指南針的發明過程的資料? 在風和日麗的豔陽天,太陽給我們指明了方向;在滿幕星辰皓月的夜晚、北極星教我們辨明南北當太陽、星展躲起來時,迷失了方向的人苦惱至極中國勞動人民經過長期生産實踐發明的指南針結束了人類靠天辨認方向的曆史,我來為大家科普一下關于指南針的發明過程的資料?以下内容希望對你有幫助!
在風和日麗的豔陽天,太陽給我們指明了方向;在滿幕星辰皓月的夜晚、北極星教我們辨明南北。當太陽、星展躲起來時,迷失了方向的人苦惱至極。中國勞動人民經過長期生産實踐發明的指南針結束了人類靠天辨認方向的曆史。
“磁”心一片總指南方
中國最早的指南針是指南車。關于指南車的發明人說法不一。傳說公元前2000多年,黃帝發明了指南車。黃帝和蚩尤大戰,蚩元能做大霧,弄得黃帝部下的戰土辨别不清東南西北,迷失了方向。黃帝為了戰勝蚩尤,經過幾夜的苦思冥想,創制了指南車,用來指示方向,大敗蚩尤,成為華夏族的最高領。
有人則把指南車的發明歸于周公。據說周公當政的時候,西方諸侯都派使者來朝賀,越裳氏在極遠的南方,也派使者來進貢。周公怕越裳氏的使者回去時迷失方向,便造指南車送給他。衆說紛纭,莫衷一是。不過,指南車正式見于史書記載則始于東漢。以後三國南北朝、北宋時期,都有人制造指南車。根據北宋時期燕肅把指南車獻給皇帝的那篇公文,可以知道他制造的指南車的形狀和内部構造。它是一輛裝載着長方形車箱的雙輪車,車箱外面有形象生動的雕刻和色彩鮮明的圖畫作裝飾,非常美觀。車箱裡面是整套精巧的機件,和車箱頂上站着的可以轉動的木偶相關聯。那本偶平舉一手作指示方向的樣子。指南車用四匹馬拉着,行動的時候,不管車身拐彎大小,木偶的手指始終指向南方。戰國時候,我國冶金業興起和迅猛發展,人們在尋找鐵礦的時候,發現一種磁鐵礦,即磁石。磁石的發現和對其性能的掌握,在指南針的發明史中具有決定性意義。
磁石有一個區别于别種礦石的顯而易見的特性,就是它的吸鐵性。最初人們無法正确解釋這一現象的奧秘,于是就拿母子情來比
人們掌握了磁石的吸鐵性之後,在各個方面應用它。秦始皇曾用磁修築阿房宮的北阙門以防刺客。用磁石過濾釉水中的鐵屑,曾是燒制白瓷的一道重要工序。在制藥的過程中,往往用磁石吸去鐵制杵臼留在藥中的鐵屑。磁石也應用于醫療上,《本草綱目》記載了宋代人用磁石吸鐵作用來進行某種外科手術,如在眼裡或口裡吸取某些細小的鐵質異物。到了現代已發展成為一種專門的磁性療法,對關節炎等疾病顯示出良好的療效。然而,發現并利用磁鐵的指向性,制造出指南針,則是中國對世界文明的一項更偉大的貢獻。用磁石制成的指向儀器,最早稱之為司南。司南就是指南的意思。它大概問世于戰國時期。
司南是用天然磁石制成的,樣子像一把勺,底部圓圓的,可在平滑的“地盤”上自由旋轉。那塊方方的地盤是指羅經盤,四周刻有八幹(甲、乙、丙、丁、庚、辛、壬、癸)和十二支(子、醜、寅、卯、辰、已、午、未、申、酉、戌、亥),加上四維(乾、坤、巽、艮)共二十四向,是配合司南一起為人們定向的。定向時,人們把司南的柄輕輕一碰,待旋轉的磁勺慢慢靜止下來,勺柄就指向南方,告訴人們所處的方位。據說那時的鄭人去采玉時,一定要懷揣一套小小的司南,以免在深山幽谷中迷失道路。
經過長期的探索,到了唐末宋初時期,我們的祖先終于發明了兩種人工磁化的方法,指南針也就應運而生了。一種方法是制作指南魚。宋代曾公亮等著《武經總要》中記述了指南魚的做法:把薄鐵片剪裁成長2寸、寬5分、頭尾像魚形的鐵片,把它放到炭火中燒得通紅,一方面增加鐵分子的活力,打破分子間原來的穩定排列,使分子在重新排列時形成磁性;另一方面,通過灼燒、淬火(放到水中數分鐘),增加了鐵片的鋼性,使鋼鐵磁化後不容易退磁。而在淬火時,把“魚尾”正對着北方,“魚頭”就自然對着南方,實際就是把一塊高熱的鐵片放在地磁場中,使它在驟然冷卻時,在地磁場的作用下,分子重新排列,鐵片被磁化。但因地磁場磁性太弱,磁化也較微弱,因此,為加強磁化的程度,就把這“魚”放在密閉的容器中保存一段時間,這個容器實際是放有永久磁鐵的匣子,以便使它強化“魚”的磁性。這樣做成的“魚”就是指南魚。這是世界上最早利用地磁場磁化鐵片的實驗,說明我們的祖先在當時就對鐵在地磁場中磁化的原理已經有了相當的認識。類似的方法直到600年以後的1600年才被歐洲人掌握。不過,用這種方法所獲得的磁性較弱,影響了指南魚指南的準确性。
另一種方法是用天然磁石來摩擦鐵針,使鐵針磁化,制成指南針。這種磁化方法簡單而有效,所以就很快地推廣開了。宋代大科學家沈括在他的《夢溪筆談》中記載了針形。指南針的四種裝置方法:一是水浮法,就是使磁針中部穿在一根燈芯草中,一起懸浮在水面上;二是指爪法(也叫指甲旋定法),就是把磁針平放在指爪甲上,由于爪甲摩擦阻力較小,磁針很容易轉動,就會在地磁場的作用下自動地指定南北方向;三是碗唇法(也叫碗沿旋定法),就是把磁針平放在碗唇(碗的邊緣棱)上,指向原理與指爪法相同;四是縷懸法(也叫絲懸法),就是用一根繭絲系在磁針腰上,用芥子大小的蠟将它固定好,懸挂在沒有風的地方,就會自然指向南北。
正如在使用司南時需要地盤配合一樣,在使用指南針時也需要有方位盤相配合,故此指南針也叫羅盤針。磁針和方位盤聯成一體,稱為羅經盤或羅盤。羅經盤的出現,是指南針發展史上的一大進步,隻要一看磁針在方位盤上的位置,就能定出方位來,羅盤有水羅盤和旱羅盤兩種。它們的區别在于:旱羅盤的磁針是以釘子支在磁針的重心處,并且使支點的摩擦阻力十分小,磁針可以自由轉動。顯然,旱羅盤比水羅盤有更大的優越性。它更适用于航海,因為磁針有固定的支點,而不會在水面上遊蕩。但是,它在海上應用仍有很大的不方便,當盤體随海船做大幅度擺動的時候,常使磁針過分傾斜而靠在盤體上轉動不了。1560年,意大利的卡爾達諾發明了新的磁針裝置。這是一種利用三環式懸挂法的裝置,無論船如何颠簸搖擺,磁針都能準确地保持水平狀态,因此磁針指示的方位更加準确。這種裝置叫羅盤儀,是航海中最重要的工具,非常适用于木船。然而鐵船出現之後,磁針受鐵的影響失去作用。為了消除磁針的指示誤差,人們又想了各種辦法。例如,在磁針旁邊放置永久磁鐵或在兩側放置鐵球。1874年,英國的凱爾文發明了不受鐵影響的準确的羅盤儀。利用磁針,不僅能确定方位,還能測定方位角和磁傾角,從而能夠确定位置。指南針的發明是一項具有劃時代意義的偉大成就。作為一種指向儀器,指南針在軍事、生産、日常生活、地形測量上起了重要作用。
指南針大約在北宋末期被用于航海。它的出現首先彌補了天文導航的緻命缺陷,使航海家們再也不必在陰雨天時緊張得手足無措
了。開始時,人們對它的使用還很不熟練,因為它僅被視作天文導航的輔助工具,是在陰雨天才被航海家拿出來使用的一種備用之物。到了南宋,随着人們對指南針性能和用途了解的深化,它已逐步成為主要的導航儀器。航海者特意在船上設置了專門放置指南針的場所,叫針房,交由有經驗的火長(導航人員)專門掌管,一般人員不得随便進入。火長必須有敬業精神,要專心緻志地盯着羅盤,否則稍有疏忽,一船人的性命就可能無所依托了。而在元代,若沒有指南針的導向而貿然出海,會被視作一件不可思議的事。
更多精彩资讯请关注tft每日頭條,我们将持续为您更新最新资讯!