این وسیله شگفت انگیز و ساده را از دوران کودکی می شناسیم. ممکن است هر روز از آن استفاده نکنیم، اما هنوز هدف آن را می دانیم و احتمالا حداقل یک بار آن را در دستان خود گرفته ایم. امروزه نسخه الکترونیکی چنین دستگاهی در اکثر مدل های گوشی های هوشمند یافت می شود.

انواع مختلفی از قطب نما وجود دارد که در اصل عملکرد متفاوت است - این قطب نماهای مغناطیسی معمولی، قطب نما ژیروسکوپ، قطب نما رادیویی، قطب نما ماهواره ای هستند. همه این مدل ها ممکن است تا حدودی از نظر دقت متفاوت باشند، اما استفاده از همه آنها هنوز کاملاً ممکن است.

هدف قطب نما تعیین جهات اصلی است. چنین تعریفی مخصوصاً در مواردی که هیچ اشیایی در اطراف وجود ندارد که بتواند به عنوان نشانه باشد ضروری است. اگر در جنگل می شد چنین جهت گیری را به نحوی سازماندهی کرد ، پس در دریای آزاد همه چیز بسیار دشوارتر بود. البته مردم از سنین پایین یاد گرفتند که در کنار ستارگان و خورشید حرکت کنند، اما در روزهای تاریک و تاریک که نه ستارگان در شب و نه خورشید در روز اصلاً دیده نمی شدند، چه باید کرد؟

مسافران کویر علاوه بر دریای آزاد نیاز به جهت یابی را نیز تجربه کردند. در اینجا نیز رعایت جهت دقیق حرکت بدون چنین ابزاری بسیار دشوار است. فقط فکر کنید - فقط ماسه در اطراف شما وجود دارد در فاصله ای که فقط چشمان شما می توانند آن را ببینند. چگونه می توانید در دریای بیکران ماسه ای که به سادگی همه جا اینجاست گم نشوید؟ سفر را دشوارتر می کند طوفان های شن که مسافران را مجبور می کند تا از شن ها پناه بگیرند و کاملاً دچار سردرگمی شوند.

این دقیقاً نیازی است که در میان مسافران چینی که در دوران سلسله سونگ که تقریباً در قرن سوم قبل از میلاد است، در بیابان‌ها سفر می‌کردند، ایجاد شد. جالب اینجاست که این دوران با مشهورترین اختراعات چینی مشخص شده است. علاوه بر قطب نما، دستگاه چاپ نیز در این دوره اختراع شد که در خدمت انتشار گسترده ادبیات علمی و دیگر بود. آیین کنفوسیوس نیز در این دوره اصلاح شد.

چه کسی اولین قطب نما را اختراع کرد

پس اولین قطب نما چه بود؟ به اندازه کافی عجیب، اولین قطب نما قاشقی بود که روی یک بشقاب جلا داده شده بود. ما این را کاملاً قابل اعتماد می دانیم. واقعیت این است که به شرحی از اولین قطب نما که توسط فیلسوف چینی فی تزو ساخته شده است، رسیده ایم. بنابراین، این قاشق یک قاشق ریخته بود، در قسمت محدب پایین به خوبی جلا داده شده بود. قاشق از مگنتیت ساخته شده بود و دسته نازکی داشت.

پایه اولین قطب نما یک صفحه مسی صیقلی بود. می توان از یک بشقاب چوبی نیز استفاده کرد. یک قاشق در مرکز صفحه صیقلی با طرف محدب آن به سمت پایین قرار داده شد. تعادل قاشق طوری انتخاب شده بود که دسته آن به بشقاب برخورد نمی کرد بلکه همیشه معلق بود. این موقعیت به قاشق اجازه می داد تا آزادانه بچرخد و به عنوان یک سوزن قطب نما عمل کند.

خود بشقاب هم معمولی نبود. بسیاری از بریدگی ها و نشانه گذاری های مختلف در قسمت بالایی آن اعمال شد. علاوه بر تعیین جهت‌های اصلی، نام‌گذاری علائم زودیاک و سایر کتیبه‌ها نیز روی صفحه اعمال شد.

اصل عملکرد چنین قطب نما بسیار ساده بود. قاشقی که به راحتی می توانست حول محور خود روی یک سطح صیقلی بچرخد، به حرکت درآمد. بعد از اینکه چندین چرخش آزاد انجام داد، ایستاد و به وضوح با دسته‌اش به سمت جنوب اشاره کرد. امروزه در اینترنت می‌توانید عکس‌های زیادی از کپی‌های قطب‌نماهای قدیمی چینی پیدا کنید و همچنین می‌توانید بنای یادبودی از اولین قطب‌نما را ببینید که در چین قرار دارد و کپی عظیمی از چنین قطب‌نمایی است که بر روی یک پایه سنگی نصب شده است.

از قرن 14 تا به امروز - یک قطب نما مدرن

با گذشت زمان، قطب نما چینی به تدریج ظاهر خود را تغییر داد و در اواسط قرن یازدهم به نظر می رسید مانند یک کوزه آب که یک پیکان ماهی شکل در آن فرو رفته بود. این ماهی از آهنربای مصنوعی ساخته شده است. ماهی می توانست آزادانه شنا کند و این به او اجازه می داد همیشه به وضوح حرکت کند و هر بار سر خود را به سمت جنوب بچرخاند.

این نوع قطب نما عمدتاً توسط ملوانان چینی استفاده می شد. کشتی‌هایی با چنین ماهی‌هایی در انتهای کشتی یا در کمان تعبیه می‌شدند تا کاپیتان‌ها بتوانند با دقت در دریا حرکت کنند، مهم نیست که آب و هوا چگونه است.

طبق تواریخ تاریخی، قطب نما در قرن دوازدهم و سیزدهم در اروپا ظاهر شد. در ابتدا چنین قطب نما در کشتی های چینی توسط اعراب و کمی بعد توسط اروپایی ها دیده و پذیرفته شد. جالب اینجاست که ایتالیایی ها این دستگاه را "سوزن شناور" نامیده و شروع به ساختن وسایل مشابه به روش خود کردند.

در طراحی آن بسیار شبیه به مدل چینی بود. یک سوزن مغناطیسی به یک تکه چوب وصل شده و در ظرفی حاوی آب فرو می‌رود. اکنون این ظرف دارای یک درب شیشه ای است تا از تاثیر باد و سایر تداخلات به نحوی بر خوانش فلش جلوگیری کند. با گذشت زمان، نسخه دیگری از قطب نما بدون استفاده از ظرف آب ظاهر شد. یک نقطه روی ورق کاغذ در مرکز قرار داده شد. یک فلش مغناطیسی روی این نوک قرار داده شده بود که در این موقعیت نیز می توانست به طور نسبی آزادانه بچرخد. با گذشت زمان، طراحی بهبود یافت و دستگاه های دیگری مانند تعلیق گیمبال دریافت کرد که امکان استفاده راحت از قطب نما را در کشتی حتی در هنگام نوردهای سنگین فراهم می کرد.

قطب نما که امروزه می شناسیم در سال 1908 توسط Hermann Anschütz-Kämpfe به ثبت رسید. این مهندس-مخترع آلمانی زمان زیادی را در سفرها صرف کرد. نکته جالب این واقعیت است که فیزیکدان مشهور آلبرت انیشتین به همراه هرمان در ساخت قطب نما شرکت کردند. قطب نما به تولید انبوه رسید و "قطب نمای انیشتین-آنشوتس" نام گرفت. مدل های مدرن قطب نماهای مکانیکی تفاوت کمی با این مدل دارند، اگرچه ممکن است دقت و قابلیت اطمینان بیشتری داشته باشند.

چگونه می توانید از قطب نما استفاده کنید؟

امروزه قطب نما هنوز یک ابزار ضروری برای هر دریانورد و مسافری است. اما کاربردهای دیگری نیز دارد. به عنوان مثال، تمرین فنگ شویی این روزها رواج پیدا کرده است. خواننده احتمالاً چنین عملی را شنیده است که از چین دور نیز به ما رسیده است.

ماهیت این عمل به نوعی کاوش نمادین در فضا برمی گردد. چینی های باستان معتقد بودند که تمام وسایل خانه باید در مناطق کاملاً مشخص نسبت به جهت های اصلی قرار گیرند. و در اینجا، برای تعیین صحیح محل این یا آن شی، از قطب نما استفاده شد. این باید دارای مقیاس درجه از 0 تا 360 باشد. علاوه بر این، دقت چنین قطب نما باید بسیار بالا باشد. در غیر این صورت، تمام زون ها به اشتباه تعریف می شوند که ممکن است به نتیجه معکوس منجر شود.

برای کسانی که فنگ شویی را به صورت حرفه ای تمرین می کنند، یک قطب نما مخصوص Luopan وجود دارد. با دقت بالا مشخص می شود و دارای تمام نمادها و نکات لازم است که کار یک متخصص را تا حد زیادی تسهیل می کند. در اینترنت می توانید توصیه های زیادی در مورد نحوه دقیق قرار دادن اشیاء در خانه پیدا کنید تا کاملاً با سنت های چینی باستان مطابقت داشته باشد.

همچنین می توانید هنگام طراحی خانه یا بازسازی از قطب نما استفاده کنید. به عنوان مثال با این دستگاه می توانید مکان تابش خورشید را در ساعات مختلف روز به دقت تعیین کنید. اگر می خواهید پرتوهای خورشید به آرامی شما را در صبح بیدار کنند، باید مشخص کنید که شرق کجاست و پنجره های اتاق خواب خود را دقیقاً در آنجا قرار دهید. همین کار را می توانید با اتاق نشیمن انجام دهید که پنجره های آن می تواند رو به غرب باشد و می توانید هر روز عصر در حالی که روی صندلی راحتی یا مبل نشسته اید غروب رنگارنگ خورشید را تماشا کنید.

همانطور که می بینید، قطب نما وسیله ای شگفت انگیز است که از زمان اختراع خود تاکنون دستخوش تغییرات قابل توجهی نشده است و هنوز هم به طور فعال در طیف گسترده ای از فعالیت های انسانی مورد استفاده قرار می گیرد. موافقم، تعداد کمی از این اختراعات وجود دارد که از قرون باستان تا امروز به شکل تقریباً بدون تغییر باقی مانده است.

به لطف این اختراع، سرزمین های جدیدی کشف شد - ملوانان می توانستند جرات سفر به دریای آزاد را داشته باشند. چه کسی می داند که با استفاده از این ابزار شگفت انگیز، چند اکتشاف دیگر را می توانید برای خود انجام دهید!

دستورالعمل ها

ایده ایجاد قطب نما متعلق به چینی های باستان است. در قرن 3 قبل از میلاد. یکی از فیلسوفان چینی قطب‌نمای آن زمان را چنین توصیف می‌کند. این یک قاشق ریختن مگنتیت بود که یک دسته نازک و یک قسمت کروی محدب خوب صیقلی داشت. قاشق با قسمت محدب خود روی همان سطح صیقلی شده یک صفحه مسی یا چوبی قرار داشت، در حالی که دسته بشقاب لمس نمی کرد، بلکه آزادانه بالای آن آویزان بود. به این ترتیب، قاشق می توانست به دور قاعده محدب خود بچرخد. در خود صفحه جهت های اصلی به شکل علائم زودیاک ترسیم شده است. اگر به طور خاص دسته قاشق را فشار می دادید، شروع به چرخش می کرد و وقتی متوقف شد، دسته همیشه دقیقاً به سمت جنوب اشاره می کرد.

همه در چین در قرن یازدهم با یک سوزن قطب نما شناور آمدند. از یک آهنربای مصنوعی، معمولاً به شکل ماهی ساخته شده بود. او را در ظرفی با آب گذاشتند، جایی که آزادانه شناور بود، و هنگامی که توقف می کرد، همیشه سرش را به سمت جنوب می گرفت. سایر اشکال قطب نما در همان قرن توسط دانشمند چینی شن گوآ اختراع شد. او پیشنهاد کرد که یک سوزن خیاطی معمولی را روی آهنربای طبیعی آهنربا کنید و سپس این سوزن را در مرکز بدن با استفاده از موم به نخ ابریشمی وصل کنید. این باعث چرخش کمتر سوزن نسبت به آب شد و بنابراین قطب نما جهت دقیق تری را نشان داد. مدل دیگری که توسط این دانشمند پیشنهاد شد، شامل اتصال آن نه به نخ ابریشمی، بلکه به یک سنجاق سر بود که بیشتر یادآور شکل مدرن قطب نما است.

تقریباً تمام کشتی‌های چینی در XI دارای قطب‌نماهای شناور بودند. به این شکل است که در سراسر جهان پخش می شوند. آنها برای اولین بار توسط اعراب در قرن دوازدهم پذیرفته شدند. بعدها، سوزن مغناطیسی در کشورهای اروپایی شناخته شد: ابتدا در ایتالیا، سپس در پرتغال، اسپانیا، فرانسه و بعداً در انگلستان و آلمان. ابتدا یک سوزن مغناطیسی روی یک تکه چوب یا چوب پنبه در ظرفی با آب شناور بود، بعداً تصمیم گرفتند ظرف را با شیشه بپوشانند و حتی بعداً متوجه شدند که یک سوزن مغناطیسی روی نقطه ای در مرکز دایره کاغذی قرار می دهند. . سپس قطب نما توسط ایتالیایی ها بهبود یافت، یک سیم پیچ به آن اضافه شد که به 16 (بعدها 32) بخش مساوی تقسیم شد که به جهت های اصلی اشاره می کرد (اول 4 بخش و بعداً 8 بخش برای هر طرف).

توسعه بیشتر علم و فناوری امکان ایجاد یک نسخه الکترومغناطیسی از قطب نما را فراهم کرد که از این نظر پیشرفته تر است که به دلیل وجود قطعات فرومغناطیسی در وسیله نقلیه ای که روی آن استفاده می شود انحرافات را فراهم نمی کند. در سال 1908، مهندس آلمانی G. Anschutz-Kampfe یک نمونه اولیه از قطب نما ژیروسکوپ ایجاد کرد که مزیت آن نشان دادن جهت نه به قطب شمال مغناطیسی، بلکه به سمت قطب جغرافیایی واقعی بود. قطب نما ژیروسکوپ تقریباً برای ناوبری و کنترل کشتی های بزرگ دریایی استفاده می شود. عصر مدرن فن آوری های جدید رایانه ای امکان ارائه یک قطب نما الکترونیکی را فراهم کرده است که ایجاد آن در درجه اول با توسعه یک سیستم ناوبری ماهواره ای همراه است.

متن اثر بدون تصویر و فرمول درج شده است.
نسخه کامل اثر در برگه «فایل‌های کاری» با فرمت PDF موجود است

اگر به پیاده روی می روید، از رودخانه ای عبور می کنید،

به سمت چپ و روی شیب - افق خود را گسترش دهید

منو با خودت ببر، میارمت خونه

من شمال را می شناسم، من جنوب را می شناسم - تو گم نخواهی شد، دوست من.

(ساموئل مارشاک)

در درس دنیای اطراف، ما اسرار خانه مشترک خود را درک می کنیم - سیاره شگفت انگیز زمین. هنگام مطالعه بخش "چگونه مردم جهان را درک می کنند"، موضوع "دستگاه و ابزار"، به این سوال از کتاب درسی علاقه مند شدم، "چه دستگاه های دیگری را می شناسید؟" و من به یاد قطب نما افتادم.

هدف کار:به اهمیت کشف قطب نما توسط انسان و نقش آن در توسعه تمدن پی ببرید

وظایف:

ادبیات اضافی را مطالعه کنید. یاد بگیرید بدون قطب نما در فضا حرکت کنید. با دستان خود یک قطب نما خانگی بسازید.

موضوع مطالعه:قطب نما

فرضیه تحقیق:

من فرض می کنم که با استفاده از قطب نما ساخته شده از مواد بداهه می توانید طرف های افق را در خانه تعیین کنید.

روش های پژوهش:اکتشافی، توصیفی، نظری و عملی.

فصل 1

1. تاریخچه ایجاد قطب نما

انسان خیلی وقت پیش شروع به سفر کرد. اکثر اولین مسافران دریایی به بیراهه رفتند. مرد متوجه شد که بدون دستگاه خاصی محکوم به جستجوی طولانی برای راه درست است. بنابراین، یک اختراع شگفت انگیز باستانی، قطب نما، برای تعیین اضلاع افق اختراع شد.

احتمالاً اولین بار در قرن سوم قبل از میلاد در چین باستان ایجاد شد. خود کلمه "قطب نما" از "قطب نما" انگلیسی باستان به معنای دایره گرفته شده است (نگاه کنید به شکل 1 پیوست شماره 1).

چینی ها می دانستند که آهنربا آهن را جذب می کند. آنها خاصیت آهنربا را می دانستند - برای نشان دادن جهت شمال و جنوب. قطب نما چینی یک قاشق دسته بلند ساخته شده از آهن مغناطیسی بود. قاشق را روی یک پایه چوبی صاف با تقسیمات با علائم زودیاک قرار دادند، آن را چرخاند و متوقف شد. قسمت محدب قاشق به راحتی روی بشقاب می چرخید. ساقه همیشه به سمت جنوب بود. در این شکل، قطب نمای چینی در قرن 12. وام گرفته شده توسط اعراب

در قرن 14 Flavio Gioia ایتالیایی این دستگاه را بهبود بخشیده است. او سوزن مغناطیسی را روی پین عمودی قرار داد. این باعث بهبود عملکرد قطب نما شد. یک کارت (دایره نور) به فلش وصل شده بود که به 16 نقطه تقسیم شده بود (نگاه کنید به شکل 2 پیوست شماره 2).

دو قرن بعد، تقسیم کارت 32 امتیاز بود. قبلاً در قرن 18 ، قطب نما به یک دستگاه نسبتاً پیچیده تبدیل شد که نه تنها جهت، بلکه زمان را نیز نشان می داد.

1. دستگاه قطب نما آندریانوف

در کشور ما رایج ترین قطب نما سیستم آندریانوف است. (نگاه کنید به شکل 3 پیوست شماره 3).

از 5 قسمت تشکیل شده است: بدنه قطب نما، حلقه دید، سوزن مغناطیسی، صفحه (شماره)، گیره.

یک قطب نما که به درستی کار می کند همیشه دارای یک فلش آبی است که به سمت شمال است، در حالی که یک فلش قرمز، بر این اساس، دقیقاً برعکس - به سمت جنوب است.

1.3 اصل عملیات

قبل از استفاده از قطب نما، باید آن را بررسی کنید، آن را روی یک سطح افقی قرار دهید و منتظر بمانید تا سوزن یخ بزند، و محل شمال را نشان دهد. سپس باید هر شی فلزی را به دستگاه بیاورید. تحت تأثیر یک آهنربا، فلش در جهت خود منحرف می شود. فلز را از میدان عمل خارج می کنیم و تیر خود را مشاهده می کنیم.

اگر قطب نما ما به درستی کار کند، مطمئناً فلش به سمت شمال به موقعیت اصلی خود می چرخد.

فصل 2: ​​2.1 بخش عملی. جهت گیری بر اساس ویژگی های طبیعی محلی

حرفه هایی مانند زمین شناس، خلبان و ملوان با دانش قطب نما پیوند ناگسستنی دارند. .

گاهی اوقات هنگام پیاده روی یا در جنگل، دانستن جهت دقیق مسیر برای گم نشدن مهم است. با استفاده از علائم محلی می توانید بفهمید که کجا شمال و کجا جنوب است (به شکل 4،5،6،7،8 پیوست شماره 4 مراجعه کنید. ) خزه ها و گلسنگ ها روی تنه درختان، کنده ها و سنگ های سمت شمال می رویند. درختان توس در ضلع جنوبی پوست سفیدتر و تمیزتری نسبت به سمت شمالی دارند. تاج درخت در ضلع جنوبی سرسبزتر است. مورچه ها در جنوب درخت خانه می سازند. برف ها در بهار در دامنه های کوه های رو به جنوب آب می شوند.

اما همه علائم قابل اعتماد نیستند، بنابراین، برای جهت گیری صحیح، در هوای آفتابی در ظهر، باید با پشت به خورشید بایستید تا سایه دقیقاً جلوی فرد باشد. سپس شمال در جلو، جنوب پشت سر، شرق در سمت راست، غرب در سمت چپ خواهد داشت. (نگاه کنید به شکل 9 پیوست شماره 5).

2.2 ساخت قطب نما خانگی

راه های زیادی برای ساختن یک قطب نما ساده از مواد بداهه، در خانه و میدان وجود دارد. بیایید با جزئیات به آن نگاه کنیم.

برای ساخت قطب نما به یک سوزن، کاغذ، قیچی، دو مهره قرمز و آبی و یک ظرف آب نیاز دارید. (نگاه کنید به شکل 10،11،12،13 پیوست شماره 6.) سوزن به عنوان یک سوزن مغناطیسی عمل می کند - نشانگر جهت های اصلی. پایه فلش یک ماده شناور سبک مانند کاغذ خواهد بود.

آب را در ظرفی با اندازه متوسط ​​بریزید. سوزن را باید روی قیچی زده و به شدت در یک جهت مالش دهید. به این ترتیب فرآیند مغناطیسی اتفاق می افتد (نگاه کنید به شکل 14 پیوست شماره 7) .

یک دایره از کاغذ برش دهید و با سوزن خود آن را سوراخ کنید (نگاه کنید به شکل 15 پیوست شماره 7) . نخ روی سوزن مهره ها (نگاه کنید به شکل 16 پیوست شماره 7).

قطب نما خانگی را در یک ظرف آب قرار دهید (نگاه کنید به شکل 17 پیوست شماره 7) . قطب نما که به درستی ساخته شده است باید برای مدتی حرکت کند. اگر ثابت بماند، قطعه فلزی باید دوباره مغناطیسی شود. اگر همه چیز را به درستی انجام داده باشید، قطب نما قرار داده شده روی آب به آرامی می چرخد. هنگامی که سوزن مغناطیسی بداهه از حرکت باز می ایستد، سمت مغناطیسی آن به جهت های اصلی اشاره می کند (جنوبی - یک سوزن در انتهای یک مهره قرمز ثابت، شمال - یک مهره آبی مربوطه) (نگاه کنید به شکل 18 پیوست شماره 7).

در شرایط کمپینگ، برای ساختن یک قطب نما به هر قطعه فلزی نیاز دارید: سوزن، سنجاق، گیره کاغذ، سیم فلزی، هر چیزی که در دستتان باشد. پایه فلش یک ماده شناور سبک است، مانند اسفنج، چوب پنبه، پلاستیک فوم یا ورق چوب.

برای اینکه یک تکه فلز به عنوان نشانگر جهت اصلی عمل کند، باید آن را در برابر پارچه، خز یا آهن مغناطیسی کرد. به عنوان آخرین راه حل، می توانید از موهای خود برای مغناطیس کردن استفاده کنید. یک تکه فلز باید روی شی انتخاب شده اعمال شود و به شدت در یک جهت مالش داده شود و فلز در گودال پایین بیاید. انتهای مغناطیسی فلز به سمت شمال خواهد رفت.

نتیجه

در طول کار تحقیقاتی خود، فرضیه خود را که با کمک قطب نما ساخته شده از مواد بداهه ساخته شده است، تأیید کردم که می توانید اضلاع افق را در خانه تعیین کنید و تاریخچه ایجاد و طراحی قطب نما را آموختم. من نحوه استفاده از این وسیله را یاد گرفتم که برایم سخت بود.

من معتقدم که دانش به دست آمده به من و بچه ها این امکان را می دهد که بدون در نظر گرفتن شرایط آب و هوایی و زمان روز، مسیرهای اصلی را با اطمینان کامل در هر مکان تعیین کنیم.

در آینده، من قصد دارم در باشگاه ورزشی توریستی مدرسه "Maximum" به سرپرستی یک معلم جغرافیا، عضو انجمن جغرافیایی روسیه جمهوری باشقورتستان، Ilnur Gainislamovich Yusupov، شرکت کنم. به لطف او، یک مدرسه مرتبط از انجمن جغرافیایی روسیه در مدرسه ما ایجاد می شود.

با تشکر از توجه شما!

کتابشناسی - فهرست کتب

https://otvet.mail.ru/question/5173277

https://otvet.mail.ru/question/58499957

Degterev، N.D. قطب نمای مغناطیسی اشاره گر [متن] / N.D. دگترف. - لنینگراد، 1984

زاراپین، وی.جی. آزمایشات علمی در ویلا [متن] / V.G. Zarapin، Pyannikova O.O.، Yakovleva M.A. - مسکو، 2014

کوژوخوف، V.P. و دیگران قطب نماهای مغناطیسی [متن] / V.P. کوژوخوف - مسکو، 1981

Feoktistova، V.F.، فعالیت های پژوهشی و پروژه ای دانش آموزان مدارس متوسطه. توصیه هایی برای معلمان [متن] / V.F. فئوکتیستوا. - ولگوگراد: انتشارات Uchitel، 2010

ضمیمه شماره 1. اختراع باستانی چینی ها.

برنج. 1 اولین بار در قرن 3 قبل از میلاد در چین باستان ایجاد شد

ضمیمه شماره 2. دستگاه ایتالیایی Flavio Gioia

برنج. 2 در قرن 14م. Flavio Gioia ایتالیایی این دستگاه را بهبود بخشیده است. او سوزن مغناطیسی را روی پین عمودی قرار داد. من یک کارت (دایره نور) را به فلش وصل کردم که به 16 نقطه تقسیم شده است.

ضمیمه شماره 3. قطب نمای آندریانوف

برنج. 3 دستگاه قطب نما آندریانوف

ضمیمه شماره 4. جهت گیری بر اساس ویژگی های محلی

خزه ها و گلسنگ ها روی تنه درختان، کنده ها و سنگ های سمت شمال رشد می کنند

درختان توس در ضلع جنوبی پوست سفیدتر و تمیزتری نسبت به سمت شمال دارند.

تاج درخت در ضلع جنوبی سرسبزتر است.

مورچه ها در جنوب درخت خانه می سازند.

برف ها در بهار در دامنه های کوه های رو به جنوب آب می شوند.

ضمیمه شماره 5. جهت گیری در هوای آفتابی

برنج. 9 در هوای آفتابی در ظهر، باید با پشت به خورشید بایستید تا سایه دقیقاً جلوی فرد باشد. سپس شمال را در جلو، جنوب در پشت خود، شرق در سمت راست و غرب در سمت چپ خواهد داشت.

ضمیمه شماره 6. برای ساختن قطب نما نیاز دارید

برنج. 10 ظرف آب

برنج. 11 قیچی

برنج. 12 سوزن، دو مهره قرمز و آبی

Fig.13 کاغذ

ضمیمه شماره 7. ساخت قطب نما در منزل

شکل 14 سوزن به شدت سه در یک جهت است. روند کار به این صورت است

مغناطیس شدن

برنج. 15 یک دایره از کاغذ برش دهید و با سوزن آن را سوراخ کنید

برنج. 16 مهره ها را روی یک سوزن نخ کنید

برنج. 17 قطب نما خانگی را داخل ظرف آب فرو می بریم.

شکل 18 سمت مغناطیسی سوزن همیشه متوقف می شود و دقیقاً به سمت شمال می رود

(کلمه "سایبرنتیک" ترجمه شده از یونانی به معنای "سکاندار" یا "سکاندار" است). این علم نیاز به ظهور ابزار خاصی داشت که به مسافران کمک می کرد تا مسیر درست را پیدا کنند. یکی از آنها قطب نما بود - دستگاهی که جهت نصف النهار جغرافیایی یا مغناطیسی را نشان می دهد. قطب نماهای مدرن مغناطیسی، مکانیکی، رادیویی و غیره هستند.

کلمه "قطب نما" ظاهراً از کلمه قدیمی انگلیسی آمده است قطب نما، که در قرون XIII-XIV معنی شده است. "دایره".

اولین ذکر اختراع قطب نما در اروپا به قرن دوازدهم بازمی گردد. این وسیله صرفاً یک سوزن آهنربایی بود که روی یک درپوش نصب شده بود و در یک ظرف آب شناور بود. سپس آنها به این فکر افتادند که فلش را روی یک محور ثابت در ته کاسه تقویت کنند.

با این حال، در چین قطب نما خیلی زودتر شناخته شده بود. به او می گفتند «چی آن». تواریخ چینی اختراع آن را به بوگدیخان (امپراتور) نیمه اسطوره ای هوانگ دی نسبت می دهند که 2600 سال قبل از میلاد سلطنت کرد.

چنین افسانه ای در تواریخ چینی حفظ شده است. امپراتور هوانگ دی با یک خان مغول جنگید. پس از شکست، مغول ها شروع به عقب نشینی در صحرا کردند و نیروهای چینی برای مدت طولانی آنها را تعقیب کردند. با این حال، سواران مغول حقه بازی کردند: چنان گرد و غباری برافراشتند که خورشید را پنهان کرد. وقتی گرد و غبار پاک شد، مغول ها دیگر از دید دور بودند. تعقیب کنندگان به یک جهت یا آن طرف هجوم آوردند، اما هیچ جا حتی با نشانه هایی از سکونت انسان مواجه نشدند. آنها متوجه شدند که گم شده اند. غذای آنها تمام شد و از تشنگی غیرقابل تحمل رنج می بردند. و سپس امپراتور هوانگ دی مرد آهنی کوچکی را که یکی از حکیم به او داده بود به یاد آورد. این مرد کوچولو، هر طور که او را بگذاری، همیشه دستش را به سمت جنوب نشانه رفته بود. امپراتور مرد کوچولو را بر ارابه خود سوار کرد و لشکر خسته را به سمتی که دست مرد کوچولو نشان می داد هدایت کرد. و به زودی همه مکان های آشنا را دیدند.

افسانه، البته، نمی تواند به عنوان یک منبع قابل اعتماد باشد. اما اطلاعات دیگری وجود دارد که نشان می دهد قطب نما در واقع در چین اختراع شده است ، تقریباً 100-200 سال قبل از میلاد - 3 هزار سال دیرتر از آنچه در افسانه ذکر شده است. اما حتی در این مورد، چینی ها همچنان کاشف قطب نما هستند.

مدل قطب نما از سلسله هان چین.

همچنین مشخص است که در حدود 800 سال پیش، ملوانان عرب از قطب نما استفاده می کردند. شاید آنها این اختراع را از چینی ها که همه کشتی هایشان در قرن یازدهم مجهز به قطب نما بودند، اقتباس کردند. دستگاه عربی به شکل ماهی آهنی ساخته شد. ماهی مغناطیسی شده را به داخل آب می‌بردند و هر بار سرش را به سمت شمال می‌چرخاند. بازرگانان ونیزی احتمالاً این وسیله را از اعراب که آن را به ایتالیا آورده بودند، آموخته اند. از اینجا قطب نما در سراسر کشورهای مدیترانه و از آنجا در سراسر اروپا شناخته شد. در هر صورت، اولین اشاره به استفاده از سوزن مغناطیسی در مسیریابی در اثر انگلیسی الکساندر نکام، نوشته شده در سال 1180 یافت می شود و او در مورد آن به عنوان چیزی که قبلاً شناخته شده است می نویسد.

نمونه اولیه قطب نما مدرن توسط فلاویو جویا ایتالیایی در قرن چهاردهم اختراع شد (آنها حتی سال دقیق را نیز نامگذاری کردند - 1302). قبل از این، قطب نما فقط برای تعیین جهت شمال به جنوب خدمت می کرد. و Gioia پیشنهاد تقسیم دایره قطب نما را به 16 قسمت (نقاط مرجع) برای تعیین سایر جهت های اصلی داد. علاوه بر این، برای چرخش بهتر، سوزن قطب نما را روی یک سنجاق قرار داد.

در ایتالیا افسانه زیبایی وجود دارد که با نام فلاویو جویا مرتبط است.

مدتها پیش، زمانی که شهر آمالفی، مانند ونیز، در ساحل دریا قرار داشت، مرد فقیری به نام فلاویو گیوا، زرگر و منبت کار، زندگی می کرد. او عاشق آنجلا زیبا، دختر دومنیکو ماهیگیر ثروتمند بود. دومنیکو سختگیر، افرادی را درجه دوم می دانست که با پارو یا بادبان به دریا نمی رفتند و خود را در طوفان و طوفان تجربه نمی کردند. و فلاویو جویا متأسفانه به این دسته از افراد تعلق داشت. دومنیکو نمی‌خواست چنین دامادی داشته باشد، اما تصمیم گرفت از طریق دیپلماتیک خواستگاری را برای دست دخترش رد کند و به همین دلیل شرطی گذاشت: فلاویو باید حداقل یک بار در شب یا در یک قایق در یک خط مستقیم حرکت کند. مه در آن زمان چنین کاری غیرممکن بود. حتی همرزمانش، ملوانان با تجربه، نتوانستند این کار را انجام دهند.

اما فلاویو این چالش را پذیرفت. او یک لادستون مستطیلی برداشت که به صورت افقی روی یک پلاگین صاف گرد نصب کرد. او یک دیسک مدرج را روی سطح بالایی چوب پنبه نصب کرد. به این ترتیب عنصر حساس قطب نما مغناطیسی معلوم شد - کارت.

برای اینکه کارت بتواند در یک صفحه افقی بچرخد، فلاویو آن را با یک محور عمودی با انتهای تیز سوراخ کرد، که روی تکیه گاه های نصب شده در بدنه دستگاه - فنجان قرار داشت. اما به دلیل فشار کارت بر روی ساپورت پایینی، لحظه اصطکاک زیادی ایجاد شد که از چرخش کارت جلوگیری کرد و باعث خطاهای زیادی در دستگاه شد. سپس فلاویو در فنجان آب ریخت. دوشاخه شناور شد، فشار روی تکیه گاه پایینی کاهش یافت و چرخش کارت صاف و آزاد شد. فلاویو در یک مکان لبه فنجان، خط باریکی کشید و کل محیط دیسک کارت را به 16 قسمت مساوی - نقطه تقسیم کرد.

روز تست فرا رسید. فلاویو وارد قایق شد و دستگاه خود را طوری قرار داد که خط نازک روی فنجان با محور طولی قایق منطبق شود. کارت در حالی که حول محور خود می چرخید، در موقعیتی ایستاد که یک سر سنگ مغناطیسی مستطیلی به سمت شمال بود. فلاویو متوجه رومبا شد که در برابر خط نازک جام قرار داشت و به راه افتاد. او فقط باید قایق را هدایت می کرد تا در هنگام حرکت بر خلاف خط نازک روی جام، همان نقطه وجود داشته باشد.

بنابراین فلاویو کار را به پایان رساند و با آنجلا ازدواج کرد.

بسیاری از محققان بر این باورند که فلاویو گیوا یک شخصیت ساختگی است ... با این حال، این امر مانع از آن نشد که فرزندان سپاسگزار ایتالیایی دو بنای یادبود برای مخترع قطب نما برپا کنند: در ناپل و در سرزمین مادری Gioia - در شهر آمالفی.

بنای یادبود فلاویو جویا در آمالفی (ایتالیا)

بله، بله، این یک اشتباه نیست: علم قوانین فرآیندهای کنترل و انتقال اطلاعات - سایبرنتیک - نام خود را از نام یونان باستان برای هنر ناوبری گرفته است!

تاریخچه اختراع قطب نما به گذشته های دور برمی گردد. اولین توصیف از قطب نما در قرن سوم قبل از میلاد توسط فیلسوف چینی Hen Fei-tzu انجام شد. قاشقی بود که از مگنتیت ساخته شده بود و دسته ای باریک داشت و به شکل توپ بود.

روی صفحه ای از مس و چوب نصب شده بود که روی آن علائم زودیاک مشخص شده بود. در این حالت دسته معلق بود و می توانست به صورت دایره ای بچرخد. قاشق به حرکت در می آمد و همیشه هنگام توقف به سمت جنوب می رفت. این اولین قطب نما در جهان بود.

در اواسط قرن یازدهم، یک سوزن شناور از آهنربای مصنوعی در چین ساخته شد. بیشتر اوقات به شکل ماهی بود. او را در آب فرو بردند که در آن شناور بود. سر ماهی همیشه به سمت جنوب بود. در همان زمان، دانشمندی از چین شن گوآ چندین نسخه از قطب نما را ارائه کرد. او یک سوزن خیاطی را مغناطیسی کرد و از موم برای چسباندن آن به نخ ابریشم آویزان استفاده کرد. این قطب نما دقیق تری بود زیرا مقاومتی که هنگام چرخش با آن مواجه می شد کاهش یافت. در یک نسخه دیگر، او پیشنهاد کرد که این سوزن را روی سنجاق مو قرار دهید. بر اساس آزمایشات خود، مخترع شن گوآ متوجه شد که فلش با انحراف جزئی به سمت جنوب است. او توانست این موضوع را با تفاوت میان نصف النهارهای مغناطیسی و جغرافیایی توضیح دهد. بعدها، دانشمندان یاد گرفتند که این انحراف را برای مناطق مختلف چین محاسبه کنند. در قرن یازدهم، بسیاری از کشتی های چینی دارای قطب نمای شناور بودند. آنها را روی کمان کشتی قرار دادند تا کاپیتان بتواند همیشه به قرائت های او نگاه کند.

در قرن دوازدهم اختراع چینی توسط اعراب و در قرن سیزدهم توسط اروپایی ها مورد استفاده قرار گرفت. در اروپا، ایتالیایی ها اولین کسانی بودند که با قطب نما آشنا شدند، سپس اسپانیایی ها، فرانسوی ها و سپس انگلیسی ها و آلمانی ها. سپس قطب نما یک چوب پنبه و یک سوزن مغناطیسی بود که در یک ظرف آب شناور بود. به زودی، برای محافظت از آن در برابر باد، شروع به پوشاندن آن با شیشه کردند.

در آغاز قرن چهاردهم، یک فلش مغناطیسی روی یک دایره کاغذ نصب شد و پس از مدتی فلاویو گیوای ایتالیایی دایره را به 16 قسمت و سپس به 32 بخش تقسیم کرد. در اواسط قرن شانزدهم، فلش را بر روی یک گیمبال ثابت کردند تا از تاثیر پیچش بکاهند، و یک قرن بعد در تاریخ قطب نما، ظاهر یک خط کش دوار مشاهده شد که دقت قرائت ها را افزایش داد. قطب نما اولین وسیله ناوبری برای یافتن راهی در دریای آزاد شد. این به ملوانان اجازه می داد تا به سفرهای طولانی در سراسر اقیانوس بروند.