XXI Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся
Старт в науке
ОРИЕНТИРОВАНИЕ НА МЕСТНОСТИ (изучение достоверности некоторых неинструментальных способов ориентирования)
Автор работы награжден дипломом победителя II степени
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF
Введение
Любой человек может оказаться в условиях автономного существования, заблудиться в лесу, потерять ориентиры. Для того чтобы определить направление сторон горизонта, можно использовать некоторые признаки ориентирования на местности. Наиболее точными оказываются астрономические признаки (ориентирование при помощи Полярной звезды и многих других, Солнца и часов, Луны и её фаз), но ни один из них невозможно применить в пасмурную погоду [3]. Поэтому часто применяют неинструментальные способы ориентирования на местности. Но все ли они справедливы? Всеми ли можно пользоваться? На базе Охранной зоны Полистовского заповедника на территории Локнянского района была проверена достоверность некоторых из них. Исследования проходили с 17 июля по 21 июля 2023 года.
Гипотеза: не все способы ориентирования на местности можно использовать.
Цель работы: проверить достоверность некоторых неинструментальных способов ориентирования на местности.
Задачи:
1. Анализ научной литературы по проблеме.
2. Изучить методы определения сторон света без компаса.
3. Проверить достоверность найденных неинструментальных способов ориентирования.
Применяемые методы: эксперимент, наблюдение, изучение литературы по теме работы.
Приёмы: фотографирование, применение компаса.
-
Магнитное поле. Магнитное поле Земли. Компас
С давних пор люди знали о существовании таких тел, которые взаимодействуют между собой без помощи электричества. По некоторым данным минерал магнетит обнаружили в Греции в области Магнисия, поэтому тела из этого минерала стали называть магнитами [1].
У каждого магнита есть два плюса – северный, который обозначается буквой N (North) и обычно синим цветом (реже чёрным), и южный, который обозначается буквой S (South) и красным цветом (см. рис. 1).
Рис. 1. Полосовой магнит и его полюса.
Магниты способны взаимодействовать. Обращенные друг к другу одноимёнными полюсами, они отталкиваются, обращенные друг к другу разноимёнными полюсами, они притягиваются (рис. 2).
Рис. 2. Взаимодействие магнитов.
Это взаимодействие возможно благодаря тому, что вокруг любого магнита образуется особая форма материи – магнитное поле, которое невидимо, но материально [2]. Опыты показывают, что образуется оно при помощи постоянных магнитов, электрического тока и движущихся заряженных частиц, а также обнаруживается по действию на них [4]. Компас представляет собой тоже небольшой магнит, точнее, магнитную стрелку, которая способная вращаться относительно вертикальной оси на тонкой иголке. Он ориентируется всегда одинаково. Это означает присутствие другого магнитного поля, а именно Земли.
Действительно, наша планета является гигантским магнитом. Однако есть кажущееся противоречие: известно, что северный конец компаса указывает на Север. Но ведь одноимённые полюса должны отталкиваться. Почему же так происходит? Дело в том, что Земля имеет географические полюса и магнитные. Вблизи Северного географического полюса находится южный магнитный, и наоборот (см. рис. 3).
Рис. 3. Положение географических и магнитных полюсов Земли.
Поэтому компас указывает примерно на Север, то есть на южный магнитный полюс Земли. Именно этот факт можно использовать для ориентирования на местности. Использование компаса имеет большое преимущество, так как не зависит от погоды, рельефа и времени года и суток. Только наличие магнитных аномалий и близких залежей железа могут повлиять на работу этого простого прибора [3].
-
Описание некоторых признаков ориентирования на местности
В книге А.Е. Меньчукова «В мире ориентиров» (1966) указывается, что растительному и животному миру свойственны некоторые особенности, которые можно использовать для определения сторон горизонта. Однако эти способы менее надёжны, чем астрономические, к тому же пользоваться ими в облачную погоду нельзя [3].
Надо также учитывать, что некоторые признаки ориентирования получили широкую известность, хотя в из основу положены ошибочные представления. Например, приходится слышать, что у деревьев с южной стороны кроны более пышные, чем с северной, и что это может служить признаком ориентирования на местности. На самом деле, даже у отдельно стоящих деревьев конфигурация кроны зависит в основном от направления господствующих ветров и от некоторых других причин [3].
Другое заблуждение связано с возможностью ориентирования при помощи годичных колец деревьев. Полагают, что эти кольца с южной стороны шире, чем в северной. Этим признаком пользоваться нельзя, так как образование годичных колец целиком зависит от физиологических особенностей роста растений [3].
К более надёжным признаком относят, например, ориентирование по мхам и лишайникам. Мхи и лишайники на коре деревьев сосредоточены преимущественно с северной стороны. Сравнивая несколько деревьев, можно достаточно точно определить направление «север-юг». Этот признак можно использовать не только на деревьях, но и старых постройках, камнях, скалах.
Другим неплохим ориентиром является кора деревьев, которая с северной стороны бывает грубее и темнее. Во время дождя кора сосны темнее с северной стороны, а в жаркую погоду с южной стороны ели или сосны выделяется больше смолы.
На основании изученной литературы можно выдвинуть гипотезу о том, что не все признаки ориентирования являются достоверными. Интересно определить степень их достоверности и убедиться на практике, можно ли ими пользоваться и насколько следует на них полагаться при ориентировании на местности.
-
Проведение исследования
Для проверки выдвинутой гипотезы при проведении экологического похода «Родник» (17-21 июля 2023 года) была сформирована группа учащихся, которые при помощи компаса и магнитной стрелки проверяли истинность местных признаков ориентирования на местности. Было обнаружено и изучено 23 объекта с мхами и лишайниками, изучено 11 берёз на предмет исследования коры деревьев, а также 16 муравейников. Результаты исследования приведены в таблице.
|
Признак /выполнение |
Выполняется |
Не выполняется |
Признак не даёт однозначного ответа |
|
Кора берёз |
90% |
- |
10% |
|
Мхи и лишайники |
55% |
32% |
13% |
|
Муравейники |
29% |
41% |
30% |
Как видно из таблицы, наиболее достоверным для определения сторон горизонта является ориентирования при помощи коры деревьев (берёзы), которые в 90% случаев действительно располагаются с северной стороны гуще (см. рис. 4).
Рис. 4. Кора берёз с северной стороны более грубая и тёмная.
Мхи и лишайники дают гораздо меньший процент достоверности, но выяснилось, что на берёзах они действительно располагаются в основном с северной стороны. Вместе со способом ориентирования по коре они подтверждают теоретическое описание в литературе (см. рис. 5).
Рис. 5. Совместное использование ориентирования по коре и лишайникам.
Однако применять признак ориентирования по мхам и лишайникам на камнях не следует, потому что зачастую он даёт неверные результаты (см. рис. 6). Из рисунка видно, что на камне этот признак себя не оправдал, так как лишайники расположены на восточной и западной сторонах камня.
Рис. 6. Нарушение признака ориентирования по лишайникам.
Самый низкий процент достоверности показал признак ориентирования при помощи муравейников. Только в 29% случаев он себя оправдывал, и муравейник более пологой стороной был обращён к югу, а более крутой – к северу. Следует отметить, что были выбраны муравейники, находящиеся в полях Охранной зоны Полистовского заповедника.
Проверить признак ориентирования по кронам деревьев требует дополнительной проверки, но логично предположить, что крона будет развиваться больше не с южной стороны, а там, где больше свободного пространства.
-
Выводы
В ходе проведения экологического похода «Родник», проводившегося 17-21 июля 2023 года в Локнянском раойне (д. Гоголево и урочище Гривы) была проверена степень достоверности некоторых неинструментальных способов ориентирования. Изучалось нахождение сторон горизонта при помощи расположения муравейников, мхов и лишайников на коре деревьев и камнях, а также расположение коры на деревьях с целью выявления наиболее достоверных признаков. Была выдвинута гипотеза, что не все признаки ориентирования можно использовать. В ходе работы выяснилось, что наиболее верным (90%) является признак нахождения сторон света при помощи коры деревьев (берёзы), которая с северной стороны более тёмная и грубая. Ориентирование по расположению мхов и лишайников дает положительный результат в 55% случаев. Лучше всего находить мхи и лишайники на деревьях, так как на камнях этот признак выполняется не всегда. Самый маленький процент достоверности дал признак ориентирования по муравейникам (29%).
Следует отметить, что пользоваться неинструментальными способами ориентирования нужно в крайних случаях, когда пасмурная погода не даёт возможности определить стороны горизонта с помощью астрономических способов, а также при отсутствии компаса. Кроме того, нужно пользоваться не одним, а несколькими методами, так как один может дать ложный или неоднозначный ответ.
-
Список использованной литературы
-
Химия. Справочник для школьника. [Электронный ресурс] http://www.vixri.ru/d2/XIMIJa%20_Spravochnik%20dlja%20shkolnika%20MGU%20im%20Lomonosova.pdf (Дата обращения 12.08.2023)
-
Перышкин А.В. Физика 8 кл.: Учеб. Для общеобразоват. Учреждений. – 6-е изд., стереотип. – М.: Дрофа, 2004;
-
Меньчуков А.Е. В мире ориентиров. Изд. 3 доп.: М., «Мысль», 1966;
-
Физика 9 кл. : учебник для общеобразоват. Учреждений / А.В. Перышкин, Е.М. Гутник. – 17-е изд., стереотип. – М. : Дрофа, 2012;