Направления света по компасу

Чтобы добраться до уютных уголков дикой и неизведанной природы, где можно найти первозданную тишину и покой, нужно порой проделать немалый путь. Вряд ли в те места, куда проведена широкая дорога, стоит прокладывать маршрут в поисках спокойного отдыха. Чтобы добраться до желаемой цели и найти путь обратно, нужно научиться определять направление (проводить ориентирование) по солнцу и звездам.

ориентирования по солнцу

На все четыре стороны…

Основные направления в географии (север, восток, юг, запад) привязаны к сторонам света. Северное и южное определяются соответственно полюсам Земли. Восток и запад — отношением к направлению вращения планеты. Условно на картах Северного полушария север находится в верхней части карты, юг — в нижней, запад и восток — слева и справа соответственно. Принцип четырех направлений был важным этапом человечества в познании окружающего мира. На старинных картах основным выбиралось южное направление, так как оно проще вычислялось по положению солнца в зените. Так же несложно методом ориентирования по солнцу «вычислялись» примерные направления западное и восточное — по месту заката и восхода солнца.


При ориентации в пространстве человеком еще используют принцип четырех сторон — «слева», «справа», «спереди», «сзади». Такой тип ориентирования идет относительно местоположения человека и направления не привязаны к сторонам света.

ориентирование по солнцу и часам

Ориентирование по компасу

Если предстоит ориентирование в лесу, самый надежный способ — использование компаса. Для того чтобы его показания были точными, его нужно держать вдали от электронных приборов, металлических предметов и магнитов. Перед тем как ориентироваться на местности, нужно установить компас в горизонтальное положение и снять стопор со стрелки. Стрелка через некоторое время примет положение «юг-север», красным концом показывая северное направление. Если встать лицом в эту сторону, то справа будет восток, слева — запад. Чтобы не сбиться с пути, необходимо чаще сверять правильность выбранного направления своего движения.

Ориентирование по карте


На географических картах нанесены специальные меридианные линии, которые ориентированы «юг-север». Поэтому перед тем как пользоваться картой, положите ее горизонтально на ровную поверхность, на одну из меридианных линий. Или второй вариант — рядом с правым (или левым) краем карты кладем готовый к работе компас и ориентируем карту так, чтобы линии «юг-север» на карте и направление стрелки компаса совпадали. Карта готова к использованию.

Отправляясь в путешествие, постарайтесь понять, как ориентироваться на местности без таких полезных устройств.

как ориентироваться на местности

Использование часов для ориентирования

Если есть компас или GPS-навигатор, то это может существенно помочь произвести ориентирование в лесу. Но эти полезные устройства не всегда бывают в наличии, в отличие от наручных часов со стрелками или виджета стрелочных часов на экране смартфона. Для ориентирования достаточно только часовой стрелки. Если есть часы электронные или другой способ определения текущего времени, то можно мысленно представить часы и направление большой стрелки ваших виртуальных часов заменить пальцем. Далее мысленный или реальный ваш часовой механизм необходимо разместить в горизонтальном положении.

Ориентирование по солнцу и часам

Чтобы определить направление сторон света, можно и не использовать часы, делать это примерно, «на глазок». Но результат с часами будет гораздо точнее. Ориентирование по солнцу и часам основывается на том, что расположение солнца в течение дня меняется по определенной траектории, и, зная в какое время где оно должно находиться, мы можем определить стороны света.


ориентирование в лесу

Определение южного направления

В полдень солнце практически всегда находится на юге. То есть если часовая стрелка стоит на 12 часах, она показывает на стоящее в зените солнце, то это и есть южное направление. Это направление в полдень служит своеобразной точкой отсчета, которую будем применять в дальнейшем для ориентирования по солнцу. За сутки дневное светило делает один полный круг по небу. За это время часовая стрелка пробегает два круга. Этот принцип заложен в основе определения южного направления в любое дневное время. Стрелка часов двигается ровно в два раза быстрее солнца и смещается на угол в два раза меньший, чем солнце. К примеру, в три часа дня часовая стрела смещается на угол, равный 90 градусам, а солнце за это время отклонится на 45 градусов. Юг при этом останется в той же точке отсчета. Поэтому, если биссектрису (середину угла) между текущим положением часовой стрелки и двенадцатичасовой отметкой направить на местоположение солнца, то указатель 12 часов на циферблате практически точно укажет на южное направление. В этом заключается суть ориентирования по солнцу.

способы ориентирования по солнцу

Особенности при определении направления утром и вечером


Ориентирование по солнцу и часам отличается в утреннее и вечернее время направлением угла отклонения от двенадцатичасовой отметки циферблата. До полудня смотрим угол против часовой стрелки, после полудня — по часовой.

Этот способ определения подходит только для местного времени. Если на ваших часах время поясное, то будет небольшая погрешность — до 10 градусов. Для более точного измерения нужно заранее свериться с компасом и посмотреть, в каком положении находится солнце в полдень, а затем учитывать эту погрешность. С ее учетом направление на юг будет не на двенадцатичасовой отметке, а отличаться на небольшой угол.

ориентирование по солнцу и часам

Особенности при определении направления в разное время года

Используя способы ориентирования по солнцу, нужно учитывать небольшие различия между летним и зимним временем. Обычно в теплые месяца точка отсчета может иметь смещение до двух часов, что тоже добавляет погрешности в измерении направления на юг: в зимнее время он может располагаться в направлении 13 часов, а в летнее — 14 часов.
зимнее время года солнце восходит на юго-востоке, а заходит на юго-западе. В летнее время восход будет на северо-востоке, а закат — на северо-западе. Восход точно на востоке и закат на западе бывает только в дни весеннего и осеннего равноденствия (21 марта и 23 сентября соответственно). Если вы живете в средней полосе России, то просто запомните, что около 8 часов утра солнце будет находиться на востоке, в два часа дня — на юге, примерно в 8 вечера — на западе.

ориентирование по солнцу и звездам

Определение направления по тени

Бывалые туристы часто советуют во время ориентирования по солнцу, особенно летом, смотреть не на яркое слепящее светило, а на тень от любого верикально расположенного предмета. В то время, когда солнце располагается точно на юге, тень любого предмета будет самой короткой и направленной точно на север.

ориентирование по солнцу и звездам

Определение направления ночью

Самый простой метод определения направления ночью — поиск направления на север по Полярной звезде — знает, кажется, любой человек. Найти эту одну из самых ярких звезд можно следующим образом: постарайтесь найти знакомый с детства «ковш» созвездия Большой Медведицы, определить две крайние звезды на его краях, мысленно отложить примерно пять расстояний по линии между ними. Сложность составляет то, что созвездие в разное время года и суток развернуто может быть под разным углом к наблюдателю.


ориентирования по солнцу

Определение сторон света по Луне

За основу этого метода положен тот факт, что полная луна всегда находится в южном направлении, а степень ее освещенности зависит от положения солнца за спиной у наблюдателя — вас. Луна полная — Солнце у вас за спиной, в последней четверти — солнце слева и т. д.

Если Луна освещена не полностью, то следует мысленно разделить ее диск на шесть частей и попытаться определить, какое количество частей освещает солнце. Такое же количество будет в часах будет между направлениями на эти два светила.

Еще есть вариант деления лунного диска на 12 частей. Сколько таких более мелких частей освещено солнцем, на столько часов назад или вперед нужно перевести часы и, приняв Луну за Солнце, определить направление на юг тем же способом, как и в дневное время.

fb.ru

Как определить стороны света?

Содержание:

  • Определение по магнитному компасу

  • Альтернатива компасу

  • Север, юг, запад, восток – расположение на карте

  • Ориентирование по звёздам

  • Как определить стороны света по Солнцу

  • Определяем стороны света по Луне

  • Природные ориентиры


В жизни случается всякое. От этого не застрахован никто. В некоторых экстремальных ситуациях может пригодиться умение определять собственное положение в пространстве, которое начинается с определения сторон света.

Север, юг, запад, восток – расположение этой «четвёрки» не меняется. Они – основа вашего движения. Главное, правильно определить, где находится каждая из них. Известно много довольно простых и понятных каждому способов это сделать: использование специальных инструментов, в том числе самодельных, ориентирование с помощью небесных тел и природных объектов. Обо всём этом далее.

Как определить стороны света по магнитному компасу

Выяснить, где находится та или иная сторона света, поможет компас – прибор с намагниченной стрелкой, указывающей одной стороной строго на север, второй – строго на юг, что позволяет ориентироваться на местности. Компас реагирует на постоянные магнитные поля нашей планеты.

На каждый прибор нанесена градуировка азимута с соответствующими цифрами от 0 до 360. Север, юг, запад, восток – расположение на компасе сторон света обозначается буквами N (North), S (South), W (West), E (East). Также встречаются российские аналоги: С, Ю, З, В.


определение сторон света по компасу

Для ориентирования с помощью компаса, следует положить его на ровную поверхность, подальше от магнитов или предметов из металла, дождаться, пока стрелка «успокоится» – перестанет дрожать или крутиться и укажет на север.

Альтернатива компасу

Если компас не с вами, его можно заменить предварительно намагниченной швейной иголкой. Для этого способа нужна миска, чашка – ёмкость с водой, немного растительного масла и кусок плавучего материала, сама игла и что-то для намагничивания – к примеру, ножницы. Быстро ими пощёлкав, мы создаём в металлическом предмете магнитное поле, а затем путём трения передаём его иголке. Иголка приобретает свойства стрелки компаса – показывает ось «юг-север». Для чистоты показаний, её необходимо смазать растительным маслом (или просто воткнуть в плавучий материал) и положить в воду. Когда нужное направление найдено, «прибор» перестаёт двигаться.

Минус такого способа в том, что иголка показывает нужную линию, но не показывает, где какая сторона света, поэтому его стоит применять только в комплексе, либо в домашних условиях, чтобы проверить, насколько точно и хорошо ли он работает.

Север, юг, запад, восток – расположение на карте


расположение на карте

Раньше путешественники и моряки пользовались обыкновенными бумажными картами, не всегда точными, но вполне сносными для простейшего ориентирования. Такой вид используется и сейчас. Для того, чтобы определить на них сторону света, достаточно просто повернуть карту так, чтобы стало возможным прочитать надписи (они должны располагаться с запада на восток) или поискать где-то на карте остроконечную звезду с разметкой С-Ю-З-В, указывающую направление.

Мы живём в век передовых технологий, используем электронные карты, которые достаточно точно отображают города (улицы, площади), но не всегда полезны на открытой местности.

Электронные собратья бумажных носителей не всегда содержат «звёздный компас», но поищите двухцветный ромб, на котором север обозначен красным. Поверните картинку соответствующим образом (север должен оказаться вверху) – готово, вы определились.

Что делать, если под рукой нет карты и компаса

К сожалению, не всегда под рукой в нужный момент оказывается карта и компас, которые безошибочно помогут определить местоположение относительно сторон света. Но есть и менее точные способы: по солнцу, луне, звёздам, природным ориентирам.

Ориентирование по звёздам


Орентирование по звездам

Существует несколько небесных ориентиров. Один используется жителями Северного полушария, второй – Южного.

Полярная звезда подходит в качестве маяка только для тех, кто находится в Северном полушарии, и то, в ясную ночь. Тем не менее. Полярная звезда – самая яркая, но если для вас все они яркие, давайте зайдём с другой стороны. Найдите созвездие «Большая Медведица» – Большой Ковш. Пять раз отложите на небе расстояние между крайними звёздами Ковша в направлении Малой Медведицы. Если всё сделано правильно, Вы укажете на крайнюю звезду в хвосте созвездия – Полярную звезду. Мысленно прочертите от неё дорожку к земле, что будет вашим Севером.

Созвездие Южного Креста выполняет такую же функцию в одноимённом полушарии, но указывает на юг. Оно представляет собой четыре ярких звезды, расположением напоминающих крест. Чтобы точнее определить направление, используют «звёзды-указатели» – две звезды слева от Креста. Следует провести воображаемые прямые от них и от Южного Креста – на пересечении будет юг.

Как определить стороны света по Солнцу

Как определить стороны света по солнцу

Легче всего это сделать в полдень в солнечную погоду, когда Солнце находится в самом высоком положении (предметы отбрасывают самые короткие тени). Станьте спиной к небесному светилу – отбрасываемая Вами тень укажет в Северном полушарии – на Север, в Южном – на юг. В области экватора возможны варианты: с 23.09 по 21.03 она направлена на север, в остальное время – на юг. В Заполярье северная часть неба даже в ночное время светлее.

На месте привала можно соорудить аналог компаса – солнечный. Для этого вбить колышек или палку в землю, отметив место падения тени. Спустя некоторое время угол падения изменится – изменится и место падения. Отметьте следующую точку. Теперь проведите через них прямую – получится ось Запад-Восток. Солнце всегда и везде движется в западном направлении, поэтому определить эти две стороны света будет несложно. Далее опускаем перпендикуляр на получившуюся линию – вот наши Север и Юг.

Можно воспользоваться часами. Расположите их горизонтально, поверните часовой стрелкой к солнцу. Примерно в 13.00 Солнце находится на юге, поэтому разделите угол между местом нахождения стрелки часов и цифрой 1 на циферблате – полученная точка укажет южное направление, после чего можно будет легко определить остальные.

Определяем стороны света по Луне

Определение стороны света по луне

Известно несколько вариантов определения сторон света с помощью Луны. Один из них похож на способ с использованием Солнца, но он сложноватый, поэтому мы предлагаем более простой способ. Вам понадобятся часы и базовые знания по астрономии.

У Луны есть 4 основных фазы: полнолуние, первая четверть, новолуние и последняя четверть. Как выглядит полнолуние и так понятно. В первой четверти Луна начинает убывать – видимая часть находится справа. Затем наступает новолуние – период, когда небесное тело плохо просматривается. В последней четверти Луна вновь начинает прибывать, при этом видимая её часть располагается слева.

В первой четверти Луна находится в 19.00 на юге, в 1.00 – на западе. Во время полнолуния в 19.00 ищите её на востоке, в 1.00 – на юге, а в 7.00 – на западе. В последней четверти в 1.00 Луна указывает на восток, в 7.00 – на юг.

Природные ориентиры

Определение сторон света по природным явлениям

Этот способ считается самым ненадёжным, потому как в теории и на бумаге всё очень красиво и понятно, а на практике возникают сложности – неоднозначные признаки или совокупность других факторов могут повлиять на точность ориентира.

Мох и лишайник. Растут обычно в части дерева, камня, пня и пр., указывающей на север. Тем не менее, рост этих растений зависит и от наличия источников воды, затенённости, ветров и прочего.

Грибы тоже растут на северной части деревьев, а на южной почти не встречаются.

В горных районах в южном направлении растут дубы и сосны, в северном – ели, буки и пихты (ещё бы в них всех разбираться).

На жаре сосна и ель выделяют больше смолы с южной стороны.

Муравейник находится к югу от дерева, и той же стороны он более пологий. Вы присматривались когда-нибудь к муравейнику? Невероятно сложно определить, где он более выпуклый, а где пологий. А если принимать во внимание неровности рельефа, которые могут влиять на его форму, надобность в этом совершенно отпадает.

Кора у деревьев плотнее и грубее с севера.

Ягоды и фрукты быстрее созревают и окрашиваются с южной стороны.

В лесу этот признак бесполезен, а вот с отдельным деревом может помочь – крона деревьев гуще с южного направления.

Если видите перед собой спил, обратите внимание на ширину годовых колец: с севера они значительно тоньше.

Север, юг, запад, восток – расположение сторон света можно узнать множеством различных способов. Некоторые из них не дают полного понимания картины и хороши только в домашних условиях, как, например, опыт с иголкой. А некоторые могут действительно пригодиться в экстремальной ситуации, ведь изначально не было карт и компасов, и люди определяли стороны света по звездам, Солнцу и Луне. Пусть это не высокоточные показатели, но это гораздо больше, чем ничего.

Классическое сочетание карты и компаса используется в наши дни не только профессиональными туристами, занимающимися спортивным ориентированием, но и обычными людьми, хоть немного знакомыми с данными способами.

Природа тоже может помочь, но полностью на естественные признаки полагаться не стоит – чревато. Лучше использовать природные ориентиры в качестве дополнительной проверки.

Каждый из предложенных вариантов имеет свои плюсы и минусы, главное грамотно использовать имеющиеся возможности, исходя из условий, в которые Вы попали. Надеемся, статья была полезна, но также надеемся, что применять такие навыки в опасной для жизни ситуации вам не придётся.

www.avtoobzormira.ru

Обозначение сторон света на английском на компасе с переводом

Путешественник держит в руке компас для определения направления своего движения
путешественник держит в руке компас для определения направления своего движения

Поскольку компасу бывают разные, их шкалы имеют разное количество обозначенных сторон света.

Однако обязательный набор — это 4 основных:

  • N (North) — север
  • S (South) — юг
  • E (East) — восток
  • W (West) — запад

Либо на шкале отображаются стороны света буквами русского алфавита, а именно первые из слов.

Куда показывает красная и синяя стрелка компаса?

Красная стрелка компаса показывает на север
красная стрелка компаса показывает на север

Мы привыкли, что на глобусе вверху расположен Северный полюс, на который указывает синяя стрелка компаса, а внизу — Южный. И к нему стремиться красная.

Однако, опираясь на законы физики, получается наоборот. В действительности синяя стрелка указывает расположение Южного полюса, а красная — Северного. Поскольку тела с одинаковыми зарядами отталкиваются, а не притягиваются.

Учитывайте также, что привычный нам Северный полюс дрейфует и меняет свое расположение не симметрично Южному. Потому красная стрелка компаса реально немного искажает направление этой части света.

Что такое азимут в компасе и как его определить?

Компас настраивается перед определением азимута
компас настраивается перед определением азимута

Угол, образованный между направлением на север и объектом, называется азимутом.

Отсчет угла проводится по часовой стрелке.

Существуют 2 пути определения азимута:

  • приблизительный, или на глаз
  • точный — с помощью транспортира

Во втором случае стрелка, показывающая на север, является отметкой «0» на транспортире.

Как правильно пользоваться компасом в лесу, на местности?

Компас лежит на траве перед определением сторон света и ориентации на местности
компас лежит на траве перед определением сторон света и ориентации на местности

Для начала проверьте исправность компаса:

  • положите его на ровную горизонтальную поверхность и дождитесь остановки стрелки
  • зафиксируйте её положение
  • поднесите любой металлический предмет и отпустите фиксатор
  • стрелка должна отреагировать колебаниями
  • резко уберите предмет
  • если стрелка вернулась к первоначальному значению до снятия фиксатора, компас исправный

Перед входом в лес определите свое направление движения. Учитывайте его противоположное значение при повороте в обратную сторону.

  • Привяжитесь к крупному объекту на местности. Например, реке, ЛЭП, широкой просеке, дорогам и тропинкам. Помните, что любые магнитные источники должны находится вне работы компаса, иначе его показания будут неверными.
  • Определите азимут этого объекта.
  • Учитывайте его при движении в нужное вам направление.
  • Идеально, если у вас есть под руками блокнот. Ведите записи количества шагов после каждого поворота.

Как правильно пользоваться компасом в квартире?

Одна из моделей компаса - для распределения пространства дома/квартиры
одна из моделей компаса — для распределения пространства дома/квартиры

Действуйте по шагам:

  • изучите свой компас, особенности его работы, проверьте его на исправность
  • выберите точку отсчёта, например, это дверь или окно
  • определяйте её местоположение, находясь посередине комнаты
  • при этом компас держите строго горизонтально, например, на книге
  • опирайтесь ею о стену так, чтобы между ними образовался прямой угол
  • высота расположения компаса в этом случае — на уровне вашей талии
  • перепроверьте свои измерения трижды и выберите среднее значение
  • учтите, что бытовая техника, мебель, металлические предметы в квартире создают фон для корректной работы компаса
  • допустимые отклонения для проверочных измерений составляют 10-15%

Иногда с целью снижения влияния электропередач и домашней техники га компас проводятся измерения сторон света на расстоянии от дома/квартиры.

Как определить свое местоположение по компасу и карте?

На карте лежат компасс и карандаш
на карте лежат компас и карандаш
  • Если оба этих предмета у вас в руках, то сначала раскройте карту и рассмотрите внимательно её.
  • Найдите объекты, отмеченные на ней, на местности вокруг себя.
  • Разверните карту так, чтобы они совпадали по расположению относительно вас.

Существует несколько способов определения своего местоположения по карте:

  • по близлежащим объектам
  • дальним
  • направлении движения по дороге, тропе, просеке

Когда вы справились с этим этапом, положите карту на землю.

  • Сверху разместите компас.
  • Снимите его с фиксатора.
  • Повернитесь лицом на север, на него укажет синяя стрелка прибора.
  • Дальше сверьтесь с картой и той точкой, которую вы выбрали в качестве ориентира или текущего вашего местоположения.
  • Зафиксируйте направление своего движения.

Как прокладывать маршрут на карте по компасу?

Компас и линейка лежат на карте для определения местоположения
компас и линейка лежат на карте для определения местоположения

Как скачать и правильно пользоваться компасом на Айфоне?

Iphone лежит на перилах с открытой программой "компас" возле обычного компаса
IPhone лежит на перилах с открытой программой «компас» возле обычного компаса

Часто компас уже установлен на Айфоне среди специальных приложений. Если его не оказалось, загляните в AppStore и напишите в строке поиска «компас».

Выберите из вставшего списка то приложение, которое вам понравится. Либо ориентируйтесь на количество скачиваний, то есть уровень популярности утилиты.

После установкиприложения компас на ваш Айфон для проверки его работы действуйте так:

  • откалибруйте его. Запустите приложение и повращайте в воздухе одной рукой, будто рисуете знак бесконечности. Эта функция доступна для iOS7. В других случаях настройка производится иначе.
  • На экране появится шкала компаса и стрелка, указывающая на магнитный северный полюс.
  • Если для вас важна информация о географическом полюсе, зайдите в Настройки — Компас и поставьте галочку Применить истинный север.
  • Белая стрелка вне циферблата компаса показывает вам направление вашего взгляда в текущий момент времени. Подберите свое положение так, что обе стрелки смотрели на север.
  • Коснитесь экрана один раз.
  • Теперь при движении вы увидите красную подвижную зону. Она показывает ваше отклонение от зафиксированного маршрута. Чтобы убрать её, коснитесь к экрану еще раз.
  • Скомбинируйте данные компаса с картами. Запустите их. В приложении компас вы найдете цифры с координатами вашего текущего местоположения внизу экрана. Коснитесь их дважды для получения расширенной справки о вашем месте нахождения.

Как скачать и правильно пользоваться компасом на Андроиде?

Несколько смартфонов на андроид с установленным и работающим компасом
несколько смартфонов Android с установленным и работающим компасом

Чтобы скачать приложение компас, зайдите Play Market.

  • В строке поиска введите «компас» и выберите то приложение, которое ищете для установки. Либо любое, которое имеет больший процент популярности и скачиваний.
  • Скачав приложение, откройте его и совершите калибровку компаса. Вы увидите подсказку на телефоне как это сделать.
  • Дальше изучите меню и возможности приложения и пользуйтесь им по необходимости. Учитывайте все нюансы, о которых шла речь в предыдущих разделах.

Итак, мы рассмотрели особенности правильной работы с компасом как отдельным прибором, так и приложением для смартфона. Научились ориентироваться на местности и определять стороны света в лесу, квартире.

Хотя наш век технологий дает возможность практически повсеместно пользоваться GPS навигаторами, однако интернет покрытие имеет ограниченный спектр действия.

heaclub.ru

Направления света по компасу

В сагах о норвежских викингах содержатся упоминания о загадочном и волшебном «Солнечном камне», при помощи которого моряки могли определять положение солнца. В сказках о Святом Олафе – короле викингов, наряду с другими волшебными предметами упоминаются и некие загадочные кристаллы, поэтому возможность существования этих камней долго время была под сомнением.

Отважные мореходы викинги не знали магнитного компаса (который к тому же в приполярных областях бесполезен), но в то же время отлично ориентировались в море, доплывая до Гренландии и Северной Америки. В одной из древних исландских саг (конец IX — начало Х века) изложен эпизод плавания викингов при пасмурной погоде, когда ориентироваться по Солнцу не было возможности: “Погода стояла облачная и штормовая… Конунг осмотрелся и не нашел ни клочка голубого неба. Тогда он взял солнечный камень, поднял его к глазам и увидел, где Солнце шлет свой луч через камень”.

Ещё в 1967 году датский археолог Торкильд Рамскоу (Thorkild Ramskou) выдвинул объяснение данным легендам. Он предположил, что в древних текстах речь шла о прозрачных минералах, поляризующих проходящий через них свет.

Действительно, поляризационный фильтр, направленный на покрытое облаками небо, позволяет определить, где на небосводе поляризованность света максимальна и где минимальна, а отсюда понять, где находится Солнце. Сам солнечный свет не поляризован, но его поляризуют облака. Этот метод навигации был открыт только в ХХ веке и использовался в полярной авиации вплоть до появления радиокомпаса и спутниковой навигации, но, возможно, викинги знали его тысячелетие назад. Кстати, пчелы используют его в облачные дни, так как их глаза воспринимают поляризованный свет.

Направления света по компасу

В 1969 и 1982 годах вышли книги Рамскоу, посвящённые солнечному камню и солнечной навигации викингов (иллюстрации с сайта nordskip.com).

Поскольку поток света от неба тоже поляризован в соответствии с моделью Релея (Rayleigh sky model), моряки могли бы глядеть вверх через камень, медленно поворачивая его в разные стороны.

Совпадение и несовпадение плоскостей поляризации у рассеянного атмосферой света и у кристалла выражалось бы в виде потемнения и просветления неба по мере разворота камня и наблюдателя. Ряд таких последовательных «замеров» помог бы с некой приличной точностью узнать — где Солнце.

Специалисты выдвинули несколько кандидатов на роль cолнечного камня — исландский шпат (прозрачный вариант кальцита), а также турмалин и иолит. Какой именно минерал использовали викинги — сказать сложно, все эти камни были им доступны.

Направления света по компасу

Исландский шпат (слева) и иолит (справа, он отснят с двух сторон для демонстрации сильного плеохроизма) обладают нужными свойствами, чтобы попробовать научиться ориентироваться по скрытому Солнцу. Правда до сих пор никто не провёл убедительного опыта с самими камнями в безбрежном море, чтобы окончательно подтвердить красивую версию о хитроумной навигации у древних скандинавов (фотографии ArniEin/wikipedia.org, Gerdus Bronn).

Любопытно, что в двадцатом веке иолит попал в авиацию в качестве поляризационного фильтра в приборе, служащем для определения положения Солнца после заката.

Дело в том, что и в сумерках свечение небосвода поляризовано, и потому точное направление на скрывшееся светило можно легко узнать, обладая «поляроидным» зрением. Приём сработает, даже если Солнце уже опустилось на семь градусов ниже горизонта, то есть через десятки минут после заката. Об этом факте, кстати, прекрасно известно пчёлам, но к ним мы ещё вернёмся.

В общих чертах принцип работы компаса викингов был ясен давно, но большим вопросом была экспериментальная проверка идеи. Опытам и расчётам в этом направлении несколько последних лет посвятил исследователь Габор Хорват (Gábor Horváth) из университета Отвоса в Будапеште.

В частности, вместе с коллегами из Испании, Швеции, Германии, Финляндии и Швейцарии он изучал картины поляризации света под пасмурным небом (а также в тумане) в Тунисе, Венгрии, Финляндии и в пределах полярного круга.

Направления света по компасу

Габор Хорват в Арктике в 2005 году (фото с сайта elte.hu).

«Измерения велись при помощи точных поляриметров», –информирует New Scientist. Теперь же Хорват со товарищи обобщили результаты экспериментов.

Говоря коротко: исходный (от так называемого рассеяния первого порядка) рисунок поляризации на небосводе всё ещё обнаружим даже под облаками, хотя он весьма слаб, и в него вносит «шум» сама облачность (либо туманная пелена).

В обеих ситуациях совпадение картины поляризации с идеальной (по релеевской модели) было тем лучшим, чем тоньше покров облаков или тумана и чем больше в нём разрывов, поставляющих хоть толику прямых солнечных лучей.

Направления света по компасу

Арктическое небо (слева направо) в туманной дымке, чистое и облачное. Сверху вниз: цветной снимок «купола», различия в степени линейной поляризации по всему небосводу (темнее – больше), измеренный угол поляризации и теоретический угол по отношению к меридиану. Последние два ряда показывают хорошее совпадение (иллюстрация Gábor Horváth et al./ Philosophical Transactions of the Royal Society B).

Габор и его соратники смоделировали также навигацию в условиях полностью затянутого пеленой пасмурного неба. Выяснилось, что и в таком случае «отпечаток» поляризации сохраняется и, теоретически, по нему можно вычислить положение Солнца. Но степень поляризации света при этом получалась очень низкой.

На практике это означает, что вооружённые не поляриметрами, а солнечными камнями викинги едва ли могли заметить слабые колебания в яркости неба при взгляде через кристалл. Навигация под сплошной облачной пеленой, если и была возможной, оказывалась неточной, — сделали вывод учёные.

Тем не менее, расследование, предпринятое Хорватом, показало, что легенды о солнечном камне и объяснение его работы Торкильдом — вполне правдоподобны и научно обоснованы.

Направления света по компасу

Учёные установили, что как при чистом небе (колонки слева), так и при облачном (справа) доля от общей площади неба, в которой поляризация совпадает с релеевской (закрашена серым) падает по мере подъёма Солнца (чёрная точка) над горизонтом (угол подъёма указан в скобках). Данная съёмка проводилась в Тунисе.

Это, кстати, означает, что «поляризационный» метод навигации более выгоден в высоких широтах, где и оттачивали своё мастерство викинги (иллюстрации Gábor Horváth et al./ Philosophical Transactions of the Royal Society B).

Кстати, о легендах. Хорват цитирует упоминание о «поляризационной навигации» в скандинавской саге: «Погода была облачная, шёл снег. Святой Олаф, король, послал кого-нибудь, чтобы осмотреться, но не было чистой точки на небе. Потом он попросил Сигурда сказать ему, где Солнце.

Сигурд взял солнечный камень, посмотрел на небо и увидел, откуда пришёл свет. Так он выяснил положение невидимого Солнца. Оказалось, что Сигурд был прав».

В наше время учёные описывают принцип навигации по поляризованному свету куда точнее древних сказителей. Сначала двоякопреломляющий кристалл (тот самый солнечный камень) нужно было «откалибровать». Рассматривая через него небо в ясную погоду, причём в стороне от светила, викинг должен был поворачивать камень, добиваясь наибольшей яркости. Тогда направление на Солнце следовало нацарапать на камне.

В следующий раз, стоило появиться хоть небольшому просвету в облаках, мореплаватель мог нацелить на него камень и повернуть до максимальной яркости неба. Линия на камне указала бы на Солнце. Об определении координат дневной звезды без всякого просвета мы уже говорили.

Направления света по компасу

Ну а направление на географический север по положению Солнца узнать было проще. Для этого у викингов имелись особым образом размеченные солнечные часы, на которых резьбой были показаны крайние траектории тени от гномона (от рассвета до заката в равноденствие и летнее солнцестояние).

Если на небе присутствовало Солнце, часы можно было расположить определённым образом (чтобы тень попадала на нужную полосу), и определить стороны света по отметкам на диске.

Направления света по компасу

А если на небе облачно – не беда. Авторы нового исследования предполагают, что, установив позицию Солнца по солнечному камню, навигаторы викингов могли заменить светило факелом и по тени на часах сориентироваться в пространстве.

Противники теории о «поляриметрической навигации» нередко говорят, что даже в пасмурную и туманную погоду, как правило, положение Солнца можно прикинуть и на глаз — по общей картине освещения, лучам, пробивающимся сквозь неравномерности в пелене, отсветам на облаках. И оттого, якобы, у викингов не было необходимости изобретать сложный метод с солнечным камнем.

Габор решил проверить и это предположение. Он отснял в нескольких точках мира множество полных панорам дневного неба с облачностью разной степени тяжести, а также вечернего неба в сумерках (близ морского горизонта). Затем эти снимки показали группе добровольцев — на мониторе в тёмной комнате. Мышкой их просили указать расположение Солнца.

Направления света по компасу

Один из кадров, использованных в тесте на навигацию «на глазок». Попытки испытуемых показаны небольшими белыми точками, большой чёрной точкой с белым кантом отмечено «среднее» положение светила по мнению наблюдателей (иллюстрация Gábor Horváth et al./ Philosophical Transactions of the Royal Society B).

Сравнив выбор испытуемых с фактическим нахождением светила, учёные нашли, что по мере роста плотности облаков среднее расхождение между кажущимся и истинным положением Солнца заметно растёт, так что викингам вполне могла понадобиться дополнительная технология ориентации по сторонам света.

И к этому аргументу стоит добавить ещё один. Целый ряд насекомых чувствителен к линейной поляризации света и использует это преимущество для навигации (а иные ракообразные даже распознают свет с круговой поляризацией). Вряд ли эволюция изобрела бы такой механизм, если бы положение Солнца на небе всегда можно было бы увидеть обычным зрением.

Биологам известно, что пчёлы при содействии поляризованного света ориентируются в пространстве — они глядят на просветы в облаках. Об этом примере, кстати, вспоминает и Хорват, когда говорит о предпосылках к необычной навигации у викингов.

Есть даже вид пчёл (Magalopta genalis из семейства галиктид), представители которого и вовсе вылетают на работу за час до восхода (и успевают возвратиться домой до него) и потом уже — после заката. Эти пчёлы ориентируются в сумеречном свете по поляризационной картине на небосводе. Её создаёт Солнце, только собирающееся взойти или недавно закатившееся.

Мандиам Шринивашан (Mandyam Srinivasan) из университета Квинсленда и его коллеги из других университетов Австралии, а также Швеции и Швейцарии, провели эксперимент, который Шринивашан называет «окончательным доказательством» того, что теория о навигации пчёл по поляризованному свету верна.

Учёные построили простой лабиринт из пары перекрещивающихся коридоров. Так получился один вход и три возможных выхода. Коридоры освещались поляризованным светом, который нисходил с потолка, имитирующего небо. Свет мог быть поляризован вдоль оси коридора или перпендикулярно к ней.

Направления света по компасу

Биологи обучили 40 пчёл, влетая в лабиринт определять поляризацию во входном коридоре и на перекрёстке выбирать коридор с аналогичной поляризацией (два других пути при этом подсвечивались светом иной «направленности»). В конце верного путешествия насекомых ждал сахар.

После того, как подопечные исследователей прочно связали подкормку с правильной поляризацией освещения, экспериментаторы удалили сахар. 74 процента пчёл продолжили сворачивать туда, где раньше лежало угощение.

Потом учёные переключили поляризационные фильтры, сначала на прямой выход вместо верного правого, а потом на левый. Большая часть пчёл (56% и 51%) последовала новым световым указателям. Оставшиеся — распределились между двумя неверными коридорами.

Опыт был обставлен так, чтобы полосатые испытуемые не могли использовать для ориентации в пространстве иные приметы — пахучие метки или простые световые блики. Да и самый простой способ достичь цели (следовать правилу «лететь до перекрёстка, затем повернуть направо»), далеко не обязательно срабатывал. Получилось, что именно поляризация лучей говорила насекомым — куда лететь за едой.

Опыт с пчёлами, конечно, ничего нам не скажет о секрете древних мореплавателей. Но зато он напоминает, что нередко для решения похожих задач и люди и животные выбирают сходную тактику. Результаты двух новых исследований опубликованы в одном номере Philosophical Transactions of the Royal Society B: «детективы» с викингами и с пчёлами удачно совпали во времени.

Направления света по компасу

Недавно гипотезу датского археолога подтвердили ученые из лаборатории биологической оптики Будапештского университета. Они совершили экспедицию в Арктику и показали, что даже примитивный поляризатор действительно позволяет в туман и при сплошной облачности указать направление на Солнце. Метод действует и в то время, когда светило находится на несколько градусов ниже горизонта, но оттуда освещает небесный свод.

Каким камнем могли пользоваться викинги в своих плаваниях? В Норвегии имеются залежи минерала кордиерита, кристалл которого, сколотый по определенной плоскости, способен служить поляризационным фильтром. Направленный на Солнце, скрытое облаками, он при повороте окрашивает небо в желтоватый цвет, тогда как вдали от светила кристалл на просвет голубоват. Кроме того, в Исландии викинги могли добывать исландский шпат, известный своими поляризующими свойствами и применяющийся в оптических приборах до сих пор. Встречается в этих краях и турмалин, также обладающий подобными свойствами.

Направления света по компасу

Какой из этих минералов древние мореходы называли “солнечным камнем”, оставался загадкой, пока ученые не установили, что кристалл, найденный несколько лет назад на месте кораблекрушения у острова Олдерни, действительно мог использоваться для навигации и по всей вероятности представляет собой знаменитый «солнечный камень» викингов. Работа опубликована в журнале Proceedings of the Royal Society A, а ее краткое содержание приводит ScienceNow.

Кристалл был найден дайверами в трюме английского корабля, затонувшего в 1592 году у побережья острова. В том же помещении корабля были найдены навигационные приборы.

Химический и физический анализ кристалла позволил установить, что он представляет собой разновидность кальцита (CaCO3), которая называется исландским шпатом. Несмотря на то, что потрескавшаяся и непрозрачная находка была сильно не похожа на минерал в своем обычном виде, ученые показали, что все эти дефекты были вызваны действием морской воды и песка. Для этого авторы провели искусственное моделирование старения шпата в воде с последующим лабораторным анализом.

Исландский шпат известен своим свойством двойного лучепреломления. Свет расщепляется в кристалле на два луча, имеющих разную поляризацию. Вращая кристалл, можно установить направление поляризации света, что позволяет определить направление на Солнце, даже если оно скрыто облаками или находится за горизонтом. Это может быть необходимо морякам как дополнительное средство навигации в местах, где наблюдаются магнитные аномалии. Авторы работы установили, что кристалл из Олдерни позволяет установить направление на Солнце с ошибкой, не превышающей одного градуса.

По словам ученых, собранные данные позволяют говорить о том, что кристалл из Олдерни является тем самым «солнечным камнем», который, согласно легендам, использовали для навигации викинги. Эта находка является пока единственным свидетельством того, что подобные кристаллы использовались гораздо позже — вплоть до начала XVII века.

Направления света по компасу

Экспериментаторы объяснили теоретически и продемонстрировали на опыте, как древние мореплаватели использовали определённый минерал для навигации в пасмурную погоду.

Группа исследователей из Франции, США и Канады провела серию опытов, из которых следует, что легендарный cолнечный камень (sunstone) викингов представлял собой исландский шпат — поляризующий свет кристалл с двойным лучепреломлением.

Сама по себе мысль эта не нова, но исследователи постарались подвести под данное предположение максимально полную научную базу.

Из древних источников известно, что скандинавы могли определять своё положение в море даже в те моменты, когда небо затягивалось облаками и на глаз сложно было выявить положение солнца. Магнитный компас мореходам той эпохи был неизвестен. Наконец, на звёзды в летние месяцы да в высоких широтах (недалеко от полярного круга) рассчитывать, по понятным причинам, викингам было трудно.

В начале 2011 года другая группа специалистов провела обширные теоретические и практические исследования, показав, что целая серия минералов благодаря своим поляризующим свойствам могла сыграть роль cолнечного камня, выручавшего викингов во время путешествий в Америку.

Направления света по компасу

Для определения сторон света, которое работало даже при солнце, находящемся у горизонта или даже чуть ниже него, викингам был необходим солнечный камень с заранее нанесёнными метками на верхней и нижней гранях кристалла, которые нужно было располагать определённым образом (иллюстрации с сайтов dmeijers.home.xs4all.nl, nasa.gov).

Наблюдая небо через такой минерал, вращая его, мореходы отслеживали колебания яркости лучей. Эти колебания вызваны тем фактом, что солнечный свет, даже профильтрованный туманом и облаками, сохраняет на небосводе специфическую картину поляризации, на которую реагирует кристалл-поляроид.

Теперь же, как сообщает BBC News, экспериментаторы нашли, что исландский шпат не просто замечательно подходит на роль солнечного камня, но и позволяет ориентироваться в пространстве с высокой точностью.

Учёные выяснили, что выравнивая интенсивность так называемых обыкновенного и необыкновенного пучков, прошедших сквозь кристалл, можно узнать направление на солнце с погрешностью в несколько градусов.

Косвенным признаком своей правоты авторы исследования называют пример если не из истории викингов, то во всяком случае из довольно давнего прошлого. На борту елизаветинского судна, затонувшего у острова Олдерни (Alderney Elizabethan Wreck) в конце XVI века, археологи нашли кусочек исландского шпата. Может быть, он тоже служил для целей навигации.

(Детали новой работы раскрывает статья в Proceedings of the Royal Society A.)

спасибо


feldgrau.info


Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.

Adblock
detector