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中国四大发明之一:指南针

中国古代指南针
各种指南针图及磁子午线示意
指南针:是一种判别方位的简单仪器,又称指北针。

指南针的前身是中国古代四大发明之一的司南。

主要组成部分是一根装在轴上可以自由转动的磁针,磁针在地磁场作用下能保持在磁子午线的切线方向上,磁针的北极指向地理的北极,利用这一性能可以辨别方向。

用途:常用于航海、大地测量、旅行及军事等方面。

指南针用于航海之后,不论天气阴暗,航向都可辨认 中国是世界上公认发明指南针(Compass)的国家。

指南针的发明是我国汉族劳动人民在长期的实践中对 物体磁性认识的结果。

由于生产劳动,人们接触了磁铁矿,开始了对磁性质的了解。

人们首先发现了磁石吸引铁的性质,后来又发现了磁石的指向性。

经过多方面的实验和研究,终于发明了实用的指南针。

最早的指南针是用天然磁体做成的,这说明中国汉族劳动人民很早就发现了天然磁铁及其吸铁性。

据古书记载,远在春秋战国时期,生产力有了很大的发展,特别是农业生产更是兴盛发达,因而促使了采矿业、冶炼业的发展。

在长期的生产实践中,人们从铁矿石中认识了磁石。

汉族劳动人民进一步利用磁体的指极性,制成指示方向的机械,这就是指南针(最早的指南针叫司南)。

东汉王充在《论衡》中描述过“司南”,它象只水勺,用天然磁石磨制面成,勺底为球面体,勺呈椭圆状,勺柄通体渐渐缩成柱状。

为了确定方向,还配有一个“地盘”,它是铜质或涂漆木制盘,中央是平滑圆槽,形状可能是内圆外方,框上刻划出定向的刻度,用“干”、“支”(即甲、乙、丙、丁……和子、丑、寅、卯……)以及八卦等表明二十四方位。

将会投于地盘中央时,它的柄部就会大体停止在指南的方位上。

宋代杰出的科学家沈括在《梦溪笔谈》中,总结了劳动人民在实践在创造的四种指南针的装置方法。

第一种是水浮法,将磁针浮于水面进行指南,虽然比较平稳,但容易动荡不定;第二种是指甲旋定法,将磁针置于指甲上,转动灵活,也容易滑落;第三种是碗唇旋定法,将磁针置于碗口边上,转动较灵活,但易滑落;第四种是缕旋法,用蚕丝将磁针悬挂起来,可达到转动灵活而又稳定。

他还记载了人工授磁方法即“以磁石磨针锋,则能指南”。

这种用人工制成磁体,是一个巨大的进步。

此外,还曾制出过“指南鱼”、“旱针”、“水针”。

旱针、水针这两种指南针,成为近代指南针(罗盘针)的基本结构原理奠定了基础。

沈括在研究指南针的过程中,还总结和发现了地磁有偏角存在。

也就是说,指南针指示的方向,“常微偏东,不全南也”。

这是我国对地磁学做出的伟大贡献。

指向原理:地球是个大磁体,其地磁南极在地理北极附近,地磁北极在地理南极附近。

指南针在地球的磁场中受磁场力的作用,所以会一端指南一端指北。

指南针的始祖大约出现在战国时期
制作方法
材料:缝衣针、蜡烛、铁丝、冷水、透明塑料瓶、铁锤、细木棒
制作方法:
1.用铁丝缠住缝衣针,然后放入火中烧红,之后马上浸入冷水中冷却。

要记住:浸的时候一定要把针按南北方向摆放,这样针才能变成小磁针。

还有,你一定要小心别烫着!
2.把塑料瓶剪去口,用铁锤在底部的中央扎一个孔,然后把细线一端拴在小磁针的中部,再把线从孔中穿过。

倒立塑料瓶,使小磁针慢慢静止,这时你会发现,小磁针的一端指向的是南方,另一端指的是北方。

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