Historie vzhledu kompasu pro děti. Kdy a kde přesně byl vynalezen magnetický kompas?
Střelný prach, tisk, papír a kompas... Věří se, že to byly „čtyři velké čínské vynálezy“, které ovlivnily dnešní obraz civilizovaného světa. Je absurdní popírat užitečnost zařízení schopného určovat světové strany, ale je to kompas skutečně potřebný nyní, když satelitní komunikace, navigátory, geografické cílení v každém smartphonu a obecná úroveň technologického rozvoje nabízejí dokonalé způsoby, jak vyřešit stejné problémy? Možná je místo kompasu v muzeu, vedle astrolábu a modelu starověké galéry?
Historický odkaz
Tento předmět je lidstvu znám již velmi dlouho: první zmínka o kompasu pochází z dob čínské dynastie Song (10-13 století našeho letopočtu), kdy šipka namontovaná na svislé ose začala pomáhat při navigaci poušť.
Námořní kompas byl poprvé popsán ve 13. století a od středověku jej začali aktivně využívat evropští stavitelé lodí při cestování. Než se Číňané naučili využívat magnetickou přitažlivost Země pro vlastní účely, vyráběli takzvané „vozy směřující na jih“ – vysoce komplexní nemagnetická navigační zařízení, jejichž činnost byla založena na principu zpětné vazby. S vynálezem kompasu bylo možné rychle a snadno pochopit, kterým směrem se pohybovat.
Jak funguje kompas?
Původ moderního názvu je způsoben staroanglickým slovem „compass“, které ve 13.–14. století znamenalo „kruh“. I žáci druhého stupně dnes vědí, že „kompas ukazuje, kde je sever“, ale jak to dělá?
Existence zařízení je způsobena přítomností magnetického pole v blízkosti Země, podél jehož os-přímek (paralelně s nimi) se rozkládá střelka kompasu. To usnadňují magnety umístěné uvnitř zařízení. Ve skutečnosti je kovový šíp tento magnet, který se na jedné straně odpuzuje a na druhé straně přitahuje planetu, jako dva malé magnety v dětské hře. Podle typu kompasu může střelka plavat v kapalině (známý trik s jehlou a papírem, vlastně primitivní navigační zařízení), pracovat pomocí rámečků s vinutím (jako elektrický generátor) nebo gyroskopů.
Klasický magnetický kompas je kulatá plastová nebo mosazná krabička. V jeho středu je ocelový čep, na kterém se šíp otáčí (je zmagnetizován). Obvykle se osazuje kouskem achátu nebo jiného materiálu, který snižuje tření mezi čepem a šípem. Konstrukce je uzavřena sklem a pod ukazatelem šipky je brzdová páka, která ji pevně zajišťuje v nepracovní poloze.
Na „ciferníku“, tedy na dně krabičky, je číselník - značky s dělením od 0 do 360° (v krocích po 5-15°), strany horizontu a průměry na sebe kolmé. Tradičně je šipka namalována ve dvou barvách: studená modrá bude směřovat na sever a červená na horký jih, ale existují šipky, které jsou jednoduše namířené nebo označené na jedné straně. Hlavní směry se nejčastěji označují latinkou: S - sever, S - jih, Z - západ a V - východ.
Typy kompasů
Malé kompasy jsou často vybaveny páskem, aby se daly nosit jako hodinky, zatímco velké kompasy jsou umístěny v pouzdru, které chrání zařízení před poškozením a vlhkostí. Určení polohy je jednoduché: musíte uvolnit brzdu a šipka se přestane otáčet a udávat směr. Stojí za to pamatovat na rušení v blízkosti elektrického vedení, železničních tratí atd.
Kromě základního jsou známy další typy zařízení:
- Magnetické kompasy. Turistický (například kdysi populární Andrianov kompas je klasickým příkladem magnetických interakcí), vojenský, přesněji určující azimut. Kromě stupnice mají také pravítko, mířidla a zvětšovací čočky.
- Geologické, horské kompasy, Bruntonův kompas. V nich je stupnice umístěna proti směru hodinových ručiček. Zařízení se montuje na obdélníkovou desku (mosaz nebo plast) a používá se k určení nakloněných úhlů dopadu horninových vrstev. Takové kompasy mají poloviční končetinu a sklonoměr (olovnice).
- Gyroskopické kompasy. Pracují pomocí gyroskopů a ukazují směr nikoli k magnetickému, ale ke skutečnému pólu Země. Taková zařízení jsou instalována na námořních plavidlech a letadlech, protože jsou odolné vůči otřesům a kývání (pro stejné účely je určen pelorus - konzola pro kompas, která je na něm instalována v závěsu kardanu);
- Exotické možnosti. Astronomický kompas, který určuje polohu podle hvězd, kompas - geodetický typ pro měření úhlů při střelbě na zemi a další.
- Elektronické moderní úpravy. Určují souřadnice pomocí navigačních satelitních systémů (potřebné jsou minimálně tři satelity) a jsou vybaveny řadou programů, které z kompasu udělají výkonné multifunkční zařízení.
Proč potřebujete kompas v moderní realitě?
Hlavní vlastností, která odlišuje běžný magnetický kompas od ostatních přístrojů a činí jej nepostradatelným i v naší technologické době, je jeho naprostá nezávislost na jakýchkoli vnějších zdrojích energie. K určení vaší polohy nepotřebujete baterii ani elektrickou síť, nemusíte se bát, že se porouchá satelitní systém, nefunkční elektronika nebo přestanou fungovat složité obvody.
Kompas je potřeba především tam, kde není připojení, elektřina nebo civilizace: na dlouhé pěší túry, cestování do chráněných oblastí, málo prozkoumaných nebo neznámých oblastí. Aby sportovci a turisté nebyli závislí na okolnostech, potřebují pouze kompas a mapu - ale běžný člověk, který má přibližnou představu o tom, kde je a chce se dostat do civilizace, se bez map obejde.
Moderní kompasy s GPS jsou také užitečné při cestování - stojí za to zásobit se jak touto, tak tradiční odrůdou (pokud tomu elektronickému stále dochází baterie), a také sadou map. K ovládání elektronického kompasu je potřeba mít zručnost takové práce a pro nepřipravené je lepší nezačít se s ním seznamovat hned na túře. Na hory se vyplatí vybírat sportovní a horolezecké modely, které nabízejí specializované prodejny. Na zapsání tohoto nenahraditelného zařízení na smetiště dějin je příliš brzy – jako každý jednoduchý a důmyslný vynález dokáže pomoci tam, kde složité obvody nefungují.
Navzdory polomýtickým zmínkám o navigačním zařízení mezi starými Číňany, Samothráky a Řeky je zajímavější otázka – kdo vynalezl kompas a kdy v jeho moderní podobě? Jestliže ve 12. – 13. století byla tímto zařízením magnetizovaná jehla zapíchnutá do kusu kůry korkového stromu plovoucího ve vodě, pak kolem roku 1300 dal obyvatel italského města Amalfi, tehdy slavný kapitán Flavio Gioia, tento navigační a zeměpisný doplněk vzhled maximálně blízký moderně. Na hrot jehly nasadil zmagnetizovanou šipku a tento design umístil do kulaté krabičky, na jejímž dně bylo označeno 16 bodů. O dvě století později začali námořníci používat dvaatřicetibodové kompasy. Pro zvýšení přesnosti navigačních pozorování v 17. století byl přístroj vybaven „zaměřovačem“, který se skládal ze dvou diametrálně protilehlých zaměřovačů upevněných na volně otočném pravítku, které mělo střed otáčení nad jehlou magnetické střelky.
Kompas zároveň získal mnoho užitečných doplňků, z nichž jeden je považován za závěs kardanu, který snižuje vliv naklánění lodi na
údaje šipky přístroje.
Kde byl vynalezen gyroskopický kompas?
První gyroskopický kompas si nechal patentovat v roce 1908 německý inženýr Hermann Anschutz-Kempfe. Jeho hodnoty nezávisí na umístění magnetických pólů Země a nepodléhá magnetickým bouřím a geomagnetickým anomáliím. Dnes gyroskopická navigace
Magnetický kompas je jedním z největších objevů v historii lidstva. Právě díky tomuto zařízení byly možné velké geografické objevy.
Co je to kompas a k čemu slouží?
Kompas je úžasné zařízení, pomocí kterého můžete vždy určit svou přesnou polohu vzhledem ke světovým stranám. Jeho vynález je bezesporu jedním z největších úspěchů lidstva, díky kterému byly učiněny všechny velké geografické objevy. Vynález tohoto zařízení má pro navigaci stejný význam jako počátek používání střelného prachu ve válce. Díky kompasu se kartografie zvedla na novou úroveň.
Chcete-li přesně vykreslit trasy (především po moři), musíte vědět, kde se nacházíte a kterým směrem míříte. Starověcí námořníci určovali svou polohu pomocí slunce a hvězd. Ne vždy je ale bylo vidět. Za starých časů se lodě snažily nevyjíždět na otevřené moře a zdržovaly se blízko břehů. Pomocí orientačních bodů na pobřeží námořníci určovali svou polohu.
Teprve vynález kompasu a sextantu umožnil podnikat dlouhé cesty a objevovat vzdálené země. Není přesně známo, kdo vynalezl kompas. Předpokládá se, že toto zařízení bylo vynalezeno ve starověké Číně. Poté však bylo opakovaně vylepšováno a zařízení, které dnes existuje, se svému vzdálenému předkovi podobá jen velmi málo.
Princip fungování kompasu spočívá v tom, že magnetická střelka interaguje s magnetickým polem Země a je umístěna podél siločar planety.
Jednoduše řečeno, magnetická střelka bude vždy rotována podél magnetické čáry Země. Jeden její konec bude ukazovat na severní magnetický pól naší planety a druhý na jižní pól.
Vynález kompasu
Které lidi jako první napadlo použít magnetické pole Země k určení své přesné polohy vzhledem ke světovým stranám? Vědci se domnívají, že to byli Číňané.
Historici naznačují, že první kompas byl vynalezen v Číně během dynastie Han. Byli to Číňané, kteří objevili úžasné vlastnosti magnetické železné rudy. Je pravda, že tento minerál nejprve použili ne pro navigaci, ale pro věštění. Jejich popis lze nalézt ve starověkém čínském pojednání Lunheng.
Číňané jako první použili magnetizované železo k určení světových stran. Jméno vědce se dokonce nazývá - Shen Gua, který žil během dynastie Song. Nejprve byly z magnetického železa odlity speciální formy, které byly následně umístěny do nádoby s vodou. V roce 1119 Zhu Yu navrhl použití jehlového kompasu. To je uvedeno v čínském pojednání „Tabulka v Ningzhou“.
Existuje popis dalšího starověkého čínského kompasu, vyrobeného ve formě lžíce s tenkou rukojetí. Lžíce byla vyrobena z magnetického materiálu. Byla umístěna na leštěném povrchu tak, aby se rukojeť lžíce nedotýkala povrchu. Byl to on, kdo ukázal hlavní směry. Leštěný povrch byl často zdoben znameními zvěrokruhu nebo symboly zemí celého světa.
Toto zařízení je považováno za jeden ze čtyř velkých čínských vynálezů: střelný prach, papír, tisk a kompas. Ale jak chápete, informace o této vzdálené době jsou dosti vágní a nejisté, takže mnoho vědců o nich pochybuje.
Kompas v Evropě a na východě
Předpokládá se, že staří Číňané používali k cestování pouští kompas. Byly jím vybaveny i čínské lodě.
Ve 12. století se podobné zařízení objevilo mezi Araby. Není zcela jasné, zda si ji sami vymysleli, nebo si ji vypůjčili od Číňanů. V Evropě se kompas objevil ve 12. nebo 13. století. Někteří vědci se domnívají, že Evropané si její zařízení vypůjčili od Arabů, jiní tvrdí, že na tento vynález přišli sami. Jako první použili kompas italští námořníci.
Zmínky o tomto zařízení lze nalézt mezi Kipčaky v roce 1282 a mezi al-Makrizi. Oba popisují použití kompasu na moři. Od Italů jej převzali Španělé a Portugalci a poté Britové a Francouzi. Právě použití tohoto zařízení umožnilo Evropanům objevovat nové kontinenty, překonávat oceány a podniknout první cestu kolem světa.
Jak vypadaly první nástroje?
V té době byl kompas velmi odlišný od zařízení, které jsme zvyklí vídat dnes. Nejprve to byla nádoba s vodou, ve které plaval kus dřeva nebo korku a do ní byla vložena magnetická jehla. Aby plavidlo ochránili před větrem a vodou, začali ho přikrývat sklem.
Toto zařízení nebylo příliš přesné. Magnetická jehla připomínala tlustou jehlu. Stojí za to dodat, že první zařízení byla velmi drahá a pouze velmi bohatí lidé měli možnost si je pořídit. Poté bylo toto zařízení vylepšeno.
Ve 14. století navrhl italský vědec Flavio Gioia umístit magnetickou jehlu na svislou osu a připojit k ní cívku, která ji rozdělí na 16 bodů. Tato novinka se námořníkům opravdu líbila. O století později byl kotouč již rozdělen na 32 bodů a stal se ještě pohodlnějším. Samotný kompas se začal umisťovat do speciálního zavěšení, aby se snížil vliv pohybu moře na něj.
V 17. století se objevil směrovač - speciální pravítko s mířidly, které bylo připevněno k víku. Zařízení se stalo ještě pohodlnějším.
Moderní zařízení
V dnešní době, navzdory nástupu satelitní navigace a gyrokompasu, obyčejný magnetický kompas nadále věrně slouží lidem. Moderní zařízení se svým středověkým předchůdcům samozřejmě příliš nepodobají. Jsou vyrobeny za použití nejnovějších technologií a materiálů.
Obyčejný magnetický kompas dnes nejčastěji používají turisté, geologové, horolezci, cestovatelé a prostě milovníci výletů a výletů. Lodě a letadla už dávno používají jiná, pokročilejší zařízení. Elektromagnetický kompas, který eliminuje rušení z kovového trupu lodi, gyrokompas, který přesně ukazuje na zeměpisný pól nebo satelitní navigační zařízení.
Ale ze všech přístrojů, které udávají směr a hlavní směry, je obyčejný kompas nejjednodušší a nejnáročnější. Nevyžaduje elektřinu, je jednoduchý, pohodlný a spolehlivý. A vždy vás nasměruje správným směrem do bezpečného přístavu.
Jedním z největších objevů lidstva je vynález kompasu. Je těžké přeceňovat jeho význam, udělal skutečnou revoluci v historii navigace. Kompas se stal prvním navigačním zařízením, které umožnilo odvážným námořníkům opustit mořské pobřeží a vydat se na otevřené moře. Již ve 3. století př. Kr. E. V Číně bylo vynalezeno zařízení k označení světových stran. Starověký kompas vypadal jako lžíce s tenkou rukojetí a kulovou konvexní částí, samotná lžíce byla vyrobena z magnetitu. Dobře vyleštěná konvexní část lžíce byla nasazena na měděnou nebo dřevěnou desku, která byla také pečlivě vyleštěna. Rukojeť lžíce volně visela nad talířem a samotná lžíce se volně otáčela kolem osy instalované konvexní základny. Na štítku byly země světa označeny ve formě cyklických znamení zvěrokruhu. Roli magnetické jehly plnila rukojeť lžíce. Pokud je rukojeť uvedena do rotace a poté trochu počká, pak zastavená šipka (její roli hraje rukojeť lžíce) bude ukazovat přesně na jih. Jednalo se o úplně první starověký kompas, nazývaný sonan – „poznání jihu“ a popsaný čínským filozofem Hen Fei-tzu. Samozřejmě, že takový kompas nebyl zdaleka dokonalý a měl mnoho nevýhod: magnetit byl křehký a obtížně zpracovatelný a tření mezi povrchem desky a konvexní částí lžíce vedlo k mírným odchylkám od směru na jih.
V 11. století byla v Číně vynalezena plovoucí střelka kompasu, vyrobená z umělého magnetu. Magnetizovaný železný kompas, obvykle ve tvaru ryby, byl zahřát do červena a poté spuštěn do nádoby s vodou. Zde začala volně plavat a její hlava se otočila k jihu. Vědec Shen Gua, který žil a pracoval v Číně ve stejném 11. století, dlouho studoval vlastnosti magnetické jehly. Bylo jim nabízeno několik typů kompasů. Pomocí magnetizované jehly, kterou je nutné připevnit voskem ve středu těla na visící hedvábnou nit, zjistil, že takový kompas ukazuje směr přesněji než plovoucí. Navrhli také vylepšený design, ve kterém byla magnetizovaná jehla připojena ke kolíku. Vědec vysvětlil skutečnost, že střelka kompasu směřovala na jih s mírnou odchylkou, nikoli shodou geografických a magnetických poledníků, ale svírají úhel, který se později naučili vypočítat a nazývali ho magnetická odchylka. Mnoho čínských lodí mělo plovoucí kompasy instalovány již v 11. století.
Ve 12. století začali čínskou jehlu používat Arabové, od nich se ve 13. století dostala do povědomí italských námořníků, poté Španělů, Portugalců a Francouzů. Němci a Britové začali kompas používat později. Jestliže nejprve byla kompasem zmagnetizovaná střelka a kus dřeva plovoucí v nádobě s vodou, později se nádoba začala přikrývat sklem, aby byl plovák chráněn před účinky větru.
Ve 14. století byla magnetická střelka umístěna na hrot uprostřed papírového kruhu zvaného karta. Později udělal Ital Flavio Giulio obrovský krok ke zlepšení kompasu rozdělením karty na 16 částí (záchytných bodů). Později bude kruh rozdělen na 32 sektorů. V 16. století se šíp začal montovat na gimbal, což omezilo dopad klopení a v 17. století byl kompas vylepšen o otočné pravítko s mířidly pro přesnější výpočet směru.
Zpráva „Kompas“ pro děti vám stručně přiblíží historii objevu tohoto předmětu. Výkaz kompasu lze také použít při přípravě na lekci.
Zpráva kompasu
Kompas je zařízení pro vyhledávání stran obzoru pomocí magnetické střelky, která udává směr na jih a sever. Byl vynalezen před mnoha staletími a okamžitě jej začali používat cestovatelé. Kompas byl prvním navigačním zařízením, které umožňovalo námořníkům vyplout na moře.
Kde a kdy se objevil první kompas?
Ve 3. století př. Kr. E. V Číně bylo vynalezeno zařízení, které ukazovalo na světové strany. Navenek to připomínalo lžíci s tenkou rukojetí a konvexní kulovou částí. Byl vyroben z magnetitu. Leštěná konvexní část lžíce byla umístěna na dřevěnou nebo měděnou desku, rovněž leštěnou. Rukojeť visela volně nad talířem, ale lžíce se otáčela kolem osy konvexní základny. Na štítku byly uvedeny země světa. Střelka kompasu v klidu vždy ukazovala přesně na jih. Tento starověký kompas se nazýval sonan, to znamená „má na starosti jih“.
V 11. století Číňané vynalezli plovoucí střelku kompasu vyrobenou z umělého magnetu, železný kompas pak měl tvar ryby. Nejprve se zahřál do červena a poté se spustil do nádoby s vodou. „Ryba“ začala plavat a její hlava směřovala k jihu. Shen Gua, vědec ze stejné Číny, navrhl několik druhů kompasu: s magnetizovanou jehlou a hedvábnou nití, s magnetizovanou jehlou a vlásenkou. Ve 12. století používali kompas s magnetickou střelkou Arabové, o století později Italové, Francouzi, Španělé a Portugalci.
Ve 14. století začali umisťovat magnetickou jehlu na hrot uprostřed kruhu z papíru – kartičky. Dalším, kdo vylepšil kompas, byl Ital Flavio Giulio. Papírový kruh rozdělil na 16 částí. V 17. století byl vylepšen o otočné pravítko s mířidly, které umožňovalo přesněji vypočítat směr.
Z čeho se skládá kompas?
Konstrukce zařízení závisí na typu kompasu. Rozlišují se tyto typy: gyrokompas, magnetický kompas, elektronický kompas. Hlavní částí běžného magnetického kompasu je kompas s kolíkem uprostřed. Na konci věže je magnetická jehla a samotné tělo je nahoře pokryto sklem.
Kompas: zajímavá fakta
- Před vynálezem a rozšířením kompasu námořníci na svých lodích nevyjížděli na širé moře, aby se neztratili.
- Kompas přivezli do Evropy benátští obchodníci.
- Před Číňany používali Indové něco jako kompas. V San Lorenzo Tenochtilan vědci našli hematitový artefakt pocházející z roku 1000 před naším letopočtem. Ale magnetickou železnou rudu stále objevili Číňané.
- Z talířku s vodou a magnetizované střelky si můžete vyrobit vlastní kompas.
Doufáme, že vám zpráva o kompasu pomohla dozvědět se o něm mnoho užitečných informací. Pomocí níže uvedeného formuláře můžete zanechat krátký příběh o kompasu.