Урок по окружающему миру. Тема: "Компас". Компас и история его открытия Скачать презентацию история создания компаса

Новиков Григорий 8 «М» Ко́мпас (в речи моряков: компа́с) - устройство, облегчающее ориентирование на местности. Существуют три принципиально различных вида компаса: магнитный компас, гирокомпас и электронный компас. Магнитный компас: История создания и Принцип действия Гирокомпас: История создания и Принцип действия Электронный компас: История создания и Принцип действия Электромагнитный компас: История создания и Принцип действия Магнитный компас Предположительно, компас был изобретён в Китае и использовался для указания направления движения по пустыням. В Европе изобретение компаса относят к XII-XIII вв., однако его устройство очень простое - магнитная стрелка, укрепленная на пробке и опущенная в сосуд с водой. В воде пробка со стрелкой ориентировалась нужным образом. Слово «компас», по-видимому, происходит от старинного английского слова compass, означавшего в XIII-XIV вв. «круг». Принцип действия Принцип действия основан на взаимодействии поля постоянных магнитов компаса с горизонтальной составляющей магнитного поля Земли. Свободно вращающаяся магнитная стрелка поворачивается вокруг оси, располагаясь вдоль силовых линий магнитного поля. Таким образом, стрелка всегда параллельна направлению линии магнитного поля. 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. Морской гирокомпас, как правило, очень тяжел; в некоторых конструкциях вес гироскопического ротора превышает 25 кг. Для нормальной работы гирокомпаса необходимо устойчивое основание, не испытывающее ускорений и фиксированное относительно земной поверхности, причем скорость его перемещения должна быть мала. Прототип современного гирокомпаса первым создал Аншютц-Кэмпфе, вскоре подобный прибор построил Сперри. 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 надежностью и удобнее в эксплуатации. 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. Электромагнитный компас Электромагнитный компас является 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 (отклонение магнитной стрелки компаса под влиянием больших масс металла) от ферромагнитных деталей транспортного средства, так как они неподвижны относительно обмоток и не наводят в них токов. Для работы простого варианта электромагнитного компаса требуется быстрое движение, поэтому первое применение электромагнитный компас нашёл в авиации. Электронный компас 1. 2. 3. 4. 5. 1) 2) 5. Здесь рассматривается компас, построенный на принципе определения координат через спутниковые системы навигации. Существуют также компасы (так называемые цифровые), использующие в качестве датчика блок магниторезисторов или элементов Холла. Последние представляют собой микроэлектромеханические системы, способные определять своё относительное положение в магнитном поле Земли, в отличие от использующих спутниковый сигнал устройств, которые компасами в классическом смысле не являются, так как представляют из себя лишь приборы с индикацией путевого угла в виде компаса. Принцип действия такого компаса весьма прост: На основании сигналов со спутников определяются координаты приёмника системы спутниковой навигации (и, соответственно, объекта) Засекается момент времени, в который было сделано определение координат. Выжидается некоторый интервал времени. Повторно определяется местоположение объекта. На основании координат двух точек и размера временного интервала вычисляется вектор скорости движения и из него: направление движения скорость движения Осуществляется переход к шагу 2. Ограничения: Естественно, если объект не перемещается, направление движения узнать не получится. Исключение составляют достаточно большие объекты (например, самолёты), где есть возможность установить 2 приёмника (например, на концах крыльев). При этом координаты двух точек можно получить сразу, даже если объект неподвижен, и перейти к пункту 5. Ещё одно ограничение обусловлено точностью определения координат спутниковыми системами позиционирования и влияет, главным образом, на тихоходные объекты (пешеходов).

КОМПАС, прибор для определения горизонтальных направлений на местности. Применяется для определения направления, в котором движется морское, воздушное судно, наземное транспортное средство; направления, в котором идет пешеход; направления на некоторый объект или ориентир.

Картушка компаса . Между главными и четвертными расположены 16 «основных» румбов, таких, как норд-норд-ост и норд-норд-вест (некогда было еще 16 румбов, таких, как «норд-тень-вест», называвшихся просто румбами).  ) и норд-вест, или С-З (315  ), зюйд-вест, или Ю-З (225  ), зюйд-ост, или Ю-В (135  .

Это главные компасные румбы (страны света). Между ними расположены «четвертные» румбы: норд-ост, или С-В (45  , на запад (вест, W, или З) – 270  , на юг (зюйд, S, или Ю) – 180  , на восток (ост, O, E, или В) – 90  .

Для определения направлений в компасе имеется картушка – круговая шкала с 360 делениями (соответствующими одному угловому градусу каждое), размеченными так, что отсчет ведется от нуля по часовой стрелке. Направлению на север (норд, N, или С) обычно соответ ствует 0 0 .

Принцип действия. В приборе, указывающем направление, должно быть некое опорное направление, от которого отсчитывались бы все другие. В магнитном компасе таким направлением служит линия, соединяющая Северный и Южный полюса Земли. В этом направлении сам собой устанавливается магнитный стержень, если его подвесить так, чтобы он мог свободно поворачиваться в горизонтальной плоскости.

Стрелочный компас . Это самый распространенный вид магнитного компаса. Он часто применяется в карманном варианте. В стрелочном компасе (рис. 2) имеется тонкая магнитная стрелка, установленная свободно в своей средней точке на вертикальной оси, что позволяет ей поворачиваться в горизонтальной плоскости. Северный конец стрелки помечен, и со осно с ней закреплена картушка.

Жидкостный компас . Жидкостный компас, или компас с плавающей картушкой, – это самый точный и стабильный из всех магнитных компасов.

Он часто применяется на морских судах и потому называется судовым.

. Конструкции такого компаса разнообразны; в типичном варианте он представляет собой наполненный жидкостью «котелок» (рис. 3), в котором на вертикальной оси закреплена алюминиевая картушка. По разные стороны от оси к картушке снизу прикреплены пара или две пары магнитов.

. В центре картушки имеется полый полусферический выступ – поплавок, ослабляющий нажим на опору оси (когда котелок наполнен компасной жидкостью). Ось картушки, пропущенная через центр поплавка, опирается на каменный подпятник, изготовляемый обычно из синтетического сапфира. Подпятник закреплен на неподвижном диске с « курсовой чертой » . В нижней части котелка имеются два отверстия, через которые жидкость может переливаться в расширительную камеру, компенсируя изменения давления и температуры.

.ЖИДКОСТНЫЙ (СУДОВОЙ) КОМПАС , самый точный и стабильный из всех видов магнитного компаса. 1 – отверстия для перелива компасной жидкости при ее расширении; 2 – заливочная пробка; 3 – каменный подпятник; 4 – внутреннее кольцо универсального шарнира; 5 – картушка; 6 – стеклянный колпак; 7 – маркер курсовой черты; 8 – ось картушки; 9 – поплавок; 10 – диск курсовой черты; 11 – магнит; 12 – котелок; 13 – расширительная камера.

Котелок компаса закрепляется так, что его специальная стрелка или метка, называемая курсовой, либо черная линия, называемая курсовой чертой, указывает на нос судна. При изменении курса судна картушка компаса удерживается на месте магнитами, неизменно сохраняющими свое направление север – юг. По смещению курсовой метки или черты относительно картушки можно контролировать изменения курса.

ПОПРАВКА КОМПАСА

Поправкой компаса называется отклонение его показаний от истинного норда (севера). Ее причины – девиация магнитной стрелки и магнитное склонение.

Магнитное склонение . Магнитное склонение – это угловая разница между магнитным и истинным нордом, обусловленная тем, что магнитный северный полюс Земли смещен на 2100 км относительно истинного, географического.

Учет поправки компаса . В настоящее время находит применение целый ряд разных способов учета поправки компаса. Все они одинаково хороши, а потому достаточно привести для примера лишь один, принятый в ВМС США. Девиации и магнитные склонения к востоку считаются положительными, а к западу – отрицательными. Вычисления производят по следующим формулам:

К  Магн. напр. Девиация,  омп. напр.

Склонение.  Магн. напр.  Комп. напр.

На тщательно отполированную медную или деревянную пластину ложка устанавливалась своей выпуклой частью так, чтобы черенок не касался пластины, а располагался свободно над ней. При этом ложка должна свободно вращаться вокруг оси своего основания.

а пластину наносятся обозначения сторон света, представляющие зодиакальные знаки. Ложку приводили во вращение, подталкивая черенок ножки. Когда ложка остановится, черенок, выполняющий роль магнитной стрелки, указывает точно на ю г.

Обычно она изготавливалась в форме рыбки, которую опускали в сосуд с водой. В воде она свободно плавала, направляя голову в сторону юга. Китайские корабли снабжались плавающими компасами. Их устанавливали на носу и на корме, чтобы капитанам было удобно ориентироваться в путешествии в любую погоду.

Таким компас дошёл до арабов в XII веке, а в начале XIII века - до европейцев. Первыми «плавающую иглу» у арабов переняли итальянские моряки, позднее - испанцы, португальцы и французы, а ещё позже - немцы и англичане. Изначально компас представлял собой намагниченную иголку и кусочек дерева, плававшие в сосуде с водой. Вскоре сосуд стали прикрывать стеклом , чтобы защитить механизм от воздействия ветра. В середине XVI века магнитную стрелку стали помещать на острие в середину бумажного круга.

Значительно усовершенствованный вид компас приобрёл в начале XIV века благодаря итальянцу Флавио Джойя. Он надел магнитную стрелку на вертикальную шпильку, а стрелку

прикрепил к лёгкому кругу - картушке, разбитому по

окружности на 16 румбов. А в XVI веке картушку и коробку со стрелкой поместили в кардановый подвес, чтобы избежать влияния качки корабля на показания компаса

Уже тогда картушка была разделена на 32 румба. В XVII в. компас получил пеленгатор - вращающуюся диаметральную линейку с визирами на концах, которая закреплялась над стрелкой своим центром на крышке коробки

Что такое компас Компас устройство, облегчающее ориентирование на местности. Существуют три принципиально различных вида компаса: магнитный компас, гирокомпас и электронный компас. Компас устройство, облегчающее ориентирование на местности. Существуют три принципиально различных вида компаса: магнитный компас, гирокомпас и электронный компас.

История создания магнитного компаса Компас был изобретён в Китае при династии Сун и использовался для указания направления движения по пустыням. В Европе изобретение компаса относят к XIIXIII вв., однако устройство его оставалось очень простым. В начале XIV в. итальянец Флавио Джойя значительно усовершенствовал компас. Компас был изобретён в Китае при династии Сун и использовался для указания направления движения по пустыням. В Европе изобретение компаса относят к XIIXIII вв., однако устройство его оставалось очень простым. В начале XIV в. итальянец Флавио Джойя значительно усовершенствовал компас.

Описание презентации по отдельным слайдам:

1 слайд

Описание слайда:

2 слайд

Описание слайда:

КОМПАС, прибор для определения горизонтальных направлений на местности. Применяется для определения направления, в котором движется морское, воздушное судно, наземное транспортное средство; направления, в котором идет пешеход; направления на некоторый объект или ориентир.

3 слайд

Описание слайда:

Компасы подразделяются на два основных класса: магнитные компасы типа стрелочных, которыми пользуются топографы и туристы, и немагнитные, такие, как гирокомпас и радиокомпас.

4 слайд

Описание слайда:

5 слайд

Описание слайда:

Картушка компаса. Между главными и четвертными расположены 16 «основных» румбов, таких, как норд-норд-ост и норд-норд-вест (некогда было еще 16 румбов, таких, как «норд-тень-вест», называвшихся просто румбами).) и норд-вест, или С-З (315), зюйд-вест, или Ю-З (225), зюйд-ост, или Ю-В (135.

6 слайд

Описание слайда:

Это главные компасные румбы (страны света). Между ними расположены «четвертные» румбы: норд-ост, или С-В (45, на запад (вест, W, или З) – 270, на юг (зюйд, S, или Ю) – 180, на восток (ост, O, E, или В) – 90. Для определения направлений в компасе имеется картушка– круговая шкала с 360 делениями (соответствующими одному угловому градусу каждое), размеченными так, что отсчет ведется от нуля по часовой стрелке. Направлению на север (норд, N, или С) обычно соответствует 00 .

7 слайд

Описание слайда:

8 слайд

Описание слайда:

Принцип действия. В приборе, указывающем направление, должно быть некое опорное направление, от которого отсчитывались бы все другие. В магнитном компасе таким направлением служит линия, соединяющая Северный и Южный полюса Земли. В этом направлении сам собой устанавливается магнитный стержень, если его подвесить так, чтобы он мог свободно поворачиваться в горизонтальной плоскости.

9 слайд

Описание слайда:

Дело в том, что в магнитном поле Земли на магнитный стержень действует вращающая пара сил, устанавливающая его в направлении магнитного поля. В магнитном компасе роль такого стержня играет намагниченная стрелка, которая при измерении сама устанавливается параллельно магнитному полю Земли.

10 слайд

Описание слайда:

Стрелочный компас. Это самый распространенный вид магнитного компаса. Он часто применяется в карманном варианте. В стрелочном компасе (рис. 2) имеется тонкая магнитная стрелка, установленная свободно в своей средней точке на вертикальной оси, что позволяет ей поворачиваться в горизонтальной плоскости. Северный конец стрелки помечен, и со осно с ней закреплена картушка.

11 слайд

Описание слайда:

При измерении компас необходимо держать в руке или установить на штативе так, чтобы плоскость вращения стрелки была строго горизонтальна. Тогда северный конец стрелки будет указывать на северный магнитный полюс Земли.

12 слайд

Описание слайда:

Компас, приспособленный для топографов, представляет собой пеленгаторный прибор, т.е. прибор для измерения азимута. Он обычно снабжен зрительной трубой, которую поворачивают до совмещения с нужным объектом, чтобы затем считать по картушке азимут объекта.

13 слайд

Описание слайда:

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

14 слайд

Описание слайда:

Конструкции такого компаса разнообразны; в типичном варианте он представляет собой наполненный жидкостью «котелок» (рис. 3), в котором на вертикальной оси закреплена алюминиевая картушка. По разные стороны от оси к картушке снизу прикреплены пара или две пары магнитов. . В центре картушки имеется полый полусферический выступ – поплавок, ослабляющий нажим на опору оси (когда котелок наполнен компасной жидкостью). Ось картушки, пропущенная через центр поплавка, опирается на каменный подпятник, изготовляемый обычно из синтетического сапфира. Подпятник закреплен на неподвижном диске с «курсовой чертой». В нижней части котелка имеются два отверстия, через которые жидкость может переливаться в расширительную камеру, компенсируя изменения давления и температуры.

15 слайд

Описание слайда:

ЖИДКОСТНЫЙ (СУДОВОЙ) КОМПАС, самый точный и стабильный из всех видов магнитного компаса. 1 – отверстия для перелива компасной жидкости при ее расширении; 2 – заливочная пробка; 3 – каменный подпятник; 4 – внутреннее кольцо универсального шарнира; 5 – картушка; 6 – стеклянный колпак; 7 – маркер курсовой черты; 8 – ось картушки; 9 – поплавок; 10 – диск курсовой черты; 11 – магнит; 12 – котелок; 13 – расширительная камера.

16 слайд

Описание слайда:

Картушка плавает на поверхности компасной жидкости. Жидкость, кроме того, успокаивает колебания картушки, вызываемые качкой. Вода не годится для судового компаса, так как она замерзает. Используется смесь 45% этилового спирта с 55% дистиллированной воды, смесь глицерина с дистиллированной водой либо высокочистый нефтяной дистиллят.

17 слайд

Описание слайда:

Котелок компаса отлит из бронзы и снабжен стеклянным колпаком с уплотнением, исключающим возможность протечки. В верхней части котелка закреплено азимутное, или пеленгаторное, кольцо. Оно позволяет определять направление на различные объекты относительно курса судна. Котелок компаса закреплен в своем подвесе на внутреннем кольце универсального (карданного) шарнира, в котором он может свободно поворачиваться, сохраняя горизонтальное положение, в условиях качки.

18 слайд

Описание слайда:

Котелок компаса закрепляется так, что его специальная стрелка или метка, называемая курсовой, либо черная линия, называемая курсовой чертой, указывает на нос судна. При изменении курса судна картушка компаса удерживается на месте магнитами, неизменно сохраняющими свое направление север – юг. По смещению курсовой метки или черты относительно картушки можно контролировать изменения курса.

19 слайд

Описание слайда:

20 слайд

Описание слайда:

ПОПРАВКА КОМПАСА Поправкой компаса называется отклонение его показаний от истинного норда (севера). Ее причины – девиация магнитной стрелки и магнитное склонение.

21 слайд

Описание слайда:

Магнитное склонение. Магнитное склонение – это угловая разница между магнитным и истинным нордом, обусловленная тем, что магнитный северный полюс Земли смещен на 2100 км относительно истинного, географического.

22 слайд

Описание слайда:

Учет поправки компаса. В настоящее время находит применение целый ряд разных способов учета поправки компаса. Все они одинаково хороши, а потому достаточно привести для примера лишь один, принятый в ВМС США. Девиации и магнитные склонения к востоку считаются положительными, а к западу – отрицательными. Вычисления производят по следующим формулам: КМагн. напр. Девиация,омп. напр. Склонение. Магн. напр. Комп. напр.

23 слайд

Описание слайда:

Согласно историческим данным, изобретение компаса произошло в эпоху правления китайской династии Сун и было связано с необходимостью ориентироваться в пустыне. В III веке до н.э. китайский философ Хэнь Фэй-цзы описал устройство компаса его эпохи следующим образом: он представлял собой шарообразную, тщательно отполированную в выпуклой части, разливательную ложку, состоящую из магнетита с тонким черенком.

24 слайд

Описание слайда:

На тщательно отполированную медную или деревянную пластину ложкаустанавливалась своей выпуклой частью так, чтобы черенок не касался пластины, а располагался свободно над ней. При этом ложка должна свободно вращаться вокруг оси своего основания.

25 слайд

В последнее время все чаще говорят о развивающем обучении. На современном этапе невозможно представить себе развивающего обучения без продуктивного повторения, проблемных вопросов. Кроме этого наука не стоит на месте. Ученика постоянно окружает информационное пространство. Каким будет это пространство, зависит и от учителя. В связи с этим все чаще на уроках учителем используются информационные технологии.

Одна из новых форм проведения урока – это урок презентация. Хочется предложить вариант урока, на котором используется презентация. Урок «окружающего мира» проводился в 4 классе по программе «Гармония» (Учебник-тетрадь О.Т.Поглазовой.)

Хочется также отметить, что уроки с использованием компьютера детям нравятся больше, чем классический урок. А раз интереснее, значит и материал урока запомниться лучше.

Цели урока: познакомить с прибором «компас», закрепить знания детей об ориентировании.

Оборудование: Компьютер и экран с проектором для показа презентации, компасы у каждого ученика или один на двоих.

Ход урока

1. Оргмомент.
2. Повторение изученного на предыдущем уроке.
   • Кем мы были на прошлом уроке? (Мы были путешественниками).
   • Что может понадобиться нам в дороге? (ответы детей).
   • Представьте себе, что вы ушли далеко от дома и не знаете, как вернуться. Какие ориентиры помогут вам найти дорогу домой?
   • Летом вы отдыхаете рядом с лесом. Однажды вы заблудились в лесу. Как найти дорогу? (ответы детей и показ слайдов презентации 1,2,3,4).
   • Вокруг вас огромное поле (ответы детей и иллюстрация слайдом 5.)
   • До наступления темноты вам не удалось найти дорогу к дому. Наступила ночь. На небе зажглись звёзды. Что послужит нам ориентиром? (ответы детей и показ слайда 6).
3. Введение в новую тему.
   • Вы капитан корабля. Ваш корабль находится в море. Берегов не видно. Тучи закрыли солнце. Быстро темнеет. Как определить курс корабля? (После нескольких попыток дети приходят к выводу, что нужен специальный прибор для определения направления движения).
   • Действительно, есть такой прибор, который указывает направление сторон света. Он называется компас (слайд презентации 7).
4. Рассказ учителя о компасе.
   • Когда-то давным-давно в Китае шла война. В густом тумане воины императора Хуанг-ти пробрались к врагу с тыла и разгромили неприятеля. А удалось им это благодаря искусным мастерам, которые изготовили повозки, на которых были установлены фигурки человека с вытянутой рукой. Рука человека указывала направление на юг.
   • Посмотрите в учебнике на стр. 11 №1 рисунок такой повозки. Укажите стороны горизонта. (Дети выполняют задание.)
   • А теперь давайте посмотрим на то, какие ещё компасы находят археологи. (слайды 9- 13 презентации).
5. Физминутка.
6. Знакомство с компасом.
   • Посмотрите на компасы, лежащие у вас на партах. В каком направлении указывает стрелка? (приходим к выводу о том, что стрелки всех компасов указывают в одном направлении.)
   • Поворачивая корпус компаса аккуратно совместите стрелку с буквой С. Зафиксируйте стрелку с помощью рычажка.
   • Мы узнали, где находится север. А где запад? восток? юг?
   • А как называется округ, в котором мы живем? (Юго-Восточный). Как найти его по компасу?
   • С какой стороны от вас находятся окна класса? дверь? стол учителя? В какую сторону смотрит фасад школы?
   • Отложите компас. Откройте учебник на стр. 12. Выполним задание № 3. Кому сложно, может воспользоваться компасом.
   • А теперь давайте попробуем разгадать слово, спрятанное в кроссворде №5 на стр. 12.(Во время разгадывания кроссворда дети обязательно поясняют свое решение.)
7. Итог урока.
   • С каким прибором мы познакомились на сегодняшнем уроке?
   • Для чего он используется?
   • Чему вы научились на уроке?
8. Домашнее задание. Стр. 10 – читать, стр. 12 № 3 записать промежуточные стороны горизонта.

При подготовке данного урока были использованы материалы учебника-тетради О.Т.Поглазовой 4 класс 2 часть; методические рекомендации к учебнику-тетради О.Т.Поглазовой; Википедия – о компасе; фотографии интернета по запросу «Компас».

В презентации слайд № 8 детям не показывается – это материал для учителя. Но если у учителя возникнет желание, то дети могут прочитать этот материал.