«От компаса до теодолита»
Анемометр, курвиметр и теодолит – что скрывается за этими необычными терминами? Все это специализированные инструменты географа для описания, объяснения и изучения структуры Земли, а также сбора информации об окружающей среде, характеристики экосистемы или метеорологических условий. Некоторые приборы и инструменты имеют долгую историю использования в географических науках, такие, как карты, компас и геодезическое оборудование. Современные инструменты используют преимущества новых технологий, ставших возможными в информационную и космическую эру (навигаторы и радары). Многие приборы используются не только в географии, но и в других науках. Рассмотрим некоторые из них.
История создания и применения первых инструментов для измерений на поверхности земли берёт своё начало ещё со времён расцвета первых цивилизаций – Древний Египет, Вавилон и Китай (от XIII веков до н.э.).
Одним из древнейших приборов является КОМПАС.
История изобретения компаса уходит далеко в прошлое. Первое описание компаса сделал в III веке до нашей эры китайский философ Хэнь Фэй-цзы. Это была разливательная ложка, сделанная из магнетита с узкой ручкой, по форме похожая на шар. Ее устанавливали на пластину из меди и дерева, на которой была сделана разметка знаков зодиака. При этом ручка находилась на весу и могла крутиться по кругу. Ложку приводили в движение и при остановке она указывала на юг. Это был самый первый компас в мире.
В середине XI столетия в Китае изготовили из искусственного магнита плавающую стрелку. Чаще всего она имела форму рыбы. Ее опускали в воду, где она плавала. Голова рыбки всегда указывала на юг. В то же время ученый из Китая Шэнь Гуа придумал другой вариант компаса. Он намагнитил швейную иглу и с помощью воска крепил ее к висящей нити из шелка. Это был более точный компас, так как было уменьшено сопротивление, возникающее при повороте. На основании своих опытов изобретатель заметил, что стрелка показывает на юг с небольшим отклонением. Он объяснил это разницей между магнитным и географическим меридианом.
В XI столетии на многих китайских кораблях стояли плавающие компасы. Их располагали на носу корабля, чтобы капитан всегда мог смотреть на его показания.
В XII веке китайским изобретением воспользовались арабы, а в XIII веке — европейцы. В Европе первыми узнали о компасе итальянцы, потом испанцы, французы, а затем англичане и немцы. Тогда компас представлял собой пробку и намагниченную иголку, плавающую в емкости с водой. Вскоре ее стали прикрывать стеклом, чтобы защитить от ветра.
В начале XIV века намагниченную стрелку установили на круг из бумаги, а через некоторое время итальянец Флавио Джойя разделил круг на 16 частей, а затем на 32 сектора. В ХVI веке компас видоизменился и стал похож на современный, с вращающейся стрелкой.
Следующий прибор это — АНЕМОМЕТР.
С древнегреческого анемометр переводится как «измеряющий ветер», т.е. анемометр – устройство, с помощью которого измеряют скорость ветра, а также скорость движения газов.
Анемометр был изобретён в 1667 году Робертом Гуком.
Другое название анемометров – ветромеры, они получили распространение во многих сферах, включая отрасли промышленности:
В метеорологии их используют для сбора данных о погоде, что помогает при прогнозировании погодных явлений и мониторинге климатических изменений.
- На аэродромах для контроля безопасности полетов и навигации авиации.
- На судах и морских станциях они служат для контроля погодных условий, делая безопаснее навигацию и управление кораблями.
- В строительстве для оценки ветровых нагрузок на строительные конструкции, такие как небоскребы, мосты, а также антенные комплексы и башни.
- В энергетике, на ветряных электрических станциях для определения эффективности использования ветра для генерации электроэнергии.
- В сельском хозяйстве помогают фермерам оптимизировать условия полива, контролировать распыление удобрений и защищать культуры от вредителей.
Еще одним интересным прибором является ТЕРМОМЕТР.
Термометр — измерительный прибор для измерения температуры различных тел и сред (воздуха, почвы, воды и т. д.).
Идея создания прибора для измерения температуры впервые возникла у голландского естествоиспытателя Ван-Гельмонта (1577—1644), а первый «термометр» был сконструирован итальянским физиком Галилеем в 1597 году.
Термометры широко используются в технике и промышленности для мониторинга процессов, в метеорологии, медицине, научных исследованиях.
БАРОМЕТР.
Барометр — это прибор для измерения атмосферного давления.
История барометра начинается с итальянского ученого Эванджелисты Торричелли, который в 1643 году впервые продемонстрировал принцип действия изобретения. Позже барометры претерпели множество изменений и усовершенствований. В 1660-х годах Блез Паскаль и Пьер Пети использовали барометр для изучения атмосферного давления и его изменения на разной высоте, что привело к развитию формулы, описывающей связь между давлением и высотой.
Барометр используется в метеорологии для прогнозирования погоды и определения высоты полета, а также в различных научных исследованиях, навигации, промышленности, медицине.
КУРВИМЕТР.
Курвиметр — прибор для измерения длины извилистых линий, чаще всего на топографических картах, планах и чертежах. Работают с ним туристы, картографы, дорожные службы.
Первый курвиметр запатентовал англичанин Эдвард Моррис в 1873 году. Он назвал свой прибор «карманный инструмент для измерения и регистрации расстояний».
В конце XIX в. немецкий курвиметр попал в Россию. Партию приборов закупил Балтийский завод, где начали строить первые российские броненосцы. С помощью прибора происходил более точный и экономный раскрой листов броневой стали.
В советское время основными потребителями устройства были армия и флот. Даже в офицерской полевой сумке (планшете) имелся специальный треугольный кармашек для курвиметра.
На сегодняшний день курвиметром пользуются военные, геологи, моряки, инженеры, архитекторы, путешественники, альпинисты и дорожные службы.
Интересными геодезическими приборами являются нивелир и теодолит.
НИВЕЛИР.
Нивелир — это прибор для определения разности высот между уровнями земной поверхности. Его используют геодезисты, картографы, строители, службы ремонтных работ. Определяя разницу высот, можно контролировать деформацию зданий и сооружений, проводить научно-исследовательские работы.
Первая модель современного нивелира появилась ещё в Древнем Египте. В простейшем виде он просуществовал вплоть до XVII века. В XVII веке произошли существенные доработки нивелира: в 1609 году Галилей дополнил его измерительной трубкой, через некоторый промежуток времени Иоганн Кеплер в 1611 году улучшил нивелир, добавив к нему сетку нитей, а в 1674 году Монтенари сменил обычные нити на дальномерные.
Оптические нивелиры появились только в середине XIX века. Привычный для нас внешний вид этот измерительный прибор приобрел только в конце XIX века, когда российский учёный-геодезист Д. Д. Гедеонов в 1890 году изобрёл высокоточный оптический нивелир.
ТЕОДОЛИТ.
Теодолит — это геодезический прибор, который используется для измерения горизонтальных и вертикальных углов. Это один из главных инструментов, применяемых в геодезических, маркшейдерских и строительных работах. Он позволяет определить величину углов с точностью до секунд.
Термин «теодолит» был впервые применен англичанином Диггсом в 1552 году при описании инструмента для измерения горизонтальных углов на основе астролябии. Прибор, измеряющий не только горизонтальные, но и вертикальные углы, был создан в Германии И. Габермелем в 1576 году. Первый теодолит, обладавший всеми характерными чертами современных приборов, построил английский механик Джон Сиссон в 1730 году.
Теодолиты относятся к наиболее точным и универсальным геодезическим приборам, широко применяемым при топогеодезических съёмках.
Географическими приборами пользуются практически все: метеорологи, топографы, геологи, мореплаватели, геодезисты и др. Сейчас количество приборов, используемых в географии и смежных областях, огромно. Некоторые из них очень просты и, даже будучи усовершенствованы, напоминают своих древних прародителей, другие появились благодаря высоким технологиям современности.
Представлены предметы из фондов Новокузнецкого краеведческого музея.
Назад
