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中华民族很早就认识到了磁现象,指南针是中国古代四大发明之一,古代中国在磁的发现、司南的发明和应用上都居于世界首位,可以说,中国是磁的故乡。
公元前3世纪,成书于战国时期的《韩非子》中这样记载:先王立司南以端朝夕,《鬼谷子》中记载:郑人取玉,必载司南,为其不惑也,司南如图1所示。
公元11世纪,北宋沈括在《梦溪笔谈》中提到了指南针的制造方法:方家以磁石磨针锋,则能指南……水浮多荡摇,指爪及碗唇上皆可为之,运转尤速,但坚滑易坠,不若缕悬之最善,同时,他还发现了磁偏角,即:地球的磁极和地理的南北极不完全重合(图2)。
我国在磁石和磁石吸铁的现象的发现、最早磁指南器(司南)的发明和指南针的发明及应用、地球磁偏角和地球磁倾角的发现及利用、磁在医药上的应用,以及有关北极光、地球磁现象和太阳黑子太阳磁现象的发现最早最多的记载等方面,中国都居于世界的前列,这里仅介绍我国在司南和指南针的发明、指南针在航海中的最早应用。
司南和指南针的发明
司南是我国春秋战国时代发明的一种最早的指示南北方向的指南器,还不是指南针,根据现代科学考古学家的考证和所制的司南模型(图1),说明司南是利用天然磁石制成汤勺形,由其勺柄指示南方,司南是利用天然磁石制造的,在矿石来源、磨制工艺和指向精度上都受到较多的限制,因此到了北宋时代,由于军事和航海等需要及材料与工艺技术的发展,先后利用人造的磁铁片和磁铁针以及人工磁化方法制成了在性能和使用上比司南先进的指南鱼和指南针。
指南针在航海中的最早应用
指南针在北宋时发明以后,很快就在航海上得到了应用,在未采用指南针前,航海是白昼依靠太阳和夜里依靠恒星的位置来确定方向的,称为天文导航。
但是天文导航受天气影响很大,而指南针及其装有指示方位的罗盘则不受天气影响,故在航海上得到重要应用,最早记载指南针在航海上应用的是北宋的《萍州可谈》,书中讲到:舟师识地理,夜则观星,昼则观日,阴晦观指南针,这也是世界上关于指南针应用于航海的最早记载,到南宋时的《诸蕃志》书中的记载则是海船上昼夜都是使用指南针导航了,到元代时已用指南针来确定航海路线,称为针路,也出现了在指南针下加上有24个方位的指示盘,把指南针和指示盘合称罗盘,也称罗经盘,明朝初年,航海家郑和率领庞大船队多次远航东洋和西洋,他们远航船队使用的航海图包括指南针罗盘导航的针路图和天文导航的过洋牵星图,明清两代的海船尾部已设有专放罗盘指南针的针房(图3)。
指南针除主要应用于航海外,还应用于古代多种便携式日晷、天文仪器和测量仪器中,现在北京故宫博物院还收藏有这些带指南针的便携式日晷、天文仪器和测量仪器,另外指南针罗盘也用于古代营建房屋和选择墓地(勘舆术)等。
摘自:中国科普博览网
公元前3世纪,成书于战国时期的《韩非子》中这样记载:先王立司南以端朝夕,《鬼谷子》中记载:郑人取玉,必载司南,为其不惑也,司南如图1所示。
公元11世纪,北宋沈括在《梦溪笔谈》中提到了指南针的制造方法:方家以磁石磨针锋,则能指南……水浮多荡摇,指爪及碗唇上皆可为之,运转尤速,但坚滑易坠,不若缕悬之最善,同时,他还发现了磁偏角,即:地球的磁极和地理的南北极不完全重合(图2)。
我国在磁石和磁石吸铁的现象的发现、最早磁指南器(司南)的发明和指南针的发明及应用、地球磁偏角和地球磁倾角的发现及利用、磁在医药上的应用,以及有关北极光、地球磁现象和太阳黑子太阳磁现象的发现最早最多的记载等方面,中国都居于世界的前列,这里仅介绍我国在司南和指南针的发明、指南针在航海中的最早应用。
司南和指南针的发明
司南是我国春秋战国时代发明的一种最早的指示南北方向的指南器,还不是指南针,根据现代科学考古学家的考证和所制的司南模型(图1),说明司南是利用天然磁石制成汤勺形,由其勺柄指示南方,司南是利用天然磁石制造的,在矿石来源、磨制工艺和指向精度上都受到较多的限制,因此到了北宋时代,由于军事和航海等需要及材料与工艺技术的发展,先后利用人造的磁铁片和磁铁针以及人工磁化方法制成了在性能和使用上比司南先进的指南鱼和指南针。
指南针在航海中的最早应用
指南针在北宋时发明以后,很快就在航海上得到了应用,在未采用指南针前,航海是白昼依靠太阳和夜里依靠恒星的位置来确定方向的,称为天文导航。
但是天文导航受天气影响很大,而指南针及其装有指示方位的罗盘则不受天气影响,故在航海上得到重要应用,最早记载指南针在航海上应用的是北宋的《萍州可谈》,书中讲到:舟师识地理,夜则观星,昼则观日,阴晦观指南针,这也是世界上关于指南针应用于航海的最早记载,到南宋时的《诸蕃志》书中的记载则是海船上昼夜都是使用指南针导航了,到元代时已用指南针来确定航海路线,称为针路,也出现了在指南针下加上有24个方位的指示盘,把指南针和指示盘合称罗盘,也称罗经盘,明朝初年,航海家郑和率领庞大船队多次远航东洋和西洋,他们远航船队使用的航海图包括指南针罗盘导航的针路图和天文导航的过洋牵星图,明清两代的海船尾部已设有专放罗盘指南针的针房(图3)。
指南针除主要应用于航海外,还应用于古代多种便携式日晷、天文仪器和测量仪器中,现在北京故宫博物院还收藏有这些带指南针的便携式日晷、天文仪器和测量仪器,另外指南针罗盘也用于古代营建房屋和选择墓地(勘舆术)等。
摘自:中国科普博览网