na karticu, možete kontrolisati promene kursa.

LIQUID COMPASS

KOREKCIJA KOMPASA

Korekcija kompasa je odstupanje njegovih očitavanja od pravog sjevera (sjevera). Njegovi uzroci su devijacija magnetne igle i magnetna deklinacija.

Devijacija. Kompas pokazuje na tzv. kompas, a ne na magnetni sjever (magnetski sjeverni pol), a odgovarajuća kutna razlika u smjerovima naziva se devijacija. To je zbog prisustva lokalnih magnetnih polja superponiranih na magnetsko polje Zemlje. Lokalno magnetsko polje može stvoriti brodski trup, teret, velike mase željeznih ruda koje se nalaze u blizini kompasa i drugi objekti. Tačan smjer se postiže uzimanjem u obzir korekcije odstupanja u očitanjima kompasa.

Magnetizam broda. Lokalna magnetna polja koja stvara trup broda i obuhvaćena konceptom brodskog magnetizma dijele se na promjenjiva i konstantna. Varijabilni brodski magnetizam induciran je u čeličnom trupu broda Zemljinim magnetskim poljem. Intenzitet naizmjeničnog brodskog magnetizma varira ovisno o smjeru broda i geografskoj širini. Trajni brodski magnetizam se indukuje tokom izgradnje broda, kada pod uticajem vibracija izazvanih, na primer, operacijama zakivanja, čelična koža postaje trajni magnet. Intenzitet i polaritet (smjer) trajnog brodskog magnetizma zavise od lokacije (latitude) i orijentacije brodskog trupa prilikom njegovog sklapanja. Trajni magnetizam se djelimično gubi nakon što je brod porinut u vodu i nakon što je bio na uzburkanom moru. Osim toga, on se donekle mijenja tokom "starenja" trupa, ali se njegove promjene značajno smanjuju nakon godinu dana rada broda.

Magnetizam broda se može razložiti na tri međusobno okomite komponente: uzdužnu (u odnosu na brod), poprečnu horizontalnu i poprečnu vertikalnu. Odstupanja magnetne igle, zbog magnetizma broda, ispravljaju se postavljanjem trajnih magneta u blizini kompasa, paralelno sa ovim komponentama.

Binnacle. Brodski kompas se obično montira u univerzalni zglob na posebnom postolju zvanom binnacle (slika 4). Kabina je čvrsto i sigurno pričvršćena za palubu plovila, obično na središnjoj liniji potonjeg. Magneti su takođe ugrađeni na kantu za kompenzaciju uticaja brodskog magnetizma, a fiksiran je i zaštitni poklopac za kompas sa unutrašnjim osvetljivačem kartice. Ranije je nadstrešnica bila izrađena u obliku rezbarenog drvenog lika, ali na modernim brodovima to je samo cilindrično postolje.

Rice. 4. Binnacle, stoji za brodski kompas. Četvrtine kugle i magnet za kurs kompenzuju efekat brodskog magnetizma. 1 - magnet kursa; 2 – marker linije kursa; 3 - zaštitni poklopac; 4 - četvrtina sfere; 5 - kompas za kuglanje; 6 - magneti.

Magnetna deklinacija. Magnetna deklinacija je ugaona razlika između magnetskog i pravog severa, zbog činjenice da je magnetni severni pol Zemlje pomeren za 2100 km u odnosu na pravi, geografski.

Karta deklinacije. Magnetna deklinacija varira tokom vremena i od tačke do tačke na površini zemlje. Kao rezultat mjerenja magnetnog polja Zemlje, dobijene su karte deklinacije koje daju veličinu magnetske deklinacije i brzinu njene promjene u različitim područjima. Konture nulte magnetske deklinacije na takvim kartama, koje izlaze iz sjevernog magnetskog pola, nazivaju se agonijskim linijama ili agonima, a konture jednake magnetske deklinacije nazivaju se izogonijskim ili izogonskim.

Korekcija kompasa. Trenutno se koristi niz različitih metoda obračuna kompasa. Svi su podjednako dobri, pa je za primjer dovoljno navesti samo jedan koji je usvojila američka mornarica. Odstupanja i magnetne deklinacije prema istoku smatraju se pozitivnim, a prema zapadu negativnim. Proračuni se vrše prema sljedećim formulama:

Magn. npr.  Comp. npr.  odstupanje,

Comp. npr.  Mag. npr.  Deklinacija.

LITERATURA

Kozhukhov V.P. itd. Magnetski kompasi. M., 1981
Nechaev P.A., Grigoriev V.V. Magnetski kompas. M., 1983
Degterev N.D. Magnetni kompasi sa strelicama. L., 1984