|
|
|
|
||||||||||||||||||||||||||||
![]() |
|||||||||||||||||||||||||||||||
司南 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。 指南魚的製造方法 曾公亮等人當時雖沒有地磁場乃至地磁傾角的理性概念,然而,在實踐中,他們卻充分利用了地磁場和地磁傾角以磁化鐵片,曾公亮記載的指南魚製造方法,正是這一項實踐。 將薄鐵,即鋼片,剪成魚形片,並燒紅(爐溫高於約700℃),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。關鍵之處在於冷卻時“以尾正對子位”,即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著地磁方向排列了,於是鐵片產生了磁性,則魚頭為北極,魚尾為南極。另外,其中還有一個利用地磁傾角的技巧,就是將鐵片“沒尾數分”,斜插入水盆中淬火,可以增強鐵片的磁化度。將這種指南魚平放入水碗後,受地磁場影響,魚頭指向南方,魚尾指向北方。 羅盤 羅盤是指南針與刻度盤相結合的產物。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”,盤面是圓形的,上有方向刻度,當中又有旱羅盤和水羅盤之分。 旱羅盤 羅盤最先被堪輿家用於相墓、相宅、看風水,在江西臨川一座葬於公元1198年的宋墓裡,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回旋樞軸。旱羅盤最遲產生於12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。 水羅盤 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。針碗的優點在於不容易翻倒或打碎,因其碗底深,一般置於後艙沙堆之中,沙堆可減緩碗的移動,使碗內的水總是保持平衡,而磁針受航行的干擾就相對減低。12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的。 |