Историята на създаването на първия магнитен компас датира от векове и все още остава загадка в много моменти. По принцип до нас достигат само изрезки от онези истории, с които може да се свърже появата на първия магнитен компас. Гърция, Китай и Индия претендират за титлата на страната, в която се е появил първият компас, но дори и тук всичко не е толкова просто.
Предлагам да разгледаме заедно информацията, която е достигнала до нас благодарение на щателната работа на историците, въз основа на която ще бъде възможно да се добие представа къде и кога се е появило едно от първите навигационни устройства, което е все още много популярен и се използва както от моряци, така и от аматьори.
Един от "моделите" на стари компаси, който работи добре и днес.
Тъй като изобретяването на магнитния компас е тясно свързано с откриването и изучаването на магнетизма, нашата по-нататъшна история ще разгледа това явление успоредно.
Първият китайски компас
Според някои изследователи древните гърци първи са открили феномена магнетизъм. Има обаче и друга гледна точка, приписваща авторството на откритието на китайците.
Учените, които предпочитат "китайското откритие", се позовават на хроника, направена през третото хилядолетие преди Христа, въпреки че се предполага, че самата магнитна желязна руда (известна още като магнетит) е открита от китайците хилядолетие по-рано.
В аналите, цитирани от учените, се предполага, че китайският император Хуан-ди е използвал компас за навигация по време на битката си. Според друга версия обаче, вместо компас, върху колите му е използвано устройство под формата на колесница, на която миниатюрна човешка фигура показва посоката на юг.
Реконструкция на такава колесница е показана на снимката по-долу:
Тази колесница беше монтирана на превозно средство и свързана с колелата му по такъв начин, че благодарение на настроения скоростен механизъм, когато количката се завърти, колесницата започна да се върти в обратна посока. Така миниатюрна фигурка на мъж в колесница винаги неизменно сочи на юг, независимо от завоя на транспорта. Като цяло, разбира се, тази фигура щеше да се покаже във всяка друга посока: всичко зависи от това къде е насочено първоначално. Самата колесница не можеше да се ориентира към кардиналните точки, както прави стрелката на магнитен компас.
Интересно е, че един от първите китайски компаси, който представлявал лъжица, изработена от магнитен материал и въртяща се върху гладка дъска, се използвал не по предназначение, а в магически ритуали за предсказания. Това използване на магнит се случва през третото хилядолетие пр. н. е., въпреки че според друга версия, магнитните свойства на феромагнетит са били използвани в древен Китай още през четвъртото хилядолетие пр. н. е. в обредите на Фън Шуй, обяснявайки магнетизма като проява на висши сили .
В края на второто хилядолетие пр. н. е. китайските моряци вече напълно използват магнитни компаси по предназначение - за навигация в морето.
Първият компас в Индия
Независимо от Китай, магнетизмът е открит и в Индия. Това откритие се случи благодарение на планина, разположена близо до река Инд. Местните жители обърнаха внимание на факта, че тази планина е в състояние да привлича желязо към себе си.
Магнитните свойства на скалата са намерили приложение в индийската медицина. И така, Сушрута - индийски лекар - използва магнит за хирургични манипулации.
Както в Китай, така и в Индия моряците са се научили да използват магнита. Техният компас приличаше на домашно приготвена риба с глава от магнитен материал.
Така индийската риба и китайската лъжица стават родоначалници на съвременния компас.
Компас и Древна Гърция
Древна Гърция, както и предишните две държави, не изостава в научната област. Гърците, независимо от други учени, независимо откриват и изследват явлението магнетизъм, а след това създават първия си компас.
През 7-6 век пр. н. е. древните гърци, а именно Талес от Милет, открили, че магнетитът, известен от няколко века, е способен да привлича желязо.
Това явление беше обяснено по различни начини: някой вярваше, че магнетитът има душа, която посяга към желязото, някой - че желязото има влага, която от своя страна се абсорбира от магнита. Но, както разбираме, подобни обяснения все още бяха много далеч от истината.
По-късно Сократ открива явлението намагнетизиране на желязото, привлечено от магнит. И известно време по-късно беше открито, че магнитите могат не само да привличат, но и да отблъскват.
Благодарение на откритието на Сократ днес не само компасите работят, но и огромен брой други устройства.
Така постепенно всички аспекти на магнетизма се разкриват, което по-късно дава възможност да се разкрие неговата природа. Но на този етап все още беше твърде рано да се говори за нещо като компас.
Допълнителна история
През Средновековието не е открито нищо особено ново по отношение на откриването на нови свойства на магнетизма и работата с магнити. Появиха се само нови обяснения за това явление, свързани главно със същите свръхестествени сили. Така например монасите обясниха проявата на магнетизма, като се позоваха на учението на теологията.
Ако говорим за Европа, то тук първото споменаване на компаса се намира в писанията на Александър Некам и датира от 1187 г. Въпреки че е възможно използването на компаса тук и в Средиземно море да е започнало много по-рано - през второто хилядолетие пр. н. е., както свидетелстват косвени указания на древните историци. Предполага се, че препратките към компаса не са оцелели, тъй като компасът просто няма собствено име, което да го впише в исторически документ.
Три века по-късно, по време на своите пътувания, известният моряк Христофор Колумб забелязва, че по време на морско пътуване магнитната стрелка се отклонява от посоката север-юг. Така е открито магнитно отклонение, чиито стойности все още се използват от моряците и са посочени на някои карти.
По предложение на Ломоносов са създадени обсерватории за системно изследване на магнитното поле на Земята и неговите изменения. Това обаче не се е случило при живота на великия руски учен, а, както се казва, „по-добре по-късно, отколкото никога“.
По-късно Декарт и редица други учени разработиха подробна научна теория на магнетизма, а също така откриха магнитните свойства на други материали, които не са свързани с феромагнитите - пара- и диамагнити.
След известно време бяха открити точките на магнитните полюси на Земята, където магнитната игла има наклон от 90 °, тоест тя е разположена перпендикулярно на хоризонталната равнина.
На полюсите компасът ще показва само ако е разположен вертикално.
Паралелно с изучаването на магнитите и особеностите на проявлението на тяхното магнитно поле в различни условия се усъвършенстваше и конструкцията на магнитните компаси. Освен това са изобретени и други видове компаси, работещи на принципи, несвързани с магнетизма. Говорихме за тях в
Съвременните модели на магнитни компаси са много различни от своите предшественици.Те са по-компактни, по-леки, по-бързи и по-точни. В допълнение, такива модели често са оборудвани със спомагателни елементи, които разширяват възможностите на устройството при работа с карта и на земята.
Не забравяйте за компаса, чиято работа не се основава на магнитните свойства на стрелката. Към днешна дата са известни много такива компаси, което позволява на потребителя да избере най-удобния вариант за условията на работа.
Както виждате, историята в момента не може да даде ясен и недвусмислен отговор на въпроса къде се е появил първият компас в света и от кого. Да се надяваме, че скоро историците ще успеят да премахнат воала на античността, който крие факти, и ще разполагат с повече данни, за да разберат страната на откривателите. А ние можем само да чакаме, да учим и да използваме знанията, които са дошли от миналото и се използват пълноценно от човечеството на настоящия етап на развитие.
Изобретяването на компаса вероятно се е случило по време на династията Цин (221-206 г. сл. Хр.) от китайски гадатели, които са използвали удивителната способност на метализиран обект да се обръща на север.
Китайско изобретение
Почти невъзможно е да се каже къде точно е изобретен компасът, защото е било твърде отдавна и историята на този факт не е достигнала до нас. Въпреки това мнозина смятат, че изобретението е създадено в Китай. Приликата на устройството работеше за ориентация във всички области, включително в пустините на Китай.
Има само един древен запис за изобретяването на компаса, когато китайският идеолог Хен Фей-дзу описва обект, който много наподобява устройството, което улеснява ориентацията в терена, както го познаваме днес. Още по-късно през 1-ви век е създаден запис, също в Китай, за устройство с плаваща стрела. Пише, че стрелата е била във формата на риба и е създадена от специален материал, подобен на магнит. Стрелката трябваше да бъде спусната във водата и тя вече сочеше в определена посока.
Изобретението на компаса е доразвито през 8-ми век след Христа, когато намагнетизираната стрелка е била използвана в навигационните устройства на корабите.
Първият човек, който използва изобретението за навигация, е Джън Хе (1371-1435) от провинция Юнан, който извършва седем пътувания в океана между 1405 и 1433 г.
Още през 12 век китайските скитници споделят знанията си за тази невероятна хитрост с арабите. След което го представиха на италианските моряци в Европа. Още от Италия устройството започна постепенно да се скита из Европа, като се започне от Централна Европа, където сега е страната Хърватия. През 14-ти век в центъра на макара хартия е поставена стрела, изработена от магнитен материал.
Едва през 15-ти век устройството започва да се появява, предшественик на настоящето, когато малтиецът Флавио Джоя поставя намагнетизирана игла върху фиби под формата на игла. Освен това той раздели дисплея на компаса на 16 части, но след един век той вече беше разделен на 32 части. От изобретяването на компаса той не се е променил по никакъв начин отвътре, а е модифициран само отвън, защото поколението се сменя, което означава, че нещата трябва да се променят.
Приложение на устройството
Сега компасът се използва за идентифициране на посоки в авиацията, туризма, лова, пътуването и просто при преместване от едно място на друго. Електронните устройства се произвеждат в търговската мрежа, но в основата си сензорът на хоризонталния компонент на магнитното поле на Земята все още се използва от гледна точка на наблюдение.
Текстът на творбата е поставен без изображения и формули.
Пълната версия на произведението е достъпна в раздела "Работни файлове" в PDF формат
Ако отидете на туризъм, газете реката,
Наляво и към склона - разширяваш хоризонтите си
Вземи ме със себе си, аз ще те заведа у дома
Познавам севера, познавам юга - Няма да се изгубиш, приятелю.
(Самюел Маршак)
В урока на заобикалящия ни свят ние разбираме тайните на нашия общ дом – прекрасната планета Земя. Докато изучавах раздела „Как хората познават света“, темата „Устройства и инструменти“ ме заинтересува въпрос от учебника „Какви други устройства познавате?“ И си спомних компаса.
Обективен:Осъзнайте значението на откриването от човека на компаса и неговата роля в развитието на цивилизацията
задачи:
Разгледайте допълнителна литература. Научете се да навигирате в пространството, без да имате компас под ръка. Направете домашен компас със собствените си ръце.
Обект на изследване:компас
Изследователска хипотеза:
Предполагам, че с помощта на компас, направен от налични инструменти, можете да определите страните на хоризонта у дома.
Изследователски методи:изследователски, описателни, теоретични и практически.
Глава 1
Историята на компаса
Човекът започнал да пътува много отдавна. Повечето от първите мореплаватели загубиха курса си. Човекът разбра, че без специално устройство е обречен на дълго търсене на правилния път. И така, невероятното древно изобретение на компаса е изобретено, за да определи страните на хоризонта.
Предполага се, че за първи път е създаден в Древен Китай през 3-ти век пр.н.е. Самата дума "компас" идва от древното британско "компас", което означава кръг (виж фиг. 1 Приложение № 1).
Китайците знаеха, че магнитът привлича желязото. Те познавали свойството на магнита – да указва посоката на север и юг. Китайският компас беше лъжица с дълга дръжка, изработена от магнетизирано желязо. Лъжицата беше поставена върху гладка дървена стойка с маркери със зодиакалните знаци, завъртя се и спря. Изпъкналата част на лъжицата лесно се завърта над чинията. Стъблото винаги сочеше на юг. В тази форма китайският компас през XII век. заимствани от арабите.
През четиринадесети век. Италианецът Флавио Джоя подобри това устройство. Той постави магнитна игла върху вертикална фиби. Това е подобрило производителността на компаса. Към стрелката беше прикрепена карта (светъл кръг), разделена на 16 точки (виж фиг. 2 Приложение № 2).
Два века по-късно картата имаше разделение от 32 румба. Още през 18-ти век компасът се превърна в доста сложно устройство, указващо не само посоката, но и времето.
Компас устройство Андрианов
У нас най-разпространеният компас на системата Андрианов (виж фиг. 3 Приложение № 3).
Състои се от 5 части: корпус на компаса, пръстен за наблюдение, магнитна стрелка, циферблат (циферблат), скоба.
Правилно работещият компас винаги сочи на север със синя стрелка, докато червеният, съответно, показва точно обратното - на юг.
1.3 Принцип на действие
Преди да използвате компаса, трябва да го проверите, да го поставите на хоризонтална повърхност и да изчакате стрелката да замръзне, показвайки къде е северът. След това трябва да донесете всеки метален предмет към устройството. Под въздействието на магнита стрелката ще се отклони в своята посока. Отстраняваме метала от полето на действие и наблюдаваме нашата стрелка.
Ако нашият компас работи, тогава стрелката със сигурност ще се обърне в първоначалното си положение на север.
Глава 2: 2.1 Практическа част. Ориентация по местни природни дадености
Професии като геолог, пилот и моряк са неразривно свързани със знанията за компас. .
Понякога в поход, в гората е важно да знаете точната посока на пътеката, за да не се изгубите. Разберете къде е северът и къде е югът, можете да навигирате по местни характеристики (виж Фигури 4, 5, 6, 7, 8 Приложение № 4. ) Мъхове и лишеи растат по стволовете на дърветата, пъновете, камъните от северната страна. При брезите кората от южната страна е по-бяла и по-чиста, отколкото от северната. Короната на дърветата е по-пищна от южната страна. Мравките правят жилища южно от дървото. Снегът се топи през пролетта по склоновете на планините, обърнати на юг.
Но не всички знаци са надеждни, следователно, за да се ориентирате правилно, при слънчево време по обяд, застанете с гръб към слънцето, така че сянката да е точно пред човека. Тогава той ще има север отпред, юг зад него, изток отдясно, запад отляво (виж Фиг. 9 Приложение № 5).
2.2 Изработка на домашен компас
Има много начини да направите най-простия компас от наличните инструменти, у дома и на открито. Нека разгледаме подробно.
За да направите компас, имате нужда от игла, хартия, ножица, две мъниста от червени и сини цветове и съд с вода (виж фиг. 10,11,12,13 Приложение № 6.) Иглата ще действа като магнитна стрелка - индикатор за кардиналните точки. Стрелката ще се основава на лек плаващ материал като хартия.
Налейте вода в съд със среден размер. Иглата трябва да се постави върху ножицата и да се разтрие енергично в една посока. Това е процесът на намагнитване. (виж Фиг. 14 Приложение № 7) .
Изрежете кръг от хартия и го пробийте с нашата игла (виж Фиг. 15 Приложение № 7) ... Наниз на игла мъниста (виж фиг. 16 Приложение No 7).
Поставете домашния си компас в съд с вода (виж Фиг. 17 Приложение № 7) ... Правилно направен компас трябва да се движи известно време. Ако стои неподвижно, парчето метал трябва да бъде намагнетизирано отново. Ако сте направили всичко правилно, компасът на водата ще се върти бавно. Когато импровизираната магнитна игла спре да се движи, нейната намагнетизирана страна ще сочи към кардиналните точки (на юг - иглата в края на фиксираното червено перли, север - синьо, съответно) (виж Фиг. 18 Приложение № 7).
В полеви условия, за да направите компас, ще ви трябва всякакво парче метал: игла, щифт, кламер, метална тел, каквото е под ръка. Основата за стрелата ще бъде лек плаващ материал като гъба, корк, полистирол или лист от дърво.
За да може парче метал да започне да функционира като индикатор за кардиналните точки, то трябва да бъде заточено и магнетизирано върху плат, козина и желязо. В краен случай можете да използвате собствената си коса за магнетизиране. Парче метал трябва да се приложи върху избрания обект и да се разтрие енергично в една посока и да се спусне метала в локва. Магнетизираният край на метала ще сочи на север.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В хода на изследователската си работа потвърдих хипотезата си, че с помощта на компас, направен от импровизирани средства, можете да определите страните на хоризонта у дома, научих историята на създаването и изграждането на компаса. Научих се да използвам това устройство, което беше трудно за мен.
Вярвам, че придобитите знания ще позволят на мен и на момчетата да определяме кардиналните посоки с пълна увереност на всяко място, независимо от метеорологичните условия и времето на деня.
В бъдеще планирам да посещавам училищния туристически спортен клуб "Максимум", който се ръководи от учител по география, член на Руското географско дружество на Република Башкортостан, Юсупов Илнур Гайнисламович. Благодарение на него към нашето училище се създава асоциирана школа на Руското географско дружество.
Благодаря за вниманието!
БИБЛИОГРАФИЯ
https://otvet.mail.ru/question/5173277
https://otvet.mail.ru/question/58499957
Дегтерев, Н. Д. Стрелкови магнитни компаси [Текст] / Н.Д. Дегтерев. - Ленинград, 1984г
Зарапин, В.Г. Научни експерименти в страната [Текст] / В.Г. Зарапин, Пянникова О.О., Яковлева М.А. - Москва, 2014г
Кожухов, В.П. и други Магнитни компаси [Текст] / В.П. Кожухов. - Москва, 1981г
Феоктистова, V.F., Изследователска и дизайнерска дейност на по-младите ученици. Препоръки за учители [Текст] / V.F. Феоктистова. - Волгоград: Издателство Учител, 2010
ПРИЛОЖЕНИЕ 1. Древно изобретение на китайците.
Ориз. 1 Създаден е за първи път в древен Китай през 3-ти век пр.н.е
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Устройството на италианеца Флавио Джоя
Ориз. 2 През XIV век. Италианецът Флавио Джоя подобри това устройство. Той постави магнитна игла върху вертикална фиби. Прикрепих карта (светъл кръг) към стрелката, разделена на 16 точки.
ПРИЛОЖЕНИЕ 3. Компасът на Андрианов
Ориз. 3 Устройството на компаса на Андрианов
ПРИЛОЖЕНИЕ 4. Местна ориентация
По стволовете на дърветата, пъновете, камъните от северната страна растат мъхове и лишеи
При брезите кората от южната страна е по-бяла и по-чиста, отколкото от северната.
Короната на дърветата е по-пищна от южната страна.
Мравките правят жилища южно от дървото.
Снегът се топи през пролетта по склоновете на планините, обърнати на юг.
ПРИЛОЖЕНИЕ 5. Ориентация при слънчево време
Ориз. 9 При слънчево време по обяд трябва да застанете с гръб към слънцето, така че сянката да е точно пред човека. Тогава той ще има север отпред, юг зад него, изток отдясно, запад отляво.
ПРИЛОЖЕНИЕ 6. За да направите компас, трябва
Ориз. 10 Контейнер с вода
Ориз. 11 ножици
Ориз. 12 Игла, две червени и сини мъниста
Фиг. 13 Хартия
ПРИЛОЖЕНИЕ 7. Изработка на компас у дома
Фиг. 14 Иглата е интензивно три в една посока. Ето как протича процесът
намагнитване.
Ориз. 15 Изрежете кръг от хартия и го пробийте с нашата игла
Ориз. 16 нанизани мъниста на игла
Ориз. 17 Спускаме домашния компас в съд с вода.
Фиг. 18 Магнетизираната страна на иглата винаги спира да сочи точно на север
Историята на изобретяването на компаса датира много назад. Първото описание на компаса е направено през 3 век пр. н. е. от китайския философ Хен Фей-дзу. Това беше лъжица за наливане, изработена от магнетит с тясна дръжка, оформена като топка. Той е монтиран върху плоча от мед и дърво, върху която са направени знаците на зодиака. В същото време дръжката беше окачена и можеше да се върти в кръг. Лъжицата беше пусната в движение и винаги сочеше на юг, когато спря. Това беше първият компас в света.
В средата на 11-ти век в Китай е направена плаваща стрела от изкуствен магнит. Най-често беше във формата на риба. Спуснаха я до входа, където плуваше. Главата на рибата винаги сочи на юг. В същото време учен от Китай Шен Гуа излезе с няколко версии на компаса. Той намагнетизира шевна игла и с восък я прикрепи към висящ копринен конец. Това беше по-точен компас, тъй като намаляваше съпротивлението на волана. В друга версия той предложи да постави тази игла върху фиби. Въз основа на своя опит изобретателят Шен Гуа забелязал, че стрелката сочи на юг с леко отклонение. Той успя да обясни това с разликата между магнитните и географските меридиани. По-късно учените научиха как да изчислят това отклонение за различни части на Китай. През 11 век много китайски кораби са били оборудвани с плаващи компаси. Те бяха поставени на носа на кораба, за да може капитанът винаги да гледа показанията си.
През XII век арабите се възползват от китайското изобретение, а през XIII век - европейците. В Европа първи за компаса научиха италианците, след това испанците, французите, а след това британците и германците. Тогава компасът беше коркова тапа и магнетизирана игла, плаваща в съд с вода. Скоро, за да го предпазят от вятъра, започнаха да го покриват със стъкло.
В началото на XIV век магнетизираната игла е монтирана върху кръг от хартия и след известно време италианецът Флавио Джоя разделя кръга на 16 части, а след това на 32 сектора. В средата на 16-ти век стрелата е фиксирана върху кардан, за да се намали ефектът от накланянето, а век по-късно в историята на компаса се появява въртяща се линийка, която повишава точността на показанията. Компасът беше първото навигационно устройство за навигация в открито море. Това позволи на моряците да ходят на дълги плавания през океана.
Едно от най-големите открития на човечеството е изобретяването на компаса... Трудно е да се надцени значението му, той направи истинска революция в историята на корабоплаването. Компасът беше първото навигационно устройство, което позволи на смелите моряци да напуснат морския бряг и да отидат в открито море. Още през III век пр.н.е. д. в Китай е изобретено устройство, показващо кардиналните точки. Древният компас приличаше на лъжица с тънка дръжка и сферична изпъкнала част; самата лъжица беше направена от магнетит. Добре полираната изпъкнала част на лъжицата се поставяше върху медна или дървена плоча, която също беше внимателно полирана. Дръжката на лъжицата висеше свободно над чинията, а самата лъжица се въртеше свободно около оста на монтираната изпъкнала основа. На плочата страните по света бяха посочени под формата на цикличните знаци на зодиака. Ролята на магнитната стрела играеше дръжката на лъжица. Ако дръжката се завърти в въртеливо движение и след това изчакайте малко, тогава спряната стрелка (нейната роля се играе от дръжката на лъжицата) ще сочи точно на юг. Това беше първият древен компас, наречен сонан – „отговарящ на юга“ и описан от китайския философ Хен Фей-дзу. Разбира се, такъв компас далеч не беше съвършен, имаше много недостатъци: магнетитът беше крехък и труден за работа, а триенето между повърхността на дъската и изпъкналата част на лъжицата доведе до леки отклонения от южната посока.
През 11 век в Китай е изобретена плаваща стрелка на компас, направена от изкуствен магнит. Магнетизиран железен компас, обикновено във формата на риба, се нагрява до зачервяване и след това се потапя в съд с вода. 
Тук тя започна да плува свободно и главата й се обърна на юг. Ученият Шен Гуа, който е живял и работил в Китай през същия 11 век, дълго време изучавал свойствата на магнитната игла. Предлагаха им няколко вида компас. С помощта на магнетизирана игла, която трябва да бъде восъчна в центъра на кутията до висяща копринена нишка, той установи, че такъв компас показва посоката по-точно от плаващия. Той също така предложи по-усъвършенстван дизайн, при който намагнетизирана игла беше прикрепена към фиби. Фактът, че стрелката на компаса сочи на юг с леко отклонение, ученият обясни не със съвпадението на географските и магнитните меридиани, те образуват ъгъл, който по-късно се научиха да изчисляват и го нарекоха магнитно отклонение. Плаващи компаси са били инсталирани на много китайски кораби още през 11 век.
През 12 век китайската игла започва да се използва от арабите, от тях през 13 век става известна на италианските моряци, след това на испанците, португалците и французите. Германците и британците започнаха да използват компаса по-късно. Ако в началото компасът беше намагнетизирана игла и парче дърво, плаващо в съд с вода, по-късно започнаха да затварят съда със стъкло, за да предпазят плувката от въздействието на вятъра.
През 14-ти век магнитна игла била поставена върху точка в средата на хартиен кръг, наречен карта. По-късно италианецът Флавио Джулио направи огромна стъпка към подобряване на компаса, разделяйки картата на 16 части (точки). По-късно кръгът ще бъде разделен на 32 сектора. През 16-ти век стрелата започва да се прикрепя към кардан, което намалява ефекта от търкаляне, а през 17-ти век компасът е подобрен с въртяща се линийка с прицелни устройства за по-точно изчисляване на посоката.