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“磁石吸铁,间隔潜应”:谈谈我国古人对“磁”的理解

时间:2019-08-26
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在“四发”中,指南针有利于人们的旅行,特别是使长途海上交通成为可能,促进世界各地经济和文化交流的交流,有效地促进人类社会的进步。马克思把指南针,火药和印刷称为资产阶级社会到来的三大发明。指南针是基于物理学的磁性原理创建的。它的发明表明,中国古代有丰富的磁性知识。

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首先,了解磁铁

磁铁是一种具有自然和人造类型的磁性物体。氧化铁是一种天然磁铁,具有相对明显的磁性,因此相对容易找到。

中国远离春秋时期。随着生产的发展,人们需要更多的金属材料,矿产的采矿和冶炼工业蓬勃发展。在铁矿石的开采和加工过程中,矿工经常处理磁铁矿,并逐渐实现其极好的吸铁性能,因此需要特别注意。

在先秦的古代书籍中,如《管子》,有“慈禧人民有铜币”的记录。那时,人们都知道磁铁通常储存在铁矿石中。

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二,磁力的发现

在春秋战国时期,磁铁的吸铁性能被反复记录下来。例如,在公元前3世纪《吕氏春秋》,“磁铁被称为铁”,《鬼谷子》上的“磁针”与时间相距甚远。在这个时候,识别磁性并将其作为一个慈爱的母亲吸引到儿童身上可能更为常见。

东汉的高诱惑在评论中说《吕氏春秋》:石头是铁的母亲,但石头是仁慈和不舒服,爱的石头,可以吸引它的孩子(铁),不舒服的石头不能吸引。因此,在汉人之前,磁铁被写成“怜悯之石”,意思是“善良的石头”。

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后来,人们忍不住用磁铁试图吸引其他金属或物体。发生了什么?

西汉《淮南子》写道:“如果你可以将铁与石头连接起来,你可以找到它,但很难。”在三国时,有人也说:“慈世不受针刺影响。”所谓的“弯针”是指金属针,例如金,银或铜,当然不会被磁铁吸引。

这些记录表明,汉代已经意识到磁铁只能吸引铁而不能吸引其他东西。这是一个小前锋。我们知道磁铁只能吸引铁,磁铁和磁铁相似,情况比较复杂。磁铁总是有两个极,一个称为南极,另一个称为北极。所有异性都彼此接近并相互吸引。当同性接近时,它们是相互排斥的。这种现象在西汉也有所体现。

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那时,有一个名叫于达的“炼金术士”,他有两块磁铁。它看起来像一个棋子,彼此接近。据说,它们不仅可以相互吸引(“达到”),而且还可以“拒绝”,即它们是相互排斥的。这就是所谓的“下棋”的伎俩。他向汉武帝展示了这个伎俩,他被皇帝逗乐了,所以他赢得了“五将军”的官方地位。

线并连接到磁铁上。

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他还指出,最优质的磁铁甚至可以吸十几根铁针。陶宏景说,这种优质磁铁可以容纳一到两磅的铁刀。这不仅指出了磁力的强弱,而且可以说是世界上最早的磁测量书面记录!

三,磁屏的发现

磁铁只能对铁基物质(铁,镍,钻石)产生强大的影响,这些物质不会被任何物质阻挡。这种磁力的特征,宋代的陈微观已经指出,他说磁力可以“阻挡连接”。张俊芳的《云笈七签》更清晰,所谓的“磁铁吸引铁,间隔潜力应该是”。在西方世界,这一事实是吉尔伯特医生在1600年发现的,比中国晚了600年。

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磁力不能通过所有物质吗?奇怪的是,只有铁族才能阻挡磁力。例如,如果我们坐在火车车厢并打开收音机,我们就无法接收无线电广播。这是因为无线电台发出的电磁波被汽车的铁阻挡。这被称为“磁屏”功能。

这种特殊的法律是在三百多年前发现的。在清朝初期,一个名叫刘继庄的人在《广阳杂记》记录了这样的事情:有人问他能阻挡磁铁对铁的吸引力。他的一个儿子,阿姨,回答说只有铁可以阻挡。那个人对此非常感兴趣。当我回去时,我会做实验。这真的很好,很开心。他第二次尝试过。这绝对是真的。刘的兄弟是中国第一个发现“磁屏”的人。

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四,磁性解释

我们的祖先对获得这些感性知识并不满意。他们希望深入探索磁性的本质,并提出磁力的理论解释。

在西汉时期,理想主义哲学家董仲舒提出了这个问题,但无法解释。他只说“磁铁需要铁”和“奇怪就是责备”,这是人们无法理解的东西(“无意”)。在东汉时期,物质主义思想家王冲将“磁铁铅”和“龙芥”这两种现象紧密联系在一起。这是磁现象和静电现象之间的联系,这被认为是相同“相互”和相互运动的结果。

在宋代,有人试图用古老的阴阳理论和五行来解释它。他们认为“磁性”是“阴阳”的结果,是“上帝与和谐”的结果。这些解释非常模糊,远离问题的本质,但能够从铁与磁铁之间的内部“气”联系中找到原因是有价值的。要真正解决磁现象的本质问题,由于科学水平的限制,在古代是不可能的。

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V.磁铁的极性

磁铁的极性是什么?也就是说,当磁铁悬挂时,当磁铁静止时,必须有一端指向北方向,称为北极,另一端指向南方向,称为南极。磁铁的磁性主要集中在这两个极上。

我们的祖先在战国时期发现了磁铁的极性。在当时的书《韩非子有度篇》中,有一种说法是“第一个王立思南是无止境的”。 “思南”是指南的意思,“一天结束”是广场的意思。从那时起,在这方面有许多发明。在明朝,李玉恒记录了一件事:说一个姓王的人水平地挂着一根普通的铁棒,并用手敲击它使它旋转。铁棒必须指向北方和南方。李自己试了一下,这是真的。这里所说的实际上是磁铁极性的问题。因为铁棒放置在地球的磁场中,它被长时间感应,并且它是磁性的并且变成磁铁,所以它显示出极性。

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第六,可以看到磁偏角和磁倾角

地球的两个磁极和地理上的北极和南极只是“靠近”并且不完全重合。因此,磁针实际上并不完全指向北方和南方,而是略微偏向。该角度称为磁偏角。由于地球是球形的,在北半球,磁针的北极必须向下倾斜一个与水平方向成一定角度。这个角度称为磁倾角。不同的位置具有不同尺寸的磁倾角和磁偏角。

在北宋初期就发现了磁倾角的存在。那时,一本军事书《武经总要》(1044年完成),在描述人工磁化时,特别指出钢筋被地磁场磁化,加热后浸入冷水中时,应使鱼尾略微向下倾斜。这是为了认识到中国的地磁力稍微倾斜,鱼尾向下倾斜,磁力可以充分发挥地球磁力的作用,使钢鱼更好地被磁化。虽然中国周围的磁偏角非常小,但在北宋也有发现。

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沉括的《梦溪笔谈》明确指出磁针可以引导,但“通常略微向东,不是全南”。毫无疑问,解释磁偏角是向东的。这是世界上最早的磁偏角记录。它也连续记录在案。

在元明时期,甚至在不同位置的不同磁倾角和同一地点不同时间的不同磁角(这是由地磁变化引起)也被发现。像明朝这样的武器注意到了中国的磁性。偏航角使磁针向东,罗马帝国的磁针向西。这并不奇怪。

在欧洲,人们在十三世纪发现磁针不是指向北方和南方,但当时它们被误解为磁针设备过程中的缺点。到1492年,哥伦布越过大西洋,发现了磁偏角,比中国晚了四百多年!

从上面的介绍中可以看出,从公元前4世纪开始,中国发现磁铁可以吸收铁,只能吸收铁。之后,还可以进行磁场强度的定量测量。从汉代开始,人们发现当磁铁相互接近时,它们可能会相互吸引或者可能会被击退。在清朝初期,我看到了铁作为“磁屏”的作用。战国时期已知磁铁的极性,最迟在北宋发现了磁偏角和磁倾角。

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