历史上沈括是如何发现磁偏角的?

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2022-04-12

  历史上沈括是如何发现磁偏角的?磁偏角,就是磁场强度矢量的水平投影与正北方向之间的夹角,下面趣历史小编为大家带来详细的文章介绍。

  因指南针、磁罗盘是测定磁偏角最简单的装置,所以磁偏角的发现和测定的历史也很早。我国北宋学者沈括在《梦溪笔谈》中,记载了地磁的南北极与地理的南北极并不完全重合,存在磁偏角。

  如果磁场强度矢量的指向偏向正北方向以东称东偏,偏向正北方向以西称西偏。磁偏角可以用磁偏测量仪测出来。磁偏角的度数是测量出来的,不是计算出来的。

  沈括在地磁学上也作出了极其重要的贡献。他是世界上最早发现了地磁偏角的科学家。

  在《梦溪笔谈》中,他记载了这一重大发现:“用磁石去磨针尖,针尖就指向南方,不过常常略微偏东,并不完全指向正南。”

  这就是说,他已经发现了地磁偏角。

  在西方直到1492年哥伦布航海时才发现了地磁偏角,但是,已经比沈括晚了400多年。

  能使沈括第一个发现了地磁角的存在,是因为人工磁化的进步。

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  人工磁化方法的发明,对指南针的应用和发展起了巨大的作用。在磁学和地磁学的发展史上也是一件大事。

  沈括在《梦溪笔谈》中提到一种人工磁化的方法,就是指南针实验:“方家以磁石摩针锋,则能指南。”按沈括的说法,当时的技术人员用磁石去摩擦缝衣针,就能使针带上磁性。

  从现在的观点来看,这是一种利用天然磁石的磁场作用,使钢针内部磁畴的排列趋于某一方向,从而使钢针显示出磁性的方法。

  这种方法比地磁法简单,而且磁化效果比地磁法好,摩擦法的发明不但世界最早,而且为有实用价值的磁指向器的出现,创造了条件。

  这是说,用磁石去摩擦缝衣针后,针锋有时指南,也有时指北。从现在的观点来看,磁石都有N和S两个极,磁化时缝衣针针锋的方位不同,则磁化后的指向也就不同。

  但沈括并不知道这个道理,他真实的记录了这个现象并坦白承认自己没有做深入思考。以期望后人能进一步探讨。

  关于磁针的装置方法,沈括介绍了四种方法:

  1、水浮法——将磁针上穿几根灯心草浮在水面,就可以指示方向。

  2、碗唇旋定法——将磁针搁在碗口边缘,磁针可以旋转,指示方向。

  3、指甲旋定法——把磁针搁在手指甲上面由于指甲面光滑,磁针可以旋转自如,指示方向。

  4、缕悬法——在磁针中部涂一些蜡,粘一根蚕丝,挂在没有风的地方,就可以指示方向了。

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  沈括还对四种方法做了比较,他指出,水浮法的最大缺点,水面容易晃动影响测量结果。碗唇旋定法和指甲旋定法,由于摩擦力小,转动很灵活,但容易掉落。

  沈括比较推重的是缕悬法,他认为这是比较理想而又切实可行的方法。事实上沈括指出的四种方法已经归纳了迄今为止指南针装置的两大体系——水针和旱针。

  《梦溪笔谈》是沈括(1031—1095年)所著的有关我国古代科学技术的著作,书中谈到磁学和指南针的一些问题。

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