Компас

Найпростіше механічний пристрій - магнітний компас складається з магнітної стрілки, яка вільно обертається в горизонтальній площині і під дією земного магнетизму встановлюється уздовж магнітного меридіана. Компас служить для орієнтування щодо сторін горизонту.

Історія компаса починається в Китаї. У III столітті до н.е. китайський філософ хень Фей-цзи так описував пристрій сучасного йому компаса, який називався синань, що означає "який відає півднем": він мав вигляд розливальною ложки з магнетиту з тонким держаком і кулястої, ретельно відполірованою опуклою частиною. Цією опуклою частиною ложка встановлювалася на настільки ж ретельно відполірованою мідної або дерев'яної пластині, так що держак не торкався пластини, а вільно висів над нею, і при цьому ложка легко могла обертатися навколо осі свого опуклого підстави. На пластині були нанесені обоз чення сторін світу у вигляді циклічних зодіакальних знаків. Підштовхнувши держак ложки, її приводили в обертальний рух. Заспокоївшись, компас вказував держаком (який грав роль магнітної стрілки) точно на південь. Форма ковша була вибрана не випадково. Вона копіювала форму сузір'я Великої Ведмедиці, званого в Китаї "Небесним Ковшом" (Тянь доу). Таким був найдавніший прилад для визначення сторін світу. Недоліком такого компаса було те, що магнетит погано обробляється і дуже неміцний. До того ж "відає півднем" був недостатньо точним, унаслідок сильного тертя між ковшиком і поверхнею дошки.

В XI столітті в Китаї з'явилася плаваюча стрілка компаса, виготовлена ​​зі штучного магніту. Китайці виявили, що ефект намагнічування спостерігається як при зіткненні заліза з магнітом, так і при охолодженні розігрітого до почервоніння залізного шматка. Виготовлявся намагнічений компас у вигляді залізної рибки. Вона нагрівалася до червоного і опускалася в посудину з водою. . Тут вона вільно плавала, вказуючи своєю головою в ту сторону, де знаходився південь. При вторинному нагріванні рибка втрачала свої магнітні властивості. Згадка про такий компас є в трактаті "Основи військової справи" ( "У цзинь цзуняо"), написаному 1044 р

Кілька різновидів компаса придумав в тому ж XI столітті китайський вчений Шень Гуа (1030-1094), який багато працював над дослідженням властивостей магнітної стрілки. Він пропонував, наприклад, намагнітити про природний магніт звичайну швейну голку, потім прикріпити її за допомогою воску в центрі корпусу до вільно висить шовкової нитки. Цей компас вказував напрям більш точно, ніж плаваючий, так як відчував набагато менший опір при своєму повороті. Інша конструкція компаса, запропонована Шень Гуа, була ще ближче до сучасної: намагнічена голка тут насаджується на шпильку. Під час своїх дослідів Шень Гуа встановив, що стрілка компаса показує не точно на південь, а з деяким відхиленням, і правильно пояснив причину цього явища тим, що магнітний і географічний меридіани не збігаються між собою, а утворюють кут. Вчені, які жили після Шень Гуа, вже вміли обчислювати цей кут (його називають магнітним відміною) для різних районів Китаю. В Європі явище магнітного відхилення було вперше помічено Колумбом під час його плавання через Атлантичний океан, тобто на чотири століття пізніше, ніж його описав Шень Гуа.

В XI столітті багато китайських кораблі були оснащені плавучими компасами. Вони встановлювалися звичайно на носі і на кормі кораблів, так що капітани в будь-яку погоду могли тримати правильний курс, виходячи з їх вказівками.

У такому вигляді китайський компас в XII столітті запозичили араби. На початку XIII століття "плаваюча голка" стала відома європейцям. Першими її перейняли у арабів італійські моряки. Від них компас перейшов до іспанців, португальців і французам, а пізніше - до німців і англійців. Спочатку компас складався з намагніченої голки і шматочка дерева (пробки), плавав в посудині з водою. Незабаром здогадалися закривати цю посудину склом, щоб захистити поплавець від дії вітру.

В середині XIV століття придумали поміщати магнітну стрілку на вістрі в середині паперового кола (картушки). Потім італієць Флавіо Джуліо удосконалив компас, забезпечивши його картушкой, розділеної на 16 частин (румбів) по чотири на кожну частину світу. Це нехитре пристосування стало великим кроком в удосконаленні компаса. Пізніше коло був розділений на 32 рівних сектора. У XVI столітті для зменшення впливу качки стрілку стали кріпити на карданова підвіс, а через століття компас забезпечили обертається лінійкою з візирями на кінцях, що дозволило точніше відлічувати напрямки. Компас справив такий же переворот в мореплаванні, який порох - у військовій справі, а переробних процес - в металургії. Він був першим навігаційним приладом, що дозволив прокладати курс у відкритому морі. Озброївшись компасом, іспанські та португальські моряки в кінці XV століття наважилися на далекі плавання. Вони залишили морські берега (до яких мореплавання було прив'язане протягом декількох тисячоліть) і пустилися в плавання через океан.

Хоча в наші дні на багатьох військових і торгових судах магнітні компаси замінені на гірокомпаси і електронні компаси, старий добрий магнітний компас як і раніше широко застосовується рибалками, яхтсменами, байдарочників, каякери, любителями піших походів і альпіністами, які не втратив він свого значення і в топографії , геології, морської та льотної практиці.