A. 古代人民发明和应用指南针的故事
一、发明:
宋代科学家沈括首先记载了地磁偏角,说用天然磁石摩擦钢针,使之磁化成为磁针,可以指南,而常微偏东,并介绍了四种支挂磁针的方法:
一是浮于水面,二是放在指甲上,三是放在碗沿上,四是线缕悬挂。
二、应用:
1、宋军中配备指南鱼,是将薄铁叶剪成鱼形而磁化,用于阴天和黑夜判断行军方向。
2、后来又发展成磁针和方位盘联成一体的罗经盘,即罗盘。
3、至晚在北宋后期,指南针已用于航海,南宋时,使用“针盘”导航。这种针盘还使用“浮针”,这对于海上交通的发展,中外经济文化交流,起了极大作用。
4、大约在北宋初年,我国又创制了一种指南工具――指南鱼。 当时有一部有名的军事着作,叫《武经总要》,其中说:行军的时候,如果迂到阴天黑夜,无法辨明方向,就应当让老马在前面带路,或者用指南车和指南鱼辨别方向。
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古代指南针(司南)的深层含义:
第一层:刻上八卦磁体方位,寓意:统阴滋阳。
第二层:地盘(方向中心),寓意:投之于地。
第三层:二十四个深受方位,寓意:全受各谚。
第四层:勺头(指向北方),寓意:其柢指南。
第五层:勺肚(头堪中央),寓意:外壳里柔。
第六层:地盘圆圈的大中心,寓意:方地圆天。
第七层:匙子(调羹及勺),寓意:匙把勺动。
第八层:勺柄(指向南方),寓意:司南之杓。
第九层:十二个地支官组合,寓意:生地肖支。
第十层:各十个十天干合成,寓意:天干五味。
第百层:三十五个星宿连值,寓意:星月已日。
第千层:跪坐方面叠层地盘,寓意:跪求方圆。
B. 指南针是根据什么原理发明的
指南针根据磁体原理发明:
地球是一个大磁体,地球的两个极分别在接近地理南极和地理北极的地方。地球表面的磁体,当可以自由转动时,就会因磁体同性相斥、异性相吸的性质指示南北。
指南针古代叫司南,主要组成部分是一根装在轴上的磁针,磁针在天然地磁场的作用下可以自由转动并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。
指南针是中国古代劳动人民在长期的实践中对磁石磁性认识的结果。作为中国古代四大发明之一,它的发明对人类的科学技术和文明的发展,起了无可估量的作用。在中国古代,指南针起先应用于祭祀、礼仪、军事和占卜与看风水时确定方位。
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指南针的影响作用:
指南针在航海上的应用对地理大发现和海上贸易有极大的促进作用。指南针的发明源于中国古人如何定向问题的研究,也表明古人对如何定向问题的重视,为此,指南针被誉为中国古代四大发明之一。
古代中国人将指南针用于军事和航海的活动,也被用于堪舆术,后来还辗转传入欧洲,在欧洲的航海活动和地理大发现中,发挥了不可替代的重要作用。在航海技术发明中,指南针也是最重要的单项发明。
C. 古代指南针
中国古代四大发明之一。利用磁铁在地球磁场中的南北指极性而制成的一种指向仪器,有多种形体。战国时期,已发现磁石吸铁的现象,并用天然磁石制造“司南之勺”,“其柄指南”。此后,经过长时期的实践,发现人工磁化的方法,造成更高一级的磁性指向仪器。
宋代科学家沈括首先记载了地磁偏角,说用天然磁石摩擦钢针,使之磁化成为磁针,可以指南,而常微偏东,并介绍了四种支挂磁针的方法:一是浮于水面,二是放在指甲上,三是放在碗沿上,四是线缕悬挂(见彩图缕悬法指南针据沈括记载复制模型)。宋军中配备指南鱼,是将薄铁叶剪成鱼形而磁化,用于阴天和黑夜判断行军方向。后来又发展成磁针和方位盘联成一体的罗经盘,即罗盘。曾三异在《因话录》中记载当时有“地螺”,“或有子午正针,或用子午、丙壬间缝针”。这种地罗还是一种水罗盘。当时,阴阳家用地罗看风水。在清丈田地和判决土地诉讼时,也使用地罗。据《萍洲可谈》、《宣和奉使高丽图经》、《诸蕃志》和《梦粱录》记载,至晚在北宋后期,指南针已用于航海,南宋时,使用“针盘”导航。这种针盘还使用“浮针”,这对于海上交通的发展,中外经济文化交流,起了极大作用。
最早的“指南针”战国时代,我国人民利用磁铁造成了一种指示方向的工具,叫“司南”。“司南”就是指南的意思。
司南的形状和现在的指南针完全不同。它是根据我国古代的勺子的形状制成的,很象我们现在用的汤匙。
司南是怎样制成的呢?古书上缺少详细的记载,又没有实物留下来,所以我们没有办法知道它的准确形状。根据专家们的研究,司南大约是把整块的天然磁铁,轻轻地琢磨成勺子的形状,并且把它的S极琢磨成长柄,使重心落在圆而光滑的底部正中。
司南做好以后,还得做一个光滑的底盘。使用的时候,先把底盘放平,再把司南放在底盘的中间,用手拨动它的柄,使它转动。等到司南停下来,它的长柄就指向南方,勺子的口则指向北方。
司南的底盘是用青铜做的,有的是个涂漆的木盘,青铜和漆器都比较光滑,磨擦的阻力比较小,司南转动起来很灵活。这种底盘内圆外方,四周还刻有表示方位的格线和文字。现在的出土文物中,就有这样的铜盘和涂漆的木盘;还有东汉时候的一幅石刻,刻着一个小勺子放在一个小方台上,有人认为这就是司南。
司南是世界上最早的“指南针”。战国时候,有人去采玉,怕在荒山中迷路,就带上司南。
司南必须放在光滑的底盘上旋转,底盘还必须放平,否则就会影响它指南的作用,甚至会使它从底盘上滑下来。因此,人们发明司南以后,又继续不断地研究改进指南的工具。
指南鱼公元九六零年,宋太祖建立宋朝,结束了五代十国时期的封建割据局面。北宋时候,农业、手工业和商业都有了新的发展。在这个基础上,我国的科学技术获得了辉煌的成就。宋朝时候,我国在指南针的制造方面,跟造纸法和印刷术一样,也有很大的发展。
大约在北宋初年,我国又创制了一种指南工具——指南鱼。
当时有一部有名的军事着作,叫《武经总要》,其中说:行军的时候,如果迂到阴天黑夜,无法辨明方向,就应当让老马在前面带路,或者用指南车和指南鱼辨别方向。《武经总要》这部书是在北宋仁宗庆历四年(公元一零四四年)以前写成的。这就是说,在那个时候,我国已经有指南鱼,并且把它应用到军事方面去了。
指南鱼用一块薄薄的钢片做成,形状很象一条鱼。它有两寸长、五分宽,鱼的肚皮部分凹下去一些,使它象小船一样,可以浮在水面上。
钢片做成的鱼没有磁性,所以没有指南的作用。如果要它指南,还必须再用人工传磁的办法,使它变成磁铁,具有磁性。
关于怎样进行人工传磁,《武经总要》没有明白的记载,但是它指出,指南鱼要用“密器收之”,也就是说,要拿一个密封的合子藏起来。根据这一点来看,当时的人工传磁法大约是这样的:把钢片做的鱼和天然磁铁放在同一个密封的合子里,使它们接触,时间久了,钢片做的鱼就也会具有磁性,变成磁铁。
原来,不管磁化或者没有磁化的钢铁里面,每一个分子都是一根“小磁铁”。没有磁化的钢条,它的分子毫无次序地排列着,“小磁铁”的磁性都互相抵消了。磁化了的钢条,所有的“小磁铁”都整整齐齐地排列着,同性的磁极朝着一个方向,不用说,整个钢条就具有磁性了。如果拿一块磁铁,紧紧擦着一根没有磁化的钢条,老是从这一头向另一头移动,那么,由于磁铁的吸力,普通钢条中的分子也都顺着一个方向排列起来,这样,就完成“传磁”的工作了。《武经总要》上讲到的“密器收之”,可能就是指这种人工传磁方法。
我国人民发明用人造磁铁做指南鱼,这是一个很大的进步。这说明我国人民在九百多年前就已具有相当丰富的磁铁知识了。
使用指南鱼,比使用司南要方便,它不需要再做一个光滑的铜盘,只要有一碗水就可以了。盛水的碗即使放得不平,也不会影响指南的作用,因为碗里的水面是平的。而且,由于液体的摩擦力比固体小,转动起来比较灵活,所以它比司南更灵敏,更准确。
当时不但有钢片做的指南鱼,还有用木头做的指南鱼和指南龟。宋代《事林广记》记载了用木头做指南鱼的方法:用一块木头刻成鱼的样子,象手指那样大,在鱼嘴往里挖一个洞,拿一条磁铁放在里面,使它的S级朝外,再用蜡封好口。另外用一根针从鱼口里插进去,室南鱼就做好了。把指南鱼放到水面上,鱼嘴里的针就指向南方。
指南龟也是用木头刻成的,放磁铁的办法和木头指南鱼一样,插在尾部。指南龟不放在水里,人们在它的肚子下面挖一个洞,把它装在光滑的竹钉上面,使它便于自由转动,它尾部的那根针,也会自动指向南方。
这种木头指南鱼和指南龟,很可能是一些懂得方术的方士创造的,做成以后只是用来变戏法。所以《事林广记》的作者,把它们当作《神仙幻术》了。
D. 指南车与指南针的原理是否一样
不一样
指南车是我国古代的文化瑰宝之一,是中国古代科技成果的杰出代表。但是,从宋代以后,指南车就失传了。而指南针迅速推广,造成明清两代人们普遍将指南车与指南针混为一谈,形成了一场为时达数百年之久的误传。实际上,指南针是利用磁铁的指极性,而指南车是利用机械装置实现定向性的,两者的原理和构造完全不同。
E. 指南车、司南、罗盘、指南鱼、指南针的顺序
指南车、
司南、
指南鱼、
罗盘、
指南针
F. 指南针从古至今的演变.
指南针大约在我国战国时期就已经出现了。最初的指南针是用天然磁石制成的,样子像一只勺,底圆,可以在平滑的“地盘”上自由旋转,等它静止的时候勺柄就会指向南方。占人称它“司南”。东汉的王充,在他的《论衡·是应篇》中曾说:“司南之杓,投之于地,其柢指南。”这里的“地”,是指汉代栻占的方形“地盘”,地盘四周刻有八千(甲、乙、丙、丁、庚、辛、壬、癸)和十二支(子、丑、寅、卯、辰、已、午、未、申、西、戌、亥),加上四维(乾、坤、粪、民),共二十四向,用来配合司南定向。从战国、秦汉、六朝以至隋唐的古籍中。有不少关于司南的记载。如《韩非子·有度篇》里有“先王立司南以端朝夕”的话,“端朝夕”就是正四方的意思。《鬼谷子·谋篇》里也记载说,“郑人取玉,必载司南,为其不惑也。”就是说郑国的人到远处去采玉,就带了司南去,以便不迷失方向。
古代的司南是用天然磁石经人工用琢玉的办法琢磨成的。我国商周时期琢玉工人的技术已经很精湛,至迟在春秋时期就已经能把硬度五到七的软玉和硬玉琢制成各种形状的玉器,因此也能够把硬度只有五·五到六·五的天然磁石制成形体比较简单的司南来。
由于天然磁石在琢制成司南的过程中不容易找出准确的极向,而且也容易因受震而失去磁性,因而成品率低。同时也因为这样琢制出来的司南磁性比较弱,而且在和地盘接触的时候转动摩擦阻力比较大,效果不很好,因此这种司南未能得到广泛的使用。
随着社会生产力的不断发展,科学技术的不断进步,航海业的不断扩大和发展,制造出一种比司南更好的指向仪器不但成为必要,而且也有了可能。在经过劳动人民长期的生产实践和反复多次的试验之后,人们终于发现了人工磁化的方法,这样就产生了更高一级的磁性指向仪器。
北宋初年由曾公亮主编的一部军事着作《武经总要》和由着名的科学家沈括撰写的《梦溪笔谈》里,分别介绍了指南鱼和指南针。指南鱼是用薄铁叶裁成鱼形,然后用地磁场磁化法,使它带有磁性(详后)。在行军需要的时候,只要用一只碗,碗里盛半碗水,放在无风的地方,再把铁叶鱼浮在水面,就能指南。但是这种用地磁场磁化法所获得的磁体磁性比较弱,实用价值比较小。另一种指向仪器是指南针,它是以天然磁石摩擦钢针制得。钢针经磁石摩擦之后,便被磁化,也同样可以指南。沈括根据他的见闻,在《梦溪笔谈》卷二十四里说道:“方家以磁石磨针锋,则能指南。”直到十九世纪现代电磁铁出现以前,几乎所有的指南针都是采用这一种人工磁化法制成的。这时,指南针在它的发展史上已经跨过了两个发展阶段——司南和指南鱼,发展成一种更加简便、更有实用价值的指向仪器。以后各种名目繁多的磁性指向仪器,就都以这种磁针为主体,只是磁针的形状和装置法有所变化罢了。
G. 指南针的演变历程
进化简史:
战国时期,人们发明了指南针的前身——司南;
晋、南北朝时期,将司南的勺状磁石改为磁针;
唐代末期,人们在司南的基础上发明了水罗盘;
北宋时期,出现了指南鱼;
南宋时期,出现了旱罗盘;
元代时,水罗盘和旱罗盘传入了西方;
明后期、清初时期,西方改造后的旱罗盘传入中国,出现了中西合璧式旱罗盘。
指南针,古代叫司南,主要组成部分是一根装在轴上的磁针,磁针在天然地磁场的作用下可以自由转动并保持在磁子午线的切线方向上,磁针的北极指向地理的南极,利用这一性能可以辨别方向。
常用于航海、大地测量、旅行及军事等方面。物理上指示方向的指南针的发明有三类部件,分别是司南、罗盘和磁针,均属于中国的发明。
据《古矿录》记载最早出现于战国时期的磁山一带。 指南针是中国古代劳动人民在长期的实践中对磁石磁性认识的结果。作为中国古代四大发明之一,它的发明对人类的科学技术和文明的发展,起了无可估量的作用。在中国古代,指南针起先应用于祭祀、礼仪、军事和占卜与看风水时确定方位。
指南针又称指北针,主要组成部分是一根装在轴上的磁针,磁针在天然地磁场的作用下可以自由转动并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。常用于航海、大地测量、旅行及军事等方面。物理上指示方向的指南针的发明由三部件组成,分别是司南、罗盘和磁针,均属于中国的发明。据《古矿录》记载最早出现于战国时期的磁山一带。
指南针是中国古代劳动人民在长期的实践中对物体磁性认识的结果。作为中国古代四大发明之一,它的发明对人类的科学技术和文明的发展,起了无可估量的作用。在中国古代,指南针起先应用于祭祀、礼仪、军事和占卜与看风水时确定方位。
指南针和造纸术、印刷术、火药是举世闻名的我国古代发明,是中华民族对世界文明作出的伟大贡献。指南针是一种指示方位的简单仪器。它的主要结构,是由一根能灵活转动的磁针和一标有方位的刻度盘构成。磁针在地磁的作用下。能保持在磁子午线平面内,利用这一性能,可以辨别方向。
公元1086年,北宋着名科学家沈括所着的《梦溪笔谈》记载,当时有四种不同装置的针型指南针,即水浮法、缕悬法、指甲法和碗唇法。此时已能制造人工磁体。《梦溪补笔谈·药议》载有:“以磁石磨针锋,则锐处常指南”。十一世纪末,我国便开始在航海上使用了指南针。
宋人朱或曾记述了公元1099~1102年间,在海船上使用指南针的经过。公元1123年,徐兢到朝鲜去,回国后描述这次航海过程说,白天靠太阳定方位,晚上在海洋中不可停留,注意看星斗而前进,如果天黑可用指南浮针,来决定南北方向。公元1274年,南宋吴自牧所着《梦粱录》中记载:“风雨冥晦时,唯凭针盘而行。”
南宋时,把磁针与分方位的仪器组装成一个整体,这种新仪器叫针盘,或叫地螺(罗),也有叫子午盘、定盘针、经盘、罗盘的。元代还造成立针式指南工具——指南龟、指南鱼。张燮的《东西洋考·舟师考》记载,明代海上航行,“独恃指南针为导引,或单用,或指两间,凭其所向,荡舟以行。”
早在公元前三世纪,我国就有了关于磁针的文献记录。我国的指南针,大约十二世纪传到阿拉伯国家和欧洲,大大地促进了世界航海事业及整个人类社会的发展。
H. 发明指南针的步骤
先。。。。然后。。。。再。。。。最后。。。。ok
I. 我国古代先发明指南针,还是指南车
司南是有史可查、有据可证的战国时期的发明;指南车则尚存争议,所以将司南作为现在所用指南针的 始祖。倘有一天能够证明指南车确实在三皇五帝时代存在,那么这一称呼恐将易主。
指南车,又称司南车,是中国古代用来指示方向的一种机械装置。指南车起源很早,历代曾几度重制,但均未留下资料。直至宋代才有完整的资料。
关于指南车的出现时间,有四种说法:一、西晋崔豹所着《古今注》及《志林》等古籍说黄帝与蚩尤作战时,蚩尤作大雾,黄帝造指南车为士兵领路。二、《古今注》及《鬼谷子》等古籍说周公(即周武王弟)作指南车,是因“越裳氏”来进贡,迷失了归路,周公造“五乘”指南车,为他们引路。三、刘仙洲在所着《中国机械工程发明史(第一编)》中说指南车的发明应以古籍《西京杂记》记载为据,定为西汉。四、王振铎在所着《科技考古论坛》中说“创造指南车者,当以三国时马钧为可信”,并引《魏略》所记来加以证明。
现今虽可知宋代两种指南车的内部结构确是机械系统,与指南针无关,但对其他朝代指南车的内部结构,未见任何古籍及参考资料,也就无法证明其他朝代指南车内部是利用了什么原理。但如指南车利用了磁铁的指极性,而指南车出现的时间不可能早过磁铁的发现,现今认为中国磁铁的发现时间为公元前三世纪,与黄帝与周公发明指南车矛盾。
而司南有三种解释,其中之一是我国古代辨别方向用的一种仪器。另一是司南车的省称。
J. 指南针是怎样发明的
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。
是东汉的大科学家张衡利用机械原理和齿轮的传动作用,发明了指南车,张衡指南车是一种装有特殊的差速齿轮装置和指向器的单辕双轮车。
指南针的发明不仅解决了在研究中国科学技术史方面的一道难题,而且维护了指南车在科学技术史上的重要地位,也进一步维护了中国古老灿烂文明的声誉。
中国是最早把指南针用在航海上的,海面上雾再大也不会迷失方向。后来人们又把磁针和区分方位的装置组合在一起。这就是罗盘。后来呀,指南针又从阿拉伯传到了欧洲,欧洲的航船上都装了罗盘。
(10)古代指南针车程序算法扩展阅读:
指南针的原理:指南针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。常用于航海、大地测量、旅行及军事等方面。
1、据古书记载,远在春秋战国时期,由于正处在奴隶制社会向封建社会过渡的大变革时期,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。最初人们发现天然的磁石能吸铁,继而又发现磁铁利用地磁吸引,总是指向南端,从而在公元前三世纪的战国年代,人们用天然磁铁矿琢磨成当时称为“司南”的指南针。
2、沈括的改进:由于“司南”是用天然磁石制成的,容易失去磁性,使用起来既不方便,效果又不很好。在北宋时,着名的科学家沈括总结了前人的经验,在物理方面又发现地磁偏角的存在,利用人工磁化法制成了使用方便、效果较好的指南针,就是用天然磁石上磨擦后带磁性的钢针来指南。
3、“罗盘”:南宋时,指南针的架设问题有了新的进展。南宋陈元靓在《事林广记》中记述了两种指南针,即指南鱼和指南龟。它们可看作"水针(水罗盘)"和"旱针(旱罗盘)"的先驱。
4、传入欧洲:旱罗盘后来经阿拉伯传人欧洲,在欧洲发展成熟起来。欧洲人又进一步对这种旱罗盘做了改进,使用起来很是方便。这种改进虽然对磁的知识并未增加,甚至也未"改善",但是却对航海事业产生了积极影响,在欧洲的航海活动和地理大发现中,发挥了不可替代的重要作用。