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但沈括并不知道这个道理,他真实的记录了这个现象并坦白承认自己没有做深入思考。
以期望后人能进一步探讨。
四种方法
关于磁针的装置方法,沈括介绍了四种方法:1.漂浮法指南针——将磁针上穿几根灯心草浮在水面,就可以指示方向。
2.碗唇旋定法指南针——将磁针搁在碗口边缘,磁针可以旋转,指示方向。
3.指甲旋定法指南针——把磁针搁在手指甲上面由于指甲面光滑,磁针可以旋转自如,指示方向。
4.缕悬法指南针——在磁针中部涂一些蜡,粘一根蚕丝,挂在没有风的地方,就可以指示方向了。
5.支撑式指南龟——将指南针换做为一个龟形磁石,头指南,尾指北【与缕悬法指南针无较大差异】
指南龟是当时流行的一种新装置,将一块天然磁石放置在木刻龟的腹内,在木龟腹下方挖一光滑的小孔,对准并放置在直立于木板上的顶端尖滑的竹钉上,这样木龟就被放置在一个固定的、可以自由旋转的支点上了。
由于支点处摩擦力很小,木龟可以自由转动指南。
当时它并没有用于航海指向,而用于幻术。
但是这就是后来出现的旱罗盘的先声。
推测方位
指南龟发明年代不晚于1325年。
木块刻成龟型,龟腹部中心嵌以磁体,木龟安放在尖状立拄上,静止时首尾分指南北。
要确定方向除了指南针之外,还需要有方位盘相配合。
最初使用指南针时,可能没有固定的方位盘,随着测方位的需要,出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。
盘面周围刻二十四方位,内中盛水,磁针横穿灯草,浮于水面。
人们已经知道地球的两个磁极和地理的南北极只是接近,并不重合。
磁针指向的是地球磁极而不是地理的南北极,这样磁针指的就不是正南、正北方向而略有偏差,这个角度就叫磁偏角。
又因为地球近似球形,所以磁针指向磁极时必向下倾斜,和水平方向有一个夹角,这个夹角称为磁倾角。
不同地点的磁偏角和磁倾角都不相同。
成书于北宋的《武经总要》在谈到用地磁法制造指南针时,就注意利用了磁倾角。
沈括在《梦溪笔谈》谈到指南针不全指南,常微偏东。
指出了磁偏角的存在。
磁偏角和磁倾角的发现使指南针的指向更加准确。
魏晋南北朝时,中国先民对磁石的性质已有了很多认识。
就连当时的诗人曹植在矫志诗中也用了“磁石引铁,于金不连。”
的句子。
可见他也了解磁石的性质。
南北朝梁代的陶弘景在《名医别录》中提出了磁力测量的方法,他指出:优良磁石出产在南方,磁性很强,能吸引三、四根铁针,使几根针首尾相连挂在磁石上。
磁性更强的磁石,能吸引十多根铁针,甚至能吸住一、二斤刀器。
陶弘景不仅提出了磁性有强弱之分,而且指出了测量方法。
这可能是世界上有关磁力测量的最早记载。
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