Буссоль — магнитный измерительный прибор¶

Буссоль — магнитный измерительный прибор, предназначенный для определения направления на магнитные полюса Земли (магнитный азимут), а также для измерения углов, отклонений и малых магнитных полей. Принцип работы основан на ориентации намагниченной стрелки вдоль линий земного магнитного поля. Термин происходит от французского слова boussole, восходящего, вероятно, к латинскому bussola — «маленький ящик».

¶История

Изобретение буссоли связано с появлением компаса. В Европу морской компас пришёл из Китая, где магнитная стрелка для навигации применялась не позднее XI века. В XII–XIII веках компас распространился по средиземноморским портам. Ключевым усовершенствованием стало появление подвижной стрелки, закреплённой на шпиле, — конструкция, известная с XIV века.

Слово «буссоль» закрепилось в русском языке в XVIII веке вместе с развитием геодезии и мореплавания. В России прибор широко применялся в Полевых астрономических инструментах, съёмочных работах и военном деле. В 1781 году Иван Кульбин, русский изобретатель и медик, получил привилегию на «марш-компас» — усовершенствованную буссоль для определения расстояний и азимутов на местности.

В XIX веке буссоль стала основным инструментом геологов, топографов и магнитометристов. Особое развитие получили горняцкие (шахтные) буссоли, применявшиеся для ориентирования в подземных выработках, где невозможно использовать астрономические методы определения направления.

¶Устройство и принцип работы

Классическая геологическая буссоль состоит из следующих элементов:

• Корпус — обычно металлический, круглый, с прозрачной крышкой (стекло или пластик);
• Магнитная стрелка — тонкая стальная пластинка, намагниченная и уравновешенная на шпиле из латуни или рубина;
• Лимб — круговая шкала с делениями, нанесённая на внутреннюю поверхность корпуса;
• Визирное приспособление — алидада с визирными щелками или прицельная линейка;
• Отсчётное устройство — лупа для отсчёта показаний по лимбу;
• Зеркало (в некоторых моделях) — для одновременного наблюдения объекта и показаний стрелки;
• Амплидудное кольцо — позволяет измерять вертикальные углы (в геологических буссолях).

Принцип работы основан на том, что намагниченная стрелка, свободно вращающаяся на шпиле, устанавливается вдоль горизонтальной составляющей вектора земного магнитного поля. Направление северного конца стрелки отсчитывается по лимбу, что позволяет определить магнитный азимут любого направления.

¶Виды буссолей

По назначению буссоли подразделяются на несколько основных групп:

В России наибольшее распространение получили геологические буссоли типа Азимут, Азимут-Г, Азимут-ГК, а также горняцкие буссоли ГБ-1, ГБ-2. Советская школа геодезии и геологии разработала ряд точных буссолей, применяющихся до сих пор.

¶Магнитные аномалии и поправки

Показания буссоли зависят от локальных особенностей земного магнитного поля. При работе необходимо учитывать:

• Деклинацию — угол между истинным (географическим) и магнитным меридианами. В разных точках России деклинация составляет от 0° до 26° восточного направления;
• Дип — вертикальный угол наклона магнитной стрелки к горизонту;
• Локальные аномалии — вызванные залежами магнетита, железных руд, металлических конструкций, электропроводов.

Для повышения точности измерений буссоли применяют на удалении от источников помех, повторяют измерения, усредняя результаты.

¶Применение

Буссоли используются в широком спектре областей:

• Геология — измерение ориентировки горных пород, привязка геологических наблюдений;
• Горное дело — ориентирование выработок, съёмка шахт;
• Геодезия и топография — определение дирекционных углов при съёмочных работах;
• Военное дело — наведение, ориентирование, корректировка огня;
• Археология — привязка объектов раскопок;
• Туризм и спортивное ориентирование — движение по азимуту.

В XXI веке электронные компасы и спутниковые навигационные системы (ГЛОНАСС, GPS) частично вытеснили механические буссоли, однако прибор продолжает применяться там, где требуется независимость от источников питания и электроники: в полевой геологии, шахтном деле и военном деле.

¶Интересные факты

• В русском военном флоте XVIII века слово «буссоль» использовалось для обозначения штурманского компаса, а также штурманского дела в целом;
• Точность современных геологических буссолей по азимуту составляет около 0,5°;
• Некоторые модели буссолей снабжены азимутальным кольцом и лупой, что позволяет работать при слабом освещении.

Источники:

• Большая советская энциклопедия, статья «Буссоль»
• Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона
• Горная энциклопедия, т. 1
• Справочник геолога, Госгеолтехиздат
• Кульбин И. Г. Описание марш-компаса. СПб., 1781