La historia de la brújula es breve. Empiece en la ciencia. ¿Dónde apareció por primera vez la brújula?

Según datos históricos, la invención de la brújula se produjo durante el reinado de la dinastía Song china y se asoció con la necesidad de navegar en el desierto. En el siglo III a.C. El filósofo chino Hen Fei-tzu describió el diseño de la brújula de su época de la siguiente manera: era una cuchara vertedora esférica, cuidadosamente pulida en la parte convexa, hecha de magnetita con un mango delgado.

Se instaló sobre una placa de cobre o madera cuidadosamente pulida con su parte convexa de modo que el mango no tocara la placa, sino que se ubicara libremente sobre ella. En este caso, la cuchara debe girar libremente alrededor del eje de su base.

En la placa están aplicadas las designaciones de los puntos cardinales que representan los signos del zodíaco. La cuchara se hacía girar empujando el mango del tallo. Cuando la cuchara se detiene, el mango, que actúa como una aguja magnética, apunta exactamente hacia el sur.

Esta era la estructura del dispositivo más antiguo que realizaba las funciones de una brújula. En el siglo XI apareció en China una aguja de brújula flotante hecha de un imán artificial. Por lo general, se hacía en forma de pez, que se sumergía en un recipiente con agua. Nadó libremente en el agua, apuntando su cabeza hacia el sur. Los chinos estaban equipados con brújulas flotantes. Se instalaron en proa y popa para que los capitanes pudieran navegar cómodamente en cualquier clima.

Esta brújula llegó a los árabes en el siglo XII y, a principios del siglo XIII, a los europeos. Los marineros italianos fueron los primeros en adoptar la "aguja flotante" de los árabes, más tarde, los españoles, portugueses y franceses, e incluso más tarde, los alemanes y los británicos. Inicialmente, la brújula era una aguja magnetizada y un trozo de madera que flotaba en un recipiente con agua. Pronto se empezó a cubrir la embarcación para proteger el mecanismo de los efectos del viento. A mediados del siglo XVI, la aguja magnética comenzó a colocarse en la punta en el medio del círculo.

La brújula adquirió un aspecto notablemente mejorado a principios del siglo XIV gracias al italiano Flavio Gioia. Colocó la aguja magnética en un alfiler vertical y la aguja unido a un círculo claro: una tarjeta dividida a lo largo de la circunferencia en 16 puntos. Y en el siglo XVI, la tarjeta y la caja con la flecha se colocaron en un cardán para evitar la influencia del cabeceo del barco en las lecturas de la brújula.

La historia de la invención de la brújula se remonta a mucho tiempo atrás. La primera descripción de una brújula la hizo el filósofo chino Hen Fei-tzu en el siglo III a.C. Era una cuchara vertedora hecha de magnetita con un mango estrecho, con forma de bola.

Estaba instalado sobre una placa de cobre y madera, en la que estaban marcados los signos del zodíaco. En este caso, el mango estaba suspendido y podía girar en círculo. La cuchara se puso en movimiento y siempre apuntaba hacia el sur cuando se detenía. Esta fue la primera brújula del mundo.

A mediados del siglo XI se fabricó en China una aguja flotante a partir de un imán artificial. La mayoría de las veces tomó la forma de un pez. La bajaron al agua donde flotó. La cabeza del pez siempre apuntaba hacia el sur. Al mismo tiempo, al científico chino Shen Gua se le ocurrieron varias versiones de la brújula. Magnetizó una aguja de coser y usó cera para unirla a un hilo de seda que colgaba. Era una brújula más precisa porque se reducía la resistencia encontrada al girar. En otra versión, sugirió poner esta aguja en una horquilla. Basándose en sus experimentos, el inventor Shen Gua notó que la flecha apuntaba hacia el sur con una ligera desviación. Pudo explicar esto por la diferencia entre los meridianos magnéticos y geográficos. Más tarde, los científicos aprendieron a calcular esta desviación para diferentes partes de China. En el siglo XI, muchos barcos chinos tenían brújulas flotantes. Se colocaron en la proa del barco para que el capitán siempre pudiera consultar sus lecturas.

En el siglo XII, el invento chino fue utilizado por los árabes y en el siglo XIII, por los europeos. En Europa, los italianos fueron los primeros en aprender sobre la brújula, luego los españoles, los franceses y luego los británicos y los alemanes. Entonces la brújula era un corcho y una aguja magnetizada flotando en un recipiente con agua. Pronto, para protegerlo del viento, empezaron a cubrirlo con vidrio.

A principios del siglo XIV, se instaló una flecha magnetizada en un círculo de papel y, después de un tiempo, el italiano Flavio Gioia dividió el círculo en 16 partes y luego en 32 sectores. A mediados del siglo XVI, la flecha se fijó en un cardán para reducir la influencia del cabeceo, y un siglo después, en la historia de la brújula, se observó la aparición de una regla giratoria, que aumentó la precisión de las lecturas. La brújula se convirtió en el primer dispositivo de navegación para encontrar un camino en mar abierto. Esto permitió a los marineros realizar largos viajes a través del océano.

BRÚJULA, un dispositivo para determinar direcciones horizontales en el suelo. Se utiliza para determinar la dirección en la que se mueve un barco, avión o vehículo terrestre; la dirección en la que camina el peatón; indicaciones para llegar a algún objeto o punto de referencia. Las brújulas se dividen en dos clases principales: las brújulas magnéticas del tipo puntero, que utilizan los topógrafos y turistas, y las no magnéticas, como las girocompás y las radiobrújulas.

BRÚJULA MARINA ESPAÑOLA, 1853

Tarjeta de brújula. Para determinar las direcciones, la brújula tiene una tarjeta (Fig. 1): una escala circular con 360 divisiones (correspondiente a un grado angular cada una), marcada de modo que la cuenta atrás sea desde cero en el sentido de las agujas del reloj. La dirección al norte (norte, N o S) suele corresponder a 0?, al este (este, O, E o B) - 90?, al sur (sur, S o S) - 180? , al oeste (oeste, W o Z) - 270?. Estos son los principales puntos cardinales (puntos cardinales). Entre ellos hay direcciones de “cuarto”: noreste o noreste (45?), sureste o sureste (135?), suroeste o suroeste (225?) y norte. oeste o NO (315?). Entre las direcciones principal y cuarta hay 16 puntos "principales", como el noreste y el noroeste (antes hubo 16 puntos más, como el "noroeste", llamados simplemente puntos).

BRÚJULA

Principio de operación. En un dispositivo indicador de dirección, debe haber alguna dirección de referencia desde la cual se midan todas las demás. En una brújula magnética, esta dirección es la línea que conecta los polos norte y sur de la Tierra. La varilla magnética se orientará en esta dirección si se cuelga de manera que pueda girar libremente en el plano horizontal. El hecho es que en el campo magnético de la Tierra, un par de fuerzas giratorias actúan sobre la varilla magnética, orientándola en la dirección del campo magnético. En una brújula magnética, el papel de dicha varilla lo desempeña una aguja magnetizada que, cuando se mide, se coloca paralela al campo magnético de la Tierra.

Brújula de puntero. Este es el tipo más común de brújula magnética. A menudo se utiliza en versión de bolsillo. Una brújula de puntero (Fig. 2) tiene una fina aguja magnética montada libremente en su punto medio sobre un eje vertical, lo que le permite girar en un plano horizontal. Se marca el extremo norte de la flecha y la tarjeta se fija coaxialmente con él. Al medir, la brújula debe sostenerse en la mano o montarse en un trípode para que el plano de rotación de la flecha sea estrictamente horizontal. Entonces el extremo norte de la flecha apuntará al polo norte magnético de la Tierra. Una brújula adaptada para topógrafos es un instrumento de radiogoniometría, es decir. Dispositivo para medir el acimut. Suele estar equipado con un telescopio, que se gira hasta alinearlo con el objeto deseado, para luego leer el acimut del objeto mediante la tarjeta.

Brújula líquida. La brújula líquida, o brújula de carta flotante, es la más precisa y estable de todas las brújulas magnéticas. Se utiliza a menudo en embarcaciones marítimas y por eso se le llama a bordo. Los diseños de dicha brújula son variados; en una versión típica, se trata de una “olla” llena de líquido (Fig. 3), en la que se fija un cartucho de aluminio sobre un eje vertical. En lados opuestos del eje, uno o dos pares de imanes están unidos a la tarjeta desde abajo. En el centro de la olla hay una protuberancia semiesférica hueca: un flotador que alivia la presión sobre el soporte del eje (cuando la olla está llena con líquido de brújula). El eje de la tarjeta, que pasa por el centro del flotador, descansa sobre una almohadilla de piedra, generalmente hecha de zafiro sintético. El cojinete de empuje se fija sobre un disco fijo con una "línea de rumbo". Hay dos orificios en el fondo de la olla a través de los cuales el líquido puede fluir hacia la cámara de expansión, compensando los cambios de presión y temperatura.

Arroz. 3. BRÚJULA LÍQUIDA (PARA BARCO), la más precisa y estable de todos los tipos de brújula magnética. 1 - orificios para que el líquido de la brújula se desborde cuando se expande; 2 - tapón de llenado; 3 - cojinete de empuje de piedra; 4 - anillo interior de la junta universal; 5 - tarjeta; 6 - tapa de cristal; 7 - marcador de línea de rumbo; 8 - eje de tarjeta; 9 - flotador; 10 - disco de yugo; 11 - imán; 12 - olla; 13 - cámara de expansión.

La tarjeta flota sobre la superficie del líquido de la brújula. El líquido, además, calma las vibraciones de la tarjeta provocadas por el cabeceo. El agua no es apta para la brújula de un barco porque se congela. Se utiliza una mezcla de 45% de alcohol etílico con 55% de agua destilada, una mezcla de glicerina con agua destilada o destilado de petróleo de alta pureza.

La copa de la brújula está hecha de bronce y equipada con una tapa de vidrio con un sello que elimina la posibilidad de fugas. En la parte superior del recipiente se fija un anillo de azimut o radiogoniometría. Le permite determinar la dirección de varios objetos en relación con el rumbo del barco. La copa de la brújula está fijada en su suspensión en el anillo interior de la junta universal (universal), en la que puede girar libremente, manteniendo una posición horizontal, en condiciones de balanceo.

La copa de la brújula está fijada de modo que su flecha o marca especial, llamada rumbo, o una línea negra, llamada línea de rumbo, apunte a la proa del barco. Cuando el rumbo del barco cambia, la brújula se mantiene en su lugar mediante imanes, que invariablemente mantienen su dirección norte-sur. Al cambiar la marca o línea de rumbo en relación con la tarjeta, puede controlar los cambios de rumbo.

BRÚJULA LÍQUIDA

La historia de la creación de la primera brújula magnética se remonta a siglos atrás y sigue siendo un misterio en muchos aspectos. De aquellas historias que podrían relacionarse con la aparición de la primera brújula magnética, en su mayoría sólo nos llegan fragmentos. Grecia, China e India reclaman el título de país en el que apareció la primera brújula, pero ni siquiera aquí todo está tan claro.

Propongo considerar juntos la información que nos ha llegado gracias al escrupuloso trabajo de los historiadores, a partir de la cual será posible hacerse una idea de dónde y cuándo apareció uno de los primeros instrumentos de navegación, que este día es muy popular y lo utilizan tanto los navegantes como los amantes de los viajes.

Uno de los “modelos” de brújulas antiguas, que todavía hoy funciona bastante bien.

Dado que la invención de la brújula magnética está estrechamente relacionada con el descubrimiento y estudio del magnetismo, nuestra historia adicional considerará simultáneamente este fenómeno.

Primera brújula china

Según algunos investigadores, el fenómeno del magnetismo fue descubierto por primera vez por los antiguos griegos. Sin embargo, hay otro punto de vista que atribuye la autoría del descubrimiento a los chinos.

Los científicos que prefieren el "descubrimiento chino" se refieren a una crónica escrita en el tercer milenio antes de Cristo, aunque se supone que el propio mineral de hierro magnético (también conocido como magnetita) fue descubierto por los chinos mil años antes.

En las crónicas citadas por los científicos, se supone que el emperador chino Huang Di utilizó una brújula para navegar durante su batalla. Sin embargo, según otra versión, en lugar de una brújula, sus carros utilizaban un dispositivo en forma de carro, en el que una figura en miniatura de un hombre mostraba la dirección hacia el sur.

En la siguiente foto se muestra una reconstrucción de dicho carro:

Este carro estaba instalado en un vehículo y conectado a sus ruedas de tal manera que, gracias al mecanismo de engranajes bien establecido, cuando el carro giraba, el carro comenzaba a girar en la dirección opuesta. Así, la figura en miniatura de un hombre en un carro siempre apunta invariablemente hacia el sur, independientemente del giro del vehículo. En general, por supuesto, esta cifra se habría mostrado en cualquier otra dirección: todo dependía de hacia dónde se dirigía inicialmente. El carro en sí no podía navegar hasta los puntos cardinales, como lo hace la aguja de una brújula magnética.

Es interesante que una de las primeras brújulas chinas, que era una cuchara hecha de material magnético y que giraba sobre una tabla lisa, no se utilizó para el propósito previsto, sino en rituales mágicos de predicción. Este uso de un imán tuvo lugar en el tercer milenio antes de Cristo, aunque según otra versión, las propiedades magnéticas de un ferroimán se utilizaron en la antigua China ya en el cuarto milenio antes de Cristo en los rituales de Feng Shui, explicando el magnetismo como una manifestación de fuerzas superiores.

A finales del segundo milenio antes de Cristo, los marineros chinos ya utilizaban plenamente las brújulas magnéticas para el propósito previsto: navegar por el mar.

Primera brújula en la India

Independientemente de China, el magnetismo también se descubrió en la India. Este descubrimiento ocurrió gracias a una montaña ubicada cerca del río Indo. Los residentes locales notaron que esta montaña era capaz de atraer hierro.

Las propiedades magnéticas de la roca han encontrado aplicación en la medicina india. Así, Sushruta, un médico indio, utilizó un imán para procedimientos quirúrgicos.

Al igual que en China, los marineros de la India aprendieron a utilizar un imán. Su brújula parecía un pez casero, cuya cabeza estaba hecha de un material con propiedades magnéticas.

Así, el pez indio y la cuchara china se convirtieron en los antepasados de la brújula moderna.

Brújula y la antigua Grecia

La antigua Grecia, como los dos países anteriores, no se quedó atrás en el campo científico. Los griegos, independientemente de otros científicos, descubrieron y estudiaron de forma independiente el fenómeno del magnetismo, y luego crearon su primera brújula.

En los siglos VII y VI a. C., los antiguos griegos, concretamente Tales de Mileto, descubrieron que la magnetita, conocida desde hacía varios siglos, era capaz de atraer el hierro.

Este fenómeno se explica de diferentes maneras: algunos creían que la magnetita tiene un alma que se siente atraída por el hierro, otros que el hierro tiene humedad, que a su vez es absorbida por el imán. Pero, como sabemos, tales explicaciones todavía estaban muy lejos de la verdad.

Posteriormente, Sócrates descubrió el fenómeno de la magnetización del hierro atraído por un imán. Y algún tiempo después se descubrió que los imanes no solo pueden atraer, sino también repeler.

Gracias al descubrimiento de Sócrates, hoy en día no sólo funcionan las brújulas, sino también una gran cantidad de otros instrumentos.

Así, paulatinamente se fueron revelando todas las facetas del magnetismo, lo que luego permitió revelar su naturaleza. Pero a estas alturas era demasiado pronto para hablar de algo parecido a una brújula.

Más historia

En la Edad Media no se descubrió nada particularmente nuevo en cuanto al descubrimiento de nuevas propiedades del magnetismo y al trabajo con imanes. Sólo han aparecido nuevas explicaciones para este fenómeno, relacionadas principalmente con las mismas fuerzas sobrenaturales. Por ejemplo, los monjes explicaron la manifestación del magnetismo basándose en la doctrina de la teología.

Si hablamos de Europa, la primera mención de una brújula se encuentra en las obras de Alexander Neckam y se remonta a 1187. Aunque, quizás, el uso de la brújula aquí y en el Mediterráneo comenzó mucho antes, allá por el segundo milenio antes de Cristo, como lo demuestran las indicaciones indirectas de los historiadores antiguos. Se supone que no sobrevive ninguna referencia a la brújula porque la brújula simplemente no tenía su propio nombre para encajar en el documento histórico.

Tres siglos más tarde, durante sus viajes, el famoso marinero Cristóbal Colón notó que durante un viaje por mar la aguja magnética se desvía de la dirección norte-sur. Así se descubrió la declinación magnética, cuyos valores todavía utilizan los marineros y están indicados en algunos mapas.

Por sugerencia de Lomonosov, se crearon observatorios para estudiar sistemáticamente el campo magnético de la Tierra y sus cambios. Sin embargo, esto no sucedió en vida del gran científico ruso, sino, como suele decirse, “más vale tarde que nunca”.

Más tarde, Descartes y varios otros científicos desarrollaron una teoría científica detallada del magnetismo y también descubrieron las propiedades magnéticas de otros materiales que no eran ferromagnéticos: materiales paramagnéticos y diamagnéticos.

Tiempo después se encontraron puntos de los polos magnéticos de la Tierra donde la aguja magnética tiene una inclinación de 90°, es decir, se ubica perpendicular al plano horizontal.

La brújula sólo se mostrará en los polos si está colocada verticalmente.

Paralelamente al estudio de los imanes y las características de manifestación de su campo magnético en diferentes condiciones, se mejoró el diseño de las brújulas magnéticas. Además, se inventaron otros tipos de brújulas que funcionaban según principios ajenos al magnetismo. Hablamos de ellos en

Los modelos modernos de brújulas magnéticas son muy diferentes de sus predecesores. Son más compactos, más livianos, le permiten trabajar más rápido y brindan resultados de medición más precisos. Además, estos modelos suelen estar equipados con elementos auxiliares que amplían las capacidades del dispositivo cuando se trabaja con un mapa y en tierra.

No debemos olvidarnos de las brújulas, cuyo funcionamiento no se basa en las propiedades magnéticas de la aguja. Hoy en día se conocen muchas brújulas de este tipo, lo que permite al usuario elegir la opción más conveniente para las condiciones de funcionamiento.

Como vemos, la historia en este momento no puede dar una respuesta clara e inequívoca a la pregunta de dónde apareció la primera brújula del mundo y quién la inventó. Esperemos que pronto los historiadores puedan quitar el velo de la antigüedad que oculta los hechos y tengan más datos para comprender el país de los descubridores. Y sólo nos queda esperar, aprender y utilizar el conocimiento que vino del pasado y que la humanidad utiliza plenamente en la presente etapa de desarrollo.

Resumen sobre el tema:

"Brújula, la historia de su descubrimiento"

Realizado:

Estudiante de 8vo grado "B"

Institución educativa municipal "Escuela secundaria" No. 90

Anna Brusova.

Comprobado:

Valentina Vasílievna Pchelintseva

Zlatoust 2010

BRÚJULA MARINA ESPAÑOLA, 1853

Tarjeta de brújula. Para determinar las direcciones, la brújula tiene una tarjeta (Fig. 1): una escala circular con 360 divisiones (correspondiente a un grado angular cada una), marcada de modo que la cuenta atrás sea desde cero en el sentido de las agujas del reloj. La dirección al norte (norte, N o S) suele corresponder a 0, al este (este, O, E o B) - 90, al sur (sur, S o S) - 180 , al oeste (oeste, W o Z) – 270. Estos son los principales puntos cardinales (puntos cardinales). Entre ellos hay direcciones de “cuarto”: noreste o NE (45), sureste o SE (135), suroeste o SE (225) y noroeste o NO (315). ). Entre las direcciones principal y cuarta hay 16 puntos "principales", como el noreste y el noroeste (antes hubo 16 puntos más, como el "noroeste", llamados simplemente puntos).

BRÚJULA

Arroz. 3. BRÚJULA LÍQUIDA (PARA BARCO), la más precisa y estable de todos los tipos de brújula magnética. 1 – orificios para que el líquido de la brújula se desborde cuando se expande; 2 – tapón de llenado; 3 – cojinete de empuje de piedra; 4 – anillo interior de la junta universal; 5 – tarjeta; 6 – tapa de cristal; 7 – marcador de línea de rumbo; 8 – eje de la tarjeta; 9 – flotar; 10 – disco de yugo; 11 – imán; 12 – olla; 13 – cámara de expansión.

BRÚJULA LÍQUIDA

CORRECCIÓN DE LA BRÚJULA

Una corrección de la brújula es la desviación de sus lecturas del norte verdadero (norte). Sus causas son la desviación de la aguja magnética y la declinación magnética.

Desviación. La brújula apunta hacia el llamado brújula, y no al norte magnético (polo norte magnético), y la diferencia angular correspondiente en las direcciones se llama desviación. Es causada por la presencia de campos magnéticos locales superpuestos al campo magnético de la Tierra. El casco de un barco, la carga, grandes masas de mineral de hierro ubicadas cerca de la brújula y otros objetos pueden crear un campo magnético local. La dirección correcta se obtiene teniendo en cuenta la corrección de la desviación en las lecturas de la brújula.

Magnetismo de barcos. Los campos magnéticos locales creados por el casco del barco y cubiertos por el concepto de magnetismo del barco se dividen en variables y constantes. El magnetismo alterno del barco es inducido en el casco de acero del barco por el campo magnético de la Tierra. La intensidad del magnetismo alterno del barco varía según el rumbo del barco y la latitud geográfica. El magnetismo permanente de un barco se induce durante la construcción de un barco cuando, bajo la influencia de las vibraciones provocadas, por ejemplo, por operaciones de remachado, el revestimiento de acero se convierte en un imán permanente. La intensidad y polaridad (dirección) del magnetismo permanente de un barco dependen de la ubicación (latitud) y orientación del casco del barco durante su montaje. El magnetismo permanente se pierde parcialmente después de que se bota el barco y después de haber estado en mares agitados. Además, cambia algo durante el proceso de envejecimiento del casco, pero sus cambios disminuyen significativamente después de que la embarcación ha estado en uso durante un año.

El magnetismo del barco se puede descomponer en tres componentes mutuamente perpendiculares: longitudinal (con respecto al barco), transversal horizontal y transversal vertical. Las desviaciones de la aguja magnética provocadas por el magnetismo del barco se corrigen colocando imanes permanentes paralelos a estos componentes cerca de la brújula.

Bitácora. La brújula de un barco suele estar montada en una junta universal sobre un soporte especial llamado bitácora (Fig. 4). La bitácora está unida de forma rígida y segura a la cubierta del barco, generalmente en la línea central del barco. También se instalan imanes en la bitácora para compensar la influencia del magnetismo del barco, y se adjunta una tapa protectora para la brújula con un iluminador de tarjeta interno. Anteriormente, la bitácora se hacía en forma de una figura tallada en madera, pero en los barcos modernos es simplemente un soporte cilíndrico.

Arroz. 4. Bitácora, representa la brújula del barco. Los cuartos de esfera y un imán de rumbo compensan la influencia del magnetismo del barco. 1 – imán de rumbo; 2 – marcador de línea de rumbo; 3 – tapa protectora; 4 – cuarto de esfera; 5 – cuenco de la brújula; 6 – imanes.

Declinación magnética. La declinación magnética es la diferencia angular entre el norte magnético y el norte verdadero, debido al hecho de que el polo norte magnético de la Tierra está desplazado 2100 km con respecto al polo norte geográfico verdadero.

Mapa de declinación. La declinación magnética varía con el tiempo y de un punto a otro de la superficie terrestre. Como resultado de las mediciones del campo magnético terrestre, se obtuvieron mapas de declinación, que dan la magnitud de la declinación magnética y la velocidad de su cambio en diferentes áreas. Los contornos de declinación magnética cero en tales mapas, que emanan del polo norte magnético, se denominan líneas agónicas o agónes, y los contornos de declinación magnética igual se denominan isogónicos o isogónicos.

Contabilización de correcciones de brújula. Actualmente, se utilizan varios métodos diferentes para tener en cuenta las correcciones de la brújula. Todos ellos son igualmente buenos, por lo que basta con dar como ejemplo solo uno, adoptado por la Marina de los Estados Unidos. Las desviaciones y declinaciones magnéticas hacia el este se consideran positivas y hacia el oeste, negativas. Los cálculos se realizan utilizando las siguientes fórmulas:

Magn. p.ej Comp. p.ej  Desviación,

comp. p.ej  Magn. p.ej  Declinación.