与指南车有相同功能的是指南针。指南针是用以判别方位的一种简单仪器,它的前身是中国古代四大发明之一的司南。指南针的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。
指南针一经发明很快就被应用到军事、生产、日常生活、地形测量等方面,特别是航海上。在《萍洲可谈》中有记载:“舟师识地理,夜则观星,昼则观日,阴晦则观指南针。”这是世界航海史上最早使用指南针的记载。12世纪以后,指南针传到了阿拉伯国家和欧洲,又大大推动了世界航海事业的发展和中西文化交流。指南针的发明,是中华民族对世界文明的一项伟大贡献。马克思曾把指南针和印刷术、火药的发明称作“是资产阶级发展的必要前提”。
指南针的始祖
指南针的始祖“司南”出现在战国时期。它是用天然磁石制成的,样子像一把汤勺,可以放在平滑的“地盘”上并保持平衡,且可以自由旋转。当它静止的时候,勺柄就会指向南方,所以古人称它为“司南”。
司南的出现是人们对磁体指极性认识的实际应用,但司南也有许多缺陷。首先是天然磁石很难找到,加工时又容易失磁,所以司南的磁性比较弱。它与地盘接触处要非常光滑,否则会很难旋转起来,达不到预期的指南效果。而且司南有一定的体积和重量,携带很不方便,这也是司南长期未得到广泛应用的主要原因。
人工磁化的发明
指南针是磁铁做成的,但天然磁石又很难找到,于是中国古人便发明了一种人工磁化的方法,利用地球磁场使铁片磁化,即把烧红的铁片放置在子午线的方向上。铁片烧红后,铁片中的磁畴便瓦解而成为顺磁体,蘸水淬火后,磁畴又形成,但在地磁场作用下磁畴排列变得具有方向性,所以能指示南北。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。
指南针的发明是我国劳动人民,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引铁的性质,后来又发现了磁石的指向性。经过多方的实验和研究,终于发明了极具实用价值的指南针。
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