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物理学史——中国古代电磁学知识


4、 磁体的应用
(1)战时用
《晋书· 马隆传》:“夹道累磁石,贼负铁镗,行不得前,隆
卒悉被犀甲,无所溜碍” (2)建筑用 汉代《三辅黄图》:“作阿房宫前殿,东西五十步,南北五 十丈,上可坐万人,下建五丈旗。以本蘭为梁,以磁石为门,
怀刃者止之。”
(3)制陶 用磁石吸取釉水中的铁屑,烧出的瓷器洁白细腻。
明末清初刘献廷《广阳杂记》:“磁石吸铁,隔碍潜通。或问
余曰:磁石吸铁,何物可以蔽之?犹子阿孺曰:唯铁可以隔之 耳。其人去而复来曰:试之果然。余曰:此何必试,自然之理
也。”我国最早对磁屏蔽的记载。
3、 人造磁体
(1) “斗棋”:
《淮南万毕术》:“慈石提棋” 。原注释说:“取鸡 (血),磨针铁,以相和慈石,置棋头,局上自相投也。” “慈石拒棋” 。 (2)摩擦带磁:
沈括《梦溪笔谈》:“以磁石磨针锋,则锐处常指南,亦
有指北者,恐石性亦不同”。用磁石有规律地摩擦针或其它铁 制物体,使物体带磁
(3)指南鱼: 西晋时代出现。
北宋曾公亮《武经总要》:“鱼法,以薄铁叶剪裁,长两
寸,阔五分,首尾锐如鱼形,置炭火中烧之,候通赤,以铁钤 钤鱼首出火,以尾正对子位,蘸水盆中,没尾数分则止,以密 器收之。用时置水碗于无风处,平放鱼在水面令浮,其首常南 向午也。”
古代屋脊上的避雷装置
法国旅行家卡勃里欧别· 戴马甘兰1688年所 著的《中国新事》一书中记有:中国屋脊 两头,都有一个仰起的龙头,龙口吐出曲 折的金属舌头,伸向天空,舌根连结一根 细的铁丝,直通地下。这种奇妙的装置, 在发生雷电的时刻就大显神通,若雷电击 中了屋宇,电流就会从龙舌沿线睛行至地 底,避免雷电击毁建筑物。这说明,中国 古代建筑上的避雷装置,在大批量和结构 上已和现代避雷针基本相似。
“故先王立司南,以端朝夕”。
《鬼谷子》: “郑子取玉,必载司南,为其不惑也”。
东汉王充《论衡》:
其柢(di勺的长柄)指南”。
“司南之杓(shao 勺子),投之于地(中央光滑的地盘),
(2)指南鱼
不言而喻,司南的指向性较 差。北宋时曾公亮与丁度 ( 990 ~ 1053 )编撰的《武经 总要》(1044年)在前集卷十 五记载了指南鱼的使用及其制 作方法,极为清晰地论述了热 退磁现象的应用。当烧至通赤 时,温度超过居里点,磁畴瓦 解,这时成为顺磁体。再用水 冷却,磁畴又重新恢复。这时 鱼尾正对子位(北方),在地 磁场作用下,磁畴排列具有方 向性,因而被磁化。从司南到 指南鱼,无疑是一个重大进步, 但在使用上仍多有不便。
卡尔· 马克思:“火药、指南针、印刷术——这是预告资产阶
级社会到来的三大发明。火药把骑士阶层炸得粉碎,指南针 打开了世界市场并建立了殖民地,而印刷术则变成新教的工 具,总的来说变成科学复兴的手段,变成对精神发展创造必 要前提的最强大的杠杆。”(《机器、自然力和科学的应
(1)司南
《韩非子》:司南的最早记载
4.明清时_________在《广阳杂记》中有我国关于磁屏蔽的最 早记载。 (1)曾公亮 (2)刘献庭 (3)孙云球 (4)方以智 5.司南的最早记载见 一书中。(答:《韩非子》)
6.宋代沈括在其所著 中有世界是最早的利用天 然磁体进行人工磁化,地磁偏角、面镜焦点的记录。(答: 《梦溪笔谈》) 7.南北朝的肃子显在《南齐书》中记载了________为导电 物, 为绝缘体。(答:金属之类,木) 8.王充在《论衡》里边提到“顿牟掇芥”指___________ 现象。
甲骨文“雷”
金文(周)“电”
1、雷电知识 (1)雷电现象 王充《论衡· 雷虚篇》:“云雨至则雷电击”,明确地提出 云与雷电之间的关系。 《南齐书· 五行志》: “永明八年(490年)四月六日,雷
震会嵇山阴恒山保林寺,刹上四破,电火烧塔下佛面,而窗 户不异也。(佛面刷有金粉)”
沈括《梦溪笔谈》:“内侍李舜举家曾为暴雷所震,其堂之 西室,雷火自窗间出,赫然出檐,人以为堂屋已焚,皆出避
之。及雷止,其舍宛然,墙壁窗纸皆黔。有一木格,其中杂
储诸器。其漆器银扣者,银悉熔流在地,漆器不曾焦灼。有 一宝刀,极坚刚,就刀石中熔为汁,而室亦俨然。人必谓, 火当先焚草木,然后流金石,今乃金石铄而草木无一毁者, 非人情所测也。” “导体”和“绝缘体”在雷电作用下的
区别。
方以智《物理小识》:“雷火所及,金石销熔,而漆器不 坏。”
(4)制药和医疗
制造中药时,采用磁引方法吸取中药中的铁渣。


晋代有用磁石吸出体内铁针的病案。
南北朝时期的医生陶弘景“炼水,亦令人有人。”
《神农本草经》:“慈石,味辛寒,主周痹风湿,肢节中
痛,不可持物,……除大热烦满及耳聋。”
水二斗浸于露地。每日取水作粥食,经年气力强盛,颜如童 子。” 战国时“自炼五石”
曳,以手摩之良久,火星直出。”
(二 )
中国古代对磁的认识
1、 对磁体的认识
前秦(公元前4世纪)《管子》:“上有慈石者,其下有铜 金”,这是关于磁的最早记载。 《鬼谷子》: “若慈石之取针”。 《吕氏春秋 · 精通》:“慈石召铁,或引之也。”这是最早 关于磁石吸铁的记载。
汉代高诱注:“石,铁之母也。以有慈性,故能引其子。石

南宋陈元靓《事林广记》:“造指南龟。以木刻龟子一个,
一如前法制造,但于尾边敲针入。用小板子,上安以竹钉子, 如箸尾大;龟腹下微陷一穴,安钉子上,拨转常指北。须是针 尾后。”
木龟有固定支点的装置。由水浮 改为支撑,对于指南仪器这是在 结构上的一次较大改进,为将指 南针用于航海提供了方便条件。

宋代朱彧的《萍洲可谈》:“舟师识地理,夜则观星,
载。
宋代苏颂《本草图经》:磁石“能吸铁虚连十数针,或一、 二斤刀器回转不落者,尤真。”
(3) 磁石只能吸铁 《淮南子》:“慈石能吸铁,及其于铜则不通矣”,
“慈石之能连铁也,而求其引瓦,则难矣”。不能吸金、银、
铜等其他金属,也早为我国古人所知。 (4) 隔碍相通 张君房《云笈七签》:“磁石吸铁,间隔潜应” (5) 磁屏蔽
(2)雷电成因 《淮南子 · 坠形训》:“阴阳相薄为雷,激扬为电”,即雷 电是阴阳两气对立的产物。 王充《论衡· 雷虚篇》:“雷者,太阳之激气也”。“试以一 斗水灌冶铸之火,气激■裂,若雷之音矣。或近之,必灼人
体。天地为炉大矣,阳气为火猛矣,云雨为水多矣,分争激
射,安得不迅?中伤人身,安得不死?。”
为真。”辨别真假琥珀的方法
宋代张邦基《墨庄漫录》:“皇宫中每幸诸阁,掷龙脑以辟 (避)秽。过则以翠羽扫之,皆聚,无有遗者”。孔雀毛吸
引龙脑(可制香料的有机化合物碎屑).
(2)电致发光(这里指摩擦起电伴随的放电现象) 西晋张华(232~ 300)《博物志》:“今人梳头,脱著衣 时,有随梳、解结有光者,亦有咤(zha)声”。世界最早记 述了梳子与丝绸摩擦起电引起的放电及发声现象。 唐代段成式《酉阳杂俎》: 毛,即着火星。” 明代都邛(qiong)《三余赘笔》:“吴绫为裳,暗室中力持 “猫……黑者,暗中逆循其
《本草纲目》:“慈石三十两,白石英二十两,槌碎瓮盛,
5、 司南和指南针
弗兰西斯· 培根《新工具》:“印刷术、火药和指南针这三种
发明已经在世界范围内把事情的全部面貌和情况都改变了:
印刷术是在学术方面,火药是在战争方面,指南针是在航海 方面;并由此又引起难以数计的变化来;竟至任何帝国、任 何宗教、任何星宿(显赫人物)对人类事务的力量和影响都 仿佛无过于这些机械性的发现。”
中国古代的电磁学知识
1. 中国古代的电学知识 雷电和摩擦起电 2. 中国古代对磁的认识
磁体、磁性及应用、司南、指南针
(一 )
中国古代的电学知识
我国古代对电的认识,是从雷电及摩擦起电现象开始的。 早在3000多年前的殷商时期,甲骨文中就有了“雷”的形声字。 西周初期,在青铜器上就已经出现加雨字偏旁的“電”字。
《杂志一》) “以磁石磨针锋,则锐处常指南,亦有指北者,恐石性亦 不同,如夏至鹿角解,冬至麋角解,南北相反,理应有异,未 深考耳。”《梦溪笔谈.补笔谈》卷三《药议》)
遗憾的是,中国古代关于磁的认识尽管极为丰富,但关于 磁现象的本质及解释,往往又是含糊的,缺乏深入细致的研 究。就连被称作“中国科学史上的坐标”的沈括,对磁现象 也认为,“莫可原其理”,“未深考耳”,致使在我国历史 上,一直未能产生可与英国吉尔伯特《论磁》比美的著作。
1.《汉书 西域传》记载“矛端生火”指公元3年观察到: (1)摩擦起电 (2)磁石吸铁 (3)尖端放电 (4)光的折射
2.我国最早有关毛发摩擦生电的记载,是西晋张华写的 (1)《庄子》(2)《水经注》(3)《博物志》(4)《淮南子》 3.北宋时,谁在《萍州可谈》中第一次记载了指南针用于航海, 比英国人纳肯早71年 (1)朱彧 (2)梅文 (3)曾公亮 (4)张载
2、 静电现象 (1)摩擦起电 《春秋纬》:“瑇瑁(玳瑁)吸偌(细小物体)”。
《论衡》 :“顿牟掇芥 duō g ài ”,这里的顿牟也是指玳
瑁。 《三国志》: “琥珀不取腐芥”。腐芥因含水分,已成为 导体,所以不被带电琥珀吸引。 南北朝陶弘景的《名医别录》:“琥珀,惟以手心摩热拾芥
明代刘基( 1311 ~ 1375 ):“雷者,天气之郁而激发也。
阳气困于阴,必迫,迫极而迸,迸而声为雷,光为电”。
(2)尖端放电 《汉书· 西域记》:“元始中(公元3年)……矛端生火” 晋代《搜神记》:“戟锋皆有火光,遥望如悬烛”。 避雷针是尖端放电的具体应用: 唐代王睿《炙毂(gu)子》:汉代高大建筑物的瓦饰制成动
昼则观日,阴晦观指南针”。最早关于指南针用于航海的 记录。到了明代,遂有郑和下西洋,远洋航行到非洲东海 岸之壮举。 西方“关于指南针航海的记载,是在1207年英国纳肯 (A. Neckam,1157~1217)的《论器具》中。
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