Donde apareció por primera vez la brújula. ¿Qué es una brújula? ¿Dónde y cuándo apareció la primera brújula? ¿En qué consiste una brújula?
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, 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 en el sentido de las agujas del reloj desde cero. 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 direcciones "principales", como el norte-noreste y el noroeste (una vez hubo 16 puntos más, como "noroeste-sombra", 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 la tarjeta; 9 – flotar; 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
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 "envejecimiento" del casco, pero sus cambios disminuyen significativamente después de que el barco 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 se fija de forma rígida y segura a la cubierta del barco, normalmente en la línea central de este último. 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 citar como ejemplo sólo 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.
Kozhukhov V.P. y etc. Brújulas magnéticas. M., 1981
Nechaev P.A., Grigoriev V.V. Negocio de brújula magnética. Moscú, 1983.
Degterev N.D. Brújulas magnéticas de puntero. L., 1984
La brújula, al igual que el papel, fue inventada por los chinos en la antigüedad. En el siglo III a.C. El filósofo chino Hen Fei-tzu describió la estructura de la brújula contemporánea de esta manera: parecía una cuchara de magnetita con un mango delgado y una parte convexa esférica cuidadosamente pulida. Con esta parte convexa, la cuchara se montó sobre una placa de cobre o madera igualmente pulida, de modo que el mango no tocara el plato, sino que colgara libremente sobre él y, al mismo tiempo, la cuchara pudiera girar fácilmente alrededor del eje de su base convexa. La placa contenía designaciones de los países del mundo en forma de signos cíclicos del zodíaco. Empujando el mango de la cuchara, ésta se puso en rotación. Después de calmarse, la brújula apuntó con su mango (que desempeñaba el papel de una aguja magnética) exactamente hacia el sur. Este fue el dispositivo más antiguo para determinar los puntos cardinales. En el siglo XI apareció por primera vez en China una aguja de brújula flotante hecha de un imán artificial. Por lo general, se hacía con forma de pez. Este pez fue sumergido en un recipiente con agua. Aquí nadó libremente, apuntando con la cabeza en dirección al sur. Varios tipos de brújulas fueron inventados en el mismo siglo XI por el científico chino Shen Gua, quien trabajó duro para estudiar las propiedades de la aguja magnética. Sugirió, por ejemplo, magnetizar una aguja de coser común sobre un imán natural y luego unirla con cera en el centro del cuerpo a un hilo de seda que colgaba libremente. Esta brújula indicaba la dirección con mayor precisión que una flotante, ya que experimentaba mucha menos resistencia al girar. Otro diseño de brújula, propuesto por Shen Gua, se acercaba aún más al moderno: una aguja magnetizada estaba montada en un alfiler. Durante sus experimentos, Shen Gua descubrió que la aguja de la brújula no apunta exactamente hacia el sur, sino con cierta desviación, y explicó correctamente la causa de este fenómeno por el hecho de que los meridianos magnéticos y geográficos no coinciden entre sí, sino que forman un angulo. Los científicos que vivieron después de Shen Gua ya pudieron calcular este ángulo (llamado declinación magnética) para varias regiones de China. En el siglo XI, muchos barcos chinos estaban equipados con brújulas flotantes. Por lo general, se instalaban en la proa y la popa de los barcos, para que los capitanes pudieran mantener el rumbo correcto en cualquier clima, de acuerdo con sus instrucciones. De esta forma, la brújula china fue tomada prestada por los árabes en el siglo XII. A principios del siglo XIII, los europeos conocieron la "aguja flotante". Los marineros italianos fueron los primeros en adoptarlo de los árabes. De ellos la brújula pasó a los españoles, portugueses y franceses, y más tarde a los alemanes y británicos. Al principio, la brújula consistía en una aguja magnetizada y un trozo de madera (corcho) flotando en un recipiente con agua. Pronto descubrieron cómo cubrir este recipiente con vidrio para proteger el flotador del viento. A mediados del siglo XIV se les ocurrió la idea de colocar una aguja magnética en un punto en el medio de un círculo de papel (tarjeta). Luego, el italiano Flavio Gioia mejoró la brújula dotándola de una tarjeta dividida en 16 partes (puntos de referencia), cuatro por cada parte del mundo. Este sencillo dispositivo supuso un gran paso para mejorar la brújula. Posteriormente el círculo se dividió en 32 sectores iguales. En el siglo XVI, para reducir el impacto del cabeceo, la flecha comenzó a montarse en un cardán y, un siglo después, la brújula estaba equipada con una regla giratoria con miras en los extremos, lo que permitía medir direcciones con mayor precisión. La brújula hizo la misma revolución en la navegación que la pólvora en la guerra y el proceso de conversión en la metalurgia. Fue el primer instrumento de navegación que permitió trazar un rumbo en mar abierto. Armados de una brújula, los marineros españoles y portugueses de finales del siglo XV se aventuraban a realizar largos viajes. Dejaron las costas del mar (a las que había estado ligada la navegación durante varios milenios) y zarparon a través del océano.
Instrucciones
La idea de crear una brújula pertenece a los antiguos chinos. En el siglo III a.C. Uno de los filósofos chinos describió la brújula de esa época de la siguiente manera. Era una cuchara para verter magnetita, que tenía un mango delgado y una parte esférica convexa bien pulida. La cuchara descansaba con su parte convexa sobre la misma superficie cuidadosamente pulida de un plato de cobre o madera, mientras que el mango del plato no se tocaba, sino que colgaba libremente sobre él. De esta forma, la cuchara podría girar alrededor de su base convexa. En la propia placa estaban dibujados los puntos cardinales en forma de signos del zodíaco. Si empujabas específicamente el mango de la cuchara, comenzaba a girar y, cuando se detenía, el mango siempre apuntaba exactamente hacia el sur.
A todos en China en el siglo XI se les ocurrió una aguja de brújula flotante. Estaba hecho de un imán artificial, generalmente en forma de pez. La colocaban en un recipiente con agua, donde flotaba libremente, y cuando se detenía, también siempre apuntaba con la cabeza hacia el sur. Otras formas de brújula fueron inventadas en el mismo siglo por el científico chino Shen Gua. Propuso magnetizar una aguja de coser común sobre un imán natural y luego unir esta aguja en el centro del cuerpo a un hilo de seda con cera. Esto resultó en que la aguja giraba menos que en el agua y, por lo tanto, la brújula mostraba una dirección más precisa. Otro modelo propuesto por el científico consistía en sujetarlo no a un hilo de seda, sino a una horquilla, que recuerda más a la forma moderna de una brújula.
Casi todos los barcos chinos del XI tenían instaladas brújulas flotantes. De esta forma se difundieron por todo el mundo. Fueron adoptados por primera vez por los árabes en el siglo XII. Posteriormente, la aguja magnética se hizo conocida en los países europeos: primero en Italia, luego en Portugal, España, Francia y más tarde en Inglaterra y Alemania. Al principio, una aguja magnetizada sobre un trozo de madera o corcho flotaba en un recipiente con agua, luego descubrieron cómo cubrir el recipiente con vidrio, y aún más tarde descubrieron cómo colocar una aguja magnética en un punto en el centro de un círculo de papel. Luego, los italianos mejoraron la brújula, le agregaron una bobina, que se dividió en 16 (luego 32) sectores iguales que indican las direcciones cardinales (primero 4 y luego 8 sectores para cada lado).
Un mayor desarrollo de la ciencia y la tecnología permitió crear una versión electromagnética de la brújula, que es más avanzada en el sentido de que no prevé desviaciones debido a la presencia de piezas ferromagnéticas en el vehículo en el que se utiliza. En 1908, el ingeniero alemán G. Anschutz-Kampfe creó un prototipo de girocompás, cuya ventaja era indicar la dirección no hacia el polo norte magnético, sino hacia el verdadero polo geográfico. El girocompás se utiliza casi universalmente para la navegación y el control de grandes embarcaciones marítimas. La era moderna de las nuevas tecnologías informáticas ha permitido crear una brújula electrónica, cuya creación está asociada principalmente con el desarrollo de un sistema de navegación por satélite.
19.10.2015
En la historia de la ciencia existe el término “4 grandes inventos”. Estamos hablando de innovaciones que se crearon en China y cambiaron para siempre la comprensión que la gente tenía del mundo que los rodeaba. Junto con el papel, la rueda y la pólvora, los antiguos científicos chinos fueron los primeros en darle a la humanidad una brújula. La brújula se convirtió en el invento sin el cual los descubrimientos geográficos nunca habrían sido posibles, el comercio transnacional y muchos otros procesos que crearon nuestra civilización no habrían podido existir.
La primera mención escrita de una brújula se remonta al año 1044. Un libro chino describe un dispositivo asombroso con el que un viajero podía navegar por el desierto. La brújula fue descrita en detalle 40 años después por el chino Shen Ko. El autor describe el diseño: se fijó una pieza de metal a un palo, que se sumergió en agua. Así se consiguió la resonancia magnética; la parte del árbol sobre la que estaba adherido el hierro apuntaba en dirección norte.
No se sabe con certeza cómo llegó la brújula a Europa. Al parecer, el invento fue traído consigo por los árabes, quienes en el siglo XII finalmente conquistaron el territorio de la España moderna. A partir de ahí la brújula se dirige primero a los italianos y luego a los británicos. Por cierto, vale la pena señalar que el nombre moderno del dispositivo etimológicamente se refiere precisamente a la brújula inglesa, que significa "círculo".
Hay otro punto de vista según el cual la brújula en Europa fue inventada por primera vez por los vikingos en los siglos X-XI, durante las campañas hacia el oeste. En un esfuerzo por descubrir rutas marítimas hacia países desconocidos, las guerras del norte utilizaron cierto invento que permitía determinar la dirección de los puntos cardinales utilizando el agua y el sol. No en vano se cree que los guerreros islandeses fueron los primeros en llegar a las costas de América. Es difícil imaginar que pudieran recorrer un camino tan largo guiados únicamente por las estrellas.
El primer científico europeo que mejoró el diseño de la brújula fue el italiano Flavio Gioia. Propuso sujetar la flecha a un alfiler, lo que redujo significativamente el error al indicar la dirección, y también dividió el círculo en 16 puntos (luego 32). Por lo tanto, el movimiento del mar ahora prácticamente no tenía ningún efecto sobre las lecturas de los instrumentos, y los capitanes de los barcos podían describir y calcular correctamente la dirección.
En el siglo XX, con el desarrollo de la ingeniería, la geografía y la geodesia, se crearon nuevos tipos de dispositivos: brújula electromagnética, girocompás, brújula y otros dispositivos. Así, en 1927 se probó por primera vez una brújula eléctrica. La necesidad de tal desarrollo surgió en relación con el desarrollo de la aviación. El primer piloto que cruzó el Océano Atlántico con una brújula de este tipo fue el estadounidense Charles Lindbergh.
Con el desarrollo de la ciencia llegó la comprensión de algunas de las sutilezas. Por tanto, los polos magnético y real (geográfico) de la Tierra no coinciden, lo que provoca errores en los cálculos. Esto conlleva, por ejemplo, una desviación del rumbo de los barcos que realizan un viaje. Por eso a finales del siglo XIX se desarrolló el llamado girocompás. Hoy en día se utiliza en casi todos los buques marítimos y se distingue por un diseño más complejo y una alta precisión.
La historia de la creación de la brújula es la historia de la observación humana. Si un día un sabio chino no se hubiera dado cuenta de la conexión entre los puntos cardinales, las estrellas y la reacción del metal, tal vez la humanidad se habría visto obligada a frenar su desarrollo durante muchos años.
Historia de la brújula [VÍDEO]
El informe “Brújula” para niños le contará brevemente la historia del descubrimiento de este objeto. El informe de la brújula también se puede utilizar durante la preparación de la lección.
Mensaje de la brújula
Brújula es un dispositivo para buscar los lados del horizonte mediante una aguja magnética, que indica la dirección hacia el sur y el norte. Fue inventado hace muchos siglos e inmediatamente comenzó a ser utilizado por los viajeros. La brújula fue el primer dispositivo de navegación que permitió a los marineros salir al mar.
¿Dónde y cuándo apareció la primera brújula?
En el siglo III a.C. mi. En China se inventó un dispositivo que señalaba los puntos cardinales. Exteriormente parecía una cuchara con un mango fino y una parte esférica convexa. Estaba hecho de magnetita. La parte convexa pulida de la cuchara se colocaba sobre un plato de madera o cobre, también pulido. El mango colgaba libremente sobre el plato, pero la cuchara giraba alrededor del eje de la base convexa. Los países del mundo estaban indicados en la placa. La aguja de la brújula, en reposo, siempre apuntaba exactamente al sur. Esta antigua brújula se llamaba sonan, es decir, “encargada del sur”.
En el siglo XI, los chinos inventaron una aguja de brújula flotante hecha de un imán artificial. La brújula de hierro tenía entonces la forma de un pez. Primero se calentó hasta que se puso rojo y luego se sumergió en un recipiente con agua. El “pez” empezó a nadar y su cabeza apuntaba hacia el sur. Shen Gua, un científico de la misma China, propuso un par de variedades de brújula: con aguja magnetizada e hilo de seda, con aguja magnetizada y horquilla. En el siglo XII, los árabes utilizaron una brújula con aguja magnética y, un siglo después, los italianos, franceses, españoles y portugueses.
En el siglo XIV, comenzaron a colocar una aguja magnética en un punto en el medio de un círculo de papel: una tarjeta. El siguiente en mejorar la brújula fue el italiano Flavio Giulio. Dividió el círculo de papel en 16 partes. En el siglo XVII, se mejoró con una regla giratoria con miras, que permitió calcular la dirección con mayor precisión.
¿En qué consiste una brújula?
El diseño del dispositivo depende del tipo de brújula. Se distinguen los siguientes tipos: girocompás, brújula magnética, brújula electrónica. La parte principal de una brújula magnética normal es una brújula con una clavija en el centro. Hay una aguja magnética al final de la aguja y el cuerpo en sí está cubierto con vidrio en la parte superior.
Brújula: hechos interesantes
- Antes de la invención y difusión de la brújula, los marineros de sus barcos no salían a mar abierto para no perderse.
- La brújula fue llevada a Europa por los comerciantes venecianos.
- Antes de los chinos, los indios usaban algo parecido a una brújula. En San Lorenzo Tenochtilan, los científicos encontraron un artefacto de hematita que data del año 1000 a.C. Pero los chinos aún descubrieron el mineral de hierro magnético.
- Puedes hacer tu propia brújula con un platillo con agua y una aguja magnetizada.
Esperamos que el informe sobre la brújula le haya ayudado a aprender mucha información útil al respecto. Puede dejar una breve historia sobre la brújula utilizando el formulario de comentarios a continuación.