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指南裝置與磁石有甚麼關係?

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漢代思南的勺頭指向南北,勺尾指向南
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漢代古人已發現磁石雖然可以吸鐵,但不能吸引銅和瓦石,而且還知道磁鐵的排斥現象,並把磁鐵排斥現象應用於休閒活動——鬥棋。磁石也可以用於防盜和軍事,如秦始皇阿房宮的大門就有磁石,用來防持帶鐵器的盜賊進入等。

 

雖然古人仍未知道地球本身是個大磁體,但是自秦漢時期起,磁學知識已應用於辨別方向,且發展了不同的人工磁性指向器。秦漢時期的磁性指向器叫「司南」,是用天然磁石加工而成,由青銅地盤與磁勺組成。磁勺形狀像瓢勺,地盤內圓外方,刻有天干、地支和八卦表示的24個方位,中心圓面下凹,把磁勺放在中心圓上,靜止時,勺柄總是指向南方。

 

北宋時,雖沒有地磁場乃至地磁傾角的理性概念,然而在實踐中人民卻充分利用了地磁場和地磁傾角以磁化鐵片,發明指南魚。曾公亮記載了指南魚製造方法:將薄鐵,燒紅遇高溫則鋼鐵的磁疇排列會完全被打亂;遇冷(蘸水),即淬火急冷,磁疇排列又復形成。關鍵在於將鐵片按地球子午線方向(地磁的南北方向)冷卻,在地磁場的影響下,冷卻後的鐵片磁疇即順着地磁方向排列,於是鐵片產生磁性,則魚頭為北極,魚尾為南極。

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各種指南針安裝方法
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磁鍼是人工製造的指南工具,是一種帶上磁性的鋼針。它的出現在磁學和地磁學的發展史上也是一件大事。北宋沈括在《夢溪筆談》中提到四種指南針安裝方法:l)指甲法:將磁針擱在光滑的指甲上,可以旋轉自如。2)絲懸法:以單根蠶絲繫於針腰,懸吊磁針,相繫處滴上少許蠟。3)水浮法:把磁針穿在數根燈草上,用燈草托浮磁針於水面。4)碗唇法:把磁針放在光滑的碗口邊緣上。

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絲懸法指南針是北宋四種指南針之一
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羅盤是指南針與刻度盤相結合的產物,最早被堪輿家用於相墓、相宅、看風水。刻度盤在中國產生於先秦時期,但羅盤只有在磁針誕生之後才有可能問世。羅盤最初被稱為「地螺」,盤面是圓形,上有方向刻度,當中又有旱羅盤和水羅盤之分。旱羅盤最遲產生於十二世紀下半葉,沈括和陳元靚所說的絲懸磁針和指南龜都是旱羅盤的始祖。在江西臨川一座葬於1198年的宋墓裏,出土了兩個張仙人瓷俑,瓷俑右手持羅盤,從它豎持羅盤和羅盤的磁針中央有轉動中心來看,這應該是旱羅盤,而安裝磁針的方式可能是迴旋樞軸。水羅盤就是將磁針或指南魚放入水碗中,再在碗外緣加上刻度盤的指向器。元代時盛行「針碗」,一般在碗內底畫出24個方位,注水並放入指南針即可以識別指針方向,主要應用於航海船舶。十二世紀初,中國人在航海中使用指南針或羅盤已相當普遍,而有關磁學及羅盤的知識是由阿拉伯人從中國傳到歐洲。

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東漢式盤是古代術數的工具
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Last updated:
2019-11-19

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