Магнитный компас. История изучения земного магнетизма

Содержание

Компас магнитный: история создания, принцип действия и применение

Магнитный компас. История изучения земного магнетизма

Магнитный компас – выдающееся изобретение древнекитайских мыслителей. Естественно, в наши дни прибор используется не настолько часто, как в былые века. Однако туристам, пилотам и морякам без него иногда сложно обойтись. Что же представляет собой магнитный компас? В чем заключается принцип работы устройства? Каковы особенности его применения? Давайте вместе в это разберемся.

Краткий экскурс в историю

Прибор, который является прототипом современного магнитного компаса, был разработан еще в III веке до нашей эры. В это время китайским изобретателям удалось сконструировать устройство, которое указывало стороны света.

Древнее приспособление состояло из магнетитовой ложки, что с одной стороны содержала выпуклую шарообразную часть, а с другой тонкий черенок. Элемент укладывался на отполированную медную пластину с разметкой в виде сторон света.

Находясь в свободном вращении, черенок ложки всегда останавливался, указывая на юг.

Как видно, первый магнитный компас имел примитивное строение. Устройство обладало целой массой недостатков. Магнетит, из которого была изготовлена вращающаяся ложка, сложно поддавался обработке. В свою очередь, между выпуклой частью такого указателя направления и поверхностью размеченной пластины создавалось трение. Поэтому компас указывал на юг с существенными погрешностями.

Изобретение было основательно доработано в XI веке. Китайский ученый по имени Шэнь Гуа предложил использовать в качестве указателя сторон света намагниченную иголку. Последняя свободно закреплялась на тонкой шелковой нити. Факт того, что кончик иглы всегда указывает на юг, мыслитель объяснил несовпадением магнитных и географических меридиан.

В XIII веке магнитный компас стал широко применяться европейскими мореплавателями. Если поначалу прибор состоял лишь из намагниченной иглы, которая вращалась подвешенной на нити либо плавала в сосуде на кусочке древесины, то позже конструкцию начали помещать в корпус, закрытый стеклом.

Огромный вклад в совершенствование магнитного компаса внес итальянский изобретатель Флаво Джулио.

Именно он предложил размещать подвижный магнитный указатель в середине круглого циферблата, который был разделен на отдельные сектора, согласно сторонам света.

Позже стрелку компаса стали фиксировать на карданном подвесе, что способствовало получению более точных показателей во время качки на кораблях.

Принцип действия

В современном компасе магнитная стрелка зафиксирована на оси. Поскольку элемент находится в свободном движении, требуется выбор контрольного направления, от которого будет вестись движение к цели.

В магнитном компасе таковым является условная линия, что соединяет Южный и Северный полюс планеты. При удержании прибора в статичном положении стрелка всегда будет останавливаться параллельно указанной линии.

Отклонения указателя могут наблюдаться лишь поблизости магнитов либо металлических предметов.

В целях определения точных показателей магнитная стрелка компаса перемещается по так называемой картушке. Последняя представляет собой круговую шкалу, на которой содержится 360 делений. Каждое из них соответствует одному градусу.

Отсчет ведется от нулевого значения согласно движению часовой стрелки. Указателю на север соответствует деление 0о. Восточное направление определяется по отметке в 90°. Юг можно идентифицировать по значению 180°, а на запад указывает деление 270°.

Представленные значения называют основными компасными румбами. Именно по ним определяются стороны света.

Как проверить исправность компаса?

Чтобы определить работоспособность устройства, необходимо расположить компас в магнитном поле другого предмета. Это может быть металлическое изделие либо кусочек магнита. Важно, чтобы изначально стрелка компаса лежала параллельно линии оси север-юг.

Для проверки устройства необходимо уложить его на ровную поверхность, дождавшись остановки указателя направления. Далее достаточно поднести к компасу предмет с собственным магнитным полем. Как только стрелка начнет вращаться, нужно убрать вещь. Если затем указатель станет в исходную позицию, значит, компас работает исправно.

Применение компаса

Как использовать компас? Магнитное поле Земли позволяет найти правильные ориентиры в любой части света. Чтобы не заблудиться, достаточно отметить для самого себя отправную точку в начале движения. Это может быть любой ориентир, например, населенный пункт, автомобильная дорога, река.

От отправной точки необходимо отойти на несколько десятков шагов в нужную сторону и развернуться. Далее останется положить компас на ровную поверхность и повернуть его так, чтобы стрелка лежала параллельно направлению север-юг. Как только это произойдет, станет видно, какой градус на шкале прибора соответствует стартовой точке, а какой целевому курсу.

Эти числа необходимо запомнить, ведь они станут важны, если придется двигаться назад по этой условной линии.

Полезные советы

Существует ряд дельных рекомендаций по использованию компаса:

  1. При использовании магнитного прибора всегда нужно помнить о том, что на точности его показателей могут отразиться внешние факторы. Например, если в ходе определения координат за спиной у человека находится рюкзак, в котором содержится целая масса металлических предметов, стрелка, что должна указать на север, может давать сбои. Результатом станет хождение человека по кругу либо передвижение с существенным отклонением от цели.
  2. Пользуясь магнитным компасом, всегда нужно принимать во внимание наличие поблизости высоковольтных линий электрического напряжения. Чтобы избежать неточностей в показателях прибора, достаточно отойти от проводов на расстояние порядка 50 метров.
  3. Перед походом крайне важно проверить, все ли в порядке с компасом. Возможно, в ходе предыдущего использования прибор получил повреждения, которые помешают считыванию показателей.

В заключение

Вот мы и выяснили, что такое магнитный компас и как правильно пользоваться прибором. Чтобы всегда находить верное направление на незнакомой местности, важно регулярно упражняться с использованием такого устройства, тренировать наблюдательность и зрительную память.

Напоследок стоит отметить, что сегодня магнитными компасами продолжают пользоваться немногие люди. Ведь на смену таким некогда незаменимым приспособлениям пришли многофункциональные GPS-навигаторы, освоить которые гораздо проще.

Однако позволить себе такие дорогостоящие устройства может не каждый. В то же время аккумуляторы электронных навигаторов нередко разряжаются в самый неподходящий момент.

Именно в таких ситуациях на помощь придет старый добрый компас, с помощью которого можно отыскать дорогу домой.

Источник: https://FB.ru/article/340172/kompas-magnitnyiy-istoriya-sozdaniya-printsip-deystviya-i-primenenie

Что не так с Курской магнитной аномалией

Магнитный компас. История изучения земного магнетизма

Кириллица

Магнитную аномалию определяют как «отклонение значений магнитного поля на поверхности Земли от его нормальных значений». Именно поэтому в районе магнитной аномалии значения компаса могут быть неправильными.

Одна из самых известных таких зон в мире — Курская магнитная аномалия (КМА).

По свидетельствам очевидцев, в этой местности компас просто «сходит с ума», указывает на восток вместо запада или показывает юг вместо севера.

Открытие КМА

КМА считается мощнейшим железорудным бассейном и самым большим районом по запасам железа на Земле. На сегодня залежи КМА занимают территорию более 160 тысяч км2. Открытие этой зоны восходит к обнаружению странного явления, которое было впервые замечено в 1773 году астрономом П. Б. Иноходцевым.

Именно он обнаружил аномалию поля земного магнетизма, которая проявлялась необычным поведением стрелки компаса в пределах Курска и Белгорода. Спустя более века данное явление захватило внимание И. Н. Смирнова, который проводил геомагнитную съемку Европейской части страны. А в 1883 году Н. Д.

Пильчиков, приват-доцент университета в Харькове, при наблюдении за Курской аномалией выявил в ней новые области. В следующем году он удостоился почетной медали от географического общества за обнаружение причины явления.

Пильчиков стал в ряду первых исследователей, которые связывали ее с запасами железной руды в этой местности.

Исследования Лейста

В конце 19-го столетия для изучения КМА из Парижа приехал профессор Муро, который возглавил проведение магнитных съемок. Полученные результаты шокировали французского профессора и он телеграфировал своему начальству, что они «переворачивают кверху дном всю теорию земного магнетизма». После его отъезда проблемой занялся Э. Е.

Лейст, пришедший к полной уверенности, что аномалия обусловлена крупнейшими залежами руды. Эту версию наотрез отказывались воспринимать всерьез геологи, убежденные, что в подобном месте залежей быть не должно. Надо признать, что ученые и на сегодняшний день не могут понять, как в равнинном районе могли возникнуть залежи руды, превышающие запасы все месторождений железа на Земле.

Слухи о новом открытии спровоцировали «железорудную лихорадку», в ходе которой некоторые помещики продавали, а иные — покупали земельные участки. Лейсту выделили денежные средства на приобретение нужного оборудования для проведения измерений и бурения. Согласно его подсчетам, залежи должны были находиться на глубине не больше 200 м, но в указанном месте руду не нашли.

Оборудование у Лейста отобрали, а его единомышленники перестали верить в него, но даже это не остановило ученого, уверенного в своей правоте. Он решил продолжить съемку в свое свободное время и на собственные средства. На протяжении 14 лет в период своих отпусков летом Лейст проводил съемку КМА. В 1910 году он завершил самую объемную работу по анализу полученных результатов.

Можно смело сказать, что эти исследования представляют собой очень важный опыт геомагнитной разведки залежей железа в стране.

Обнаружение залежей

Долгие годы работы без отдыха сказались на здоровье ученого. В 1918 году летом он отправился на лечение в Наугейм, забрав с собой все материалы по аномалии, чтобы на их основе сделать ее магнитную карту, находясь на курорте.

Но его планам не суждено было сбыться: в Германии Лейст умер, а немцы присвоили его документы с целью продажи СССР. За них они попросили огромную сумму. В связи с этим Ленин поручил академику П. П. Лазареву заняться проведением новой съемки аномалии в кратчайшие сроки.

Была создана специальная комиссия и выделены большие деньги, а Ленин сам контролировал все работы. В итоге в 1923 году весной у села Лозовка были обнаружены первые образцы железной руды. Примечательно, что рядом со скважиной, которую пробили по распоряжению Лейста, на глубине 220 м также обнаружили залежи.

По печальному стечению обстоятельств, лишь каких-то 20 метров не хватило ученому, чтобы его многочисленные исследования оценили по достоинству при жизни. Первую разведочно-эксплуатационную шахту заложили в 1931 году в Старооскольском районе, который, согласно проведенным исследованиям, оказался самой перспективной областью КМА.

Геологическое изучение зоны достигло своего пика в 40-50-ые годы прошлого века, результатом чего явилось открытие нескольких богатых месторождений. В 1956 году открылся первый горно-обогатительный комбинат, добывающий руду открытым способом.

Читать ещё •••

дня. Что будет, если взорвать бомбу из антиматерии

Источник: https://weekend.rambler.ru/places/41986865-kurskaya-magnitnaya-anomaliya-pochemu-kompas-tam-shodit-s-uma/

История развития электродинамики. Магнетизм

Магнитный компас. История изучения земного магнетизма

Два года назад для аспирантуры писал реферат по истории развития электродинамики. А тут про него вспомнил и решил сделать из него несколько записей в блоге, чего добру пропадать.

🙂 Правда, пока готовил этот пост от реферата мало что осталось в первозданном виде, но это даже хорошо.

А то тогда мне главное было его сдать, а теперь можно зарыться во всякие интересные книжки и ссылки и дополнить его интересными фактами.

Магнетизм

Когда точно были открыты постоянные магниты неизвестно, но уже в V веке н.э. магнетизм был известен. По крайней мере в это время уже знали, что подвешенные на веревке кусочки минерала магнетит, большие залежи которого были в древнем городе Магнесия, всегда ориентируются в одном и том же направлении.

Собственно, и название “магнитизм” произошло от названия города Магнесия, который располагался на притоке реки Меандра. Этот город часто называют Магнесия на Меандре, потому что был еще один город с таким названием — Магнесия у Сипила. Сейчас Магнесия на Меандре называется Манисса и находится в Турции.

В Китае первый магнитный компас стали использовать аж во II веке до н.э. для указания направлении движения по пустыням, поэтому можно сказать, что про магнетизм китайцы использовали уже тогда, хотя для Европы изобретение компаса произошло XII—XIII веках н.э. (по другим сведениям в IX веке).

Фалес Милетский

К этому времени магнитам использовались, но не особо их изучали. Кроме того тогда уже знали о том, что янтарь способен притягивать кусочки шерсти, и это тоже относили к магнитным явлениям.

К первым исследователям можно отнести, например, Фалеса Милетского (640/624 — 548/545 до н.э.). Он предположил, что у магнита есть “душа” и объявнял свойства магнита именно с помощью нее.

Собственно, на этом его достижения в магнетизме и заканчивается.

Аверроэс

Арабский мыслитель Абу ал-Валид Мухаммад ибн Ахмад ибн Рушд, известный также под именем Аверроэс (1126 — 1198 гг), сделал интересное по тому времени предположение, что магнит искажал пространство вокруг него в соответствии с формой магнита.

В 1269 году Пьер Перегрин из Марикурта опубликовал рукопись “Трактат о магнитах”, в которой описал многие свойства магнита. По сути, эта рукопись изначально была просто письмом другу.

Перегрин — это не фамилия, а прозвище, которое на современный лад можно перевести как пилигрим, паломник, странник, путешественник по святым местам. Тогда, во времена крестовых походов, такое прозвище было получить не трудно.

Тем более, что Перегрин участвовал в военных действиях, а письмо-трактат писал в военном лагере Карла Анжуйского, осаждавшего город Лючеру.

Именно Перегрин открыл (или по крайней мере описал), что существуют полюса магнита, и написал, что два магнита должны притягиваться, или, как он выразился, “совокупляться”, разноименными полюсами. Также он говорил про отталкивание магнитов, если их поднести друг к другу одноименными полюсами.

Еще он заметил, что если кусок магнитной руды разломить пополам, то каждый из обломков также имеет два полюса. Правда, слово “полюс” Перегрин не использовал, он говорил о местах магнита, где “магнитное действие”, особенно велико.

Кроме того Перегрин с помощью магнитов собирался делать вечный двигатель.

Уильям Гильберт

Но особенно много для развития магнетизма сделал Уильям Гильберт (1540 — 1603).

Причем он был доктором медицины, но заинтересовался магнитами после прочтения “Трактата о магнитах” все того же Перегрина (а еще, возможно, потому что тогда магниты использовались как слабительное 🙂 ) и позже опубликовал свою работу “О магните, магнитных телах и большом магните — Земле”, в которой точно классифицировал известные свойства магнита.

Самый известный его эксперимент был поставлен с целью объяснить магнетизм Земли. Гильберт изготовил шар из магнитной руды и исследовал, каким образом шар действует ни маленькую железную стрелку.

Он обнаружил сходство поведения этой стрелки с поведением стрелки инклинатора (компасной стрелки, вращающейся на горизонтальной оси) вблизи Земли и пришел к заключению, что Земля представляет собой гигантский магнит.

Гильберт также высказал мысль, что «магнетическое действие выливается с каждой стороны» магнитного тела (понятие, отдаленно напоминающее силовые линии, который будут открыты Фарадеем в XIX веке). Он открыл, что при нагревании магнита выше некоторой температуры его магнитные свойства исчезают; впоследствии эта температура (588°С) была названа точкой Кюри, в честь Пьера Кюри. Гильберт открыл, что, когда приближают к одному полюсу магнита кусок железа, другой полюс начинает притягивать сильнее. Эта идея была запатентована через 250 лет после смерти Гильберта. Вот и еще один камень в огород патентов, будь они неладны. 🙂 Он же открыл и намагничиваемость железа, если оно лежит вблизи магнита.

Гильберт многое сделал и открыл. Но Гильберт почти ничего не смог объяснить. Нет, объяснить он пытался, но получалось это довольно оригинально.

Вот, например, как Гильберт объясняет тот факт, что при разрезании одного длинного магнита образуется много коротких, которые имеют первоначальное направление намагничивания и стремятся сохранить прежнее положение в пространстве. Он сравнивает магнит с веткой дерева:

“Пусть AB будет покрытый листвой сучок ивы… A – верхняя часть, B – нижняя, по направлению к корню. Разделили его в C.

Я утверждаю, что конец A, снова вставленный в B с соблюдением правил прививки, прирастает к нему; точно так же, если B вставить в A, то они скрепляются друг с другом и дают ростки.

Но если D вставить в A или C в B, то они вступают между собой в борьбу и никогда не срастаются, но один конец отмирает вследствие неподходящего и несоответствующего соединения, так как растительная сила, идущая одним путем, теперь оказывается стремящейся в противоположные стороны…”

Да и вообще магнетизм он пытаелся объяснить с помощью все той же “души магнита”, про которую говорил Фалес.

И именно Гильберг первый разделил электричество от магнетизма, и именно после этого электричество и магнетизм стали изучать раздельно. Причем именно Гильберт ввел и само понятие “электричество”.

Под электричеством он стал понимать притягивание куском янтаря шерсти. До него это явление считали разновидностью магнитизма. Он пытался установить, какие вещества похожи на янтарь по своим электрическим свойствам, а какие — нет.

Вот первое в истории употребление слова «электрический»:

“Электрические тела – те, которые притягивают таким же образом, как янтарь” (Гильберт В. “О магните”, глава “Объяснение некоторых слов”).

А само латинское слово “electricus” означает “Янтарный”. Он же показал, что притягивать шерсть и другие мелкие предметы могут также алмазы, сапфиры, горный хрусталь, стекло, сера, соль и т. д.

Но про электричество (а точнее, про электростатику) будет в следующий раз.

Ссылки

Г. Линсон. Великие эксперименты в физике. 1972 г.
Магнесия на Меандре
В. Карцев. Магнит за три тысячелетия
Уильям Гильберт
Фалес Милетский
Абу ал-Валид Мухаммад ибн Ахмад ибн Рушд

Эта запись у меня в блоге PS. Спасибо за карму, перенес в «Я умный».

PPS. Кому интересно, продолжение здесь.

Источник: https://habr.com/post/55731/

Компас: история открытия, кто и когда изобрёл компас

Магнитный компас. История изучения земного магнетизма

История компаса уходит в глубь веков. Первые упоминания истории создания уходят к IV—III веку до нашей эры. Однако, ученые-историки имеют несколько версий относительно первооткрывателя. Изобретение компаса, его преобразование и открытие новых моделей увлекательно и интересно туристу и простому школьнику.

С ним также связана история навигации и спортивного ориентирования, строительство усыпальниц и пирамид для императоров и фараонов. В истории все взаимосвязано. Важно выяснить в каком году и при каких обстоятельствах был создан старый компас.

Зачем вообще, людям понадобился компас

В лесах или населенной местности можно сориентироваться по внешним признакам. Это мох на деревьях, особенности роста деревьев и их кольца, муравейники. В некоторых культурах определение сторон света возможно по постройкам и расположению вещей в домах.

В море, океане или пустыне такое ориентирование возможно в ясную погоду. При этом необходимо следить за движением солнца или дожидаться ночного неба для ориентирования по звездам. В пасмурную погоду такие варианты практически невозможны.

Именно тогда человек ощутил острую нужду в создании специального прибора, позволяющего определить стороны горизонта и следовать намеченному пути. Таким чудо-изобретением стал компас.

Как выглядели первые приборы

Первый компас был изобретен в III веке до нашей эры. Старый компас представлял собой ложку с выпуклым шарообразным основанием и тонкой ручкой. Материал — магнетит.

Перед использованием ее тщательно отполировывали и устанавливали на также отполированную медную или деревянную пластину. Чтобы черенок показал на юг — ложку приводили в движение. Вращение происходило на выпуклой части, а черенок находился в воздухе, благодаря идеально вымеренному балансу.

Старый компас представлял собой ложку.

Спустя некоторое время ученые заметили неточности в показаниях и в IX веке был изобретен плавающий. Он представлял собой магнит, который разогревали, а потом помещали в сосуд с водой.

Плавая на поверхности, он пододвигался к южной стороне. Спустя некоторое время, в то же тысячелетие, плавающий сменила подвешенная на нити тонкая игла, а через несколько лет ее начали крепить на шпильку. Защищать стрелку от ветра начали в XII веке.

Кто придумал первый компас

Ученые-историки и по сей день спорят о стране, претендующей на звание изобретателя. Дело в том, что история уходит вглубь веков вплоть до III столетия до нашей эры и судить о том, кто придумал и изобрел компас, можно лишь на основании летописей.

Страны-претенденты где изобрели компас:

Рассмотрим более подробно факты из истории каждой страны.

Первый китайский компас

Сторонники китайской теории опираются на летописи Древнего Китая, датированные III тысячелетием до нашей эры. Первый обладатель компаса — император Хуан Ди.

Древний прибор сделан в виде колесницы во главе которой закреплена фигура человечка, показывающего на юг. Тщательно продуманная система шестеренок связывала колесницу с транспортным средством императора.

Таким образом, фигурка указывала всегда южное направление, вне зависимости от поворота колес. Направление для колесницы устанавливалось до момента крепления к императорской повозке.

Вторая теория происхождения компаса по летописям, найденным в древнем Китае, рассказывает об использовании ложки как ориентира. Эта версия кажется ученым более вероятной, так как именно в III тысячелетии до нашей эры раскрыты магнитные свойства ферромагнетика, применяемого в фен-шуе.

Как изобретали компас в Греции

Греция, как известно из истории, страна ученых. Явление магнетизма здесь начали изучать еще в VII—VI веках до нашей эры. Первым, кто замет явление притяжения магнетита к железу, стал Фалес Милетский.

Во времена развития философских знаний явление связывали с присутствием душ в этих элементах. А позже Сократ установил, что магнетиты могут притягиваться и отталкиваться друг от друга.

Именно с этого момента началось активное исследование природы магнетизма, который позже сказался на открытии и изобретении компаса. Первое изобретение, отдаленно напоминающее компас, было открыто спустя 300 лет.

Первый компас в Индии

Индия попала в список благодаря горе возле реки Инд. Жители отметили, что она притягивает к себе железные приборы. Магнитные свойства применяли сначала в медицине, а позже в морских плаваниях.

Компас изобрели для судоходства. Он представлял собой банку с водой, в которую помещали самодельную рыбку. Определить южное направление можно было по направлению головы этой рыбки. Для изготовления стрелки использовали магнит.

От XIV века и до наших дней

Старый компас в его первоначальном виде просуществовал с III века до нашей эры вплоть до IX века. Затем его сменила банка с плавающим магнитом в виде рыбки. В XII столетии он распространился на территории арабских и европейских стран.

Именно с того момента ученые начали раздумывать над возможными видоизменениями, которые облегчат взаимодействие с этим прибором и повысят точность.

Существенный вклад в развитие внесли итальянцы. Они отказались от сосуда с водой. В XIV веке под крышку стали помещать бумажное полотно с указанием сторон света. Стрелку поместили на острие.

Спустя некоторое время, для уменьшения колебаний иглу, служившую стрелкой размещали на кардановом подвесе. Это позволило пользоваться компасом на кораблях даже во время шторма и сильной качки. Это произошло в XVI веке. А уже в XVII столетии компас дополнили линейкой и визиром.

С тех пор прибор претерпевал лишь незначительные доработки. Магнитный компас, каким мы знаем его сегодня, был запатентован в 1908 году и носил название Эйнштейна-Аншютца. Эти приборы отличаются от своих предшественников:

  • они компактны;
  • точность результата;
  • простота использования;
  • дополнение вспомогательными элементами.

С тех пор они были запущены в массовое производство.

Дальнейшее распространение компаса

Наряду с изучением природы магнетизма и магнитных полей, путешественники и ученые придумывали всевозможные варианты доработки. Современные модели значительно отличаются от древнего компаса.

Они компактны, просты в использовании, дают точный результат за более короткий промежуток времени. Многие из них снабжаются дополнительными элементами такими как:

  • лупа;
  • визир;
  • линейка и так далее.

Некоторые модели, а именно те, что выдаются военным и армейцам, изготовлены из ударопрочного и водонепроницаемого материала. Однако, суть их осталась неизменной. Компас все так же применяется для определения сторон света и для ориентирования на местности. Однако, сегодня выдвигаются все более жесткие требования.

Современные разновидности компасов

Известно несколько разновидностей, которые используются туристами и представителями отдельных профессий.

Магнитные — самый простой вид прибора. Его чаще всего используют туристы и путешественники. Он позволяет сориентироваться на местности. Однако, такой прибор требует определенных навыков от своего владельца.

Они бывают водные и воздушные. В первом случае под прозрачной крышкой корпуса находится специальная жидкость. Под прозрачным корпусом второго варианта находится воздух. Принципиальной разницы в работе этих устройств нет, а наполнение никак не влияет на точность результата.

Некоторые модели усовершенствованы и вместо стрелки под крышкой располагается намагниченный циферблат (диск). Это несколько упрощает задачу ориентирования, так как путешественнику не нужно дожидаться момента стабилизации стрелки для совмещения ее с северной стороной на циферблате (лимбе).

Как известно, точность предоставляемых данных во многом зависит от окружающих предметов. Вблизи от груды металла или электроприборов данные могут быть искажены. Нельзя забывать и о магнитном склонении.

Такие погрешности играют существенную роль при ориентировании пилотов. В этом случае используют электромагнитные компасы. Наличие электричества и магнитных импульсов никак не сказывается на точности предоставляемого результата, а современные технологии учитывают всевозможные погрешности.

Гирокомпасы установлены на большинстве морских судов. Особенность его работы заключается в ориентировании. Если магнитный предшественник улавливает магнитные поля, опоясывающие планету, то гирокомпас ориентирован на геополитический Северный полюс.

В морском плавании это позволяет избежать многих погрешностей, связанных с магнитным склонением. Однако, многие моряки не отказываются полностью от магнитного предшественника и сверяют полученные данные с обоих видов, учитывая магнитное склонение, указываемое в картах.

Электронный компас — самый сложный вид. Изобретение последнего столетия. Принцип его работы основан на взаимодействии с системой спутниковой навигации. Такие приборы не подойдут туристу-любителю.

Это изобретение для профессионалов. В нем учитываются всевозможные погрешности, а данные считаются самыми точными. Единственный, но существенный минус — необходимость наличия сети электропитания. Аккумулятор может разрядиться в неподходящий момент. Поэтому туристу рекомендуется всегда иметь под рукой магнитного предшественника.

Также нельзя обойти стороной приложения на смартфонах. Они, как и электронные компасы, основываются на связи со спутником. Навигатор — вариант современного компаса. Он больше подходит туристам, совершающим поездки за границу, вариант для любителя.

Как можно еще использовать компас

Определение сторон света — неизменное предназначение. Однако, это требуется не только морякам, пилотам и туристам. Наверняка многие слышали о китайской практике фен-шуй. В ее основе заложено рациональное построение дома и расположения вещей и элементов в нем таким образом, чтобы все окружающее человека привлекало удачу, любовь, здоровье и прочие блага.

Последователи фен-шуя утверждают, что неверное положение вещей может привести к обратному эффекту, поэтому используются компасы с предельно высокой точностью. В Китае можно купить такой компас, на котором будут изображены не только стороны света, но и подсказки по расположению вещей. Наличие градусной шкалы при этом обязательно. В профессиональной среде такой компас называют Лопань.

Строительство — вторая сфера, в которой практически невозможно обойтись без ориентирования и определения сторон света. Многие предпочитают строить дома таким образом, чтобы восходящее солнышко будило по утрам, а красочные закаты радовали глаз за чашечкой чая уютным семейным вечером.

Ландшафтный дизайн предполагает применение знаний для рационального расположения деревьев и цветов. Растения могут трепетно относиться к изобилию или недостатку солнечного света.

С момента создания старый компас претерпевал значительные изменения, но суть оставалась одной. Благодаря ему были открыты новые страны, изведана планета и до сих пор совершаются чудесные открытия. Историки трудятся над определением первооткрывателя этого изобретения.

Однако, история его открытия хранит в себе множество тайн. Остается надеяться, что пелена древности в скором времени спадет и раскроет всему свету точные факты.

Источник: https://ProVyzhivanie.ru/orientirovanie/kompas-istoriya-otkrytiya

Основы земного магнетизма. Магнитный компас в яхтинге

Магнитный компас. История изучения земного магнетизма

Для решения подавляющего большинства навигационных задач в яхтинге, как на морской карте, так и при непосредственном управлении судном, яхтсмену необходимо, как можно точнее, определять направление на Северный географический полюс Земли.

С древних времён для этого применялся свободно подвешенный намагниченный кусочек железа, имеющий продолговатую форму. Эта конструкция явилась прообразом сложных современных приборов — магнитных компасов.

Однако, у магнитных компасов имеется один существенный недостаток — они показывают направления не на северный географический полюс, а на северный магнитный. Да ещё, к тому же, делают это не совсем точно (а кое-где — и совсем не точно).

Что хорошо — неточности магнитных компасов подчиняются определённым закономерностям, которые на сегодняшний день хорошо известны науке. Зная такие закономерности, и имея неточное направление на север, указанное таким магнитным компасом , можно достаточно легко и точно определить направление на северный географический полюс (истинный север).

Наклонение магнитного компаса

Материал данной статьи как раз и посвящён объяснению всех перечисленных выше явлений и закономерностей, а также способов их практического использования в яхтинге.

Наш земной шар, как это ни странно, представляет собой обыкновенный, но только очень большой магнит, окруженный, как положено, своим собственным магнитным полем. Магнитные полюса Земли находятся относительно недалеко от полюсов географических, но не совпадают с ними.

Согласно современным представлениям физики, силовые линии магнитного поля Земли «выходят» из южного полюса и «входят» в северный .

Говоря грубо, стрелка магнитного компаса стремится расположиться вдоль этих силовых линий. Но стрелка — практически прямая, а силовые линии — приближенные к эллиптической форме кривые. Поэтому стрелка располагается не строго горизонтально , а почти по касательной к силовой линии. И наклонена относительно плоскости горизонта к земле на некоторый угол.

Этот угол характеризует магнитное наклонение . Отсюда определение магнитного наклонения, которое вытекает из элементарных законов геометрии — магнитное наклонение — вертикальный угол между осью свободно подвешенной стрелки магнитного компаса и плоскостью истинного горизонта.

Для лучшего запоминания — магнитное наклонение — это то, что заставляет стрелку наклоняться к земле.

Вблизи полюсов наклонение принимает значение 90°. Это значит, что стрелка магнитного компаса стремится принять вертикальное положение. Такая стрелка хороша, как отвес, но никуда не годится, как определитель направлений в море. На экваторе же стрелка магнитного компаса чувствует себя вольготно, располагаясь практически горизонтально.

Ничто не мешает ей хорошо делать своё дело (магнитное-то наклонение равно нулю!).
Отсюда правило: лучше всего магнитный компас работает в районе экватора , и совсем неприменим в непосредственной близости от полюсов .

И соответственно,  при практической навигации в яхтинге магнитное наклонение не учитывают , если конечно нет планов посетить Арктику или Антарктиду , где , мягко говоря, не очень комфортно на яхте.

Магнитное склонение

Вертикальная плоскость, проходящая через силовую линию магнитного поля (а, значит, и через стрелку магнитного компаса) называется в навигации плоскостью магнитного меридиана. Плоскость магнитного меридиана пересекает поверхность земного шара.

В результате этого пересечения получается замкнутая кривая, близкая к окружности. Эта кривая — магнитный меридиан наблюдателя.

Но в разных, расположенных даже довольно близко, точках Земли оказывается (при точных замерах), что стрелка магнитного компаса показывает не одно и то же направление — на магнитный полюс.

Такое природное явление обусловлено тем, что в разных точках Земли магнитное поле испытывает разнообразные влияния и, как следствие, имеет неоднородные характеристики. Величина указанных отклонений в навигации «привязывается» к плоскости истинного меридиана и называется магнитным склонением.

Значения склонения в различных точках земли различно и колеблется в умеренных широтах от 0° до 25°. В высоких широтах магнитное склонение достигает значений в десятки градусов, а если измерить его, находясь между северным магнитным и северным географическим полюсами, то оно составит 180° (так же и с «парой» южных полюсов).

Для осуществления измерений элементов земного магнетизма, из которых для навигации в яхтинге важнейшим является магнитное склонение, построены и используются специальные научно-исследовательские суда разных стран.

На основании их измерений составляются карты склонений, которые называют — изогоническими. На этих картах нанесены кривые линии, соединяющие точки с одинаковыми значениями магнитных склонений. Эти линии принято называть изогонами.

Изогона, соединяющая точки с нулевым склонением носит название агоны.

В результате упомянутых выше исследований также установлено, что в одном и том же месте величина склонения с течением времени изменяется (как изменяется и местоположение магнитных полюсов Земли).

Что хорошо для яхтинга — изменение это имеет практически постоянную величину за определённый отрезок времени (в практических целях используют год). Поэтому на морских навигационных картах указывается величина магнитного склонения и год, в который она измерена.

Ещё обязательно указывается, на какую величину и в какую сторону (к западу или востоку) в течение одного года это склонение изменяется. Такая величина называется годовое изменение склонения.

Причём если изменение идёт в восточную сторону, то годовое изменение имеет знак «плюс» (+) и называется ещё годовым увеличением. А если значение изменяется к западу, то оно называется годовым уменьшением и имеет знак «минус» (—).

В процессе любой работы с навигационной картой в яхтинге необходимо обязательно приводить магнитное склонение к году плавания. Это делается достаточно просто.

К значению склонения (со своим знаком), указанному на карте (в виде картушки магнитного компаса или просто надписью) прибавляют произведение величины годового изменения (также со своим знаком) и количества лет, прошедших от года, к которому отнесено склонение, до года фактического плавания.

Описанная процедура производится яхтсменом ещё на стадии предварительной прокладки маршрута перехода и обязательно — на каждой используемой карте. Есть тут маленькая особенность, на которую не всегда обращают внимание, особенно начинающие моряки. Как уже отмечалось, склонение в разных точках земной поверхности — разное.

И оно зачастую разное на разных участках морской карты. Так оно и указывается — различное — в нескольких местах карты (вместе с соответствующим годовым изменением). Необходимо осуществить приведение склонения к году плавания на каждом таком участке!

Говоря о земном магнетизме, нельзя не затронуть такое явление, как магнитные аномалии. Они возникают в местах, где имеются крупные залежи пород, обладающим своим собственным магнитным полем.

Такое поле, как бы складываясь с полем Земли, вызывает изменения параметров последнего. Магнитные аномалии указаны на картах специальными линиями. Так же указывается и величина наибольших изменений склонения.

Пользоваться при яхтинге в таких районах магнитными компасами нежелательно, потому что их показания здесь не имеют практического значения.

Случаются в природе и магнитные бури. Учёные установили их определённую зависимость от солнечной активности, но до конца данное явление не изучено.

Во время бури происходят изменения значений элементов земного магнетизма, достигающие порой весьма значительных величин. Магнитные бури длятся от нескольких часов до нескольких дней.

Когда «на дворе» буря яхтсмену на показания магнитного компаса ни в коем случае нельзя полагаться.

Девиация магнитного компаса

Также необходимо знать ещё об одной характеристике, применяющейся в работе с морскими магнитными компасами. Её название — девиация . Она возникает в результате того, что металлические детали яхты, на которой установлен магнитный компас, с течением времени намагничиваются.

Магнитные поля деталей судна вступают во взаимодействие с полем земли и в результате вокруг каждого судна создаётся суммарное поле, отличающееся своими характеристиками от поля Земли в какой-либо её точке.

Следовательно, стрелки магнитных компасов устанавливаются не по линии вектора напряженности поля Земли, а по линии равнодействующей напряженности обоих полей (Земли и судна).

Это значит, что, кроме магнитного склонения, появляется ещё одна «поправочка», мешающая моряку получить направление на истинный (географический) северный полюс. Эта «поправочка» и есть девиация .

Дадим её более строгое определение. Но сначала нам опять-таки нужно ввести ещё одно понятие. Это понятие компасного меридиана. Его плоскость проходит вертикально через центр Земли и ось свободно подвешенной стрелки магнитного компаса.

Девиация магнитного компаса — это горизонтальный угол между плоскостью магнитного и плоскостью компасного меридианов.
Девиация магнитного компаса отсчитывается от северной части магнитного меридиана (в отличие от склонения, отсчитываемого от меридиана истинного) в восточную или западную стороны.

Соответственно восточная девиация имеет знак «плюс» (+), а западная — «минус» (-).

Важно понять и запомнить! При изменении курса яхты изменяется и значение девиации. Это происходит вследствие того, что изменяется положение железных частей судна относительно стрелки магнитного компаса (стрелка-то крутиться!).

Именно поэтому девиацию определяют для разных курсов и составляют специальную таблицу, которой впоследствии постоянно пользуются.

Зная девиацию магнитного компаса, можно вычислить направления относительно магнитного меридиана, используя компасные направления.

Компасные направления — компасные курсы и компасные пеленги — отсчитываются от северной части компасного меридиана .

Компасный курс  — горизонтальный угол между направлением на северную часть компасного меридиана и носовой частью диаметральной плоскости судна, отсчитываемый по часовой стрелке.

Компасный пеленг  — горизонтальный угол между направлением на северную часть компасного меридиана и направлением на предмет, отсчитываемый по часовой стрелке.

Обратный компасный пеленг -угол, отличающийся от значения компасного пеленга на 180°

Нам уже ясно, что разного рода направления используются в навигации постоянно. Познакомимся ещё с некоторыми из них. Это магнитные направления. Понятие магнитных направлений введено специально для упрощения расчётов.

Магнитные направления — это направления, отсчитываемые от магнитного меридиана. Такими направлениями являются магнитный курс, пеленг и обратный пеленг. В идеале такие направления может показать магнитный компас, на который не действуют никакие другие поля, кроме земного.

А реально они отличаются от компасных на величину девиации.

Между магнитными и компасными направлениями существуют определённые зависимости, которые яхтсмен обязан знать. Тем более , что в любой уважающей себя яхтенной школе решениям навигационных задач с учетом этих зависимостей отводится довольно много времени. Да и сами задачи несложные , построены на простых арифметических действиях.

Конечно, в наши дни область практического применения магнитных компасов в яхтинге значительно сузилась. Везде установлены спутниковые радионавигационные системы. На этом «основании» современные молодые яхтсмены пренебрежительно относятся к старой доброй технике.

Им совершенно не хочется изучать теорию магнетизма, вникать в тонкости эксплуатации «архаичных» магнитных компасов.

Понимание приходит со временем, когда яхтсмен с удивлением убеждается, что вся современная техника нередко ломается, а «дедуля» продолжает исправно служить, оставаясь до прихода в порт единственным курсоуказателем на яхте!

Нужно всегда помнить, что на море недопустима халатность и несерьёзное отношение . Это может привести к очень неприятным последствиям. Но не будем о плохом, продолжим изучение «магнитного дела», тем более, что разбираться с основами его теории уже закончили. Перед нами теперь лежит область практических задач, связанная с применением магнитных компасов для навигации .

На этом про земной магнетизм закончим. О применении полученной информации для практического яхтинга в следующих статьях.

По материалам книги «Основы навигации» А.Е.Селезнев

Источник: https://wind-sail.ru/navigation/osnovy-zemnogo-magnetizma-i-ih-primenenie-v-jahtinge/

Поделиться:
Нет комментариев

    Добавить комментарий

    Ваш e-mail не будет опубликован. Все поля обязательны для заполнения.