Rezumat pe tema:

„Busola, istoria descoperirii sale”

Efectuat:

Elevul 8 clasa „B”.

MOU "SOSH" №90

Brusova Anna.

Verificat:

Valentina Vasilievna Pchelintseva

Hrisostom 2010

BUSOLĂ, un dispozitiv pentru determinarea direcțiilor orizontale pe sol. Este folosit pentru a determina direcția în care se deplasează marea, aeronava, vehiculul terestre; direcția în care merge pietonul; indicații către un obiect sau reper. Compasele sunt împărțite în două clase principale: busole magnetice, cum ar fi săgețile, care sunt folosite de topografi și turiști, și nemagnetice, cum ar fi girobusola și busola radio.

BUSOALA MARITIMA SPANIOLĂ, 1853

Card de busolă. Pentru a determina direcțiile în busolă, există un card (Fig. 1) - o scară circulară cu 360 de diviziuni (corespunzând la un grad unghiular fiecare), marcată astfel încât numărătoarea inversă să fie de la zero în sensul acelor de ceasornic. Nordul (nord, N sau C) corespunde de obicei la 0, est (est, O, E sau B) - 90, sud (sud, S sau S) - 180, vest (vest, V sau Z) - 270. Acestea sunt principalele puncte de busolă (țările lumii). Între ele sunt puncte „sferturi”: nord-est sau nord-est (45), sud-est sau sud-est (135), sud-vest sau sud-vest (225) și nord-vest sau NV (315). Între principal și sfert sunt 16 puncte „principale”, cum ar fi nord-nord-est și nord-nord-vest (au fost odată încă 16 puncte, cum ar fi „nord-umbră-vest”, numite simplu puncte) .

BUSOLA MAGNETICĂ

Principiul de funcționare.În dispozitivul care indică direcția, trebuie să existe o direcție de referință, din care să fie numărate toate celelalte. Într-o busolă magnetică, această direcție este linia care leagă nordul și polul Sud Pământ. În această direcție, tija magnetică se stabilește singură dacă este suspendată astfel încât să se poată roti liber în plan orizontal. Faptul este că în câmpul magnetic al Pământului, o pereche de forțe rotative acționează asupra tijei magnetice, punându-l în direcția camp magnetic. Într-o busolă magnetică, rolul unei astfel de tije este jucat de un ac magnetizat, care, atunci când este măsurat, el însuși este așezat paralel cu câmpul magnetic al Pământului.

Busolă săgeată. Acesta este cel mai comun tip de busolă magnetică. Este adesea folosit într-o versiune de buzunar. În busola săgeată (Fig. 2) există un ac subțire magnetic montat liber la mijlocul său pe axa verticala, care îi permite să se rotească într-un plan orizontal. Capătul de nord al săgeții este marcat și un card este fixat coaxial cu acesta. La măsurare, busola trebuie ținută în mână sau montată pe un trepied, astfel încât planul de rotație al săgeții să fie strict orizontal. Apoi capătul nordic al săgeții va indica polul nord magnetic al pământului. O busolă adaptată pentru topografi este un dispozitiv de stabilire a direcției, adică. instrument de măsurare a azimutului. De obicei este echipat cu o lunetă, care este rotită până când este aliniată cu obiectul dorit, pentru a citi apoi azimutul obiectului de pe card.

Busolă lichidă. Busola lichidă, sau busola cu card plutitor, este cea mai precisă și mai stabilă dintre toate busolele magnetice. Este adesea folosit pe nave și, prin urmare, este numit navă. Modelele unui astfel de compas sunt variate; într-o variantă tipică, este o „oală” umplută cu lichid (Fig. 3), în care pe o axă verticală este fixată un card de aluminiu. Pe părțile opuse ale axei, o pereche sau două perechi de magneți sunt atașate la partea de jos a cardului. În centrul cardului există o proeminență semisferică goală - un plutitor care slăbește presiunea pe suportul axei (când vasul este umplut cu lichid de busolă). Axa cardului, trecută prin centrul flotorului, se sprijină pe un lagăr de piatră, de obicei din safir sintetic. Rulmentul axial este fixat pe un disc fix cu o „linie de direcție”. Există două găuri în partea de jos a vasului prin care lichidul poate revărsa în camera de expansiune, compensând schimbările de presiune și temperatură.

Orez. 3. BUSOLA LICHID (NAVĂ), cea mai precisă și stabilă dintre toate tipurile de busolă magnetică. 1 - orificii pentru revarsarea lichidului busolei atunci cand acesta se extinde; 2 - dop de umplere; 3 - rulment axial de piatra; 4 - inelul interior al cardanului; 5 - un card; 6 - capac de sticla; 7 – marcator de cap; 8 - axa cardului; 9 - plutitor; 10 – disc de linie de curs; 11 – magnet; 12 - pălărie melon; 13 - camera de expansiune.

Cardul plutește pe suprafața lichidului busolei. Lichidul, de asemenea, calmează vibrațiile cardului cauzate de rulare. Apa nu este potrivită pentru busola unei nave, deoarece îngheață. Se folosește un amestec de alcool etilic 45% cu 55% apă distilată, un amestec de glicerină cu apă distilată sau un distilat de petrol de înaltă puritate.

Pălăria melon a busolei este turnată din bronz și este echipată cu un capac de sticlă cu un sigiliu care exclude posibilitatea de scurgere. În partea superioară a bowlerului este fixat un inel de azimut sau de stabilire a direcției. Vă permite să determinați direcția către diferite obiecte în raport cu cursul vasului. Bowler-ul compas este fixat în suspensia sa pe inelul interior al balamalei universale (cardan), în care se poate roti liber, menținând o poziție orizontală, în condiții de tanare.

Busola de melon este fixată astfel încât săgeata sau marcajul său special, numită linia de curs, sau o linie neagră, numită linia de curs, să îndrepte spre prova navei. Când direcția navei se schimbă, cardul busolei este ținut în loc de magneți, care își mențin invariabil direcția nord-sud. Deplasând marcajul sau linia cursului în raport cu cardul, puteți controla modificările cursului.

COMPAS LICHID

CORECTAREA BUSOLEI

Corecția busolei este abaterea citirilor sale de la nordul adevărat (nordul). Cauzele sale sunt deviația acului magnetic și declinația magnetică.

Deviere. Busola indică așa-numitul. busola, și nu la nordul magnetic (polul nord magnetic), iar diferența unghiulară corespunzătoare în direcții se numește abatere. Se datorează prezenței câmpurilor magnetice locale suprapuse câmpului magnetic al Pământului. Câmpul magnetic local poate fi creat de corpul navei, încărcătura, mase mari de minereuri de fier situate în apropierea busolei și alte obiecte. Direcția corectă se obține luând în considerare corecția abaterii în citirile busolei.

Magnetismul navei. Câmpurile magnetice locale create de carena navei și acoperite de conceptul de magnetism al navei sunt împărțite în variabile și constante. Magnetismul variabil al navei este indus în carcasa de oțel a navei de câmpul magnetic al Pământului. Intensitatea magnetismului alternativ al navei variază în funcție de cursul navei și mai departe latitudine geografică. Magnetismul permanent al navei este indus în timpul construcției navei, când sub influența vibrațiilor cauzate, de exemplu, de operațiunile de nituire, pielea de oțel devine un magnet permanent. Intensitatea și polaritatea (direcția) magnetismului permanent al navei depind de locația (latitudinea) și orientarea carenei navei în timpul asamblarii acesteia. Magnetismul permanent se pierde parțial după ce nava este lansată în apă și după ce a fost în mare agitată. În plus, se schimbă oarecum în timpul „îmbătrânirii” carenei, dar modificările sale sunt reduse semnificativ după ce nava a fost în funcțiune timp de un an.

Magnetismul navei poate fi descompus în trei componente reciproc perpendiculare: longitudinală (față de navă), transversală orizontală și transversală verticală. Abaterile acului magnetic datorate magnetismului navei sunt corectate prin plasarea în apropierea busolei magneți permanenți paralel cu aceste componente.

Chirurgie. Busola navei este de obicei montată într-o articulație universală pe un suport special numit chin (Fig. 4). Chipul este atașat rigid și sigur de puntea vasului, de obicei pe linia centrală a acestuia din urmă. Magneții sunt, de asemenea, instalați pe chin pentru a compensa influența magnetismului navei și este fixat un capac de protecție pentru busolă cu un iluminator de card intern. Anterior, binacleul a fost realizat sub forma unei figuri din lemn sculptat, dar pe navele moderne este doar un suport cilindric.

Orez. 4. Binnacle, stai pentru busola unei nave. Sferele de sferă și un magnet de curs compensează efectul magnetismului navei. 1 - magnet de curs; 2 – marcator de linie de curs; 3 - capac de protectie; 4 - sfert de sferă; 5 - busolă bowler; 6 - magneți.

Declinație magnetică. Declinația magnetică este diferența unghiulară dintre nordul magnetic și nordul adevărat, datorită faptului că polul nord magnetic al Pământului este deplasat cu 2100 km față de cel adevărat, geografic.

Harta declinatiei. Declinația magnetică variază în timp și de la un punct la altul suprafața pământului. Ca urmare a măsurătorilor câmpului magnetic al Pământului, s-au obținut hărți de declinație, care dau magnitudinea declinației magnetice și rata modificării acesteia în diferite zone. Contururile declinației magnetice zero de pe astfel de hărți, care emană de la polul magnetic nord, se numesc linii agonice sau agoni, iar contururile de declinație magnetică egală se numesc izogonice sau izogoane.

Corecție busola.În prezent, sunt utilizate o serie de metode diferite de contabilizare a corecțiilor busolei. Toate sunt la fel de bune și, prin urmare, este suficient să dam ca exemplu doar unul adoptat de Marina SUA. Abaterile și declinațiile magnetice spre est sunt considerate pozitive, iar spre vest - negative. Calculele se fac după următoarele formule:

Magn. de exemplu.  Comp. de exemplu.  Abatere,

Comp. de exemplu.  Mag. de exemplu.  Declinaţie.

Kozhuhov V.P. si etc. Busole magnetice. M., 1981
Nechaev P.A., Grigoriev V.V. Afaceri cu busolă magnetică. M., 1983
Degterev N.D. Busole magnetice cu săgeți. L., 1984

Raport pe subiect:

„Busola, istoria descoperirii sale”

2017

Busolă (în vorbirea profesională a marinarilor: busolă) este un dispozitiv care facilitează orientarea în zonă. Sunt trei fundamentale alt fel busolă: busolă magnetică, busolă giroscopică și busolă electronică.

Istoria creației
Se presupune că busola a fost inventată în China în anul 2000 î.Hr. e și a fost folosit pentru a indica direcția de mișcare prin deșerturi. În Europa, inventarea busolei datează din secolele XII-XIII. , dispozitivul său a rămas însă foarte simplu - un ac magnetic montat pe un dop și coborât într-un vas cu apă. În apă, pluta cu săgeata a fost orientată în mod corect. La începutul secolului al XIV-lea. italianul F. Joya a îmbunătățit semnificativ busola. El a pus un ac magnetic pe un ac vertical și a atașat un cerc ușor la săgeată - o bobină, împărțită în jurul cercului în 16 puncte. În secolul al XVI-lea. au introdus împărțirea bobinei în 32 de puncte și cutia cu săgeata a început să fie așezată într-o suspensie de cardan pentru a elimina efectul înclinării navei asupra busolei. În secolul al XVII-lea busola era echipată cu un indicator de direcție - o riglă diametrală rotativă cu obiective la capete, întărită de centrul său pe capacul cutiei de deasupra săgeții.

Busolă, un dispozitiv pentru determinarea direcțiilor orizontale pe sol. Este folosit pentru a determina direcția în care se deplasează marea, aeronava, vehiculul terestre; direcția în care merge pietonul; indicații către un obiect sau reper. Compasele sunt împărțite în două clase principale: busole magnetice, cum ar fi săgețile, care sunt folosite de topografi și turiști, și nemagnetice, cum ar fi girobusola și busola radio.

Busolă nautică spaniolă - 1853

Card de busolă. Pentru a determina direcțiile în busolă, există o carte - o scară circulară cu 360 de diviziuni (corespunzând la un grad unghiular fiecare), marcată astfel încât numărătoarea inversă să fie de la zero în sensul acelor de ceasornic. Nordul (nord, N sau C) corespunde de obicei cu 0, est (est, O, E sau B) - 90, sud (sud, S sau S) - 180, vest (vest, V sau Z) - 270. Acestea sunt principalele puncte de busolă (țările lumii). Între ele sunt puncte „sferturi”: nord-est sau nord-est (45), sud-est sau sud-est (135), sud-vest sau sud-vest (225) și nord-vest sau NV (315). Între principal și sfert sunt 16 puncte „principale”, cum ar fi nord-nord-est și nord-nord-vest (au fost odată încă 16 puncte, cum ar fi „nord-umbră-vest”, numite pur și simplu puncte) .

Busola magnetică.

Principiul de funcționare. În dispozitivul care indică direcția, trebuie să existe o direcție de referință, din care să fie numărate toate celelalte. Într-o busolă magnetică, această direcție este linia care leagă Polul Nord și Polul Sud al Pământului. În această direcție, tija magnetică se stabilește singură dacă este suspendată astfel încât să se poată roti liber în plan orizontal.

Busolă săgeată. Acesta este cel mai comun tip de busolă magnetică. Este adesea folosit într-o versiune de buzunar. Busola săgeată are un ac subțire magnetic montat liber la mijlocul său pe o axă verticală, ceea ce îi permite să se rotească într-un plan orizontal. Capătul de nord al săgeții este marcat și un card este fixat coaxial cu acesta. La măsurare, busola trebuie ținută în mână sau montată pe un trepied, astfel încât planul de rotație al săgeții să fie strict orizontal. Apoi capătul nordic al săgeții va indica polul nord magnetic al pământului. O busolă adaptată pentru topografi este un dispozitiv de stabilire a direcției, adică. instrument de măsurare a azimutului. De obicei este echipat cu o lunetă, care este rotită până când este aliniată cu obiectul dorit, pentru a citi apoi azimutul obiectului de pe card.

Se știe că nicio invenție a artei umane nu a existat vreodată
a adus mai multe beneficii rasei umane decât această busolă.

V. Gilbert

LA LEAGANUL STRACHE AL BUsolei

Rolul busolei magnetice în dezvoltarea navigației este greu de supraestimat. Acesta este un dispozitiv uimitor. Istoria sa datează din cele mai vechi timpuri, prezentul este foarte impresionant - nici o singură navă care merge pe mare nu se poate descurca fără el, iar viitorul este văzut în îmbunătățirea și extinderea limitelor de aplicare.

Busola nu numai că a ajutat navigatorii, dar a dat și impuls dezvoltării doctrinei câmpului magnetic al Pământului, a contribuit la descoperirea relației dintre câmpurile magnetice și electrice, multe ramuri ale științei au început cu ea. Cu alte cuvinte, busola magnetică nu numai că a „descoperit globul”, ci a deschis lumea fizică omenirii.

Cei mai avansați oameni de știință ai timpului lor au contribuit la studiul și îmbunătățirea busolei magnetice. Teoria busolei și metodele de utilizare a acesteia au fost studiate de W. Gilbert și G. Coulomb, A. Humboldt și K. Gauss, A. Euler și M. Lomonosov, H. Oersted și A. Krylov și mulți alții.

Onoarea inventării busolei este contestată de chinezi și indieni, arabi și italieni, francezi și britanici. Multe studii sunt dedicate istoriei acestui dispozitiv, dar rezultatele și concluziile lor nu sunt uniforme. Contradicțiile și inexactitățile întâlnite pot fi explicate în mare măsură prin faptul că documentele și dovezile trecutului îndepărtat nu au ajuns la noi și multe concluzii se fac doar pe presupuneri și, în parte, prin faptul că cercetătorii au fost istorici, arheologi, geologi, fizicieni. , scriitorii și, din păcate, marinarii sunt mult mai puțin obișnuiți, care nu au putut să nu își lase amprenta asupra vederilor și aprecierii descoperirilor.

Există diverse versiuni despre originile invenției busolei. Cea mai comună dintre ele - busola a fost inventată în China în anii 3000-2500. î.Hr e. iar de acolo a venit în Europa.

Tsy-shi (piatră dragostea maternă) - așa numit în China antică bucăți de minereu brun, care are proprietatea de a atrage și de a reține bucăți ușoare de fier.

Chinezii au atras atenția asupra faptului că o astfel de piatră are și o altă proprietate uimitoare: dacă îi dai o formă alungită și o atârnești pe un fir, este așezată cu un capăt în direcția nord (spre Steaua Polară), iar celălalt – spre sud. Deviat de la această poziție de echilibru, după mai multe oscilații, este din nou setat în poziția inițială. Această proprietate a pietrei qi-shi de a indica direcția a condus călătorii prin deșerturile nesfârșite ale Gobii să o folosească pentru orientare atunci când nici Soarele, nici stelele nu erau vizibile. Iată cum este înregistrată într-o cronică chineză veche:

„... Caravanele se deplasează de-a lungul nisipurilor nesfârșite ale deșertului Gobi. Soarele este ascuns de un văl galben de praf. Departe de malurile Yangtze până la regatele Kushan și nu există căi vizibile bine bătute către ele. Greu este, o, cât de greu le-ar fi caravanarilor dacă n-ar lua cu ei o oală de lut alb, pe care o prețuiesc mai mult decât toate bunurile lor scumpe, deși în ea nu este nici aur, nici mărgăritare, nici fildeș. Într-un vas pe un flotor de lemn se află o piatră maro care iubește fierul. El, întorcându-se, tot timpul indică călătorilor direcția spre sud, iar aceasta, când Soarele este închis sau stelele nu se văd, îi salvează de multe necazuri, conducându-i spre fântâni și îndreptându-i pe dreapta. cale.

Dacă credem în cronicile antice, atunci acest vas de lut cu tsy-shi ar trebui, aparent, considerat primul prototip al busolei.

Cu toate acestea, în știința populară și adesea în literatura specială, invenția chi-nanei, indicatorul de sud, este luată ca prima busolă. De la o carte la alta, o versiune călătorește conform căreia, în China antică, erau cunoscute căruțe trase de cai jinanche cu două roți, cu figuri ale unei persoane cu brațul întins montate pe ele. Figurină din jad, înaltă de aproximativ 40 de centimetri,
împodobită cu modele grațioase, a fost instalată pe partea din față a carului și, datorită magnetului presupus încorporat în el, a fost mereu orientată spre sud. Astfel de care cu un „indicator spre sud”, conform cărții „Ku-kengzhu” („Explicarea faptelor vechi și noi”) a unui anume Zui Bao, l-au ajutat pe împăratul Huangti în 2364 î.Hr. e. în ceață densă și nori de praf, învinge-ți adversarul ZhiSu.

Mulți credeau în posibilitatea de a controla o figură cu un magnet, inclusiv o autoritate precum celebrul constructor naval Academician A. N. Krylov. La indicațiile acestui fapt A. N. Krylov se referă cel mai adesea la majoritatea autorilor de lucrări dedicate istoriei busolei magnetice. Cu toate acestea, studiile din ultimele decenii au arătat că „Căruța de ghidare” a vechilor chinezi nu are nimic de-a face cu busola magnetică.

Conform documentelor antice chineze, s-a putut stabili că mecanismul de acțiune al figurinei se bazează pe un sistem de roți dințate, cu ajutorul căruia figurina era conectată la roțile vagonului. Înainte de a pleca într-o călătorie, figurina a fost expusă astfel încât mâna întinsă să îndrepte spre sud. La întoarcere, figurina și-a păstrat poziția, iar schimbarea direcției de mișcare a fost determinată de abaterea roților.

Soarele, stelele și alte repere au fost folosite pentru a seta poziția inițială. Adevărat, celebrul geograf rus A. A. Tillo susține că au stabilit poziția inițială a vagonului printr-un ac magnetic, care plutea într-un vas cu apă transportat în spatele vagonului. Cu toate acestea, el nu oferă nicio dovadă pentru afirmația sa.

Pe nave, conform unor surse literare chineze antice, folosirea magnetului pentru determinarea punctelor cardinale a început să fie folosită mult mai târziu - undeva între 400 și 300 î.Hr. î.Hr e. Se numea chi-nan-tin și era un ac de fier frecat cu o piatră magnetică, adică un ac de fier magnetizat, suspendat pe un fir subțire de mătase nerăsucită. Se presupune că o astfel de busolă a fost folosită de marinarii estici. Dar și acest lucru este îndoielnic.

Dacă busola în China a început să fie folosită pe nave încă din secolele IV-III. î.Hr e., de ce nu a pătruns în Europa deja atunci? Până la urmă, de la începutul secolului al VII-lea. î.Hr e. navele comerciale din îndepărtata India au început să viziteze regulat porturile chineze și în India deja în secolul al II-lea. î.Hr e. au navigat grecii, care la începutul mileniului nostru au pătruns ei înșiși în Marea Chinei de Sud. Este puțin probabil ca o invenție atât de mare precum „indicatorul spre sud” să treacă prin atenția lor. Și dacă grecii ar fi aflat ceva despre busolă, Pliniu și Strabon ar fi scris cu siguranță despre ea - scriitori antici care au fost atât de detaliați în cercetările și descrierile lor, încât cu siguranță ar fi menționat un subiect atât de important pentru navigație.

În acest sens, sursele literare, care raportează apariția busolelor pe navele chinezești în secolele I-III, merită mai multă încredere. n. e. Erau un vas cu apă sau ulei, în care un magnet sub formă de ac plutea pe o tulpină de trestie. Vasul a fost marcat cu 24 de semne ciclice care caracterizează 24 de direcții. Uneori se foloseau și „pești”, decupați dintr-o foaie subțire de fier și curbați sub formă de barcă, pentru ca ei să plutească mai bine pe apă. „Peștii” nu au fost magnetizați în mod special, au dobândit magnetism în timpul întăririi.

O descriere a unui astfel de compas a fost găsită în scrierile unui savant chinez din secolul al XI-lea. Shen Gua (1030-1094). El a fost primul care a raportat descoperirea sa că acul magnetic nu coincide exact cu direcția nord-sud, ci se abate oarecum de la aceasta, adică meridianele magnetice și geografice nu coincid. Cu toate acestea, atunci puțini oameni au acordat atenție acestui lucru - o ușoară abatere nu a deranjat pe nimeni.

Mențiuni despre busola se găsesc și în Orientul arab. Cunoscutul arabist sovietic, specialist în istoria navigației arabe T. A. Shumovsky crede că marinarii arabi au început să folosească un ac magnetic în primele secole ale Hijrei, adică în primele secole după 622, și că acesta a pătruns în partea de vest a Oceanului Indian în secolul al VII-lea În acest sens, este util de observat că tocmai în această perioadă ambasadele arabe au vizitat adesea China (651, 711, 712, 798), după care relațiile comerciale dintre aceste popoare s-au întărit. Nu în acest moment piloții arabi și mulimii (căpitanii) s-au familiarizat cu chi-nan-tin? Aceeași idee este sugerată de faptul că navele arabe, puternic încărcate cu mărfuri, care se întorceau din China și trec prin strâmtoarea Mallak, de regulă, nu mergeau de-a lungul coastei, ci direct, traversând Golful Bengal prin marea deschisă. .

Despre utilizarea unei busole de către marinarii arabi cu un ac magnetic străpuns printr-o placă care plutea în apă, savantul din Cairo Bai-lak al-Kabayaki a scris în eseul său „Comoara negustorilor” (1282-1283). El a văzut o astfel de busolă în 1242 în timpul călătoriei sale prin partea de est Marea Mediterana. Marinarii indieni și perșii, adaugă Baylak, plutesc pește de tablă.

Mai multe date interesante găsim de la pilotul arab, remarcabilul navigator Ahmad ibn Majid, pe care l-am amintit în cap. 1. A scris faimoasa sa „Carte de întrebuințări despre fundamentele și regulile științei marine”, bazată atât pe experiența proprie, cât și pe cea a generațiilor anterioare, adunând cu minuțiozitate cele mai generale, date de autoritate din sursele literare din secolul al X-lea și al XI-lea. secole. și manuscrise vechi ale piloților celebri ai secolului al XII-lea, supranumiți „leii mării” pentru arta lor navigațională, Mohammed ibn-Shazan, Sakhl ibn-Aban și Lays ibn-Kahlan. Și iată ce este important de remarcat: niciunul dintre acești navigatori experimentați nu menționează momentul inventării busolei și apariția acestuia pe nave, altfel Ahmad ibn Majid cu siguranță ar fi notat acest lucru și nu i-ar fi atribuit originea biblică: doar cu care această meșteșugire (navigație) este perfectă, pentru că arată către ambii poloni, a fost obținută de David, pacea fie asupra lui: aceasta este piatra cu care David l-a ucis pe Goliat... Cât despre inventarea casei acului cu un magnet, se spune că este de la David, pacea fie asupra lui, pentru că el cunoștea temeinic fierul și proprietățile lui. De asemenea, spun ei, de la Khidr (patronul navigatorilor), pacea fie asupra lui: când a ieșit în căutarea apei, a intrat în Întuneric cu marea ei (Sudul Oceanului Arctic) și s-a abătut la unul dintre poli atât de mult încât Soarele. a dispărut, se spune că a fost ghidat de un magnet (alții spun strălucire). Magnetul este o piatră care atrage doar fierul; Un magnet este, de asemenea, orice obiect care atrage fierul spre sine. Se spune că cele șapte ceruri și pământul sunt suspendate de un magnet puternic.” Ahmad ibn-Majid descrie o busolă în care într-o cutie este plasat un ac pentru protecție împotriva vântului - o „casă cu ac”, care are 32 de „cuiburi”, adică 32 de rumba.

Dispozitivul busolei folosit de arabi este descris și de geograful curții și scriitorul regelui Roger al Siciliei al-Idrisi în „Bucuria celor însetați de a trece orizonturile” (sec. XII). Nu este mult diferit de dispozitivul busolei chinezești - același ac magnetic sau un „pește” gol care plutește în apă.

Există mai multe versiuni despre aspectul busolei în Europa. Cele mai reale, în opinia noastră, sunt două: busola fie a venit în Europa prin navigatorii arabi ai Mării Mediterane, fie a fost rezultatul unei dezvoltări europene independente a științei și tehnologiei.

Majoritatea oamenilor de știință sunt înclinați să creadă că europenii au aflat despre secretele busolei de la marinarii și oamenii de știință musulmani, care, înainte de cruciade și în următoarele câteva secole, au fost superiori din punct de vedere cultural și științific creștinilor. În timp ce Europa era sfâșiată de războaie religioase și interne, geografii arabi au adunat și studiat cu atenție tot ceea ce înțelepciunea și experiența umană acumulaseră până la începutul mileniului nostru. Desigur, nu au putut trece de busola, pe care au întâlnit-o în China și mai târziu în India și, după ce au intrat în comunicare cu europenii, le-au transmis secretul acestui dispozitiv.

Susținătorii celei de-a doua versiuni se referă la următoarele date. În secolul al XIII-lea. a fost descoperită o carte care este atribuită savantului și filosofului grec antic Aristotel (384-322 î.Hr.). Conține următoarele cuvinte, sugerând utilizarea timpurie a busolei de către marinarii europeni: „Un colț al magnetului are puterea de a întoarce fierul spre nord și acesta este folosit de marinari. Celălalt colț al magnetului, opus acestuia, privește spre sud.

Se referă și la istoricul scandinav Ara Frode (868-1100). El relatează că scandinavii erau conștienți de un ac magnetic, care ar fi putut fi folosit pe mare. Ele se referă, de asemenea, la G. Agricola (1494-1555), un om de știință german în domeniul minier și metalurgic, care susține în cartea sa despre metalurgie că proprietățile unui magnet au fost folosite în Europa încă din Evul Mediu timpuriu atunci când punea copii.

Oricum ar fi, în timpul cruciadelor feudalilor din Europa de Vest către Orientul Mijlociu (1096-1270), busola era deja destul de cunoscută de marinarii mediteraneeni. Una dintre cele mai timpurii descrieri ale acesteia se găsește în poeziile unei anume Rosa romane, scrise de trubadurul Guillot din Provence, care a trăit în jurul anului 1180: „Uite cum pare steaua să fie nemișcată. Văzând și cunoscând marinarii prin această stea merg în toate direcțiile și își îndreaptă drumul; ei o numesc zagornaya. Toate celelalte stele se mișcă, își schimbă locurile și se întorc; dar această stea este imobilă, motiv pentru care se întâmplă prin intermediul unui magnet, o piatră urâtă și întunecată, de care fierul se agață convenabil, fenomen care nu poate înșela. Ea ține întotdeauna această piatră într-o poziție dreaptă, pentru că atunci când freacă săgeata cu ea, o pun pe o bucată de lemn sau plută și o pun în apă, apoi copacul o ține deasupra, iar punctul se întoarce complet spre steaua, astfel încât nicio persoană din aceasta să nu se îndoiască și să nu greșească câtuși de puțin din această cauză. Când marea este întunecată și mohorâtă, când nici Luna, nici steaua nu sunt vizibile, atunci săgeata aprinde focul și din nou nu poți pierde drumul: punctul se uită spre stea.

O descriere mai detaliată a busolei din acea vreme a fost dată în 1190 în lucrarea sa „Despre natura lucrurilor” de către călugărul englez, care a fost educat în Franța, Alexander Neckam (1157-1217). El însuși nu a avut nimic de-a face cu navigația, dar fratele său adoptiv Richard - regele Angliei, supranumit Inimă de Leu - a participat direct la primele cruciade din 1190-1192 și este posibil ca călugărul iscoditor să fi primit informații despre acul călăuzitor de la l. Mai mult, Neckam scrie despre busolă fluent, nu ca despre ceva nou, ci ca despre un subiect destul de comun și bine cunoscut cititorului, „nefiind un secret căruia îi sunt dedicați aleșii”.

Conform descrierii unui călugăr învăţat, era un ac de fier trecut printr-un paie care plutea în apă. Înainte de fiecare utilizare, acul necesită magnetizare cu un magnet natural. Pentru ca acul să păstreze magnetismul mai mult timp, Neckam a sfătuit să-l facă nu din fier, ci din oțel.

Desigur, era imposibil să folosești astfel de busole tot timpul. De tanar și vânt, acul a atârnat după bunul plac, așa că busola a fost scoasă din cabină pe vreme relativ calmă, când cerul era acoperit de ceață, nori sau ceață și reperele au dispărut. Au ales momentul în care acul s-a calmat și au observat direcția.

În ciuda dezvoltării intense a comerțului și a navigației, busola, după cum putem vedea, s-a răspândit în lume destul de încet - câteva secole. Acest lucru poate fi explicat, în special, prin doi factori. În primul rând, deținerea unui astfel de instrument dădea avantaje marinarilor, pe care nu doreau să le împartă cu nimeni din cauza fricii de concurență, iar în al doilea rând, marinarii atribuiau tot ce nu era clar atunci spiritelor rele și de multe ori se încredeau mai mult în tot felul de semne. decât „pietre plutitoare” și ace. Prin urmare, cârmacii și căpitanii, pentru a nu fi catalogați drept vrăjitori, foloseau busola în secret. O ilustrare clară a ceea ce s-a spus poate fi o scrisoare a mentorului lui Dante, Brunetto Latini, către prietenul său Guido Cavalcanti, despre vizita sa la filosoful Roger Bacon, scrisă în 1258: pentru mine, o piatră nedescrisă, numită magnet, care are proprietate uimitoare de a atrage fierul la sine: dacă freci un ac pe această piatră și după aceea, fixându-l pe un pai, lasă-l să plutească pe apă, acul se va întoarce constant spre Steaua Polară; de aceea, dacă noaptea va fi atât de întunecată încât să nu poată fi văzute nici luna, nici stelele, marinarul va putea să-și navigheze corect nava cu acest ac. Această descoperire, care pare atât de importantă tuturor marinarilor de pe mări, trebuie să rămână necunoscută o vreme, pentru că niciun navigator nu îndrăznește să o folosească, decât dacă vrea să fie cunoscut ca vrăjitor; nici marinarii nu ar fi plecat la mare sub comanda lui dacă ar fi luat cu el un instrument care pare atât de puternic construit sub influența vreunui spirit infernal. Poate veni vremea când aceste prejudecăți, care împiedică atât de mult investigarea secretelor naturii, vor fi depășite, iar atunci omenirea va culege roadele unor oameni de știință precum călugărul Bacon și va plăti tribut acelei sârguințe și inteligență, pentru care el şi tot felul lui sunt acum doar calomniaţi.şi acuzaţii”.

De asemenea, este bine cunoscut faptul că fenicienii, de exemplu, își eșau corăbiile sau chiar le scufundau dacă vedeau că o navă care urmărește le-ar putea urmări traseul sau învăța secretele navigației.

În ceea ce privește termenul „busolă”, în raport cu indicatorul de curs, acesta a apărut mult mai târziu decât invenția în sine. Cel mai probabil, a trecut la dispozitivul de la denumirea de hărți maritime (portolans), care în latină erau numite „komes passus” - un indicator către cale.

Omul de știință rus A. G. Kalashnikov consideră că, pentru prima dată, cuvântul „compas” a fost folosit de Peyerbach, un specialist în cadranele solare, în manuscrisul său „Un dispozitiv pentru o busolă cu bară pentru toate climatele”, adică un dispozitiv pentru un cadran solar cu un gnomon pentru toate latitudinile.

Și până în secolul al XV-lea. busola se numea altfel. La arabi era „casa acului”, la chinezi era „pușculița de stele”, în țările mediteraneene era „kalamita” (din grecescul kalamitos - aparținând țevii), printre ruși. era „pântecul”.

DE LA POVESTI SI LEGENDE LA TRACTE STIINTIFICE

În primul rând, despre modul în care piatra maro a început să fie numită magnet. Vechea legendă greacă este binecunoscută despre un cioban care, în căutarea unei oi pierdute, a urcat pe Muntele Sipil din apropierea orașului Magnessa (Asia Mică) și nu a putut să coboare de pe el, deoarece sandalele sale, căptușite cu cuie de fier, se lipeau de Piatra. După numele orașului minereu de fier a devenit cunoscut drept magnet. Acest oraș, după Elius Dionysius, se mai numea și Heraclea, și de aceea Platon numea minereul de fier piatra Heracleiană.

Potrivit unei alte legende, menționată de Pliniu, minereul a fost numit magnetic după ciobanul Magnus, care a descoperit capacitatea pietrei maro de a atrage un toiag de fier. Iar poetul și filozoful roman Titus Lucretius (secolul I î.Hr.) în poemul „Despre natura lucrurilor” credea că piatra de minereu de fier

„Grecii numesc un magnet după numele zăcământului, pentru că se află în patria magneților.”

Nimeni la acea vreme nu putea explica proprietatea pietrei maro de a atrage fierul - era încă foarte departe de a folosi metoda experimentală ca instrument de cunoaștere și, prin urmare, magnetul a devenit subiect de basme, legende și superstiții. Magnetul a fost creditat cu proprietățile de a vrăji oamenii, de a provoca boli și afecțiuni în ei, de a vrăji miresele, de a provoca melancolie, de a transforma pietrele obișnuite în pietre prețioase și invers, etc. Vechii egipteni considerau pietrele magnetice ca fiind oasele zeului Ra și le venerau ca fiind sacre.

Magicienii și vindecătorii au fost interesați în special de proprietățile magnetului. Asemenea trucuri magnetice precum peștii ascultători, sicriul lui Mohammed suspendat într-un câmp magnetic, un lanț de inele de fier, rumegușul care dansează în apă, nu puteau decât să excite imaginația oamenilor.

Medicii au prescris bolnavilor pulberi de la un magnet zdrobit. Iată cum a scris V. Gilbert despre asta: „Cel mai bun fier, stomă sau calibru, oțel sau atsiarium, se transformă într-o pulbere fină cu un ferăstrău; această pulbere se stropește cu oțet foarte caustic, se usucă la soare, se stropește din nou cu oțet și se usucă, apoi se spală cu izvor sau cu altă apă potrivită și se usucă. Apoi, din nou redusă în pulbere și zdrobită pe porfir, se filtrează printr-o sită foarte fină și se păstrează pentru consum. Se administrează în boli ale ficatului mărit și prea umed, cu spline mărite. Redă sănătatea și frumusețea unor fete care suferă de paloare și ten rău, deoarece se usucă și se strânge foarte mult fără a dăuna.

Un membru al expediției lui Vasco da Gama în India, descriind bazarul din Calicut (Calicuta - un oraș și port de pe coasta Malabar a Mării Arabiei - în prezent Kohikode) din acea vreme, a spus: „Au fost vândute multe, multe medicamente diferite. acolo - este imposibil să le enumerăm. Dar cel mai emoționant lucru a fost modul în care bătrânii decrepiți plăteau prețuri incredibile pentru pastilele făcute din pulbere magnetică - aceste pastile păreau să-și întoarcă cu siguranță tinerețea pierdută.

Marele medic și filozof Avicenna (Ibn Sina) în secolul al XI-lea. a tratat splina cu un magnet. În Rusia, hemoragiile, tumorile, febrile etc. erau tratate cu magnet.Astfel, secretarul de stat al împărătesei Ecaterina a II-a notează în Memoriile sale: „8 mai. Contele A.P.Șuvalov a plecat în vacanță de 4 luni din cauza bolii, obligându-l să bea pilitură de fier.

Chiar și Isaac Newton credea în puterea vindecătoare a minereului de fier și purta constant un inel cu cel mai puternic magnet.

LA timp diferit a încercat să explice în diferite moduri proprietatea unui magnet de a atrage fierul. Se credea că dorința magnetului de a atrage rumegușul și cuiele la sine este o manifestare a simpatiei, un sentiment înrudit al particulelor de fier conținute în piatra magnetică, pentru fierul de cuie și rumeguș. În cântecele lui Orfeu, de exemplu, există replici pe care fierul este atras de un magnet cu aceeași forță în care mireasa este atrasă de mire. Nu este o coincidență că multe popoare numesc o piatră magnetică „piatră iubitoare”. De exemplu, cuvântul francez „magnet” – aimant – provine de la verbul aimer – a iubi.

Prin urmare, proprietățile magice au fost atribuite cel mai adesea acului magnetic. De exemplu, legendele au fost larg răspândite despre atracția acului de către Steaua Polară, care se presupune că are puterea unui magnet, despre existența unor insule în oceane cu munți magnetici care atrag nu numai acul magnetic, ci și metalul. părți ale corăbiilor, care ar fi dus la moartea lor etc. Astfel, în cartea călugărului franciscan „O descoperire fericită, efectuată voluntar de la 54 ° la pol” (aproximativ 1360), se poate citi că la nord Polul este o stâncă de piatră magnetică cu o circumferință de 33 de mile (aproximativ 60 de kilometri). În jurul stâncii sunt patru insule, iar busola magnetică din acest loc nu este de încredere, iar navele care au fier în ele nu mai pot întoarce înapoi.

Această idee a unui munte magnetic a persistat timp de câteva secole. Chiar și mulți ani mai târziu, în 1569, marele cartograf G. Mercator, despre care vom vorbi mai târziu, referindu-ne la această lucrare, a arătat pe harta sa Polul Nord sub forma unei stânci înconjurate de o mare, printre care patru mari și nouăsprezece insule mici se înălțau. S-a dovedit că Mercator a obținut această informație din scrierile călugărului franciscan. Mai târziu s-a dovedit că călugărul călător la nord de latitudinea 67°40 / nu a înotat, ci a raportat despre stâncile și munții magnetici de la Polul Nord, pe baza zvonurilor.

În perioada Evului Mediu timpuriu, după spusele lui F. Engels, biserica cu dogmele și axiomele ei politice a lăsat o mare amprentă asupra dezvoltării științei în Europa de Vest. Tot ceea ce nu se încadra în dogmele religioase a întâmpinat rezistența bisericii. Departe de lume, savantul medieval s-a limitat în principal la studiul lucrărilor gânditorilor antici și ale comentatorilor acestora și a acordat puțină importanță propriilor sale observații și analizei lor. Modul medieval de gândire a exclus experimentul ca mijloc de demonstrare a adevărului. Experiența nu a fost apreciată.

Poate din aceste motive, lucrarea „Mesaj despre magnet”, surprinzătoare pentru acea vreme, a savantului francez Pierre de Maricourt, supranumit Peregrine (pelerin, rătăcitor), a rămas necunoscută, manuscrisul său fiind publicat la Roma abia în 1520.

În această lucrare, pentru prima dată, s-a făcut o judecată cu privire la nevoia de experiență și experiment în cunoașterea naturii și, astfel, sămânța unei noi viziuni științifice și filozofice asupra lumii a fost semănată în întunericul secolelor.

Tratatul este scris sub forma unei scrisori a lui Pierre Peregrine de Maricourt către prietenul său Siger de Fococourt, un militar: „Prietenul meu cordial, la cererea ta, într-o narațiune lipsită de artă, îți voi dezvălui, pe cât posibil, o putere secretă a pietrei magnet.”

Peregrine, referindu-se la un prieten, scrie că scopul muncii sale este de a oferi „călătorilor... ajutor pe drum”. Autorul continuă spunând cum să recunoaștem o piatră magnetică după patru semne: „culoare, uniformitate, greutate și eficacitate”; cum să găsești polii unui magnet pe o piatră, care este nord și care este sud; cum un magnet atrage fierul etc. Un savant medieval scrie: fier si se muta la polii lumii, dar asta se intampla doar pentru ca in aceste parti ale lumii exista depozite de o astfel de piatra. Ei nu știu că piatra menționată se găsește în diferite părți ale lumii, din care rezultă că ar trebui să se întoarcă în diferite puncte ale lumii, dar nu este. Și încă nu știu că locurile din apropierea polilor sunt nelocuite, de jumătate de an există zi, iar jumătate de an - noapte. De aceea este absurd să credem că un magnet ne poate fi adus din acele locuri.”

Astfel, P. Peregrine dezmintă mitul potrivit căruia acul magnetic arată către pol pentru că este atras de munții magnetici aflați acolo, sau de Steaua Polară. El susține că „polii magneților naturali își obțin puterea din polii lumii”, adică acul busolei indică locația polilor Pământului și este ghidat de Pământul însuși.

Dovezile experimentale ale inseparabilității polilor unii de ceilalți, posibilitatea remagnetizării „forțate” a fierului magnetizat, precum și capacitatea polilor asemănători de a se respinge și a polilor diferiți de a atrage sunt foarte importante. P. Peregrine a mai descoperit că atunci când un magnet alungit este separat, în punctul de separare se formează doi magneți cu polaritate opusă. În tratat, el cheamă să nu se limiteze la aplicarea filozofiei naturaliste și a matematicii, ci să acorde mai multă atenție experienței și experimentului.

Prevederea omului de știință francez este uimitoare, dar, în același timp, trebuie remarcat că limitările opiniilor sale științifice nu i-au permis să înțeleagă profund natura magnetismului. Deci, ideea Pământului ca un mare magnet i-a fost străină. Explicând dorința acului magnetic de a indica direcția către pol, P. Peregrine a plecat de la ideea că laturile magnetului primesc putere de la părțile corespunzătoare ale cerului. Potrivit omului de știință, nordul pe cer ar trebui să corespundă cu partea de nord a magnetului, iar sudul spre sud. Drept urmare, el a atribuit această corespondență „poruncii divine”.

În a doua parte a tratatului său „Despre construcția unui instrument cu care se determină azimutul Soarelui, al Lunii și al oricărei stele la orizont”, omul de știință descrie două busole magnetice, cu care puteți „pregăti calea către țări, insule, în orice regiune doriți, pe mare și pe uscat, atâta timp cât se cunosc latitudinea și longitudinea.”

Unul dintre dispozitive conține un magnet care plutește într-un vas cu apă, celălalt, pe care P. Peregrine îl numește „mai bun” și „mai de încredere”, este o carcasă rotundă din lemn („borcan”) sau cupru, în interiorul căreia în centru între capac și fund se plasează o axă montată vertical din cupru sau argint. Un ac de oțel magnetizat este trecut prin orificiul din axă și o săgeată de cupru sau argint este înfilată în unghi drept față de el. În poziția de lucru, acul magnetizat din oțel este setat în direcția nord-sud, iar săgeata indicator este setată spre est. Acest lucru nu este întâmplător - în secolul al XIII-lea, când P. Peregrine și-a scris opera, europenii erau călăuziți de est. Pe capacul transparent al dispozitivului din sticlă sau cristal, sunt aplicate linii ale direcțiilor principale - romburi (N, S, E, W) și diviziuni 360 - grade. Pe capacul dispozitivului este plasată o riglă specială - o vedere, cu care puteți măsura azimuturile luminilor. Astfel, busola propusă de P. Peregrine era mai potrivită pentru utilizare pe o navă decât predecesorii săi: era stabilă la rulare; corpul era acoperit cu o husă transparentă care proteja elementul sensibil de vânt și atingeri accidentale; instrumentul era ușor de transportat.

Compasele îmbunătățite de P. Peregrine nu și-au găsit aplicație în vremea lui, deoarece tratatul a fost publicat la numai 300 de ani după ce a fost scris. Prin urmare, ideile sale au fost întruchipate în desenele maeștrilor unui timp mai târziu.

Cine a fost acest om de știință care a scris primul semnificativ munca teoretica despre un magnet și o busolă magnetică? Autorul scrisorii este un nobil francez, om de știință, profesor la Universitatea din Paris, fortificator militar. Cel mai bine este caracterizat de un contemporan al lui P. Peregrine, un călugăr, filosof și naturalist francez Roger Bacon (circa 1214-1292), cunoscut pentru discursurile sale critice împotriva scolasticii feudale și a bisericii: „El știe științele naturii prin experiment, și droguri, și alchimie și toate lucrurile din cer și de jos, și i-ar fi rușine dacă vreun laic în această chestiune, sau o bătrână, sau un țăran, sau un soldat, ar ști... ce ar face el. nu stiu. Este versat în turnarea metalelor și în prelucrarea aurului, argintului și a altor metale și a tuturor mineralelor; știe totul despre serviciul militar, arme și vânătoare; el a studiat Agricultură, topografia și cultivarea terenurilor; în plus, el cunoaște magia și divinația bătrânelor, și farmecele lor și toți vrăjitorii, și trucurile și iluziile prestidigitilor. Dar, din moment ce onorurile și premiile i-ar distrage atenția de la măreția muncii sale experimentale, el le disprețuiește.”

P. Peregrine își încheie tratatul „Pe Magnet” cu cuvintele: „Scris în tabără în timpul asediului Luceriei în anul Nașterii Domnului Hristos MSS XIX, în ziua a VIII-a a lunii august”. Această înregistrare spune că P. Peregrine a participat la asediul orașului Lucera (Lucera) din Apulia ( Sudul Italiei) în lupta pentru tronul regatului sicilian. Aparent, având suficient timp liber în timpul asediului, omul de știință și-a subliniat, într-o scrisoare către un prieten, observațiile, descrierile experimentelor și opiniile despre magnetism.

Ne-am oprit atât de detaliat asupra lucrării lui P. Peregrin pentru că începe o nouă etapă în istoria busolei magnetice, asociată cu înțelegerea științifică a modalităților de îmbunătățire a acesteia. Următorul pas în această direcție a fost înlocuirea acului cu o săgeată cu romb alungită. Axa verticală a fost în curând înlocuită cu un știft cu un punct la capăt. În partea de jos a săgeții a început să se întărească

piatră tare sub formă de semisferă-cuptor concav. Toate acestea au contribuit la o reducere semnificativă a frecării și la creșterea sensibilității busolei. Această din urmă împrejurare a necesitat, la rândul său, o creștere a preciziei și a comodității luării unghiului de îndreptare. A apărut un card. Invenția sa este atribuită bijutierului italian (după alte surse, un marinar) Flavio Gioia, care a trăit în secolul al XIII-lea. în orașul Amalfi.

La începutul Evului Mediu, Amalfi era un oraș prosper de pe coasta Mediteranei datorită unui comerț maritim bine dezvoltat. Principala ocupație a majorității locuitorilor orașului era navigația. Prin urmare, o îmbunătățire semnificativă a busolei în acest oraș a fost întâmplătoare. Locuitorii din Amalfi au o legendă. Căpitanul onorific Domenico, care dorea să reușească în comerțul maritim, ar fi promis că o va da în căsătorie pe frumoasa sa fiică Angelica oricărui dintre locuitorii orașului care va veni cu un instrument care să asigure o navigație precisă și fiabilă a navei în orice fel. vremea și la orice oră din zi sau din noapte. Atât de norocos a fost tânăr un marinar pe nume Flavio. I-a oferit căpitanului Domenico o busolă, în care acul magnetic era fixat pe un disc de hârtie (card). Discul era înscris cu grade și 16 loaguri, ale căror semne Flavio le-a conectat la centrul cardului. Rezultatul a fost un desen, numit mai târziu „roza vânturilor”, deoarece semăna cu o diagramă care caracterizează regimul vântului într-o anumită zonă. Cardul conținea opt direcții principale - „vânturi” prin 45 ° (nord, nord-est, est, sud-est, sud, sud-vest, vest, nord-vest), care, la rândul lor, au fost împărțite în „jumătăți de vânt”. O astfel de diviziune era convenabilă atunci când gestionați pânzele navei, deoarece făcea posibilă urmărirea atât a acului busolei, cât și a direcției vântului. Cu un semn special - o floare de crin - Flavio Gioia a marcat pe cartonaș direcția N (nord). O carte cu o săgeată de oțel și un focar a fost suprapusă pe un ac din centrul carcasei bowlerului.

Potrivit legendei italiene, crearea unei astfel de busole a adus fericirea familiei lui Flavio, iar căpitanul Domenico avea un indicator de curs fiabil și convenabil. Pentru o invenție remarcabilă, compatrioții recunoscători au ridicat un monument în onoarea lui Flavio Joya în 1902, iar Ducele de Amalfi a inclus imaginea unei cărți în stema sa.

Această legendă a fost acceptată ca adevărată de mulți ani. Cu toate acestea, în anii 1970 și 1980 al secolului nostru, plauzibilitatea lui a început să fie pusă la îndoială. Unii cercetători susțin că invenția cardului și modul de instalare a acestuia în busolă este rodul multor căpitani și marinari, și nu al unei singure persoane. Date de încredere despre o busolă cu un card și un „roza vânturilor” pe ea aparțin sfârșitului secolului al XIV-lea. (pe la 1380) și sunt menționate în prelegerile notarului și cronicarului italian din Pisa Francesco di Bartola care au ajuns până la noi. Despre marinarii care folosesc o busolă cu un ac montat pe un card rotativ cu direcțiile busolei marcate, a scris comentatorul Dante de Buti în 1380.

O serie de îmbunătățiri ale busolei au fost propuse în secolele XV-XVI. portughezii. În special, numărul de puncte de la busolă a fost crescut la treizeci și două, iar pălăria melon a dispozitivului a fost suspendată în inele care îi asigurau orizontalitatea în timpul aruncării și au fost numite cardane după fizicianul, filozoful și matematicianul italian, unul dintre fondatorii cinematicii mecanismelor Gerolamo Cardan (1501 - 1576), care a publicat o descriere detaliată a unui astfel de principiu de suspensie (suspensia în sine era cunoscută cu mult înainte de Cardan și era folosită, în special, pentru instalarea lămpilor cu kerosen pe nave).

Începutul secolelor al XV-lea și al XVI-lea considerat a fi începutul Epocii Descoperirilor. Este strâns legată de o anumită etapă a dezvoltării mijloacelor tehnice de navigație. Navigatorii, după ce au primit instrumente nautice și busole decente, au fost convinși că hărțile pe care le foloseau înainte necesită clarificări, că acum poți înota la orice oră din zi sau din noapte și în aproape orice vreme, că cu astfel de dispozitive poți face călătorii lungi. fără teama de a se pierde în imensitatea mărilor și oceanelor necunoscute.

Bătălia pentru întinderile maritime ale țărilor de coastă din Europa de Vest, unde, odată cu decăderea feudalismului, orase mari, comerțul dezvoltat odată cu nevoile sale de schimb de bani, a devenit din ce în ce mai aprig. Această epocă a fost descrisă succint de F. Engels: „În ce măsură, la sfârșitul secolului al XV-lea, banii au subminat și corodat feudalismul din interior, se vede limpede din setea de aur, care în această epocă a acaparat Europa de Vest; portughezii căutau aur pe coasta africană, în India, peste tot Orientul îndepărtat; aurul era cuvântul magic care i-a împins pe spanioli peste Atlantic; aur - asta a cerut prima data omul alb, de indata ce a pus piciorul pe malul proaspat deschis.

Setea de aur a fost condiția prealabilă pentru celebra expediție a lui Cristofor Columb.

Ne interesează această expediție în primul rând ca fiind prima experiență de navigație pe distanțe lungi prin ocean, necunoscută navigatorilor din Evul Mediu.

În zorii zilei de 3 august 1492, căpitanul X. Columb, în ​​vârstă de 40 de ani, a dat ordin de a ancora portul Palas lângă Cartagena și de a se îndrepta spre vest către cele trei caravele Santa Maria, Pinta și

„Nina”. Documentele originale ale acestor nave nu au fost păstrate, dar compoziția echipamentului lor de navigație poate fi restabilită din însemnările împrăștiate în jurnale și scrisori. Toate navele aveau busole magnetice, cadrane, grindină, astrolaburi și clepsidră- „baloane”.

Decalajul nu fusese încă inventat, iar viteza navelor era estimată cu ochii: după numărul de pânze puse și puterea vântului, sau după un obiect aruncat peste bord. Calculul distanței parcurse a fost efectuat în timp și viteza medie. Latitudinea a fost determinată de înălțimea Stelei Polare sau de înălțimea Soarelui la amiază. Longitudinea a fost determinată o singură dată - pe 14 septembrie 1494, conform unei eclipse de Lună. Fiecare dintre nave avea propriul său pilot (navigator), care era responsabil pentru acuratețea navigației.

Busola de pe Santa Maria a fost amplasată pe o zonă specială de punte între caca și catarg. Era o pălărie melon cu card pe ac de păr, montată pe un suport într-o cutie specială din lemn - bitakore. Cardul a descris o „trandafir a vânturilor” cu denumiri de loxoamer plin, jumătate și sfert - „vânt”, adică navigarea de-a lungul cursului a fost estimată cu o precizie nu mai mare de un sfert de loxadă - 11,25 °. Într-adevăr, astfel de înregistrări se găsesc adesea în jurnalele de navigație: „Ne-am îndepărtat de curs cu aproape un sfert, sau poate cu jumătate de vânt (jumătate de lobură) spre nord-vest”. Acuratețea busolelor a fost verificată astfel: navigatorul și-a așezat palma așezată cu o margine între ochi, pe liniile nasului și puntea nasului, a îndreptat palma spre Steaua Polară, iar apoi, fără a schimba poziția a mâinii, l-a coborât pe cardul busolei. Căpitanii navelor din acea vreme purtau întotdeauna cu ei o bucată de minereu de fier magnetic, care, dacă era necesar, magnetiza săgețile.

În ceea ce privește observațiile astronomice, X. Columb, folosind un cadran imperfect și un astrolab, s-a înșelat determinând coordonatele cu sute de mile, iar navigatorii celorlalte nave ale sale au greșit și mai mult. Biograful lui Columb, un marinar experimentat, S. E. Morison, a scris: „Fie Columb a făcut socoteala cu geniu, fie Domnul Dumnezeu însuși l-a condus; poate că au fost ambele.”

La acea vreme, marinarii aveau încredere în citirile busolei fără ezitare și credeau că săgeata ei indică întotdeauna unde strălucește Steaua Polară noaptea, adică spre nord. Cu toate acestea, în secolul al XIII-lea. s-a observat că acul magnetic se abate adesea de la meridianul geografic. Se credea că aceasta provine din pierderea proprietăților magnetice ale materialului din care este făcută săgeata, din observații inexacte. X. Columb, după ce a descoperit în a doua săptămână a călătoriei sale abaterea acului magnetic de la poziția stabilită față de Steaua Polară, era atât de încrezător în citirile busolei încât se îndoia de constanța Stelei Polare deasupra Polului Nord, mai ales că la îndepărtarea de pe coasta Europei spre vest, abaterea săgeții este tot mai crescută. Iată cum însuși X. Columb scrie despre aceasta într-o scrisoare către regelui Ferdinand al Spaniei și reginei Isabella despre rezultatele călătoriei sale: „În timp ce navigam din Spania în India, am constatat că imediat după ce am trecut 100 de leghe (aproximativ 400 de mile) de la Azore, cele mai mari schimbări au venit pe cer, în stele... S-a dovedit... că acele busolei, care anterior deviaseră spre nord-est, au început să devieze un sfert întreg spre nord-vest... Pe măsură ce am s-a deplasat înainte și a urcat (adică ridicarea deasupra ecuatorului spre nord) - săgețile deviază din ce în ce mai mult spre nord-vest, iar această creștere provoacă perturbări în cursul circular al Stelei Polare și al Gardienilor. Cu cât mă apropiam de ecuator, cu atât s-au ridicat mai sus și s-au observat mai multe schimbări în poziția stelelor și a cercurilor pe care le descriu.

O indicație a abaterii acului magnetic de la meridianul geografic, numită declinație, a apărut pentru prima dată pe hărțile geografice ale lui Andrei Bianchi în 1436 și pentru prima dată, așa cum am observat deja, a fost menționată de un om de știință chinez al secolul al XI-lea. Shen Gua. De asemenea, se crede că navigatorul S. Cabot (1475-1557) a cunoscut și declinația. Meritul lui X. Columb nu este în descoperirea secundară a declinației, ci în descoperirea variabilității acesteia și în descoperirea poziției dreptei declinației zero.

Pe lângă descoperirea „oficială” a Americii X. Columb, secolele XV și XVI. bogat în alte descoperiri geografice majore.

În 1488, navigatorul portughez B. Dias (1450-1500) a fost primul care a ajuns în vârful sudic al Africii, după ce a descoperit Capul Bunei Speranțe. Expediția lui Vasco da Gama în 1497-1499. a pavat pentru prima dată ruta maritimă din Europa către țările din Asia de Sud. Originar din Florența, Amerigo Vespucci a explorat coasta de est a Americii de Sud, numind-o Lumea Nouă (1501 - 1502). Spaniolii, condusi de Nunez de Balboa, au traversat Istmul Panama si au ajuns in Oceanul Pacific (1513), deschizand intreaga coasta a Golfului Mexic. În 1519-1521. F. Magellan și asociații săi au făcut prima circumnavigare a lumii, deschizând strâmtoarea dintre America de Sudși arhipelagul Țara de Foc și a traversat Oceanul Pacific pentru prima dată.

Cârmacii lui Magellan aveau douăsprezece busole la dispoziție. Conform descrierilor istoricilor, cartea de busolă, plantată pe o tijă ascuțită în fundul carcasei, era realizată din cel mai subțire pergament, pe care se aplicau diviziuni. Un ac de fier magnetizat a fost lipit de suprafața inferioară a cardului. Cursul a fost filmat după scara imprimată pe carcasa aparatului. Poziția acului magnetic ar putea fi schimbată sub card pentru a ține cont de declinație. Adevărat, Magellan nu a folosit această comoditate a busolei, deoarece a navigat în mări care nu fuseseră încă explorate. Deoarece cărțile alunecau adesea de pe tije, s-au rupt, iar acele și-au pierdut magnetizarea, armada, conform listei de echipamente, avea treizeci și cinci de ace în stoc.

Magellan în călătoria sa a descoperit că uneori busolele „mint” puternic. Din cauza necunoașterii fenomenului de declinare, Magellan le-a explicat cârmaciilor că flotila, se pare, s-a îndepărtat prea mult de Polul Nord, așa că puterea sa era insuficientă pentru a atrage acul busolei.

Marile descoperiri au contribuit la afluxul de aur și mărfuri în Europa, la dezvoltarea largă a comerțului, la creșterea producției manufacturiere și la îmbunătățirea tehnologiei artizanale. Modul de producție burghez a început să-și croiască drum prin feudurile relațiilor feudale. Tehnologia a început să se dezvolte intens, au apărut invenții. Observațiile și o mulțime de fapte noi necesitau explicații. S-a creat un mediu favorabil pentru dezvoltarea științelor, s-au rupt lanțurile credinței oarbe și ale autorității. Fondatorul materialismului englez F. Bacon a propus o reformă metodă științifică- curățarea minții de iluzii, apelarea la experiență și prelucrarea ei prin inducție, a cărei bază este experimentul. Noua abordare atins și explorat fenomene magnetice.

Capriciile săgeții călăuzitoare și tragediile navelor de fier

Începutul studiilor sistematice asupra magnetismului Pământului și a comportamentului acului magnetic poate fi urmărit încă din 1544, când pastorul Catedralei Sf. Sebald din Nürnberg, Georg Hartmann, într-o scrisoare adresată ducelui Albert al Prusiei, a relatat observațiile sale. a fenomenelor magnetice. El a observat că magnetul tinde nu numai să-și stabilească lungimea pe direcția nord-sud, ci și că capătul nordic tinde să se scufunde. În același loc, G. Hartmann a propus ca polul orientat spre nord al unui magnet să fie numit pol sudic și invers.

În 1576, R. Norman a observat că, dacă săgețile echilibrate cu grijă, după ce au fost magnetizate, sunt atârnate liber de un fir, acestea se abat de la orizont, coborând cu capătul nordic în jos. El a decis să studieze acest fenomen și, după o serie de experimente, a descoperit că înclinația magnetică este trăsătură caracteristică magnetismul terestru și că unghiul de înclinare este diferit la diferite latitudini. Ei au facut aparat de masurare a inclinatiei - inclinator și au fost determinate valorile unghiului de înclinare la diferite latitudini. R. Norman a descris rezultatele observațiilor și experimentelor sale în broșura „The New Attractor”, publicată în 1581.

Observațiile lui G. Hartmann și R. Norman au atras atenția oamenilor de știință asupra studiului fenomenelor magnetice.

Unul dintre primii oameni progresivi care a stat la originile unei noi viziuni științifice asupra lumii, care a opus experiența, analiza practicii sociale, generalizările științifice și experimentele sistematice scolasticii și teologiei medievale, a fost fizicianul și medicul englez William Gilbert (1540-1603). . În 1600, a publicat la Londra o carte Despre Magnet, Corpuri Magnetice și Marele Magnet, Pământul. O nouă fiziologie, dovedită prin multe argumente și experimente”, care a devenit prima adevărată munca stiintifica despre magnet.

W. Gilbert s-a născut în orașul Colchester, Essex, în familia unui judecător. După ce a primit o educație excelentă la St. John's College din Cambridge și la Universitatea Oxford, a primit în 1560 o diplomă de licență, iar în 1569 un doctor în medicină. Multă vreme a fost angajat în practica medicală și, ca medic talentat, a fost numit medic al Reginei Elisabeta a Angliei. Pe lângă medicină, Gilbert a studiat bine chimia, astronomia, s-a familiarizat cu meșteșuguri și fierărie. A fost angajat în magnetism timp de 18 ani, petrecându-și tot timpul liber și banii pe el.

Nimeni nu a putut răspunde la întrebări: de ce acul magnetic indică nordul, ce forță îl face să se așeze în direcția meridianului, de unde au venit declinația și înclinarea, de ce se schimbă și cum. Gilbert era familiarizat cu faimoșii navigatori și călători F. Drake, T. Cavendish și alții.Poate că i-au pus aceste întrebări și, în timp ce lucra la carte, omul de știință a urmărit nu numai un scop pur științific, ci și practic - să beneficieze navigatori, pentru care busola a devenit un instrument de navigație esențial. Gilbert a ridiculizat ideile medievale despre magnetism, care erau de natură mistică, le-a numit dăunătoare și absurde. Și a subliniat mai ales că astfel de idei s-au format printre predecesorii săi din cauza neglijării experienței și a experimentului, care sunt „adevăratele fundații ale filozofiei Pământului”.

Omul de știință însuși a efectuat un număr mare de experimente cu săgeți magnetice și magneți sferici, similare figurii sferice a Pământului, - „pământuri”, sau terrells (din latină terra - pământ). El a plasat ace magnetice pe „pământ” și a monitorizat comportamentul acestora, adică a studiat efectul „pământului” asupra acului magnetic în diferite puncte de pe suprafața acestuia. A reușit astfel să contureze poziția polilor magnetici, a paralelelor și a ecuatorului. Aceste experimente l-au condus la concluzia că un magnet sferic nu este altceva decât o mică copie (model) a Pământului. Aceasta înseamnă că Pământul este compus în principal din piatră magnetică și este un magnet mare și, prin urmare, are toate proprietățile sale - atrage magneți, îi direcționează, are poli sub forma anumitor zone etc. Această presupunere genială a omului de știință a deschis cale de cercetare ulterioară: posibilitatea de a considera dintr-un punct de vedere toate fenomenele de magnetism terestru.

Gilbert a fost primul care a explicat științific fenomenul de atracție și repulsie între magneți, s-a apropiat de definiția conceptului de câmp magnetic al Pământului („sfera de acțiune”), a stabilit efectul încălzirii asupra unui corp magnetizat, capacitatea de a o foaie de fier pentru a proteja parțial spațiul atât de acțiunea oricărui magnetism, cât și de acțiunea câmpurilor magnetice ale pământului. El a fost primul care a separat fenomenele electrice de cele magnetice. El a arătat că atracția chihlimbarului și a unui magnet sunt de altă natură. De atunci, fenomenele magnetice și electrice au fost studiate separat.

Hilbert a făcut o greșeală în evaluarea cauzelor declinației. El credea că motivul abaterii acului magnetic de la direcția meridianului geografic nu era în pozițiile diferite ale polilor geografici și magnetici (în opinia sa, polii geografici și magnetici coincid), ci în compoziție diferită pământ solid pe uscat și sub mări. În plus, Gilbert credea că declinarea acului magnetic pentru fiecare locație geografică specifică rămâne întotdeauna constantă și poate fi folosită pentru a determina poziția vasului. Această concepție greșită s-a datorat lipsei de material statistic și de observații experimentale la momentul scrierii cărții, precum și abaterilor de la cerințele predicate de el de a se baza doar pe rezultatele faptelor și observațiilor. Studiind înclinația numai în regiunea Londrei, Gilbert a atras totuși atenția asupra variabilității acesteia cu latitudinea și asupra schimbării semnului înclinării la trecerea dintr-o emisferă în alta, adică a dezvăluit toate trăsăturile principale ale acestui fenomen.

Nu în toate aspectele, Hilbert a arătat idei teoretice clare - nu a fost capabil să se disocieze complet de natura mistică a explicațiilor unui număr de fenomene bazate pe premisa că totul este cauzat de sufletul unui magnet. Cu toate acestea, semnificația operei sale este enormă - a deschis o nouă etapă materialistă în dezvoltarea științei naturii, a pus bazele unei abordări strict științifice a studiului fenomenelor fizice în general și magnetismului în special, A.N. timpul său și a avansat doctrina magnetismului, se poate vedea din faptul că timp de aproape două secole nu s-a adăugat nimic esențial acestei doctrine care să nu fie în cartea lui Hilbert și care să nu fie nici o repetare, nici o dezvoltare a ceea ce a făcut el.

Fizicianul 3. Wright în prefața cărții „On the Magnet” l-a numit pe bună dreptate pe Hilbert „părintele filosofiei magnetului”. După ce a revizuit cartea, Galileo l-a declarat pe Hilbert „în așa măsură încât provoacă invidie”. Lucrările lui Gilbert nu doar că au dat un impuls studiului magnetismului Pământului și influenței acestuia asupra busolei magnetice, dar au trezit și o nouă abordare științifică bazată pe cercetări experimentale.

Marinarii au început în special să se îngrijoreze de fenomenele de neînțeles asociate cu declinația. Călătoriile pe distanțe lungi și observațiile lui au adus din ce în ce mai multe fapte despre diferența lui în diferite domenii. Pentru a-i stabili modelele, căpitanii au fost însărcinați cu datoria de a efectua observații speciale. Maeștrii implicați în fabricarea busolelor au început să ia în considerare declinația prin deplasarea cardului în raport cu axele longitudinale ale magneților. Am încercat să fac altele și cărți. Cu toate acestea, din cauza lipsei de claritate cu privire la natura modificărilor sale în tari diferite iar orașele au făcut-o altfel.

De exemplu, în orașele din Marea Baltică și Olanda, abaterea liniei cardului de la axele longitudinale ale magneților s-a făcut egală cu 3/4 din rumba (cartea a deviat spre vest); în Anglia, Spania, Portugalia și Franța, acest unghi era egal cu 1/2 rumba, pentru înotul până în Rusia se stabileau 2/3 rumba. Fabricarea busolelor ținând cont de diverse declinații, măsurătorile brute ale declinațiilor au dus la erori mari. Nevoile navigației au necesitat un studiu profund al acestui fenomen, al naturii și distribuției sale. Primele indicii ale declinațiilor a patruzeci și două de locuri de pe glob sunt cuprinse în cartea fizicianului olandez Simon Steven „Finding Harbors” (1590), iar primele măsurători speciale pe mare datează din secolul al XV-lea. În timpul unei călătorii în Indiile de Est (1538-1541), navigatorul francez Jean de Castro a făcut observații de declinare în patruzeci și trei de puncte geografice. În 1634, profesorul german Kircher a întocmit un catalog care includea deja aproximativ 500 de declinări la suprafața apei.

În 1694, o întreagă escadrilă de nave engleze a fost distrusă din cauza unui calcul inexact al declinației din apropierea stâncilor din Gibraltar. Acest lucru a forțat Amiraalitatea Britanică să echipeze o expediție specială cu sarcina de a „găsi o regulă pentru determinarea declinării busolei”, numindu-l pe astronomul Edmund Halley ca lider și căpitan al navei „Paramoor Pink”. Rezultatul călătoriei sale de trei ani a fost publicat în 1702 hărți ale declinației magnetice, care pentru mulți ani următori au servit ca ghid de încredere pentru navigatori. Cu cercetările sale, Halley a respins afirmația lui Hilbert că lângă coasta mării sau oceanului, acul magnetic ar trebui să se întoarcă spre pământ.

Odată cu expediția lui Halley, au început lucrările sistematice privind studiul câmpului magnetic al mărilor și oceanelor. În 1635, Gellirant, după ce a trecut în revistă observațiile de declinare din Londra pe parcursul a 54 de ani, a constatat că aceasta își schimbă amploarea în timp. Același lucru a fost remarcat și de oamenii de știință polonezi Piotr Kruger (1580-1639) și Jan Hevelius (1611-1686), observând declinul la Gdansk timp de mulți ani. În 1772, artistul englez G. Graham a observat atât variabilitatea zilnică a declinației, cât și schimbările neregulate numite furtuni magnetice. A apărut nevoia de a efectua observații continue în diferite regiuni ale globului și de a crea observatoare magnetice speciale. Astfel de observatoare au fost create în Canada, pe insula Sf. Elena, pe Capul Bunei Speranțe și pe coasta golfului Van Diemen.

În Germania s-a format o „uniune magnetică”, care a organizat observații în Göttingen, Berlin, München și alte orașe.

Navigatorul Dupeyre a urmărit locația ecuatorului magnetic pe tot globul, a stabilit exploratorul polar James Ross poziție geografică polii magnetici nord (1831) și sud (1841), care au confirmat cele spuse încă din secolul al XV-lea. Cartograful flamand G. Mercator (1512-1594) a ghicit că „polul magnetic nu este acolo unde se află polul Pământului”. Doctrina câmpului magnetic al Pământului a fost îmbogățită și de oameni de știință proeminenți precum S. Coulomb, K. F. Gauss, A. Humboldt, W. Weber, G. X. Oersted și alții.

O mare lucrare privind studiul magnetismului terestru a fost efectuată și în patria noastră. Măsurătorile declinației în Rusia au început deja în secolul al XVI-lea. Din 1556, acestea au fost efectuate la gura Pechora, pe insulele Vaygach și Pamant nou, în regiunea Kholmogor și în alte locuri, iar din 1580 pe Marea Caspică. V. Bering, G. A. Sarychev, I. F. Kruzenshtern, Yu. F. Lisyansky, O. E. Kotzebue și alți navigatori ruși au fost implicați în observațiile declinării magnetice în călătoriile lor. În Marea Caspică și Marea Baltică, N. L. Pușchin și M. A. Rykachev au făcut o mare lucrare, în Marea Albă de Maidel și în Marea Neagră de Dikov.

O contribuție semnificativă la doctrina magnetismului și formarea teoriei sale matematice a fost adusă de remarcabilii oameni de știință ruși L. Euler (1707-1783), F. Aepinus (1724-1802) și alții.Dar acul magnetic a fost „capricios”. nu numai din cauza declinaţiei.

În 1666, hidrograful francez Denis a observat că busola arată diferit în diferite locuri de pe navă, dar acest lucru nu a fost dat. de mare importanta, hotărând că Denis a făcut o greșeală în observațiile sale.

După 100 de ani, astronomul Wallace, care l-a însoțit pe Cook în expediția sa, a găsit și el diferențe în citirile busolei în același loc pe diferite nave și, după ce a făcut observatii astronomice, a atras atenția asupra faptului că în același loc geografic amploarea declinației se dovedește a fi diferită în cursuri diferite. Wallace s-a convins că există o abatere variabilă a acului busolei de la meridianul magnetic de pe navă, numită mai târziu deviere , deși nici el, nici alți oameni de știință din acea vreme nu au putut da motivele acestui fenomen. Abia în 1794, Downey, navigatorul flotei engleze, și-a exprimat „premoniția” că motivul abaterii busolei a fost montura de fier, care a fost din ce în ce mai folosită la construcția navelor cu pânze: „Sunt convins că fierul conținut în navele are o mare influență asupra acului magnetic: cu siguranță îl atrage spre sine, pentru că multe experimente au arătat că busola, fiind plasată în locuri diferite pe navă, în fiecare dintre ele are o direcție diferită.

În a doua jumătate a secolului al XVIII-lea, căpitanul flotei daneze Levenern a demonstrat experimental schimbarea abaterii busolei de la o schimbare a poziției tunurilor navei.

Necunoașterea legilor influenței fierului asupra busolei a dus adesea la incidente.Așadar, J. Cook a păstrat o cheie de fier într-un chir, iar faimosul căpitan Bligh a păstrat un pistol. Uneori, chiar și o pălărie melon a fost turnată din fier, ceea ce, desigur, a dus la eșec complet.

Primele observații serioase și sistematice ale abaterii au fost făcute de navigatorul englez, exploratorul Australiei și Tasmaniei Matthew Flinders (1774-1814). În timpul expediției din 1801, el, făcând determinări sistematice ale declinației folosind două busole, a descoperit că, în emisfera nordică, capătul nordic al acului busolei era atras de o forță necunoscută la prova navei, iar în emisfera sudica- spre pupa.

Analizând rezultatele obținute, Flinders a ajuns la concluzia că cauza abaterii este fierul navei, care, odată cu schimbarea latitudinii, și-a schimbat magnitudinea și polaritatea magnetismului sub influența câmpului magnetic al Pământului. Întrucât cea mai mare parte a fierului navei era în stâlpi, adică stâlpi verticali care susțin puntea unui vas de lemn, faimosul navigator a venit cu ideea de a elimina abaterea prin plasarea unei bare verticale de fier lângă busola, care este încă. folosit până astăzi sub numele flindersbar.

În plus, potrivit lui Flinders, abaterea ar putea fi redusă semnificativ prin alegerea unui astfel de loc pentru instalarea busolei, unde influența fierului ar fi echilibrată.

De asemenea, a dezvoltat prima regulă pentru determinarea abaterii în patru puncte și calcularea abaterii pentru punctele intermediare de la aceste observații.

Materialul de cercetare al lui Flinders aproape a pierit. Când s-a întors în patria sa din Anglia, echipajul navei sale „Cumberland” a fost capturat în Port Louis (insula Mauritius) de francezi, care sunt în război cu Anglia pentru stăpânirea în Oceanul Indian, toate jurnalele, hărțile și hărțile navei sale. jurnalele au fost confiscate. Abia după aproape un an a reușit, împreună cu doi englezi eliberați, să trimită președintelui Societății Regale din Londra o hartă a Terrei Australis care conținea o descriere a descoperirilor și cercetărilor sale și o notă despre magnetismul navelor.

Cercetările lui Flinders au fost de mare interes pentru Amiraalitatea engleză, care a apreciat importanța lor pentru siguranța navigației, iar în curând observațiile lui Flinders au fost testate pe cinci nave special dedicate. Rezultatele obținute au confirmat în mare măsură corectitudinea concluziilor navigatorului englez și, în același timp, au ridicat o serie de noi întrebări.

În 1815-1817. în timp ce naviga în largul coastelor Groenlandei și Svalbardului, balenierul și navigatorul scoțian, iar mai târziu teologul și omul de știință William Scoresby (1789-1857.), au descoperit că la latitudini mari abaterea crește mult mai repede decât a prezis Flinders. El a sugerat că acest lucru se întâmplă din două motive: de la o creștere a atracției fierului navei și de la o scădere a „forței de atracție” care menține acul magnetic în meridianul magnetic. La aceleași concluzii a ajuns și căpitanul Sabin, mai târziu general, președinte al Societății Regale din Londra, care a participat în 1818-1824. în expedițiile polare ale lui John Ross (1777-1856) pentru a găsi Pasajul de Nord-Vest din Oceanul Atlantic la Liniște. Observațiile au arătat că abaterea în Golful Baffin ajunge la 60°, în timp ce, conform teoriei lui Flinders, nu ar trebui să depășească 15° la aceste latitudini. A devenit clar că regulile de determinare a abaterii elaborate de Flinders erau departe de a fi perfecte, era necesar să se caute dependențe matematice mai stricte, altfel marinarii nu puteau evita mari necazuri.

Problemele de abatere i-au interesat atât de mult pe Scoresby și pe Sabin încât ambii și-au dedicat viața studiului magnetismului navelor, iar numele lor și-au luat locul cuvenit printre oamenii de știință magnetici. Oameni de știință proeminenți precum Thomas Jung, celebrul matematician francez Simon Denis Poisson, astronomul regal englez George Erie, avocatul și matematicianul Archibald Smith și alții s-au apucat de asemenea de studiul motivelor abaterii.

T. Jung este creditat cu descoperirea în anii 20. a secolului trecut, împărțirea fierului marin în dur magnetic și moale, adică în fier care păstrează constant magnetismul odată dobândit și fier care își schimbă sau își pierde magnetismul sub influența unui câmp extern care îl înconjoară. El a arătat, de asemenea, că magnetismul permanent al fierului solid provoacă o abatere de natură semicirculară, adică își schimbă semnul de două ori atunci când cursul se schimbă cu 360 °, iar magnetismul excitat într-un fier moale vertical provoacă o abatere de natură cvadruplă, adică. , își schimbă semnul de patru ori când se schimbă cursul la 360°.

Pentru a combate deviația, a fost necesar să se dea o descriere matematică strictă a tuturor fenomenelor asociate acesteia. Primii pași în această direcție au fost făcuți de profesorul Academiei de Științe din Paris S. Poisson (1781-1840). Fiind angajat în mecanica teoretică și cerească și fizica matematică, S. Poisson a devenit interesat de problema complicată a deviației, realizând importanța rezolvării acesteia pentru navigație. În 1824 a publicat două lucrări despre teoria matematică a magnetismului excitat și aplicarea acesteia atunci când fierul moale este distribuit simetric pe ambele părți ale liniei centrale a unei nave. În 1829, S. Poisson a derivat ecuațiile de echilibru pentru un ac magnetic sub acțiunea câmpului magnetic al Pământului și a fierului navei, care au stat la baza teoriei deviației. Cu toate acestea, ecuațiile lui S. Poisson nu exprimau o relație directă între abatere și direcția navei, erau greu de înțeles de către marinari și nu puteau fi utilizate direct în practică. La navele din lemn cu fixare din fier, abaterea nu era încă atât de mare, iar navigatorii experimentați au reușit să o reducă cu ajutorul barelor de fier și magneților. Condițiile de utilizare a busolei magnetice s-au schimbat complet odată cu începutul construcției de nave din fier. În 1815, o navă cu aburi cu o țeavă de fier, construită la Sankt Petersburg la șantierul naval K. Byrd, a deschis zboruri regulate între Sankt Petersburg și Kronstadt. În 1818, motorul cu abur Savannah a traversat Atlanticul pentru prima dată. În 1819, în Scoția a apărut primul vas maritim de fier - vasul de coastă Wilken. La 20 aprilie 1822, a fost testată prima navă de fier cu un motor cu abur „Abraham Menby”. Și, în cele din urmă, în 1853, a avut loc așezarea solemnă a uriașei nave metalice cu aburi Great Eastern - un „miracol al secolului al XIX-lea” cu o deplasare de aproximativ 30 de mii de tone, echipat cu multe mecanisme, instrumente, dispozitive și sisteme. Într-un astfel de mediu, acul magnetic al busolei a devenit destul de inconfortabil și a deviat din ce în ce mai mult de la meridian.

Din cauza erorilor de stabilire a cursului, catastrofele au devenit mai frecvente, ducând la pierderea de oameni, mărfuri și nave. Deci, o singură Anglia la mijlocul secolului al XIX-lea. a pierdut aproximativ cinci sute de nave pe an. Marinarii nu se mai puteau baza în întregime pe busolă. A fost necesar să se caute urgent măsuri eficiente de combatere a abaterii. În caz contrar, dezvoltarea în continuare a construcțiilor de nave din fier ar putea încetini.

La conducerea Amiralității engleze în anii 1830. se efectuează o serie de noi studii pe nave de fier. Au fost prezenți căpitanul E. Johnson (pe vasul „Harry Quen”) și J. Erie (pe navele „Rainbow” și „Ironsides”). Johnson a descoperit că corpul unei nave de fier, deja în timpul construcției, capătă magnetism permanent, acționând asupra unui ac magnetic ca un magnet permanent. J. Erie, folosind ecuațiile lui S. Poisson, a dezvoltat și testat pe nave metode de eliminare a abaterii: semicirculare - folosind magneți longitudinali și transversali înșurubati în imediata apropiere a busolei pe punte, și sfert - prin plasarea fierului moale în apropierea busolei (cutii cu lanțuri) . În acest caz, locația magneților a fost determinată empiric. Deși metoda a făcut posibilă eliminarea abaterii nu pe orice curs al navei, ci numai pe punctele principale și sferturi, acesta a fost un pas semnificativ înainte. Metoda lui Airy a început să fie utilizată pe scară largă în flota comercială. La armată, precaut fiind, s-a abținut să-l introducă.

În 1840, un comitet special de busolă a fost numit de către Amiraalitatea Engleză, care includea specialiști autorizați precum căpitanul E. Johnson (președinte), exploratorul polar J. Ross și generalul Sabin. În același an, la Woolich, lângă Londra, a fost înființat Observatorul Compass pentru a testa busolele, a determina abaterea și a efectua toate studiile necesare privind utilizarea acestora.

Ocupându-se de busole magnetice, generalul Sabin îl angajează pe prietenul său avocat Archibald Smith să rezolve problemele deviației. Merită să cunoaștem mai bine această personalitate strălucitoare.

A. Smith s-a născut la Glasgow în 1813. După o absolvire strălucită a universității, a plecat la Londra, unde s-a dedicat practicii dreptului, deși avea o înclinație deosebită pentru matematică și fizică. Nevoia de a întreține o familie numeroasă a cerut lui Smith o muncă continuă ca avocat, așa că a început să se angajeze în studiile sale preferate de matematică de la miezul nopții. El purta în mod constant note despre abatere cu el și se întorcea la ele în fiecare minut liber, oriunde s-ar fi aflat. „Gândește-te câte vieți pot fi salvate!” i-a spus unui prieten care i-a reproșat că a suprasolicitat.

A. Smith a fost capabil să simplifice ecuațiile Poisson și să le transforme într-o formă convenabilă pentru calcularea abaterii pe orice curs de la observații la 8, 16 sau 32 de puncte egal distanțate. Dezvoltând prevederile teoretice ale lui Poisson, A. Smith a arătat dependența abaterii de coeficienți constanți, ale căror valori, la rândul lor, depind de locația busolei pe navă, de magnetismul permanent și de capacitatea fierului navei de a menține magnetismul dobândit. Rezultatele cercetărilor lui Smith au fost publicate în 1843, 1844 și 1846. Note filozofice ale Societății Regale din Londra.

În 1851, A. Smith a propus forme tabelare pentru calcularea abaterii, care au fost recomandate de către Amiraltate tsya utilizat în Marina Regală. Tratându-se cu problemele deviației călcâiului, a cărei explicație a fost dată pentru prima dată de Evans, A. Smith a derivat expresii matematice pentru calculul său și a propus să distrugă această abatere cu un magnet vertical, a cărui distanță de la card a fost determinată empiric pe ţărm. Mai târziu, A. Smith a participat activ la revizuirea instrucțiunilor Amiralității privind utilizarea busolelor magnetice. Pentru această lucrare, Consiliul Lorzilor Amiralității i-a acordat un ceas de aur cu inscripția: „De la Consiliul Lorzilor Amiralității, către Archibald Smith, F.R.S., în apreciere pentru investigațiile sale matematice privind deviația busolei, 1862. "

Pentru servicii deosebite aduse navigației, Societatea Regală din Londra i-a acordat lui Smith o mare medalie de aur, iar regina Angliei ia acordat o pensie de 2.000 de lire sterline „pentru cercetări importante în interesul Angliei și al întregii lumi”. Academia de Științe din Petersburg l-a ales ca membru corespondent. La 22 septembrie 1868, Consiliul Comercianților Englez a emis un manual pentru monitorizarea în fiecare port de către „gardnici” speciali a instalării corecte a busolei pe nave și a stabilirii abaterii. Pe baza acestor reguli, nici o singură navă nu ar putea pleca pe mare dacă „supraveghetorul” nu a certificat abaterea busolei navei care i-a fost prezentată. Fiecare navă, în plus, trebuia să aibă mijloace pentru a verifica abaterea busolelor pe mare, adică să aibă radiogoniopi aranjate cu busole sau separat.

Cu toate acestea, în ciuda măsurilor luate, navele au continuat să moară. Deci, în 1853-1854. în împrejurări misterioase, unul după altul, au pierit șase bărci cu aburi, considerate cele mai mari la acea vreme, printre care și cea mai nouă navă de pasageri din oțel „Taylor” cu o deplasare de 2000 de tone. După ce a părăsit Liverpool, nava a fost prinsă de o furtună puternică și s-a izbit de stâncile de pe coasta Scoției. Ancheta a arătat că cauza dezastrului a fost o eroare mare în busola magnetică (până la 45 °), prin care căpitanul conducea nava. Această împrejurare i-a nedumerit pe specialiști - până la urmă, înainte de a pleca la mare, abaterea a fost determinată și distrusă de busolă conform metodei Erie și aparatul a fost verificat cu atenție. Potrivit multor istorici maritim, celelalte cinci nave au fost victimele determinării incorecte a cursului. Președintele Societății Regale i-a scris secretarului de Comerț al Angliei: „Se poate presupune fără îndoială că recenta scufundare a unor aburi de fier s-a datorat citirilor incorecte ale busolei”.

A devenit clar că busola, chiar și după distrugerea abaterii, apar erori, a căror natură și modelele schimbării nu au fost încă cunoscute. La o ședință extraordinară a Asociației Britanice pentru Avansarea Științei, dedicată analizei cauzelor morții navelor, W. Scoresby a făcut o declarație senzațională, pe atunci deja autorul a numeroase lucrări despre magnetism, un bine- om de știință cunoscut și recunoscut în întreaga lume. El a afirmat că motivul scufundării navelor a fost schimbarea magnetismului navei sub influența șocurilor și vibrațiilor valurilor în timpul unei furtuni, la fel cum o fâșie de fier își schimbă starea magnetică sub lovituri de ciocan.

Potrivit lui Scoresby, fierul navei nu poate fi împărțit doar în dur magnetic și moale, există încă o stare intermediară a fierului care își poate schimba magnetismul în timp sub influența mediu inconjurator. Aceste concluzii au dus la confuzia experților și navigatorilor. Cum să fii? Deci metoda lui Eri nu funcționează? Și, în general, ce este mai bine: să distrugi abaterea sau să o determine conform tabelelor Smith cu contabilizarea ulterioară în timpul procesului de înot? A izbucnit o dispută pe termen lung, care era destinată să fie rezolvată de oamenii de știință ruși.

Rezumat pe tema:

„Busola, istoria descoperirii sale”

Efectuat:

Elevul 8 clasa „B”.

MOU "SOSH" №90

Brusova Anna.

Verificat:

Valentina Vasilievna Pchelintseva

Hrisostom 2010

BUSOLĂ, un dispozitiv pentru determinarea direcțiilor orizontale pe sol. Este folosit pentru a determina direcția în care se deplasează marea, aeronava, vehiculul terestre; direcția în care merge pietonul; indicații către un obiect sau reper. Compasele sunt împărțite în două clase principale: busole magnetice, cum ar fi săgețile, care sunt folosite de topografi și turiști, și nemagnetice, cum ar fi girobusola și busola radio.

BUSOALA MARITIMA SPANIOLĂ, 1853

Card de busolă. Pentru a determina direcțiile în busolă, există un card (Fig. 1) - o scară circulară cu 360 de diviziuni (corespunzând la un grad unghiular fiecare), marcată astfel încât numărătoarea inversă să fie de la zero în sensul acelor de ceasornic. Nordul (nord, N sau C) corespunde de obicei la 0, est (est, O, E sau B) - 90, sud (sud, S sau S) - 180, vest (vest, V sau Z) - 270. Acestea sunt principalele puncte de busolă (țările lumii). Între ele sunt puncte „sferturi”: nord-est sau nord-est (45), sud-est sau sud-est (135), sud-vest sau sud-vest (225) și nord-vest sau NV (315). Între principal și sfert sunt 16 puncte „principale”, cum ar fi nord-nord-est și nord-nord-vest (au fost odată încă 16 puncte, cum ar fi „nord-umbră-vest”, numite simplu puncte) .

BUSOLA MAGNETICĂ

Principiul de funcționare.În dispozitivul care indică direcția, trebuie să existe o direcție de referință, din care să fie numărate toate celelalte. Într-o busolă magnetică, această direcție este linia care leagă Polul Nord și Polul Sud al Pământului. În această direcție, tija magnetică se stabilește singură dacă este suspendată astfel încât să se poată roti liber în plan orizontal. Cert este că în câmpul magnetic al Pământului, o pereche de forțe rotative acționează asupra tijei magnetice, punându-l în direcția câmpului magnetic. Într-o busolă magnetică, rolul unei astfel de tije este jucat de un ac magnetizat, care, atunci când este măsurat, el însuși este așezat paralel cu câmpul magnetic al Pământului.

Busolă săgeată. Acesta este cel mai comun tip de busolă magnetică. Este adesea folosit într-o versiune de buzunar. Busola săgeată (Fig. 2) are un ac subțire magnetic montat liber la mijlocul său pe o axă verticală, ceea ce îi permite să se rotească într-un plan orizontal. Capătul de nord al săgeții este marcat și un card este fixat coaxial cu acesta. La măsurare, busola trebuie ținută în mână sau montată pe un trepied, astfel încât planul de rotație al săgeții să fie strict orizontal. Apoi capătul nordic al săgeții va indica polul nord magnetic al pământului. O busolă adaptată pentru topografi este un dispozitiv de stabilire a direcției, adică. instrument de măsurare a azimutului. De obicei este echipat cu o lunetă, care este rotită până când este aliniată cu obiectul dorit, pentru a citi apoi azimutul obiectului de pe card.

Busolă lichidă. Busola lichidă, sau busola cu card plutitor, este cea mai precisă și mai stabilă dintre toate busolele magnetice. Este adesea folosit pe nave și, prin urmare, este numit navă. Modelele unui astfel de compas sunt variate; într-o variantă tipică, este o „oală” umplută cu lichid (Fig. 3), în care pe o axă verticală este fixată un card de aluminiu. Pe părțile opuse ale axei, o pereche sau două perechi de magneți sunt atașate la partea de jos a cardului. În centrul cardului există o proeminență semisferică goală - un plutitor care slăbește presiunea pe suportul axei (când vasul este umplut cu lichid de busolă). Axa cardului, trecută prin centrul flotorului, se sprijină pe un lagăr de piatră, de obicei din safir sintetic. Rulmentul axial este fixat pe un disc fix cu o „linie de direcție”. Există două găuri în partea de jos a vasului prin care lichidul poate revărsa în camera de expansiune, compensând schimbările de presiune și temperatură.

Orez. 3. BUSOLA LICHID (NAVĂ), cea mai precisă și stabilă dintre toate tipurile de busolă magnetică. 1 - orificii pentru revarsarea lichidului busolei atunci cand acesta se extinde; 2 - dop de umplere; 3 - rulment axial de piatra; 4 - inelul interior al cardanului; 5 - un card; 6 - capac de sticla; 7 – marcator de cap; 8 - axa cardului; 9 - plutitor; 10 – disc de linie de curs; 11 – magnet; 12 - pălărie melon; 13 - camera de expansiune.

Cardul plutește pe suprafața lichidului busolei. Lichidul, de asemenea, calmează vibrațiile cardului cauzate de rulare. Apa nu este potrivită pentru busola unei nave, deoarece îngheață. Se folosește un amestec de alcool etilic 45% cu 55% apă distilată, un amestec de glicerină cu apă distilată sau un distilat de petrol de înaltă puritate.

Pălăria melon a busolei este turnată din bronz și este echipată cu un capac de sticlă cu un sigiliu care exclude posibilitatea de scurgere. În partea superioară a bowlerului este fixat un inel de azimut sau de stabilire a direcției. Vă permite să determinați direcția către diferite obiecte în raport cu cursul vasului. Bowler-ul compas este fixat în suspensia sa pe inelul interior al balamalei universale (cardan), în care se poate roti liber, menținând o poziție orizontală, în condiții de tanare.

Busola de melon este fixată astfel încât săgeata sau marcajul său special, numită linia de curs, sau o linie neagră, numită linia de curs, să îndrepte spre prova navei. Când direcția navei se schimbă, cardul busolei este ținut în loc de magneți, care își mențin invariabil direcția nord-sud. Deplasând marcajul sau linia cursului în raport cu cardul, puteți controla modificările cursului.

COMPAS LICHID

CORECTAREA BUSOLEI

Corecția busolei este abaterea citirilor sale de la nordul adevărat (nordul). Cauzele sale sunt deviația acului magnetic și declinația magnetică.

Deviere. Busola indică așa-numitul. busola, și nu la nordul magnetic (polul nord magnetic), iar diferența unghiulară corespunzătoare în direcții se numește abatere. Se datorează prezenței câmpurilor magnetice locale suprapuse câmpului magnetic al Pământului. Câmpul magnetic local poate fi creat de corpul navei, încărcătura, mase mari de minereuri de fier situate în apropierea busolei și alte obiecte. Direcția corectă se obține luând în considerare corecția abaterii în citirile busolei.

Magnetismul navei. Câmpurile magnetice locale create de carena navei și acoperite de conceptul de magnetism al navei sunt împărțite în variabile și constante. Magnetismul variabil al navei este indus în carcasa de oțel a navei de câmpul magnetic al Pământului. Intensitatea magnetismului alternativ al navei variază în funcție de direcția navei și de latitudinea geografică. Magnetismul permanent al navei este indus în timpul construcției navei, când sub influența vibrațiilor cauzate, de exemplu, de operațiunile de nituire, pielea de oțel devine un magnet permanent. Intensitatea și polaritatea (direcția) magnetismului permanent al navei depind de locația (latitudinea) și orientarea carenei navei în timpul asamblarii acesteia. Magnetismul permanent se pierde parțial după ce nava este lansată în apă și după ce a fost în mare agitată. În plus, se schimbă oarecum în timpul „îmbătrânirii” carenei, dar modificările sale sunt reduse semnificativ după ce nava a fost în funcțiune timp de un an.

Magnetismul navei poate fi descompus în trei componente reciproc perpendiculare: longitudinală (față de navă), transversală orizontală și transversală verticală. Abaterile acului magnetic, datorate magnetismului navei, se corectează prin plasarea magneților permanenți în apropierea busolei, paralele cu aceste componente.

Chirurgie. Busola navei este de obicei montată într-o articulație universală pe un suport special numit chin (Fig. 4). Chipul este atașat rigid și sigur de puntea vasului, de obicei pe linia centrală a acestuia din urmă. Magneții sunt, de asemenea, instalați pe chin pentru a compensa influența magnetismului navei și este fixat un capac de protecție pentru busolă cu un iluminator de card intern. Anterior, binacleul a fost realizat sub forma unei figuri din lemn sculptat, dar pe navele moderne este doar un suport cilindric.

Orez. 4. Binnacle, stai pentru busola unei nave. Sferele de sferă și un magnet de curs compensează efectul magnetismului navei. 1 - magnet de curs; 2 – marcator de linie de curs; 3 - capac de protectie; 4 - sfert de sferă; 5 - busolă bowler; 6 - magneți.

Declinație magnetică. Declinația magnetică este diferența unghiulară dintre nordul magnetic și nordul adevărat, datorită faptului că polul nord magnetic al Pământului este deplasat cu 2100 km față de cel adevărat, geografic.

Harta declinatiei. Declinația magnetică variază în timp și de la un punct la altul de pe suprafața pământului. Ca urmare a măsurătorilor câmpului magnetic al Pământului, s-au obținut hărți de declinație, care dau magnitudinea declinației magnetice și rata modificării acesteia în diferite zone. Contururile declinației magnetice zero de pe astfel de hărți, care emană de la polul magnetic nord, se numesc linii agonice sau agoni, iar contururile de declinație magnetică egală se numesc izogonice sau izogoane.

Corecție busola.În prezent, sunt utilizate o serie de metode diferite de contabilizare a corecțiilor busolei. Toate sunt la fel de bune și, prin urmare, este suficient să dam ca exemplu doar unul adoptat de Marina SUA. Abaterile și declinațiile magnetice spre est sunt considerate pozitive, iar spre vest - negative. Calculele se fac după următoarele formule:

Magn. de exemplu.  Comp. de exemplu.  Abatere,

Comp. de exemplu.  Mag. de exemplu.  Declinaţie.

Kozhuhov V.P. si etc. Busole magnetice. M., 1981
Nechaev P.A., Grigoriev V.V. Afaceri cu busolă magnetică. M., 1983
Degterev N.D. Busole magnetice cu săgeți. L., 1984

Rezumat pe tema:

„Busola, istoria descoperirii sale”

Efectuat:

Elevul 8 clasa „B”.

MOU "SOSH" №90

Brusova Anna.

Verificat:

Valentina Vasilievna Pchelintseva

Hrisostom 2010

KOMPAS, un dispozitiv pentru determinarea direcțiilor orizontale pe sol. Este folosit pentru a determina direcția în care se deplasează marea, aeronava, vehiculul terestre; direcția în care merge pietonul; indicații către un obiect sau reper. Compasele sunt împărțite în două clase principale: busole magnetice, cum ar fi săgețile, care sunt folosite de topografi și turiști, și nemagnetice, cum ar fi girobusola și busola radio.

BUSOALA MARITIMA SPANIOLĂ, 1853

Card de busolă. Pentru a determina direcțiile în busolă, există un card (Fig. 1) - o scară circulară cu 360 de diviziuni (corespunzând la un grad unghiular fiecare), marcată astfel încât numărătoarea inversă să fie de la zero în sensul acelor de ceasornic. Nordul (nord, N sau C) corespunde de obicei la 0, est (est, O, E sau B) - 90, sud (sud, S sau S) - 180, vest (vest, V sau Z) - 270. Acestea sunt principalele puncte de busolă (țările lumii). Între ele sunt puncte „sferturi”: nord-est sau nord-est (45), sud-est sau sud-est (135), sud-vest sau sud-vest (225) și nord-vest sau NV (315). Între principal și sfert sunt 16 puncte „principale”, cum ar fi nord-nord-est și nord-nord-vest (au fost odată încă 16 puncte, cum ar fi „nord-umbră-vest”, numite simplu puncte) .

BUSOLA MAGNETICĂ

Principiul de funcționare. În dispozitivul care indică direcția, trebuie să existe o direcție de referință, din care să fie numărate toate celelalte. Într-o busolă magnetică, această direcție este linia care leagă Polul Nord și Polul Sud al Pământului. În această direcție, tija magnetică se stabilește singură dacă este suspendată astfel încât să se poată roti liber în plan orizontal. Cert este că în câmpul magnetic al Pământului, o pereche de forțe rotative acționează asupra tijei magnetice, punându-l în direcția câmpului magnetic. Într-o busolă magnetică, rolul unei astfel de tije este jucat de un ac magnetizat, care, atunci când este măsurat, el însuși este așezat paralel cu câmpul magnetic al Pământului.

Busolă săgeată. Acesta este cel mai comun tip de busolă magnetică. Este adesea folosit într-o versiune de buzunar. Busola săgeată (Fig. 2) are un ac subțire magnetic montat liber la mijlocul său pe o axă verticală, ceea ce îi permite să se rotească într-un plan orizontal. Capătul de nord al săgeții este marcat și un card este fixat coaxial cu acesta. La măsurare, busola trebuie ținută în mână sau montată pe un trepied, astfel încât planul de rotație al săgeții să fie strict orizontal. Apoi capătul nordic al săgeții va indica polul nord magnetic al pământului. O busolă adaptată pentru topografi este un dispozitiv de stabilire a direcției, adică. instrument de măsurare a azimutului. De obicei este echipat cu o lunetă, care este rotită până când este aliniată cu obiectul dorit, pentru a citi apoi azimutul obiectului de pe card.

Busolă lichidă. Busola lichidă, sau busola cu card plutitor, este cea mai precisă și mai stabilă dintre toate busolele magnetice. Este adesea folosit pe nave și, prin urmare, este numit navă. Modelele unui astfel de compas sunt variate; într-o variantă tipică, este o „oală” umplută cu lichid (Fig. 3), în care pe o axă verticală este fixată un card de aluminiu. Pe părțile opuse ale axei, o pereche sau două perechi de magneți sunt atașate la partea de jos a cardului. În centrul cardului există o proeminență semisferică goală - un plutitor care slăbește presiunea pe suportul axei (când vasul este umplut cu lichid de busolă). Axa cardului, trecută prin centrul flotorului, se sprijină pe un lagăr de piatră, de obicei din safir sintetic. Rulmentul axial este fixat pe un disc fix cu o „linie de direcție”. Există două găuri în partea de jos a vasului prin care lichidul poate revărsa în camera de expansiune, compensând schimbările de presiune și temperatură.

Orez. 3. BUSOLA LICHID (NAVĂ), cea mai precisă și stabilă dintre toate tipurile de busolă magnetică. 1 - orificii pentru revarsarea lichidului busolei atunci cand acesta se extinde; 2 - dop de umplere; 3 - rulment axial de piatra; 4 - inelul interior al cardanului; 5 - un card; 6 - capac de sticla; 7 – marcator de cap; 8 - axa cardului; 9 - plutitor; 10 – disc de linie de curs; 11 – magnet; 12 - pălărie melon; 13 - camera de expansiune.

Cardul plutește pe suprafața lichidului busolei. Lichidul, de asemenea, calmează vibrațiile cardului cauzate de rulare. Apa nu este potrivită pentru busola unei nave, deoarece îngheață. Se folosește un amestec de alcool etilic 45% cu 55% apă distilată, un amestec de glicerină cu apă distilată sau un distilat de petrol de înaltă puritate.

Pălăria melon a busolei este turnată din bronz și este echipată cu un capac de sticlă cu un sigiliu care exclude posibilitatea de scurgere. În partea superioară a bowlerului este fixat un inel de azimut sau de stabilire a direcției. Vă permite să determinați direcția către diferite obiecte în raport cu cursul vasului. Bowler-ul compas este fixat în suspensia sa pe inelul interior al balamalei universale (cardan), în care se poate roti liber, menținând o poziție orizontală, în condiții de tanare.

Busola de melon este fixată astfel încât săgeata sau marcajul său special, numită linia de curs, sau o linie neagră, numită linia de curs, să îndrepte spre prova navei. Când direcția navei se schimbă, cardul busolei este ținut în loc de magneți, care își mențin invariabil direcția nord-sud. Deplasând marcajul sau linia cursului în raport cu cardul, puteți controla modificările cursului.

COMPAS LICHID

CORECTAREA BUSOLEI

Corecția busolei este abaterea citirilor sale de la nordul adevărat (nordul). Cauzele sale sunt deviația acului magnetic și declinația magnetică.

Deviere. Busola indică așa-numitul. busola, și nu la nordul magnetic (polul nord magnetic), iar diferența unghiulară corespunzătoare în direcții se numește abatere. Se datorează prezenței câmpurilor magnetice locale suprapuse câmpului magnetic al Pământului. Câmpul magnetic local poate fi creat de corpul navei, încărcătura, mase mari de minereuri de fier situate în apropierea busolei și alte obiecte. Direcția corectă se obține luând în considerare corecția abaterii în citirile busolei.

Magnetismul navei. Câmpurile magnetice locale create de carena navei și acoperite de conceptul de magnetism al navei sunt împărțite în variabile și constante. Magnetismul variabil al navei este indus în carcasa de oțel a navei de câmpul magnetic al Pământului. Intensitatea magnetismului alternativ al navei variază în funcție de direcția navei și de latitudinea geografică. Magnetismul permanent al navei este indus în timpul construcției navei, când sub influența vibrațiilor cauzate, de exemplu, de operațiunile de nituire, pielea de oțel devine un magnet permanent. Intensitatea și polaritatea (direcția) magnetismului permanent al navei depind de locația (latitudinea) și orientarea carenei navei în timpul asamblarii acesteia. Magnetismul permanent se pierde parțial după ce nava este lansată în apă și după ce a fost în mare agitată. În plus, se schimbă oarecum în timpul „îmbătrânirii” carenei, dar modificările sale sunt reduse semnificativ după ce nava a fost în funcțiune timp de un an.

Magnetismul navei poate fi descompus în trei componente reciproc perpendiculare: longitudinală (față de navă), transversală orizontală și transversală verticală. Abaterile acului magnetic, datorate magnetismului navei, se corectează prin plasarea magneților permanenți în apropierea busolei, paralele cu aceste componente.

Chirurgie. Busola navei este de obicei montată într-o articulație universală pe un suport special numit chin (Fig. 4). Chipul este atașat rigid și sigur de puntea vasului, de obicei pe linia centrală a acestuia din urmă. Magneții sunt, de asemenea, instalați pe chin pentru a compensa influența magnetismului navei și este fixat un capac de protecție pentru busolă cu un iluminator de card intern. Anterior, binacleul a fost realizat sub forma unei figuri din lemn sculptat, dar pe navele moderne este doar un suport cilindric.

Orez. 4. Binnacle, stai pentru busola unei nave. Sferele de sferă și un magnet de curs compensează efectul magnetismului navei. 1 - magnet de curs; 2 – marcator de linie de curs; 3 - capac de protectie; 4 - sfert de sferă; 5 - busolă bowler; 6 - magneți.

Declinație magnetică. Declinația magnetică este diferența unghiulară dintre nordul magnetic și nordul adevărat, datorită faptului că polul nord magnetic al Pământului este deplasat cu 2100 km față de cel adevărat, geografic.

Harta declinatiei. Declinația magnetică variază în timp și de la un punct la altul de pe suprafața pământului. Ca urmare a măsurătorilor câmpului magnetic al Pământului, s-au obținut hărți de declinație, care dau magnitudinea declinației magnetice și rata modificării acesteia în diferite zone. Contururile declinației magnetice zero de pe astfel de hărți, care emană de la polul magnetic nord, se numesc linii agonice sau agoni, iar contururile de declinație magnetică egală se numesc izogonice sau izogoane.

Corecție busola. În prezent, sunt utilizate o serie de metode diferite de contabilizare a corecțiilor busolei. Toate sunt la fel de bune și, prin urmare, este suficient să dam ca exemplu doar unul adoptat de Marina SUA. Abaterile și declinațiile magnetice spre est sunt considerate pozitive, iar spre vest - negative. Calculele se fac după următoarele formule:

Magn. de exemplu.  Comp. de exemplu.  Abatere,

Comp. de exemplu.  Mag. de exemplu.  Declinaţie.

LITERATURĂ

Kozhuhov V.P. etc.Busole magnetice. M., 1981
Nechaev P.A., Grigoriev V.V. Busola magnetică. M., 1983
Degterev N.D. Busole magnetice cu săgeți. L., 1984