指南针的演变过程.docx

《指南针的演变过程.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《指南针的演变过程.docx（5页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、司南是我国春秋战国时代制造的一种最早的指示南北方向的指南器， 还不是指南针。依据春秋战国时期的韩非子书中和东汉时期思想家王充写的论衡书中的记载，以及现代科学考石学家的考证和所制的司南模型，说明司南是利用自然磁石(古代称慈石，用慈祥来描述磁石吸铁现象)制成汤勺形，由其勺柄指示南方。而在春秋战国时期的管子书中和山海经书中便有了关于慈石的记载，而在这一时期的鬼谷子书中和吕氏春秋书中还进一步有了慈石吸铁的记载。这可以说是古代最早的磁指南器，现在北京的中国历史博物馆和其他地方的很多博物馆都有司南的模型展出。这里要指出关于指南车的问题，历史上传奇黄帝(约公元前 47 世纪) 和西周周公(约公元前 21 世

2、纪)曾制造和使用指南车指南车，但是经过后来的文献考证和模型制作试验，都已证明指南车与指南针没有关系，汉代以后的指南车是依靠机械构造，而不是依靠磁性指南的。现在北京的中国历史博物馆中也有指南车的模型展出。司南是利用自然磁石制造的，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和材料与工艺技术的进展，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沈括的指南鱼和指南针。指南鱼的制法最早消灭在北宋的武经总要(公元 1044 年)书中，大意是将铁片剪成首尾两端锐利的鱼形，放在炭火中烧红后取出，使尾部指向北方斜放入水中。将这样制成的

3、指南鱼放在水碗中便可指示南北方向。可以看出，这种长期阅历积存的制造方法是符合科学原理的：首先利用水中淬火产生相变和(地)磁场热处理可以提高指南鱼铁片的磁性和矫顽力，其次利用首尾两端锐利的长条形铁片可以提高指向精度和减小退磁因数，再次是利用铁片向北倾斜放入水中淬火能更接近地(球)磁场倾角即接近总地磁场方向，可以提高磁场热处理的效果。在指南鱼制造后不久，又制造了一种意义更重大、制法更简洁、使用更便利和用途更广泛的指南针。最早是北宋的著名政治家和科学家沈括(图 5)在其著作梦溪笔谈(公元 1086 年)中记述的，大意是利用自然磁石磨铁针，受指南针磨的铁针就能指向南方。有 4 种指南针的用法：将指南针

4、放在指甲上的指爪法，将指南针放在碗口边上的碗唇法，将指南针悬挂在蚕丝上并用蜡粘住的缕悬法，将指南针横贯灯尺而浮水面的浮针法。还记述指南针并不完全指南，而是略微东。这就是磁偏角现象这说明当时对于指南针的指向观看是很认真的。宋代，劳动人民把握了制造人工磁体的技术，又制造了指南鱼。指南鱼是把薄钢片剪成鱼形，长二寸，宽五分，鱼的肚皮局部凹下去，使鱼象船一样能浮在水面上。然后把鱼和自然磁铁放在一起， 由于磁体的吸力，钢片受磁感应也具有磁性。这种人工传磁方法制成的指南鱼比使用司南便利多了，只要有一碗水，把指南鱼放在水面上就能区分方向了。经过长期的改进，人们又把钢针在自然磁体上磨擦， 钢针也有了磁性。这种经

5、过人工传磁的钢针可以说是正式的指南针 了。沈括在他的 梦溪笔谈 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 ”是把指南针放在有水的碗里，使它浮在水面上，指示方向。“缕悬法”就是在磁针中部涂上一些蜡，上面粘一根丝线，把丝线悬在木架上，针下安放一个标有方位的圆盘，静止时钢针就指示南北。“指甲法”就是把钢针放在手指甲面上，轻轻转动，由于手指甲的光滑，磁针就和司南一样也能发生指南作用。“碗唇法”是把磁针放在光滑的碗边上，转动磁什，便和指甲法一样发生指南作用。沈括经过周密的观看试验， 还觉察磁针指示的方向并不是正南正北，而是微偏西北和东南，这种觉察在科学上叫磁偏

6、角。我国不但是世界上最早制造指南针的国家，而且也是最早把指 南针用于航海的国家 。十一世纪末，指南针开头用于航海，北宋时候的朱彧在萍洲可谈里讲到当时海船上的人识别地理方向，晚上看星辰，白天看太阳，阴天落雨就看指南针。北宋时期出访朝鲜的徐竞在宣和奉使高丽图经 中也说 ：船队航海，夜晚“ 视星斗前迈，假设晦冥 ，则用指南浮针”。可见那时从事航海的人们已经普遍地把握了指南科学学问。随着指南针在航海上的广泛应用，指南针本身装置也得到了改进。南宋时开头把磁针与分方位的装置组装成一个整体，这就是罗盘。到了元朝，又有人造出立针式的指南龟和指南鱼。课本上的指南针插图，是现代所用指南针的示意图。指南针指南针的制造和应用，不仅使人们抑制了远航时不易区分方向的困难，而且也推动了世界航海事业的进展和文化沟通。南宋时一些阿拉伯商人和波斯商人常常搭乘我国的渔船往来贸易，他们学会了指南针的制造方法，同时又把这个方法传到了欧洲。到了十二世纪末、十三世纪初，阿拉伯和欧洲一些国家才开头用指南针来航海，比起我国已经迟了一百多年。