Компас — это навигационный прибор, который предназначен для определения сторон света на местности и измерения азимутов на различные объекты, прокладывания маршрута по карте и определения направления для последующего движения. Причем все это возможно делать в любом полушарии, в любое время суток, при любых метеорологических условиях, как над землей, так и под землей в пещерах и на морских глубинах.
Типичный компас в типичных условиях эксплуатации — в горной местности в руках туриста
На сегодняшний день люди изобрели множество разных типов компасов, работающих по разным принципам, однако для охотника, рыбака или туриста по-прежнему самым универсальным остается магнитный компас. Именно о нем мы и продолжим разговор.
История компаса
Считается, что самый первый компас появился в Древнем Китае. Изначально намагниченная ложка, лежащая на гладкой тарелке (а именно так выглядел первый компас), применялась исключительно в магических обрядах, но затем китайцы догадались использовать ее в качестве средства навигации.
Догадка, вероятно, пришла в голову изобретателям тогда, когда они обнаружили, что вне зависимости от места проведения обряда держак ложки все время поворачивается в одном и том же направлении
Независимо от Китая, магнитные свойства магнетита — природной магнитной породы — обнаружили и другие народы. Так со временем магнитный компас появился в Индии и в Древней Греции.
Конструкция магнитного компаса менялась и совершенствовалась. И сегодня перед нами разворачивается широкий выбор различных моделей, которые отличаются не только ценой, но и габаритами, скоростью, точностью и комфортностью работы, а также расширенным функционалом.
Мы можем за сравнительно небольшую сумму купить миниатюрный китайский компас, надеваемый на палец, либо потратить в раз больше и приобрести планшетный туристский либо военный профессиональный компас, определяющий не только азимут и стороны света, но и наклон, и расстояния по карте.
Кроме того, не так редко компас можно найти на некоторых дорогих моделях часов, снабженных, кроме прочего, даже такими приборами, как термометр и барометр.
Программные имитаторы компаса имеются для современных средств связи, таких как смартфоны, планшеты и айфоны. В общем, остаться без этого навигационного прибора на сегодняшний день сложно, хотя и возможно.
Стрелка магнитного компаса
Главной деталью магнитного компаса является магнитная стрелка.
Она представляет собой миниатюрный магнит, который взаимодействует с магнитным полем земного шара, поворачиваясь вдоль силовых магнитных линий.
Если не вдаваться в тонкости, то магнитная стрелка указывает на северный и южный магнитные полюса Земли.
А благодаря тому, что магнитные полюса находятся не так уж далеко от истинных (географических) полюсов, с некоторой оговоркой можно говорить, что магнитный компас показывает на географические север и юг.
Подробно вопрос о том, куда именно указывает стрелка компаса, рассмотрен на сайте в отдельном материале…
Стрелки в разных моделях компасов выполняются в разных формах, но везде они металлические
Тем не менее, при необходимости точно определить направления сторон света и, например, сориентировать карту для дальнейшей работы с ней, компас используют с учетом значений магнитного склонения, которое, в свою очередь, находят на карте местности либо на специализированных сайтах.
Для того, чтобы не путаться в сторонах света при использовании компаса, северную и южную части магнитной стрелки красят в разные цвета либо придают им особую форму. Так, например, северная часть стрелки компаса «Азимут» покрашена в красный цвет, а северная часть стрелки компаса Адрианова сделана в виде наконечника стрелы.
В современных компасах стрелки либо их части делают из очень сильных магнитов, благодаря чему такие стрелки быстро стабилизируются, а пользоваться компасом становится возможно даже на бегу. В частности, такие стрелки используются при сборке компасов российского производства компании «Москомпас».
Конструкция компаса
Стрелка сама по себе не может показывать стороны света: сила взаимодействия ее с магнитным полем Земли слишком мала по сравнению с сопротивлением, возникающим при соприкосновении стрелки с твердой поверхностью опоры. Для того, чтобы уменьшить сопротивление, стрелку нужно разместить на шпиле. Это позволит стрелке свободно вращаться.
Сидящая на шпиле стрелка помещается в корпус, сделанный из латуни, меди, алюминия, пластмассы или другого не относящегося к ферромагнетикам материала. Верхняя часть корпуса закрыта колбой, которая защищает стрелку от механически повреждений и влияния ветра и осадков. Сама колба сделана из прозрачного материала, позволяющего наблюдать за работой стрелки.
Для быстрой стабилизации стрелки в некоторых современных моделях колба заполняется особой вязкой жидкостью, не замерзающей при относительно низких температурах. Жидкость притормаживает колебания стрелки — и стрелка останавливается, расположившись в направлении север—юг. Компасы, колба которых заполнена жидкостью, называются жидкостными.
Не самый элегантный, но самый функциональный жидкостный компас
Для того, чтобы с помощью компаса можно было не только найти основные стороны света, но и определить азимуты, то есть углы, измеренные в градусах по часовой стрелке относительно направления на север, компас комплектуется градусной шкалой. Обычно шкала располагается под стрелкой, хотя в некоторых случаях шкала составляет со стрелкой одно целое.
В некоторых моделях магнитных компасов кроме градусной шкалы имеется также шкала тысячных и морские румбы. Однако для туриста достаточно иметь только градусную шкалу и основные румбы — N, E, S и W, которые означают север, восток, юг и запад соответственно.
Кроме описанных основных элементов зачастую компасы комплектуют вспомогательными, позволяющими более точно производить измерения, работать в темное время, измерять вертикальные углы на местности и расстояния по карте. О дополнительных комплектующих на сайте имеется отдельный материал (Устройство компаса).
Чтобы магнитная стрелка показывала правильно направление на север, магнитный туристский компас не должен содержать в своей конструкции других намагниченных деталей либо тех, которые могут намагнититься. Так, например, маловероятно, что компас, встроенный в браслет выживания совместно с огнивом, будет работать исправно и давать точные результаты.
Как работать с компасом
- С помощью компаса можно решать ряд задач. В частности, он нужен для того, чтобы:
- Порядок решения некоторых этих задач показан в видео:
- Однако, при работе с компасом не следует забывать про правила корректной работы с этим навигационным прибором. В частности:
- нельзя использовать неисправный компас (компас должен быть рабочий и его нужно периодически проверять на исправность);
- нельзя использовать компас в транспорте, возле железной дороги, вблизи линии электропередач;
- во время работы с компасом нужно убрать в сторону ножи, лопаты, пилы, мобильные телефоны, рации и все то, что способно вызвать магнитные девиации (отклонения магнитной стрелки);
- нельзя использовать два компаса, находящихся в непосредственной близости один от другого;
- при необходимости проведения точных измерений обязательно нужно делать поправки на магнитное склонение.
Пренебрегая хотя бы одним из этих правил, можно получить неверные результаты измерений, что в некоторых случаях значительно повышает вероятность возникновения чрезвычайной ситуации.
Где не работает компас?
Говоря о работе с компасом, важно понимать, что этот прибор не везде работает корректно, а точность его зачастую остается ниже точности измерений, произведенных по Полярной звезде.
Так, не следует ожидать от компаса точных показаний при использовании его в транспорте (в машине, самолете, на морском судне), возле высоковольтной линии электропередач, в горах в районах залежей железной руды. Во всех перечисленных случаях сильные магнитные девиации будут вносить существенные изменения в показания магнитного компаса.
Магнитный компас дает некорректные показания и вблизи полюсов. Это связано с тем, что магнитные полюса территориально не совпадают с истинными (географическими), и с тем, что магнитные силовые линии, параллельно которым пытается расположиться стрелка компаса в этих регионах расположены под углом, близким к 90° по отношению к поверхности горизонта.
Зачастую у людей возникает вопрос, может ли работать компас на Луне. Не знаю, почему именно Луна в этом плане интересует людей, но, в любом случае, ориентироваться по компасу на Луне не получится по ряду причин, о которых мы рассказывали в отдельной статье…
Разновидности компаса
Кроме магнитного компаса, который используют туристы и другие любители поездок подальше от цивилизации, существует еще и судовой магнитный компас, который применяется в морском деле.
Типичный судовой компас для туризма не подходит из-за очень больших габаритов и массы
Этот прибор оснащен специальной системой устранения магнитных девиаций, вызываемых металлическими элементами судна. Он имеет большие габариты и вес и поэтому пригоден для использования исключительно на судах или других транспортных средствах.
На самом деле туристы далеко не всегда пользуются классическими туристическими моделями компасов. Нередко любители прогулок по дикой природе приобретают и армейские (военные) модели, например, советский артиллерийский компас.
Существуют и другие типы компасов, работающих на других принципах. К таким компасам, в частности, относятся радиокомпас, гирокомпас и спутниковый компас. Об этих и других моделях можно почитать здесь (Гирокомпас) и здесь (Магнитный компас).
Как сделать компас из подручных материалов
- Если же под рукой не оказалось компаса, а сориентироваться на местности все же нужно, тогда примитивный компас можно попытаться сделать из подручных материалов.
- Самым популярный самодельный компас представляет собой намагниченную швейную иголку, которую положили на лист растения и опустили эту конструкцию на воду. В видео показано, как это сделать:
- Разумеется, такая конструкция работает значительно хуже современных моделей:
- стрелка дольше разворачивается;
- из-за отсутствия шкалы, производить точные измерения с помощью такого компаса не получится. Хотя можно использовать для этих целей транспортир, который, в свою очередь, сконструировать из подручных средств, о чем было рассказано в этой статье (Как определить азимут без компаса);
- такой компас не сможет работать на морозе из-за замерзания воды;
- этот компас громоздкий и тяжелее заводских моделей;
- он неудобен в транспортировке.
С другой стороны, если выбирать не приходится, то и самодельный компас может при случае не только ускорить возвращение путников домой, но и спасти человеческую жизнь.
Подводя итог всему вышесказанному и учитывая опыт не одного поколения туристов и спасателей, можно с уверенностью сказать, что, несмотря на появление современных компактных и удобных в обращении средств навигации, таких как GPS–навигатор, компас, благодаря своей надежности и независимости от электропитания, был и остается лучшим спутником путешественника. Конечно же, это не исключает возможности использования последних достижений научно-технического прогресса, но и утрачивать навык работы с компасом тоже не стоит.
Интересное видео: ещё один самодельный компас
Максим Чечетов
Куда покажет стрелка компаса на Северном и Южном полюсе?
Компас используется для ориентирования на местности. Принцип его работы основан на взаимодействии с магнитным полем Земли, поскольку сам компас тоже является магнитом. Его стрелка может свободно вращаться. Но как будет вести себя прибор на магнитных полюсах?
Что такое магнитный полюс Земли и где он находится?
У нашей планеты есть магнитное поле (геомагнитное), возникшее около 4,2 млрд лет назад. Согласно самой распространенной версии ученых, оно создается внутриземными источниками (ядром). Это поле действует на движущиеся электрические заряды, а также тела, которые обладают магнитным моментом, невзирая на состояние их движения.
Магнитное поле выполняет важнейшую функцию. Оно защищает Землю, искусственные спутники от воздействия космических частиц, например, солнечного ветра. Под влиянием геомагнитного поля меняется направление их движения.
Южный магнитный полюс
Магнитный полюс – условная точка на поверхности Земли, где силовые линии поля расположены под прямым углом. Магнитных полюса два, как и географических – северный и южный, однако они не совпадают между собой.
На самом деле, по законам физического магнетизма, южный полюс располагается на севере, а северный на юге. Но, во избежание путаницы, ученые договорились называть их привычным способом.
Интересный факт: северный магнитный полюс обнаружен 1 июня 1831 г. англичанином Дж. Россом возле п-ова Бутия (Арктика). В 1841 он же определил, где находится южный полюс (Антарктида).
Магнитные полюса не относятся к антиподам, так как магнитное поле Земли несимметричное. Они находятся в постоянном движении, а перемещение полюсов тщательно фиксируется учеными. Например, северный полюс движется по эллиптической траектории и постепенно смещается на северо-запад.
Движение северного магнитного полюса
Около 400 лет он находился в районе Арктики в Канаде. По предварительным предположениям ученых, уже в 2020 полюс должен был оказаться в России. Однако скорость его движения неоднократно менялась. Южный полюс в данное время находится на краю Антарктиды.
Интересно: Как впервые вычислили окружность Земли — описание, схема, видео
Как устроен компас?
В зависимости от модели прибора, он может быть оснащен одной или двумя стрелками. Стрелка компаса всегда указывает на север (или на север и юг, в таком случае северное направление обычно помечают каким-нибудь цветом). Магнитная стрелка располагается вдоль силовых линий геомагнитного поля.
Чтобы определить направление, компас располагают горизонтально. Стрелка снимается с фиксатора (он необходим для удобства использования). Согласно закону магнитных полюсов, одинаковые полюса отталкиваются, а разные – притягиваются. Поэтому компас всегда указывает одно направление.
Компас Флавио Джойя с 16 делениями (румбами)
Компас показывает на магнитный полюс Земли, а не географический. Так как они не совсем совпадают, а полюса постоянно двигаются, допускается определенная погрешность, но для ориентирования на местности она не критична.
Интересный факт: в 2019 году (впервые за 360 лет) северный магнитный и географический полюса полностью совпали. Это произошло на нулевом Гринвичском меридиане в Лондоне.
Работает ли компас на Северном и Южном полюсе?
На магнитном полюсе компас работает неверно. Прибор рассчитан на горизонтальное использование – в таком положении стрелка располагается вдоль силовых линий и показывает направление. На магнитных полюсах силовые линии располагаются под углом 90º. Если бы стрелка корпуса не была надежно зафиксирована, то стремилась бы занять такое же вертикальное положение.
Силовые линии магнитного поля Земли
Показания стрелки в данном случае будут зависеть от особенностей конструкции компаса. Если она свободно лежит на оси, то перекосится и перестанет двигаться. Если стрелка плавает в жидкости, то займет произвольное положение.
Показания компаса на магнитных полюсах неверны, так как нарушаются условия его использования. Обычно стрелка располагается горизонтально – вдоль силовых линий геомагнитного поля. На полюсах силовые линии занимают вертикальное положение, поэтому и стрелка стремится к нему, но конструкцией компаса это не предусмотрено.
Если Вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
История компаса – где, когда и зачем придумали компас | Вокруг нас
Этот удивительный и простой прибор мы знаем с детства. Возможно мы не пользуемся им каждый день, но все-таки знаем его предназначение и наверняка хоть раз, да и держали его в руках. Сегодня электронный вариант такого устройства есть в большинстве моделей смартфонов.
Существуют несколько типов компасов, которые различаются принципом работы – это обычный магнитный компас, гирокомпас, радиокомпас, спутниковый компас. Все эти модели могут несколько отличаться точностью, но все-таки пользоваться всеми ими вполне можно.
Назначение компаса состоит в определении сторон света. Такое определение нужно особенно в тех случаях, когда вокруг отсутствуют предметы, которые могут послужить в качестве ориентиров.
Если в лесу такое ориентирование еще как-то можно было организовать, то в открытом море все было намного сложнее.
Конечно, люди еще с ранней поры научились ориентироваться по звездам и солнцу, но что было делать в мрачные и сумрачные дни, когда ни звезд в ночи ни солнца днем не было видно вообще?
Кроме открытого моря, необходимость в ориентировании на местности испытывали и путешественники по пустыням. Здесь также очень трудно придерживаться точного направления движения без такого инструмента.
Только подумайте — вокруг вас только песок на расстоянии, куда видят только ваши глаза. Как можно не потеряться в бесконечном море песка, который здесь просто везде.
Еще больше затрудняют передвижение песчаные бури, которые заставляют путешественников укрываться от песка, полностью дезориентировавшись.
Именно такая необходимость возникла у китайских путешественников, которые путешествовали по пустыням во время династии Сун, а это приблизительно третье столетие до нашей эры.
Интересно, что именно эта эпоха ознаменована самыми известными китайскими изобретениями. Помимо компаса, в этот период был изобретен печатный пресс, который послужил широкому распространению научной и другой литературы.
Также в этот период было реформировано конфуцианство.
Кто придумал первый компас
Так что же представлял собой первый компас? Как ни странно, первый компас представлял собой ложку, расположенную на полированной пластине. Мы знаем это достаточно достоверно.
Дело в том, что до нас дошло описание первого компаса, которое сделал китайский философ Фей-Цзы. Так вот, ложка эта была разливательной, она была хорошо отполирована в нижней выпуклой части.
Ложка была сделана из магнетита и имела тонкий черенок.
Основанием первого компаса служила отполированная пластина из меди. Также могла использоваться и деревянная пластина. В центр отполированной пластины устанавливали ложку выпуклой стороной вниз.
Баланс ложки подбирался таким образом, чтобы ее черенок не касался пластины, а всегда находился в подвешенном состоянии.
Такое положение позволяло ложке свободно вращаться, выполняя роль стрелки компаса.
Пластина сама по себе тоже не была обыкновенной. На ее верхней части были нанесены множество различных насечек и обозначений. Помимо обозначений сторон света, на пластину наносили также и обозначения знаков зодиака, и другие надписи.
Принцип действия такого компаса был чрезвычайно прост. Ложка, которая могла легко вращаться вокруг своей оси на отполированной поверхности, приводилась в движение.
После того, как она делала несколько свободных оборотов она останавливалась, своим черенком четко показывая на юг.
Сегодня в интернете можно найти множество фотографий копий старых китайских компасов, а также можно увидеть памятник первому компасу, который находится в Китае, и представляет собой огромную копию такого компаса, установленную на каменном пьедестале.
От XIV века и до наших дней – современный компас
Шло время и китайский компас понемногу изменял свой внешний вид и к середине одиннадцатого столетия он уже представлял собой банку с водой, в которую была опущена стрелка в виде рыбки. Эту рыбку изготавливали из искусственного магнита. Рыбка могла свободно плавать и это позволяло ей всегда четко ориентироваться, всякий раз поворачивая голову по направлению юга.
Такой компас преимущественно использовали китайские моряки. Сосуды с такими рыбками устанавливались на корме судов или на носу, чтобы капитаны могли точно ориентироваться в море, невзирая на то, какая была погода.
Согласно историческим хроникам, в Европе компас появился в двенадцатом-тринадцатом столетии. В начале такой компас на китайских суднах увидели и переняли арабы, а чуть позже и европейцы. Интересно, что итальянцы называли это устройство «плавающей иглой» и стали сами изготавливать подобные устройства на свой манер.
По своей конструкции он очень напоминал китайский образец. На кусочек древесины закреплялась намагниченная игла, которая опускалась в сосуд с водой. Теперь этот сосуд получил крышку из стекла для того, чтобы не дать ветру и другим помехам каким-то образом повлиять на показания стрелки.
Со временем появилась другой вариант компаса без использования емкости с водой. На бумажный лист в центре устанавливалось острие. На это острие помещалась намагниченная стрелка, которая в таком положении тоже могла относительно свободно вращаться.
Со временем конструкция усовершенствовалась, получала и другие приспособления, такие как карданный подвес, который позволял удобно пользоваться компасом на корабле даже во время сильной качки.
Компас, каким мы его знаем сегодня, был запатентован в 1908 году Германом Аншютц-Кэмпфе. Этот немецкий инженер-изобретатель провел много времени в экспедициях.
Интересным моментом является тот факт, что в создании компаса вместе с Германом участие принимал известный физик Альберт Эйнштейн. Компас пошел в серийное производство и получил название «компас Эйнштейна-Аншютца».
Современные модели механических компасов мало отличаются от этой модели, хотя могут обладать большей точностью и надежностью.
Как можно еще использовать компас
Сегодня компас все также является неизменным инструментом всякого мореплавателя и путешественника. Но он также имеет еще и другое применение. К примеру, в наши дни набирает популярности практика фэн-шуй. Читатель наверняка слышал о такой практике, которая также дошла до нас из далекого Китая.
Суть этой практики сводится к некоему символическому освоению пространства. Древние китайцы верили, что все предметы домашнего обихода должны располагаться в четко определенных зонах относительно сторон света.
И здесь, чтобы правильно определить расположение того или иного объекта использовался компас. Он должен иметь градусную шкалу от 0 до 360. Кроме того, точность у такого компаса должна быть предельно высокой.
В противном случае все зоны будут определены неправильно, что может привести к противоположному эффекту.
Для тех, кто занимается практикой фэн-шуй профессионально, существует специальный компас Лопань.
Он характеризуется высокой точностью и имеет все необходимые обозначения и подсказки, которые в значительной мере облегчают работу специалиста.
В сети можно найти множество рекомендаций о том, как именно необходимо размещать предметы в доме, чтобы это полностью соответствовало древним китайским традициям.
Вы также можете использовать компас в процессе проектирования дома или выполнения ремонта. Например, с помощью этого прибора вы сможете точно определить местоположение солнца в различные поры дня.
Если вы захотите, чтобы лучи солнышка ласково будили вас по утрам, тогда вам нужно определить, где находится восток и именно туда вывести окна своей спальни.
Подобным образом можно поступить с гостиной, окна которой можно вывести на запад и каждый вечер наблюдать за красочным заходом, сидя в кресле или диване.
Как видим, компас — это удивительный прибор, который с момента изобретения претерпел не значительные изменения и все также активно используется в самых различных областях деятельности человека. Согласитесь, немного есть таких изобретений, которые дошли и древних веков до наших дней в практически неизмененном виде.
Благодаря этому изобретению, в том числе были открыты новые земли — моряки могли отважиться поплыть в открытое море. Кто знает, сколько еще открытий вы могли бы сделать для себя, воспользовавшись этим удивительным инструментом!