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什么是磁化技术和磁偏现象?指南针最初是什么样子?

发布时间:2020-09-25 11:27:03   来源: 其它    

  对于磁石吸铁*的认识和应用,传说,秦皇宫的磁石门可防止身带铁刃的刺客进入。文献中对磁石吸铁现象多有记述,如战国时期成书的《吕氏春秋》、西汉时期成书的《淮南子》和东汉王充的《论衡》,这些作者都提到磁石吸铁现象,玳瑁和琥珀等物体能吸引某些轻小物体的现象。王充指出,这些现象是“感应”(一种超距作用的看法)的作用,但似乎并不知道电感应和磁感应的区别。指南针是用天然磁石制成的,要发明指南针,就要研究磁石的指极*。下面小编就为大家带来详细的介绍,一起来看看吧!

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  磁化技术和磁偏现象的记述

  北宋时磁化技术取得了突破,这些技术加速了磁*指向器的普及,并且导致指向器形制新的演变。

  曾公亮的《武经总要》中提到一种新型的磁*指向器——“指南鱼”,同时还能看到,制作指南鱼的关键是铁的磁化。曾公亮的记述是:以薄铁叶剪裁,长二寸,阔五分,首尾锐如鱼形,置炭火中烧之,候通赤,以铁钤钤鱼首出火,以尾正对子位,蘸水盆中,没尾数分则止。(卷15)曾公亮实际上是利用地磁场对剪成鱼形的铁片进行磁化,这是历史上人类寻求新的磁化技术上的一个突破。但是,由于使用时要放在水面,铁片要尽量“薄”。这也是重要的提示。

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  指南鱼的磁*是很弱的,作为一种“天然的”缺陷,圆形的鱼首也使它的指向精度受到限制。虽然这种简易的磁化技术使指南鱼的制作容易了许多,但它的形状造成与勺形司南有类似的缺陷。

  同样,具有实用*的磁化技术,与曾公亮同时代的沈括在《梦溪笔谈》中也有记载。他写道:“方家以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也。”(卷24)这种形制易流行、且简单,磁化效果也相当好,特别是,它对指向器形制的改进产生了另一个突破——针状。用针指向,它的指向精度可以得到极大的提高。这样,司南就衍变成了指南针,而且这种指南针也更容易普及了。无疑,这是磁*指向器形制的最重要的改进。

  由于指针指向精度得以提高,人们在使用指南针时很快就注意到,它所指的方向有时并非正南,这就是磁偏现象——“然常微偏东,不全南也”。

  实际上,在写于庆历元年(1041)的《茔原总录》中,比沈括稍早些的杨维德已经记载了指南针和磁偏角的存在.他写道:“匡四正以无差,当取丙午针。于其正处,中而格之,取方直之正也。”(卷1)这里说的“针”就是磁针,而“丙午针”是指磁针在静止时,针指的方位是24个方位中丙位和午位的结合部,也就是南偏东约7。5°。这与沈括的“微偏东”是一致的,但杨维德的说法更早,描述也更精确些。

  稍晚于沈括的寇宗夷在所著的《本草衍义》也提到:“磁石⋯⋯磨针锋则能指南,然常偏东,不全南也。其法取新纩中独缕,以半芥子许蜡缀于针腰,无风处垂之,则针常指南。然常偏丙位。盖丙为大火,庚辛金受其制,故如是,物理相感尔。”(卷5)这段话讲到指南针的磁化,讲到磁偏现象的发现,还讲到指南针的架设问题,以及利用五行学说简要地解释磁针指向的原因。

  在这里,寇宗夷所使用的是“水浮法”,这与沈括是有些不同的。这也说明,在这时人们还在探索形制,一直在进行着不同的尝试。早在晚唐时期成书的《管氏地理指蒙》,在这篇文献中我们可以读到:磁者母之道,针者铁之戕。母子之*,以是感,以是通;受戕之*,以是复,以是完。体轻而径,所指必端。应一气之所召⋯⋯。透过这段话,可以看到,它记述的磁偏角约为南偏东15°左右。这说明,关于地磁偏现象的发现可能早于宋代。在另一篇早期文献中提到地磁偏的是《九天玄女青囊海角经》,这部书的成书时间约在10世纪下半叶。

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  与沈括大致同时代的王假(福建堪舆学派的创立者)也提到过磁偏角。在王仅的一首诗中,他写道:“虚危之间针路明,南三张度上三乘”。这里的前一句所提到的显然是天体坐标的南北向,但通过观察地磁罗盘会发现,南方星宿“张”的范围是如此之广,以至于两个磁偏角及天体坐标的正南这3个“南方”方位均包含在其内。所以,他对磁偏角的涉及,具体数值还不能完全确定,但它的地磁偏现象的记载,说明了风水师是重视地磁偏现象的研究的。王仅是一位著名的堪舆家,他的主要著作写于1030—1050年间。

  宋代曾三异在1189年写的《因话录》提到,在地球表面上一定有某个区域,在那里磁偏角为零。曾三异的观点很有见地,事实上也确实存在着零磁偏角线。即使如此,他也只是提出了一种有价值的猜测。16世纪,明代人迸一步发现了在不同的地点磁偏角的大小也不同的结论;18世纪,才出现关于磁偏角的大小也随时间的变化而变化的明确记载。