Великие изобретения китая

Электромагнитный компас

Электромагнитный компас является «развёрнутым» электрогенератором, в котором магнитное поле Земли играет роль статора, а одна или несколько рамок с обмотками — ротора. Соотношение напряжений, наводимых в обмотках при движении в магнитном поле, показывает курс, либо одна обмотка устанавливается под заранее заданным углом к продольной оси самолёта или корабля, и для поддержания курса пилоту или рулевому следует рулём направления удерживать стрелку на нуле.

Преимущество электромагнитного компаса перед обычным магнитным — в отсутствии девиации от ферромагнитных деталей транспортного средства, так как они неподвижны относительно обмоток и не наводят в них токов.

Для работы простого варианта электромагнитного компаса с индикатором в виде гальванометра требуется быстрое движение, поэтому первое применение электромагнитный компас нашёл в авиации. Был использован Чарльзом Линдбергом при перелёте через Атлантику в 1927 году. См. Earth inductor compass.

Литература

  • Краснов В. Н. История навигационной техники: Зарождение и развитие технических средств кораблевождения / Институт истории естествознания и техники им. С. И. Вавилова РАН.. — М.: Наука, 2001. — 312 с. — 420 экз. — ISBN 5-02-013119-9. (в пер.)
  • Коваленко А. П. Тайна «дьявольского» камня / Рецензент: канд. географ. наук А. В. Шумилов; Художник Т. В. Иваншина. — М.: Мысль, 1983. — 104,  с. — 50 000 экз. (обл.)
  • Коваленко А. П. Приключения путеводной стрелки. — Изд. 2-е. — М.: МАИК «Наука/Интерпериодика», 2001. — 256 с. — 5000 экз. — ISBN 5-7846-0068-0. (обл.) (1-е изд. — М., 1991)
  • Крылов А. Н., Поленов Б. К. Компас // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.
  • Приямвада Натараян. Карта Вселенной. Главные идеи, которые объясняют устройство космоса = Mapping the Heavens The Radical Scientific Ideas That Reveal the Cosmos. — М.: Альпина Нон-фикшн, 2019. — ISBN 978-5-00139-052-7..

Как выглядели первые приборы?

В то время компас сильно отличался от того прибора, который мы привыкли видеть сегодня. Сначала он представлял собой емкость с водой, в которой плавал кусочек дерева или пробки, в него была вставлена магнитная стрелка. Чтобы защитить сосуд от ветра и воды, его стали накрывать стеклом.


Такой прибор был не очень точен. Магнитная стрелка напоминала толстую иголку. Стоит добавить, что первые приборы стоили весьма дорого, и приобрести их имели возможность только очень состоятельные люди. Затем произошло усовершенствование этого прибора.

В XVII столетии появился пеленгатор – специальная линейка с визирами, которая была закреплена на крышке. Прибор стал еще более удобным.

Гирокомпас

Основная статья: Гирокомпас

Гирокомпас — прибор, указывающий направление на земной поверхности; в его состав входит один или несколько гироскопов. Используется почти повсеместно в системах навигации и управления крупных морских судов; в отличие от магнитного компаса его показания связаны с направлением на истинный географический (а не магнитный) Северный полюс. Обычно гирокомпас применяется как опорное навигационное устройство в судовых рулевых системах с ручным или автоматическим управлением, а также при решении различных задач иного рода, например, для определения точного направления при наводке орудия боевого корабля. Морской гирокомпас, как правило, очень тяжёл; в некоторых конструкциях вес гироскопического ротора превышает 25 кг. Для нормальной работы гирокомпаса необходимо устойчивое основание, не испытывающее ускорений и фиксированное относительно земной поверхности, причём скорость его перемещения должна быть пренебрежимо мала по сравнению со скоростью суточного вращения Земли на данной широте.

История создания

Прототип современного гирокомпаса первым создал Герман Аншютц-Кэмпфе (запатентован в 1908), вскоре подобный прибор построил Э. Сперри (запатентован в 1911 году). В последующие годы разрабатывалось множество гирокомпасов различных модификаций, но наиболее удачные из них принципиально почти не отличались от устройств Аншютца и Сперри. Приборы современной конструкции значительно усовершенствованы по сравнению с первыми моделями; они отличаются высокой точностью и надёжностью и удобнее в эксплуатации.

Устройство

Простейший гирокомпас состоит из гироскопа, подвешенного внутри полого шара, который плавает в жидкости; вес шара с гироскопом таков, что его центр тяжести располагается на оси шара в его нижней части, когда ось вращения гироскопа горизонтальна.

Принцип действия

Предположим, что гирокомпас находится на экваторе, а ось вращения его гироскопа совпадает с направлением запад — восток; она сохраняет свою ориентацию в пространстве в отсутствие воздействия внешних сил. Но Земля вращается, совершая один оборот в сутки. Так как наблюдатель, находящийся рядом, вращается вместе с планетой, он видит, как восточный конец (E) оси гироскопа поднимается, а западный (W) опускается; при этом центр тяжести шара смещается к востоку и вверх (позиция б). Однако сила земного притяжения препятствует такому смещению центра тяжести, и в результате её воздействия ось гироскопа поворачивается так, чтобы совпасть с осью суточного вращения Земли, то есть с направлением север — юг (это вращательное движение оси гироскопа под действием внешней силы называется прецессией). Когда ось гироскопа совпадет с направлением север — юг (N — S, позиция в), центр тяжести окажется в нижнем положении на вертикали и причина прецессии исчезнет. Поставив метку «Север» (N) на то место шара, в которое упирается соответствующий конец оси гироскопа, и, соотнеся ей шкалу с нужными делениями, получают надёжный компас. В реальном гирокомпасе предусмотрены компенсация девиации компаса и поправка на широту места. Действие гирокомпаса зависит от вращения Земли и особенностей взаимодействия ротора гироскопа с его подвесом.

Электронный компас в системе навигации NAVSTAR

Старый корабельный компас.

Компас древних стран

На данный момент ученые не могут сказать точно, в какой из древних стран изобретатели придумали компас. Но все они предлагают к рассмотрению три государства – это Греция, Китай и Индия. Отчасти это связано с тем, что изобретение было придумано очень давно, поэтому до нашего времени не сохранилось каких-либо свидетельств, изучив которые можно сделать окончательный вывод.

Первый китайский компас

Часть исследователей, занимающихся историей изобретения компаса, полагает, что явление магнетизма впервые заметили и открыли греки. Но при этом нельзя отбрасывать и другую точку зрения, которая отдает авторство открытия древним китайским изобретателям. Учёные, которые утверждают, что прибор изобрели китайцы, ссылаются на найденные здесь древние письмена. При этом, исходя из тех же летописей, магнетит также был открыт в Китае на одно тысячелетие раньше.

В письменах также есть упоминание о том, что китайский правитель Хуан-Ди в период войны использовал устройство, по функциям похожее на компас. Иная версия гласит, что прибор напоминал колесницу, на которой была установлена магнитная фигурка человека, указывающая на южное направление. Эту колесницу можно было установить на любое древнее транспортное средство.

Оно соединялось с колесами таким образом, чтобы механизм шестеренок, находящийся внутри изобретения, во время поворота повозки вращался в обратную сторону. Это необходимо, чтобы указатель, установленный на колеснице, всегда имел возможность показывать правильное направление, независимо от того, куда движется транспорт.

Чтобы это устройство всегда работало правильно, очень важно установить указатель в верном направлении ещё до того, как колесница отправится в свой первый путь, в противном случае, человечек будет указывать неверное направление. Что касается первого компаса в виде плоской доски и лежащей на ней ложки, его использовали маги, чтобы предсказать будущее, так как движение стрелки объясняли влиянием потусторонних сил

Для обрядов компас использовали только до II тысячелетия до нашей эры. Согласно иным версиям, магнитные свойства прибора использовались в IV тысячелетии до нашей эры при проведении обрядов фен-шуя. В то время явление магнетизма объясняли как магическое проявление высших сил. Только через 100 лет китайские моряки стали использовать компас по назначению и брали его в продолжительные морские путешествия.

Компас в Индии

Некоторые исследователи считают, что компас впервые появился на территории Индии, или же местные изобретатели создали его примерно в то же время, что и китайские, но без их вмешательства и подсказок. Исходя из краткой истории о создании компаса в Индии, на открытие изобретателей подтолкнула гора, расположенная неподалёку от реки Инд. Местные жители со временем начали замечать, что она способна необъяснимым образом притягивать к себе небольшие металлические предметы.

Вскоре магнитные свойства породы начали применять в индийской медицине. Один из местных врачей начал использовать магнит при проведении хирургических операций. Как и китайцы, индусы пользовались компасом, уходя в море. Они решили не придумывать ничего нового и сделали намагниченную стрелку в виде рыбы. Её голова постоянно указывала на юг.

Как изобретали компас в Греции

Как и остальные страны того времени, Греция не отставала ни в одной из научных сфер, а в некоторых даже обгоняла многие государства. Местные исследователи самостоятельно смогли исследовать явление магнетизма, что позволило им создать свой первый компас. В VII-VI веках до нашей эры Фалес Милетский обнаружил, что магнетит может притягивать металлические изделия.

В то время это явление объясняли по-разному. Кто-то думал, что магнит ищет свою душу, которая по непонятным причинам тянется к металлу. Ещё одно, более обоснованное объяснение было связано с тем, что железо обладает влажностью, которую поглощает магнит, но почему именно это происходит, никто не смог понять.

Несмотря на огромное количество догадок, все они даже близко не подошли к истине. Спустя некоторое время, Сократ заметил, что железо, притянутое к магниту, постепенно начинает намагничиваться. Чуть позже было обнаружено, что магниты имеют способность не только притягиваться, но и отталкиваться. Все эти открытия со временем навели ученых на истинные свойства магнетизма, но никак не на изобретение компаса. Первое похожее на него устройство появилось здесь через 200-300 лет.

Определение азимута

Даже с самым простым компасом в лесу можно определить не только расположение магнитных полюсов Земли, севера и юга, но и установить азимут – направление на выбранный объект на местности относительно направления на север (рисунок 6).

Чтобы определить этот показатель, нужно:

  1. Повернуть компас так, чтобы синий конец его стрелки указывал строго на север.
  2. От центра компаса проведите зрительную линию направления, по которому вы двигаетесь в данный момент.
  3. Эта визуальная линия, в комплексе с северным концом стрелки, образуют угол. Он и называется азимутом.

Рисунок 6. Определение азимута требует минимальных вычислений

Отсчет величины азимута ведется от нулевой отметки (северной стрелки) по движению часовой стрелки.

Если же вам необходимо двигаться по определенному азимуту, то сначала определите север, затем отмерьте на лимбе нужный угол (азимут) или просто найдите нужный показатель на шкале. Дальше останется только провести зрительную линию от центра компаса к этому показателю и двигаться по этому направлению.

Бумага, бумажные деньги и туалетная бумага…

Все это можно отнести к одному изобретению – бумага.

Когда-то папирус европейцы покупали в Египте и из века в век использовали его для увековечивания истории. А в это время в Китае уже вовсю использовали прототип современной бумаги. Официально доказано, что впервые производство бумаги было создано еще до 2-го века до н.э.

Если бы не Китай, возможно и до сих пор записи фиксировались на папирусах, но Европа сделала свой выбор. Правильный, я полагаю.

Почему китайцы…или 6 ответов на 5 вопросов

Бытовые улучшения

За туалетную бумагу мы можем сказать спасибо императорскому двору Мин (1368-1644 г.г.). Хотя, на Западе только во второй половине 19 века она стала доступна желающим.

Купюры вместо монет

В девятом веке денежные знаки в Китае стали печатать на бумажных счетах-бланках: прототип кредитных и обменных векселей. Это были первые бумажные купюры.

Предприимчивые китайцы изобрели меню для ресторанов, еще в 1280 году. Все сразу ясно и понятно…

Меню

Китайский язык сложный в изучении — и тут не поспоришь. Видимо поэтому большое количество иностранцев с трудом говорили на нем еще издавна. Поэтому предприимчивые китайцы и изобрели меню для ресторанов, еще в 1280 году. Меньше слов — больше дела.

Скачать:

Вложение Размер
iz_istorii_kompasa_osnovnoy.docx 20.75 КБ
istoriya_kompasa_novyy.pptx 2.04 МБ

Предварительный просмотр:

Из истории компаса

Слайд 1.Здравствуйте!

Я,Семкович Карина,


и Елынко Ольга ученицы 5Б класса

Тема нашего проекта «Из истории компаса»

Слайд 2.В каждой семье есть своя реликвия. В нашей — это компас, с ним мой прадед Иван Фёдорович Елынко  прошёл всю Гражданскую  войну и вернулся живым. Уходя на Великую  Отечественную  он оставил компас своей жене, моей прабабушке. В годы войны он перевозил продукты в блокадный Ленинград по «Дороге жизни». Наша семья гордится своим героем — Иваном Фёдоровичем Елынко.

Слайд 3.

На уроке географии мы знакомились с  ученическим компасом  и у нас возникли вопросы: какие ещё бывают компасы? Где и когда изобрели первый компас? Каким образом работает компас? Так появилось наше  исследование.

Слайд4.Проведя соц. опрос, мы выяснили, что:  82% учеников не знают, когда изобрели первый компас.А 41% учеников не знают, где изобрели первый компас.

Слайд 5.Так появилась цель  нашего исследования:Проследить историю совершенствования компаса

И перед собой мы поставили задачи:

• Изучить историю создания компаса;

• Познакомиться с  разновидностями компаса;

• Выяснить  актуально ли  использовать   компас в ХХI веке

Слайд 6  Компас стал первым навигационным прибором, который позволил отважным морякам оставить морские берега и выйти в открытое море.

Предположительно, первый прототип современного компаса появился в древнем Китае в 220 году до н.э.Он был сделан из магнитного железняка и напоминал по форме ложку. Ложка плавала в чашке с водой, её ручка указывала не на север, а на юг. Ложка устанавливалась на медную или деревянную пластину. Роль магнитной стрелки выполнял черенок ложки. Это был самый первый древний компас, названный сын-ань —т.е. «ведающий югом».

Конечно, древний прибор был далек от современных устройств. Но свои функции он исполнял исправно. Кстати, древние китайцы использовали компас для передвижения по пустыням.

Слайд 7

Из многочисленных письменных источников известно, что в Европе китайский компас начали использовать в конце 12 века. Когда солнце и луна скрывались в тумане, моряки доставали небольшую емкость, наполненную водой, и клали туда проткнутую иглой соломинку, а перед этим иглу натирали  камнем рыжего цвета т.е магнитным железняком. И эта игла всегда показывала на полярную звезду, которой в темноте не было видно.

Не все моряки  понимали природу этого явления, поэтому доверяли только старому ориентированию по небесным светилам.

Слайд 8.

В наше время существует  несколько  видов компаса:1.  Магнитный — Данный компас состоит из коробочки, чаще всего пластмассовой или металлической, в центре которой находится намагниченная стрелка, сделанная из стали. Основным отличием магнитных компасов от других видов является то, что в нём постоянно находятся магниты, которые взаимодействуют с магнитным полем Земли.

Слайд9.


Жидкостный компас. Компас с плавающей картушкой, – это самый точный и стабильный из всех магнитных компасов. Он часто применяется на морских судах и потому называется судовым.

Слайд10.

Планшетный компас  используют начинающие  туристы и для тот кто занимается ориентированием на местности

Слайд11.

 Гирокомпас — данный  вид компасов не используется путешественниками в лесу, а служит неотъемлемой частью управленческих систем морских судов.

Слайд 12. Электронный — это самый сложный вид компасов, который существует на данный момент. Дело в том, что он определяет нужные координаты с участием систем спутниковой навигации.  

Слайд 13.Третий вопрос с соц.опрос  звучал так: Актуально ли использование компаса в наше время?

Только 28% считают использование компаса актуальным. Но мы с этим не согласны.

Представители многих профессий  не могут обойтись без компаса: моряки, геологи, лётчики, археологи.

Слайд 14.Компас очень хороший подарок любителям природы  и  приключений Люди, которым важно надежно ориентироваться используют компасы. Одно дело, когда ориентирование — забава, а другое дело — когда работа или вопрос безопасности

Магнитные компасы до сих пор устанавливают в самолетах на случай сбоя оборудования.

Слайд 15. Вывод: Т.О.

Мы выяснили ,что компас создан в 220 году до н.э. в Китае. История компаса была долгой. От ложки, плавающей в чашке до сложнейшего электронного, который определяет нужные координаты с участием систем спутниковой навигации. Использование компаса в 21 веке ещё более необходимо,  чем в начале тысячелетия. Продуктом проекта можно считать электронную презентацию  истории компаса для кабинета географии

Спасибо за внимание

Изобретение древнего Китая № 3 — порох

Считается, что порох был разработан в Китае в X веке. Вначале он использовался как начинка в зажигательных снарядах, а позже были изобретены пороховые снаряды взрывного действия. Пороховое ствольное оружие, согласно китайским летописям, впервые было применено в сражениях 1132 года. Это была длинная бамбуковая трубка, куда закладывался порох и потом поджигался. Этим «огнеметом» врагу наносились сильные ожоги.

Столетие спустя, в 1259 г., впервые было изобретено ружье, стреляющее пулями — толстая бамбуковая трубка, в которую помещался заряд пороха и пули.

Позже на рубеже 13—14 веков в Поднебесной распространились металлические пушки, заряжаемые каменными ядрами.

Изобретения древнего Китая: наиболее раннее художественное изображение порохового оружия, эпоха пяти династий и десяти царств (907—960 гг. н. э.). На картине изображено, как Мара тщетно пытается соблазнить Будду: в верхней части демоны угрожают Будде огне

Помимо военного дела, порох активно применяли и в быту. Так, порох считался хорошим дезинфицирующим средством при лечении язв и ран, во время эпидемий, а также его использовали для травли вредных насекомых.

Однако, пожалуй, наиболее «ярким» изобретением, которое появилось благодаря созданию пороха, являются фейерверки. В Поднебесной они имели особое значение. По древним поверьям, злые духи сильно боятся яркого света и громкого звука. Поэтому издревле на Новый китайский год существовала традиция во дворах жечь костры из бамбука, который шипел в огне и лопался с треском. А изобретение пороховых зарядов, несомненно, напугало «нечисть» уже не на шутку — ведь по силе звука и света они значительно превосходили старый способ. Позже китайские умельцы стали создавать разноцветные фейерверки путем добавления в порох различных веществ.

Сегодня фейерверки стали незаменимым атрибутом празднования Нового года практически во всех странах мира.


С этим читают