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并且磁化恶果比地磁法好

归档日期:07-11       文本归类:沈括      文章编辑:爱尚语录

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  伸开一齐地球是个大磁体,其地磁南极正在地舆北极左近,地磁北极正在地舆南极左近。

  我邦“四大出现”之一的指南针,辗转传入欧洲后正在帆海大发掘中发扬出不成替换的效率。但科学史家通晓,最早解答“指南针为何也许指南”题目的并不是中邦人,而是英邦科学家吉尔伯特。那么,中邦出现指南针后对指南针外面作过什么样的商量?吉尔伯特的外面是否实时传到了中邦?明末清初的“西学东渐”,又对我邦指南针外面的起色有过哪些影响?上海交通大学科学史与科学玄学系教育闭增修从2003年起出手开始考虑这些基础上仍然空缺的题目。

  “中邦最早的指南针外面,是设立修设正在阴阳五行学说本原上的‘觉得说’。”闭增修先容,11世纪中叶时我邦大科学家沈括还对指南针感触匪夷所思,他的《梦溪笔叙》先容了指南针的人工磁化门径、磁偏角的发掘和指南针的架设门径,但对指南针为什么会指南却没有一点观念——“磁石之指南……莫可原其理!”随后,文人学者们从阴阳五行学说起程,团结当时人们对大地样子的领会,提出各类指南针外面。比方,最晚成书于宋代的《管氏地舆指蒙》,起首提出如下逻辑。

  “磁针是铁打磨成的,铁属金,按五行生克说,金生水,而北方属水,所以北方之水是金之子。铁爆发于磁石,磁石是受阳气的产生而爆发的,阳气属火,位于南方,所以南方相当于磁针之母。如许,磁针既要眷顾母亲,又要贪恋子息,自然就要指向南北偏向。”?

  闭增修流露,从近代物理学的见地来看,“蒙氏外面”全体思入非非,但从事物的属性起程诠释其举止,正在东西方科学史上都是常用的做法。我邦古代阴阳学说焕发,用阴阳学说阐释指南针指南及“常微偏东”的道理,是再自然可是的工作。更加是,该外面以为磁石分别端面有分别属性,它们决心磁针的指向,这种说法很容易诱导人们发掘磁石的南北极,并进一步联思到磁极与磁针指向之间的相闭,从而为确切领会这一题目找到不妨的途径。

  南宋人的指南针道理,仍以为“指南针之所指,即阳气之所正在”,只是缠绕磁偏角情景,立论按照更众转向地舆方位的坐标体例——中邦前人以为地是平的、巨细有限,如许地皮相势必有个核心,过该核心的那便条午线便是独一的南北偏向。南宋人曾三异等以为,一朝衡量住址不正在这条南北线上,指南针所指向自然“少偏”。到明代,有人假托南唐人著作指出,指南正针由大地方位体例决心,而偏角则由天体方位划分体例所决心。闭增修以为,这种说法“外现了古代指南针外面正在阴阳觉得学说和磁偏角的存正在这一抵触眼前所展现出来的贫窭”。

  明万积年间(公元1573~1620年),宣教士来华,带来西方的指南针外面、地球学说以及闭系科技学问。受其影响,中邦粹者出手从新的视角商量指南针外面题目,正在此进程中,阴阳五行的效率连接淡化,力学角度的判辨连接加添,但吉尔伯特1600年提出的科学外面连西方学界都没联合,更叙不上入主东土。宣教士中,1658年抵华的比利时耶稣会士南怀仁的指南针外面最体例,但他以为决心磁针指向的是地球的地舆南北南北极自己,外面还是限定正在古代科学的领域,而不像吉尔伯特领会到地球自己存正在一个磁体。南怀仁外面正在中邦影响深远,直到19世纪中叶,我邦仍有学者用它诠释指南针题目。而此时,清末来华的宣教士已出手开始把西方近代磁学学问先容给中邦了。

  先秦期间咱们的祖先依然蕴蓄堆积了很众这方面的领会,正在摸索铁矿时常会碰到磁铁矿,即磁石(紧要因素是四氧化三铁)。这些发掘很早就被记录下来了。《管子》的数篇中最早记录了这些发掘:“山上有磁石者,其下有金铜。”其他古籍如《山海经》中也有相仿的记录。磁石的吸铁特色很早就被人发掘,《吕氏年龄》九卷精明篇就有:“慈招铁,或引之也。”那时的人称“磁”为“慈”他们把磁石吸引铁看作慈母对子息的吸引。并以为:“石是铁的母亲,但石有慈和不慈两种,慈爱的石头能吸引他的子息,不慈的石头就不行吸引了。”传闻秦始皇联合六邦后,正在咸阳左近修阿房宫,宫中有一座门是用磁石做成,倘使有人身穿盔甲,潜伏武器,入宫谋杀,就会被磁石门吸住。这个故事告诉咱们,古代办动邦民很早就把握了磁学学问。

  既然磁石能吸引铁,那么是否还能够吸引其他金属呢?咱们的先民做了很众考试,发掘磁石不光不行吸引金、银、铜等金属,也不行吸引砖瓦之类的物品。西汉的期间人们依然领会到磁石只可吸引铁,而不行吸引其他物品。

  当把两块磁铁放正在一齐互相亲密时,有期间彼此吸引,有期间互相排斥。现正在人们都真切磁体有两个极,一个称n极,一个称s极。同性极互相排斥,异性极互相吸引。那时的人们并不真切这个意义,但对这个情景仍然也许察觉到的。

  到了西汉,有一个名叫栾大的术士,他欺骗磁石的这个本质做了两个棋子般的东西,通过调剂两个棋子极性的互相场所,有时两个棋子互相吸引,有时互相排斥。栾大称其为“斗棋”。他把这个新颖的玩意献给汉武帝,并马上演示。汉武帝惊讶不已,龙心大悦,竟封栾大为“五利将军”。栾大欺骗磁石的本质,创制了新颖的玩意蒙骗了汉武帝。

  地球也是一个大磁体,它的两个极永别正在贴近地舆南极和地舆北极的地方。所以地球皮相的磁体,能够自正在转动时,就会因磁体同性相斥,异性相吸的本质指示南北。这个意义前人不足通达,但这类情景他们很通晓。

  指南针的鼻祖大约呈现正在战邦时刻。它是用自然磁石制成的。形式象一把汤勺,圆底,能够放正在腻滑的“土地”上并维系均衡,且能够自正在回旋。当它静止的期间,勺柄就会指向南方。前人称它为“司南”,当时的著作《韩非子》中就有:“先王立司南以端早晚。”“端早晚”便是正四方、定方位的旨趣。《鬼谷子》中记录了司南的利用,郑邦人采玉时就带了司南以确保不丢失偏向。

  年龄期间,人们依然也许将硬度5度至7度的软玉和硬玉琢磨成各类样子的用具,所以也能将硬度惟有5.5度至6.5度的自然磁石制成司南。东汉时的王充正在他的著作《论衡》中对司南的样子和用法做清楚了的记载。司南是用整块自然磁石进程琢磨制成勺型,勺柄指南极,并使全盘勺的重心正巧落到勺底的正中,勺置于平滑的土地之中,土地外方内圆,方圆刻有干支四维,合成二十四向。如许的计划是前人严谨查察了很众自然界相闭磁的情景,蕴蓄堆积了豪爽的学问和体验,进程长远的考虑才达成的。司南的呈现是人们对磁体指极性领会的实践利用。 但司南也有很众缺陷,自然磁体不易找到,正在加工时容易因还击、受热而失磁。以是司南的磁性对比弱,并且它与土地接触处要额外平滑,不然会因转动摩擦阻力过大,而难于回旋,无法抵达预期的指南恶果。并且司南有肯定的体积和重量,领导很未便利,这不妨是司南长远未取得普及利用的紧要来因。

  司南由青铜盘和自然磁体例成的磁勺构成,青铜盘上刻有二十四向,置磁勺于盘核心圆面上,静止时,勺尾指向为南。

  指南针是磁铁做成的。磁铁能吸铁,每每称为“吸铁石”,古代称为“慈石”由于它一曰镪铁就吸住,好一个慈祥的母亲吸引己方的孩子雷同。厥后,人们才称它为“磁石”。

  每块磁铁两端都有分别的磁极,一头叫s极,另一头叫n极。咱们栖身的地球,也是一块自然的大磁体,正在南北两端也有分别的磁极,亲密地球北极的是s极,亲密地球南极的是n极。咱们真切,同性磁极相斥,异性磁极相吸引,以是,不管正在地球皮相的什么地方,拿一根能够自正在转动的磁针,它的n极老是指向北方,s极老是指向南方。

  指南针是欺骗磁铁的特色做成的,那么,天下上哪个邦度最早发掘磁铁和它的特色的呢?

  二千众年以前,也便是年龄战邦期间,我邦依然用铁来修制耕具了。劳动邦民正在寻找铁矿的期间,就发掘了磁铁,而且真切它也许吸铁。

  我邦古书《管子》上有如许的记录:“上有慈石者,下有铜金。”“铜金”便是一种铁矿。《管子》这部书爆发正在公元前三世纪,这声明我邦最迟正在公元前三世纪就真切磁石也许吸铁了。

  秦朝期间,再有如许风趣的传说,秦始皇联合中邦从此,正在陕西咸阳制了一个很大的阿房宫,阿房宫中有一个磁石门,全体用磁铁变成。倘使有谁带着铁器思去谋杀,只须进程那里,磁石门就会把这小我吸住。

  别的,遵循古书记录,汉武帝期间,胶东有个栾大,献给汉武帝一种斗棋。这种棋子一放到棋盘上,就会彼此碰击,自愿斗起来。汉武帝看了额外惊讶。原先来大的棋子是用磁石做的,以是有磁性,能彼此吸引碰击,只是汉武帝不懂这个意义罢了。

  古代民间常用薄铁叶剪裁成鱼形,鱼的腹部略下凹,像一只划子,磁化后浮正在水面,就能指南北。当时以此做为一种逛戏。东晋的崔豹正在《古今注》中曾提到这种“指南鱼”。

  北宋时,曾公亮正在《武经总要》载有创制和行使指南鱼的的门径:“用薄铁叶剪裁,长二寸,阔五分,首尾锐如鱼型,置炭火中烧之,侯通赤,以铁钤钤鱼首出火,以尾正对子位,蘸水盆中,没尾数分则止,以密器收之。用时,置水碗于无风处平放,鱼正在水面,令浮,其首常向午也。”这是一种人工磁化的门径,它欺骗地球磁场使铁片磁化。即把烧红的铁片安排正在子午线的偏向上。烧红的铁片内部门子处于对比营谋的形态,使铁分子顺着地球磁场偏向陈列,抵达磁化的方针。蘸入水中,可把这种陈列较速地固定下来,而鱼尾略向下倾斜可增大磁化水准。人工磁化门径的出现,对指南针的利用和起色起了宏壮的效率。正在磁学和地磁学的起色史上也是一件大事。北宋的沈括正在《梦溪笔叙》中提到另一种人工磁化的门径:“方家以磁石摩针锋,则能指南。”按沈括的说法,当时的技能职员用磁石去摩擦缝衣针,就能使针带上磁性。从现正在的见地来看,这是一种欺骗自然磁石的磁场效率,使钢针内部磁畴的陈列趋于某一偏向,从而使钢针显示出磁性的门径。这种门径比地磁法浅易,并且磁化恶果比地磁法好,摩擦法的出现不光天下最早,并且为有适用价钱的磁指向器的呈现,制造了要求。

  《梦溪笔叙》是沈括(1031—1095年)所著的相闭我邦古代科学技能的著作,书中叙到磁学和指南针的少许题目。他正在《梦溪笔叙》的补笔叙中叙到了摩擦法磁化时爆发的各类情景:“以磁石摩针锋,则锐处常指南,亦有指北者,恐石性亦不……,南北相反,理应有异,未深考耳。”这是说,用磁石去摩擦缝衣针后,针锋有时指南,也有时指北。从现正在的见地来看,磁石都有n和s两个极,磁化时缝衣针针锋的方位分别,则磁化后的指向也就分别。但沈括并不真切这个意义,他实正在的记载了这个情景并坦直招供己方没有做深刻思量。以祈望后人能进一步商量。

  3.指甲旋定法——把磁针搁正在手指甲上面因为指甲面平滑,磁针能够回旋自若,指示偏向。

  4.缕悬法——正在磁针中部涂少许蜡,粘一根蚕丝,挂正在没有风的地方,就能够指示偏向了。

  沈括还对四种门径做了对比,他指出,水浮法的最大弱点,水面貌易挥动影响衡量结果。碗唇旋定法和指甲旋定法,因为摩擦力小,转动很矫捷,但容易掉落。沈括对比推重的是缕悬法,他以为这是对比理思而又确实可行的门径。底细上沈括指出的四种门径依然概括了迄今为止指南针装配的两概略例——水针和旱针。

  南宋陈元靓正在《事林广记》中先容了另一类指南鱼和指南龟的创制门径。这种指南鱼与《武经总要》一书记录的不雷同,是用木头刻成鱼形,有手指那么大,木鱼腹中置入一块自然磁铁,磁铁的s极指向鱼头,用蜡封好后,从鱼口插入一根针,就成为指南鱼。将其浮于水面,鱼头指南,这也是水针的一类。

  指南龟是当时流通的一种新装配,将一块自然磁石安排正在木刻龟的腹内,正在木龟腹下方挖一平滑的小孔,瞄准并安排正在直立于木板上的顶端尖滑的竹钉上,如许木龟就被安排正在一个固定的、能够自正在回旋的支点上了。因为支点处摩擦力很小,木龟能够自正在转动指南。当时它并没有效于帆海指向,而用于把戏。不过这便是厥后呈现的旱罗盘的先声。

  指南龟发来岁代不晚于1325年。木块刻成龟型,龟腹部核心嵌以磁体,木龟放置正在尖状立拄上,静止时首尾分指南北。

  要确定偏向除了指南针除外,还需求有方位盘相配合。最初行使指南针时,不妨没有固定的方位盘,跟着测方位的需求,呈现了磁针和方位盘一体的罗盘。罗盘有堪舆用的罗经盘和水罗盘、旱罗盘。

  方位盘仍是二十四向,不过盘式依然由方形演形成圆形。如许一来只须看一看磁针正在方位盘上的场所,就能断定出方位来。南宋时,曾三异正在《因话录》中记录了相闭这方面的文献:“地螺或有子午正针,或用子午丙壬间缝针。”这是相闭罗经盘最早的文献记录。文献中所说的“地螺”,便是地罗,也便是罗经盘。文献中依然把磁偏角的学问利用到罗盘上。这种罗盘不光有子午针(确定地磁场南北极偏向的磁针),再有子午丙壬间缝针(用日影确定的地舆南北极偏向)这两个偏向之间的夹角,便是磁偏角。

  现正在人们依然真切,地球的两个磁极和地舆的南北极只是贴近,并不重合。磁针指向的是地球磁极而不是地舆的南北极,如许磁针指的就不是正南、正北偏向而略有过错,这个角度就叫磁偏角。又由于地球近似球形,以是磁针指向磁极时必向下倾斜,和程度偏向有一个夹角,这个夹角称为磁倾角。分别住址的磁偏角和磁倾角都不相似。成书于北宋的《武经总要》正在叙到用地磁法修制指南针时,就留心欺骗了磁倾角。沈括正在《梦溪笔叙》叙到指南针不全指南,常微偏东。指出了磁偏角的存正在。磁偏角和磁倾角的发掘使指南针的指向越发正确。

  指南针已经出现很速就被利用到军事、坐蓐、平常糊口、地形衡量等方面,更加是帆海上。指南针正在帆海上的利用有一个渐渐起色进程。成书年代略晚于《梦溪笔叙》的《萍洲可叙》中记有:“舟师识地舆,夜则观星,昼则观日,阴晦则观指南针。”这是天下帆海史上最早行使指南针的记录。文中指出,当时只正在日月星辰睹不到的期间才行使指南针,可睹指南针刚出手行使时,行使还不熟练。二十几年后,许兢的《宣和奉使高丽图经》也有相仿的记录:“惟视星斗前迈,若晦冥则用指南浮针,以揆南北。”到了元代,指南针一跃而成海上指航的最紧急的仪器了。岂论日夜晴阴都用指南针导航了。并且还编制出行使罗盘导航,正在分别航行住址指南针针位的连线图,叫做“针途”。船行到某处,采用何针位偏向,一齐航路都逐一标识通达,动作航行的按照。

  指南针的出现是古代先民对磁情景的查察和考虑的结果。古代先民对磁情景的查察和考虑的进程中,进一步解析了磁的本质,并试图更众地利用这些本质。传说秦始皇构筑阿房宫时,有一宫门是用磁铁修制的。倘使刺客带剑而过,立地会被吸住,被卫戎马上搜捕。如许的故事还良众,《晋书.马隆传》记录马隆率兵西进甘、陕一带,正在仇人必经的渺小道途两旁,堆放磁石。穿戴铁甲的敌兵途经时,被牢牢吸住,不行转动了。马隆的士兵穿犀甲,磁石对他们没有什么效率,可自正在运动。仇人认为神兵,不战而退。东汉的《异物志》记录了正在南海诸岛边际有少许暗礁浅滩含有磁石,磁石时时把“以铁叶锢之”的船吸住,使其难以脱身。

  魏晋南北朝时,我邦先民对磁石的本质已有了良众领会。就连当时的诗人曹植正在矫志诗中也用了“磁石引铁,于金不连。”的句子。可睹他也解析磁石的本质。南北朝梁代的陶弘景正在《名医别录》中提出了磁力衡量的门径,他指出:杰出磁石生产正在南方,磁性很强,能吸引三、四根铁针,使几根针首尾相连挂正在磁石上。磁性更强的磁石,能吸引十众根铁针,乃至能吸住一、二斤刀器。陶弘景不光提出了磁性有强弱之分,并且指出了衡量门径。这不妨是天下上相闭磁力衡量的最早记录。

  指南针正在古代紧要被堪舆家们用于相宅相墓,同时也被用于帆海及其他。恰是这后者对人类社会先进发扬了宏壮效率,因此指南针才得以跻身于古代四大出现的队伍。我邦文籍记录指南针用于帆海,始于宋代朱彧1119年写的《萍洲可叙》,书中写道:“舟师识地舆,夜则观星,昼则观日,阴晦观指南针。”之后,相仿的文献司空见惯,这评释正在帆海营谋中,指南针普及得相当速。这一出现厥后经阿拉伯传入欧洲,对欧洲的帆海业甚至全盘人类社会的文雅经过,都爆发了宏壮影响。

  指南针是一个紧急的导航东西,乃至正在gps中也会用到。电子指南针将替换旧的针式指南针或罗盘指南针,由于电子指南针全采用固态的元件,还能够浅易地和其他电子体例接口。

  电子指南针体例中磁场传感器的磁阻(mr)技能是最佳的处置门径,和现正在良众电子指南针还正在行使的磁通量闸门传感器比拟较,mr技能不需求绕线圈并且能够用ic坐蓐进程(ic-like process)坐蓐,是一个更值得行使的处置计划。因为mr有高聪敏度,它乃至比这个利用领域中的霍尔元件更好。

  便是由于这东西用来指南的。何况,最早正在战邦时刻《韩非子》一书中,就记录了现正在称为指南针的原型——司南,“先王立司南以端早晚”;并正在东汉王充《论衡》中便记述了司南的整体形制,“司南之杓,投之于地,其柢指南”。

  且,指南针不光最早为中邦出现,并随后演形成罗盘并利用于帆海职业上。北宋朱彧所著《坪洲可叙》一书中,最早记录了帆海中行使指南针的情景,“舟师识地舆,夜则观星,昼则观日,朦胧观指南针”。其后,南宋福修途市舶司(当时治理对外商业的政府陷坑)提举赵汝适正在所著《诸蕃志》中提到,“舟舶来往,惟以指南针为则,日夜守视惟谨,毫厘之差,胜似系焉”。

  就正在这暂时期(北宋末南宋初,约为1180年旁边),中邦的指南针(或者说罗盘)通过阿拉伯市井传入欧洲。以后,罗盘活着界帆海职业上被普及利用,所以才有15世纪-16世纪欧洲人的天下地舆大发掘。这一概,遵守中邦官方的汗青教科书来看,因为这一渊源相闭,欧洲人的指南针亦是应来“指南”。

  厥后查了一下大英百科全书和中邦大百科全书中的指南针词条,才发掘工作远非“指南”一说这么浅易。

  第一个词条为“direction determinants”,即偏向指定仪器,诠释如下:“中邦古代四大出现之一,有磁指南和刻板指南两种,磁指南出现于公元前3世纪,称为‘司南’……刻板指南仪器为指南车,约正在3世纪出现……”!

  第二个词条为“compass”,译为“罗盘”,即每每事理上用于帆海的指南针。诠释如下:“帆海或测量时正在地球上行使的基础测向仪器,……最老、最常用的罗盘为磁罗盘,……12世纪,明确中邦和欧洲的帆海家都各自觉现,一块自然磁石,一种自然界存正在的磁性矿石,漂正在水中木棒上时老是指向北极星偏向……”?

  两个词条原本是对指南针作了分别。一种是正在陆地上、较浅易的指南仪器,源于中邦司南(也该当仅仅行使于生产正在中邦的指南针),另一种是用于帆海和测量上、较专业的指北仪器,欧洲和中邦同时呈现,无先后之分。

  分裂就这么出来了,比拟这两个词条,发掘大英百科全书相似把“中邦事最早出现指南针”这一说法全体给推倒了,由于正在欧洲汗青上,罗盘才是真正的“指南针”,并正在欧洲人发掘新大陆、争霸海权和开辟殖民地等近当代汗青的决心性变乱中,与火炮和帆海术雷同饰演了功不成没的脚色。对“中邦陈旧的指南针”不光否认,并且用了两个分别的词条加以分别。

  正在中邦大百科全书中,也有指南针和罗盘(磁罗盘)两个词条,但岂论是对指南针的诠释,仍然对罗盘的诠释,都最终追溯了到战邦的“司南”,这两种分别的指向仪器是同源相闭,而没有像欧洲见解中分别的如许泾渭明晰。

  所以,康熙的说法和佩雷菲特对其的嘲乐便有了谜底——明确,康熙认同指南针和罗盘同出一源,用来指南,而作家佩雷菲特则按西方人的见解,以为指南针明确该当是罗盘;佩雷菲特则以为,罗盘是欧洲人己方出现的,与中邦的“司南”没有势必接洽,罗盘用来指北,而中邦的司南则用来指南。这相似是一种分别文明配景上的误会。当然,罗盘和“司南”终于什么相闭,现正在仍然各有各的说法。

  其余,佩雷菲特对康熙坚决地以为指南针用来指南作解析释。他以为,康熙之以是以为指南针用来指南,是由于正在中邦古代文明中,南是四个方位中最高尚的方位,天子的御座、宫殿、陵墓,寺庙,乃至紫禁城,一概高尚的兴办物都朝向南方。他接连写道,“固然天子是来自北方的满人,他的论据却是始料不足的:‘正在北方,一概营谋正在凋萎,正在衰亡。吸引磁针的气力何如不妨来自北方呢?’……‘气力、精气和兴盛都正在南方’”。

  听佩雷菲特一说,相似也不无意义。但,中邦汗青上对司南的记述确实为“其柢指南”,并没有由于厥后“南”形成了一种天子高尚的符号才改的偏向。这位曾先后六次拜候中邦的法兰西学院院士,用这种说法来诠释康熙以为指南针指南是合理的这一坚决的思法,终于算是对中邦文明的判辨,仍然误会呢?

  到现正在来说,中邦人以为指南针指南,欧洲人以为指南针指北,皆合理。由于现正在的指南针为棱形,指针两端平衡,并非如“司南”惟有一个杓柄,指南指北之争,相似徒费口舌。

  指南针也叫罗盘针,是我邦古代出现的欺骗磁石指极性制成的指南仪器。所以,先容司南必需从磁石说起。

  磁石每每称为“吸铁石”,它把很众铁屑紧紧吸正在一齐,就象一个慈祥的母亲吸引己方的孩子,以是人们称它为“慈石”。

  磁石吸铁是由于每块磁石两端都有分别的磁极,一头叫正极,另一头叫负极。人类栖身的地球也是一块自然大磁铁,地球的南北两端也有分别的磁极,地球的北极是负磁极,地球南极为正磁极。遵循同性磁极相排斥,异性磁极相吸引的道理,拿一根能够自正在转动的磁针,无论站正在地球的什么地方,它的正极老是指北,负极老是指南。

  战邦时刻,人们欺骗磁石指示南北的特色制成了指南东西——司南。不过,战邦时刻的司南是什么形式无法考据。《中邦汗青》讲义插图——“司南”,是遵循中邦汗青博物馆展品“汉代司南模子”绘制的。这个模子是后人遵循汗青记录以及地下出土的汉代土地实物制成的。土地是青铜做成的,内圆外方,核心圆面磨得额外平滑,以确保勺体指示偏向的正确性。核心圆外围循序布列八卦、天干、地支和二十八宿,共计二十四个方位。土地核心的小勺是用整块的自然磁铁磨成的,磁铁的正极磨成司南的长柄,勺头底部是半球面,额外平滑。行使时先把土地放平,再把司南放正在土地中央,用手拨动勺柄,使它转动,比及司南停下来,勺柄所指偏向便是南方。这种勺形司南直到八世纪时仍正在利用。

  到了宋代,劳动邦民把握了修制人工磁体的技能,又修制了指南鱼。指南鱼是把薄钢片剪成鱼形,长二寸,宽五分,鱼的肚皮部门凹下去,使鱼象船雷同能浮正在水面上。然后把鱼和自然磁铁放正在一齐,因为磁体的吸力,钢片受磁觉得也具有磁性。这种人工传磁门径制成的指南鱼比行使司南便利众了,只须有一碗水,把指南鱼放正在水面上就能区别偏向了。进程长远的改革,人们又把钢针正在自然磁体上磨擦,钢针也有了磁性。这种进程人工传磁的钢针能够说是正式的指南针了。沈括正在他的《梦溪笔叙》中提到他对指南针的用法做过四种试验,即水浮法、缕悬法、指甲法和碗唇法。“水浮法”是把指南针放正在有水的碗里,使它浮正在水面上,指示偏向。“缕悬法”便是正在磁针中部涂上少许蜡,上面粘一根丝线,把丝线悬正在木架上,针下放置一个标有方位的圆盘,静止时钢针就指示南北。“指甲法”便是把钢针放正在手指甲面上,轻轻转动,因为手指甲的平滑,磁针就和司南雷同也能产生指南效率。“碗唇法”是把磁针放正在平滑的碗边上,转动磁什,便和指甲法雷同产生指南效率。沈括进程周详的查察实践,还发掘磁针指示的偏向并不是正南正北,而是微偏西北和东南,这种发掘正在科学上叫磁偏角。

  地球是个大磁体,其地磁S正在北顶点左近,地磁N极正在南顶点左近。(有肯定的磁偏角) 指南针也是一个磁体分S极N极正在地球的磁场中受磁场力的效率,同极相斥异极相吸,以是会S一端指南N一端指北。

  地球自己便是个大磁场,分正负南北极。指南针的针从来便是磁铁做的,当然会被地球的磁园地影响了。

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