Tiedetään, että kompassin, kuten paperin, keksivät kuitenkin kiinalaiset. Filosofi Hen Fei-tzu 3. vuosisadalla eKr kuvaili tätä laitetta seuraavasti: "Se näytti magnetiitista tehdyltä kaatolusikalta, joka oli varustettu ohuimmalla kahvalla ja huolellisesti kiillotetulla pallomaisella kuperalla osalla. Lusikan kupera osa asennettiin kiillotetulle kupari- tai puulevylle niin, että kahva ei koskenut sitä ja riippui vapaasti. Samanaikaisesti itse lusikka pystyi pyörimään kuperan pohjan omaa kehää pitkin. Kilven pinnalla maat oli merkitty horoskooppimerkkien muodossa. Jos kahvaa työnnetään, lusikka alkaa pyöriä. Pysähtymisen jälkeen kompassi osoitti tarkalleen etelään. Juuri tämä laite oli historian vanhin tunnettu laite, laite pääpisteiden määrittämiseen.

1000-luvulla Kiinassa luotiin ensimmäisen kerran kelluva kompassin neula, joka rakennettiin keinotekoisesta magneetista. Melko usein se sulatettiin kalan muodossa. Tämä kala asetettiin vesisäiliöön, jossa se "ui" osoittaen päätään suuntaan tai toiseen, missä sillä hetkellä oli etelä.

Shen Gua (kiinalainen tutkija) kehitti useita muunnelmia kompassista samalla ajanjaksolla 1000-luvulla. Hän havaitsi, että jos magnetoi tavallinen ompeluneula ja kiinnitä se sitten vahalla kotelon keskiosassa olevaan silkkilankaan, tällainen laite näyttää suunnan paljon tarkemmin kuin kelluva kompassi kiinteän vähimmäisvastuksen vuoksi. käännettäessä. Toinen kompassityyppi, jota Shen Gua ehdotti, oli hyvin samanlainen kuin nykyaikainen. Tässä magnetoitu neula kiinnitettiin hiusneulaan. Kaikissa tutkijan suorittamissa kokeissa kävi ilmi, että nuoli ei osoita tarkalleen etelään, vaan poikkeaa hieman sivulle. Hän selitti tämän sillä, että maantieteelliset ja magneettiset meridiaanit muodostavat kulman, jonka seurauksena ne eivät voi osua yhteen toistensa kanssa. Shen Guan jälkeläiset pystyivät laskemaan tämän kulman kaikille Kiinan alueille. Sitä kutsutaan magneettiseksi deklinaatioksi.
1000-luvulla lähes kaikki kiinalaiset alukset oli varustettu kompassilla. Ne sijoitettiin aluksen perään ja keulaan. Tämä lähestymistapa antoi kapteenille mahdollisuuden ylläpitää vapaasti oikeaa kurssia säästä ja vuodenaikojen olosuhteista riippumatta.

1100-luvulla arabit lainasivat tämän kompassin kiinalaisilta. Samoihin aikoihin myös eurooppalaiset oppivat siitä. Italialaiset lainasivat kompassin ensimmäisenä arabeilta. Heiltä hän siirtyi portugalilaisille, espanjalaisille ja ranskalaisille ja myöhemmin briteille ja saksalaisille. Aluksi kompassi oli korkinpala ja magnetoitu neula, joka kellui vesisäiliössä. Hieman myöhemmin alukset alkoivat peittää lasilla ulkoisten ilmiöiden (tuuli) poistamiseksi. 1300-luvun puolivälissä magneettineula kiinnitettiin kärkeen paperiympyrän keskellä. Flavio Gioia (italialainen) pystyi parantamaan kompassia. Hän toimitti hänelle paperiarkin, joka oli jaettu 16 rumbiin (osaan), 4 kutakin maailman osaa kohti. Jatkossa ympyrässä oli jo 32 yhtä suurta osaa.

Ruuti, typografia, paperi ja kompassi... Näiden asioiden uskotaan olevan "neljä suurta kiinalaista keksintöä", jotka vaikuttivat tämän päivän kuvaan sivistyneestä maailmasta. Pääsuunnat määrittävän laitteen hyödyllisyyden kieltäminen on naurettavaa, mutta kompassia todella tarvitaan nyt, kun satelliittiviestintä, navigaattorit, maantieteellinen kohdistaminen jokaisessa älypuhelimessa ja yleinen teknologian kehitystaso tarjoavat täydellisiä tapoja ratkaista samat ongelmat. ? Ehkä kompassin paikka museossa, astrolaben ja muinaisen keittiön mallin vieressä?

Historiallinen viittaus

Tämä aihe on ollut ihmiskunnan tiedossa hyvin pitkään: ensimmäinen maininta kompassista juontaa juurensa Kiinan Song-dynastian ajalta (10-13 vuosisataa jKr), jolloin pystyakselille asennettu nuoli alkoi auttaa navigoinnissa autiomaassa.

Merikompassi kuvattiin ensimmäisen kerran 1200-luvulla, ja keskiajalta lähtien eurooppalaiset laivanrakentajat ovat käyttäneet sitä aktiivisesti matkoillaan. Ennen kuin kiinalaiset oppivat käyttämään Maan magneettista vetovoimaa omiin tarkoituksiinsa, he tekivät niin sanottuja "etelään osoittavia vaunuja" - monimutkaisimpia ei-magneettisia navigointilaitteita, joiden toiminta perustui takaisinkytkentäperiaatteeseen. Kompassin keksimisen myötä tuli mahdolliseksi nopeasti ja helposti ymmärtää, mihin suuntaan pitää liikkua.

Miten kompassi toimii

Nykyajan nimen alkuperä johtuu vanhan englannin sanasta "kompassi", joka XIII-XIV vuosisadalla tarkoitti "ympyrää". Jopa kakkosluokkalaiset tietävät nykyään, että "kompassi näyttää missä pohjoinen on", mutta miten hän tekee sen?

Laitteen olemassaolo johtuu Maan lähellä olevasta magneettikentästä, jonka voimalinjoja pitkin (niiden rinnalla) kompassin neula ulottuu. Tätä helpottavat laitteen sisällä olevat magneetit. Itse asiassa metallinuoli on tämä magneetti, jonka toinen puoli on hylätty ja toinen puoli vetää planeettaan, kuten kaksi pientä magneettia lasten pelissä. Kompassin tyypistä riippuen nuoli voi kellua nesteessä (tuttu temppu neulan ja paperin kanssa, itse asiassa primitiivinen navigointilaite), toimia käämitettyjen kehysten (kuten sähkögeneraattori) tai gyroskooppien avulla. .

Klassinen magneettikompassi on pyöreä muovi- tai messinkilaatikko. Sen keskellä on terästappi, jossa nuoli pyörii (se on magnetoitu). Yleensä siihen kiinnitetään pala akaattia tai muuta materiaalia, mikä vähentää tapin ja nuolen välistä kitkaa. Rakenne on suljettu lasilla ja osoitinnuolen alla on jarruvipu, joka kiinnittää sen liikkumattomasti ei-työasentoon.

"Näppäimessä", eli laatikon pohjassa, on haara - merkinnät, joiden jaot ovat 0 - 360 ° (5-15 ° välein), horisontin sivut ja halkaisijat kohtisuorassa toisiinsa nähden. Perinteisesti nuoli on maalattu kahdella värillä: kylmä sininen osoittaa pohjoiseen ja punainen kuumaan etelään, mutta on nuolia, jotka on yksinkertaisesti osoitettu tai merkitty toiselle puolelle. Pääpisteet ilmoitetaan useimmiten latinalaisin kirjaimin: N - pohjoinen, S - etelä, W - länsi ja E - itä.

Kompassien tyypit

Usein pienet kompassit toimitetaan hihnalla, jotta niitä voidaan pitää kuten kelloa, ja suuret asetetaan koteloon, joka suojaa laitetta vaurioilta ja kosteudelta. Sijainnin löytäminen on yksinkertaista: sinun on vapautettava jarru, ja nuoli, joka on pysähtynyt, osoittaa suunnan. On syytä muistaa häiriöt voimalinjojen, rautateiden jne. lähellä.

Peruslaitteen lisäksi tunnetaan myös muita laitetyyppejä:

• Magneettiset kompassit. Turisti (esimerkiksi kerran suosittu Andrianovin kompassi on klassinen esimerkki magneettisesta vuorovaikutuksesta), sotilaalliset, jotka määrittävät atsimuutin tarkemmin. Niissä on asteikon lisäksi myös viivain, tähtäimet, suurennuslinssit.

• Geologiset, vuoristokompassit, Bruntonin kompassit. Niissä vaaka sijaitsee vastapäivään. Laite on asennettu suorakaiteen muotoiselle levylle (messinki tai muovi), jota käytetään kivikerrosten kaltevien tulokulmien määrittämiseen. Tällaisissa kompasseissa on puoliraaja ja klinometri (luoturi).

• Gyroskooppiset kompassit. Ne toimivat gyroskooppien avulla ja osoittavat suunnan ei magneettiseen, vaan Maan todelliseen napaan. Tällaiset laitteet asennetaan laivoihin ja lentokoneisiin, koska ne kestävät tärinää, keinumista (pelorus on tarkoitettu samoihin tarkoituksiin - kompassin konsoli, joka on asennettu siihen gimbal-jousitukseen);

• eksoottisia vaihtoehtoja. Tähtitieteellinen kompassi, joka määrittää sijainnin tähtien perusteella, kompassi on geodeettinen lajike kulmien mittaamiseen maassa ammuttaessa ja muut.

• Elektroniset modernit muutokset. Ne määrittävät koordinaatit satelliittinavigointijärjestelmien kautta (vähintään kolme satelliittia tarvitaan) ja on varustettu monilla ohjelmilla, jotka muuttavat kompassin tehokkaaksi monitoimilaitteeksi.

Miksi tarvitsemme kompassia modernissa todellisuudessa

Pääominaisuus, joka erottaa tavallisen magneettikompassin muista laitteista ja tekee siitä välttämättömän jopa teknologia-aikanamme, on sen ehdoton riippumattomuus kaikista ulkoisista virtalähteistä. Sijainnin määrittämiseksi et tarvitse akkua tai pistorasiaa, et voi pelätä, että satelliittijärjestelmä epäonnistuu, elektroniikka epäonnistuu ja monimutkaiset piirit lakkaavat toimimasta.

Tarvitset kompassin ennen kaikkea sinne, missä ei ole kommunikaatiota, sähköä ja sivistystä: kaukoretkillä, matkoilla suojelualueille, vähän tutkituille tai tuntemattomille alueille. Jotta urheilijat ja turistit eivät olisi riippuvaisia ​​olosuhteista, tarvitsevat vain kompassin ja kartan - ja tavallinen ihminen, joka tietää suunnilleen missä hän on ja haluaa mennä sivilisaatioon, pärjää ilman karttoja.

Nykyaikaiset GPS-kompassit ovat hyödyllisiä myös matkoilla - kannattaa varata sekä tätä että perinteisiä lajikkeita (jos elektronisista vielä loppuvat paristot) sekä joukko karttoja. Elektronisen kompassin käsittelemiseksi sinulla on oltava tällaisen työn taito, ja valmistautumattomien on parempi olla aloittamatta siihen tutustumista heti vaelluksella. Vuorille kannattaa valita erikoisliikkeiden tarjoamat urheilu- ja kiipeilymallit. On liian aikaista kirjoittaa tämä välttämätön laite historian "kaatopaikalle" - kuten mikä tahansa yksinkertainen ja nerokas keksintö, se pystyy auttamaan siellä, missä monimutkaiset suunnitelmat eivät toimi.

Kompassi keksi luultavasti Qin-dynastian (221-206 jKr.) aikana kiinalaisilta ennustajilta, jotka käyttivät metalloidun esineen hämmästyttävää kykyä kääntyä pohjoiseen.

Kiinalainen keksintö

On lähes mahdotonta sanoa tarkalleen, missä kompassi keksittiin, koska siitä oli liian kauan ja tarina tästä tosiasiasta ei ole saavuttanut meitä. Siitä huolimatta monet uskovat, että keksintö luotiin Kiinassa. Laitteen samankaltaisuus auttoi suuntautumaan kaikilla alueilla, mukaan lukien Kiinan autiomaat.

Kompassin keksinnöstä on olemassa vain yksi ikivanha muistiinpano, kun vuorokausiaikainen kiinalainen ideologi Hen Fei-tzu kuvaili esinettä, joka on hyvin samanlainen kuin nykyään tunnetulla alueella orientoitumista helpottava laite. Jo myöhemmin 1. vuosisadalla tehtiin, myös Kiinassa, tietue kelluvalla nuolella varustetusta laitteesta. Siinä sanotaan, että nuoli oli kalan muotoinen ja valmistettu erityisestä magneetin kaltaisesta materiaalista. Nuoli oli laskettava veteen, ja se osoitti jo tietyn suunnan.

Kompassin keksintöä kehitettiin edelleen 800-luvulla jKr., jolloin magnetoitua neulaa alettiin käyttää laivojen navigointilaitteissa.

Ensimmäinen henkilö, joka käytti keksintöä navigointiin, oli Yunnanista kotoisin oleva Zheng He (1371-1435), joka teki seitsemän matkaa valtamerellä vuosina 1405-1433.

Jo 1100-luvulla kiinalaiset vaeltajat jakoivat tietonsa tästä uskomattomasta vehkeestä arabien kanssa. Sen jälkeen he luovuttivat sen Eurooppaan italialaisille merimiehille. Jo Italiasta käsin laite alkoi vähitellen liikkua kaikkialla Euroopassa alkaen Keski-Euroopasta, jossa maa on nyt Kroatia. 1300-luvulla magneettimateriaalista valmistettu nuoli asetettiin paperirullan keskelle.

Ja vasta 1400-luvulla laite, nykyajan edeltäjä, alkoi ilmestyä, kun maltalainen Flavio Gioia asetti magnetoidun nuolen hiusneulaan neulan muodossa. Lisäksi hän jakoi kompassitaulun 16 osaan, mutta sata vuotta myöhemmin se jaettiin jo 32 osaan. Kompassin keksimisen jälkeen se ei ole muuttunut lainkaan sisältä, vaan on muokattu vain ulkopuolelta, koska sukupolvi vaihtuu, mikä tarkoittaa, että asioiden täytyy muuttua.

Laitteen sovellus

Nyt kompassia käytetään suunnan tunnistamiseen lentoliikenteessä, matkailussa, metsästyksessä, matkustamisessa ja vain liikkuessa paikasta toiseen. Teollisesti valmistettuja elektronisia laitteita, mutta ytimessä Maan magneettikentän vaakakomponentin anturia käytetään edelleen havainnoinnin kannalta.

Ihminen alkoi matkustaa hyvin kauan sitten. Jopa muinaiset heimot vaelsivat paikasta toiseen etsiessään ruokaa. Kehittyessään ihmiset alkoivat liikkua paitsi maalla myös merellä. Navigoinnin myötä matkustajat kohtasivat kysymyksen avaruudessa suuntautumisesta. Aluksi tämä tapahtui tähdet ja aurinko, mutta pilvisellä säällä valtamerellä ei ole mahdollista määrittää suuntaa. Monet ensimmäisistä merimatkailijoista heitettiin pois kurssilta. Mies tajusi, että ilman erityistä laitetta hänet on tuomittu pitkän oikean tien etsintään ja ehkä jopa kuolemaan. Nyt jokainen lapsi osaa määrittää oikean suunnan kompassin avulla. Mutta kuka keksi kompassin, se ei ole kaikkien tiedossa.

Kompassin historia

Noin 3000 vuotta sitten mies huomasi, että magnetoitu rautaneula osoittaa aina pohjoiseen. Oletettavasti ensimmäinen modernin kompassin prototyyppi ilmestyi muinaisessa Kiinassa Song-dynastian aikana. Mutta nämä tiedot eivät ole tarkkoja. Joidenkin raporttien mukaan kompassi keksittiin paljon myöhemmin - 100-200 vuotta ennen aikakauttamme, mutta myös kiinalaiset. Tietenkin muinainen laite oli kaukana nykyaikaisista laitteista. Mutta hän teki työnsä hyvin. Muuten, muinaiset kiinalaiset käyttivät kompassia navigoidakseen autiomaassa. Hieman myöhemmin merimiehet alkoivat viedä häntä matkalle mukanaan. Jo XI vuosisadalla jKr. Kiinalaiset keksivät laitteen, jossa oli kelluva nuoli kalan muodossa. Arabit pitivät uudesta keksinnöstä kovasti, ja he alkoivat käyttää kompassia kauppa-aluksissaan.

Euroopassa kompassi ilmestyi melko myöhään. Eurooppalaiset esittelivät hänelle itämaiden kauppiaat. Vasta XII vuosisadalla espanjalaiset ja italialaiset alkoivat käyttää ensimmäistä primitiivistä laitetta navigoinnissa. Eurooppalainen kompassi oli magnetoitu rautanauha, joka oli kiinnitetty vedessä kelluvaan korkkiin. Sitten nuoli alettiin kiinnittää ohueen hiusneulaan, joka asennettiin aluksen pohjalle. Pian yksikään navigaattori ei mennyt avomerelle ilman tätä laitetta.

Noin 1300-luvulla italialainen jalokivikauppias ja keksijä Flavio Gioia keksi, kuinka kompassia voitaisiin parantaa. Hän jakoi sen 16 rumbiin, 4 kullekin pääpisteelle. Uusi laite helpotti navigointia avaruudessa. Välittömästi sen jälkeen navigointi alkoi kehittyä nopeasti Portugalissa ja Espanjassa. Nyt merimiehet lähtevät rauhallisesti pitkille matkoille pelkäämättä eksyä valtameren laajuuteen. 1700-luvulle mennessä kompassista oli tulossa melko monimutkainen väline, joka osoitti paitsi suuntaa myös aikaa.

moderni kompassi

Nykyaikaiset laitteet ovat saaneet monia uusia toimintoja, ja niiden ulkonäkö ei juurikaan muistuta muinaisia ​​kollegojaan. Niiden toimintaperiaate ei enää perustu magneettineulaan, vaan monimutkaisiin elektroniikkapiireihin, joiden avulla maapallon magneettikenttä määritetään. Monet instrumentit ovat satelliittien ohjaamia. Nykyään jopa yksinkertaisissa puhelinmalleissa on GPS-vastaanottimia, jotka satelliitin kautta määrittävät henkilön tarkan sijainnin jopa asteen tarkkuudella.

Ajatus satelliittinavigoinnin luomisesta syntyi viime vuosisadan 50-luvulla heti ensimmäisten keinotekoisten satelliittien laukaisun jälkeen. Mutta vasta vuonna 1973 tämä ajatus otettiin käyttöön. Alun perin GPS-satelliittinavigointijärjestelmä kehitettiin yksinomaan armeijaa varten. Mutta vähitellen hän tuli siviilielämään. Nykyaikaiset navigointijärjestelmät navigoinnissa ja ilmailussa ovat käsittämättömiä ilman satelliittiviestintä- ja suuntautumisjärjestelmiä. Tällaisia ​​järjestelmiä käytetään myös muilla alueilla. Esimerkiksi geodesiassa ja kartografiassa.

Kompassin keksimisen historia ulottuu pitkälle menneisyyteen. Ensimmäisen kuvauksen kompassista teki 3. vuosisadalla eKr. kiinalainen filosofi Hen Fei-tzu. Se oli magnetiitista valmistettu kaatolusikka kapealla kahvalla, pallon muotoinen. Se asennettiin kuparista ja puusta tehdylle levylle, jolle tehtiin horoskooppimerkinnät. Samaan aikaan kahva painoi ja pystyi pyörimään ympyrässä. Lusikka pantiin liikkeelle, ja pysähtyessään se osoitti aina etelään. Se oli maailman ensimmäinen kompassi.

1000-luvun puolivälissä Kiinassa tehtiin kelluva nuoli keinotekoisesta magneetista. Useimmiten se oli kalan muodossa. Hänet laskettiin veteen, jossa hän ui. Kalan pää osoitti aina etelään. Samaan aikaan kiinalainen tiedemies Shen Gua keksi useita versioita kompassista. Hän magnetoi ompeluneulan ja kiinnitti sen vahalla riippuvaan silkkilankaan. Se oli tarkempi kompassi, koska kääntyessä syntyvä vastus väheni. Toisessa versiossa hän ehdotti tämän neulan laittamista hiusneulaan. Kokeidensa perusteella keksijä Shen Gua huomasi, että nuoli osoittaa etelään pienellä poikkeamalla. Hän pystyi selittämään tämän magneettisen ja maantieteellisen meridiaanin välisellä erolla. Myöhemmin tutkijat oppivat laskemaan tämän poikkeaman Kiinan eri osille. 1000-luvulla monilla kiinalaisilla aluksilla oli kelluva kompassi. Ne asetettiin laivan keulaan, jotta kapteeni saattoi aina katsoa todistustaan.

XII vuosisadalla arabit käyttivät hyväkseen kiinalaista keksintöä ja XIII vuosisadalla eurooppalaiset. Euroopassa italialaiset oppivat ensimmäisenä kompassista, sitten espanjalaiset, ranskalaiset ja sitten britit ja saksalaiset. Sitten kompassi oli korkki ja magnetoitu neula, jotka kelluivat vesisäiliössä. Pian he alkoivat peittää sen lasilla suojellakseen sitä tuulelta.

XIV-luvun alussa magnetoitu nuoli asennettiin paperiympyrään, ja jonkin ajan kuluttua italialainen Flavio Joya jakoi ympyrän 16 osaan ja sitten 32 sektoriin. 1500-luvun puolivälissä nuoli kiinnitettiin kardaaniin vähentämään kallistuksen vaikutusta, ja vuosisataa myöhemmin kompassin historiassa havaittiin pyörivän viivaimen esiintyminen, mikä lisäsi lukemien tarkkuutta. Kompassi oli ensimmäinen navigointilaite avomerellä navigointiin. Tämä antoi merimiehille mahdollisuuden tehdä pitkiä matkoja valtameren yli.