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三次创新成罗盘

来源:百科故事网时间:2017-08-05 19:40:01

第一次,我国古代劳动人民在采矿和冶炼的过程中,发现了一种带磁性的铁矿石,最早称为“磁石”。两千多年前的战国时期,人们就利用磁石做成一种指南的工具———司南。司就是指,司南就是指南的意思。司南的形状像一把汤匙,经过人们的精心琢磨,把磁石的磁南极一头磨成匙柄,另一头磨成柄呈椭圆形,底部是圆的汤匙,磨的很光滑,将其放在一只方形的底盘上。底盘四周刻有甲、乙、丙、丁、庚、辛、壬、癸、子、丑、寅、卯、辰、巳、午、未、申、酉、戌、亥、乾、坤、巽、艮二十四向,辅助司南定向。底盘的中央是一个光滑的圆槽,将司南的圆底放置在里面便能转动自如,当它静止时,匙柄所指的方向便是南方。这是世界上最早、最古老的指南仪器。

第二次,到了宋朝,人们发现钢铁在磁石上磨擦后也会产生磁性,这就是现在人说的磁化,而且不易走失,用这种人造磁制作的指南仪器,当时称为“指南鱼”。制造这种指南鱼时,先将薄铁片剪成鱼形,放在火上烧红,按磁石的指极方向,分别蘸水冷却,以磁石的磁北极和磁南极各自在鱼头鱼尾上摩擦,铁鱼就被磁化了,而且有磁性,这样指南鱼就基本制成了。辨别方向时,端一碗水放在无风处,将铁鱼片放置在水中,让它浮在水面上摆动,当停止时,鱼头自动指向南方。与司南相比,使用较为简便,既不需要光滑的底盘,也不需要放平,只要一碗水就可以了。指南鱼的制成和使用是指南仪器的又一大进步,但指南鱼需要水和无风的环境,这就限制了它的使用范围。

罗盘

第三次,人们又不断地研究试验,终于造出磁性钢针形的指南器。它的作法还是将钢针磁化,使其有磁性,能指南或指北;关键是它既简便又准确地定方向问题。沈括在《梦溪笔谈》中记载了四种方法:先是把指南针放在指甲盖上或碗边上,能够灵活转动,最后指向南方,但此方法指针容易滑落,不太稳当。又试图把指南针浮在水面上,当水摇荡时,指南针难以准确地指向南方。相比之下,以悬挂为最好。方法是从细丝绵中抽一根单丝,点一滴蜡将丝粘在针腰,然后将其悬挂在无风处,这样既牢固又灵活,指针灵敏而准确指向了南方。最后一种是罗盘针,是最科学的一种方法,它是把指针的中腰顶在一根小针上,小针置于一个刻有二十四向的方位盘,把磁针所指的方向对准盘上的正南方位,使用时,磁针就自然地转向南方。

另外,《梦溪笔谈》提到磁针指南,“然微偏方,不全南也”,这是中国人在使用指南针时一个极其重要的发现,把这个指针的偏向,称之为“磁偏角”,产生这种现象的原因是地球上磁极不是正好的南北两极的缘故。由此可知沈括是世界上第一个发现磁偏角的人,在以后的古籍中还明确地指出磁偏角在五度以内,不同地区磁偏角略有差异。

指南针发明成功后,很快被应用到航海事业中,大大促进了航海事业的发展。在船头船尾各置一只水浮式指南针,逢阴雨天用它来定南北、辨方向。两宋时期我国沿海各地海船出海,广泛使用了指南针定向,不仅促进了航海技术的发展,也促进了两宋海外贸易的兴旺发达,他们近到日本、朝鲜、远到南海、非洲东海岸各国,这就把指南针传到了世界各地,先是传到阿拉伯人和波斯人,再传到欧洲,促进了世界航海业的大发展,世界文化的大交流,加速了世界经济的发展进程,加速了世界文明的前进步伐。
 

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