历史上的新浪,通过什么原理创造发明?

地球本身就是一个巨大的磁铁,地球的外核有电流和对流,由熔融的铁和镍组成,从而产生磁场。就像一个简单的磁条,地球磁场有两个极点——北极和南极。在覆有铁屑的纸上放一个磁条,铁屑会沿着磁极辐射的磁力线分布。一个被磁化的物体,如磁铁和指南针指针,也会像铁屑一样调整自己的方向,使其与磁力线的方向保持一致。

在1世纪,中国人在一种叫做“新浪”的装置中使用磁铁,这主要是用来看风水的。在这个装置中,磁铁被雕刻成勺子的形状,并放置在一个抛光的底盘上,它将自己指向南北轴。底盘上通常刻有方位(东、西、南、北)、星座分布和占卜用的符号。公元83年,中国哲学家王充记载了这个装置,但没有提到它在航海中的应用。

在8世纪,中国人用磁化的铁针代替了西那的磁铁。这种磁针是将一根铁针沿着磁性极佳的磁铁的磁轴磁化而得到的。1086年,中国科学家沈括在他的《孟茜碧潭》中明确提到了一种专门用于航海的磁罗盘。到117017065438,北宋何柱写的《周萍客谈》描述了指南针在海上的使用。

然而,直到欧洲探险时代开始,指南针才被制成一种复杂的导航设备。鉴于远东的大量创新,指南针很可能是从阿拉伯人传到西方的。在此之前,欧洲旅行者用太阳或北极星来辨别南北方向。虽然他们可以通过这种天文方法获得更精确的定位,但这只能在天气晴朗的时候进行——不时出现的恶劣天气往往会严重影响航海活动,导致灾难性后果。

公元11世纪,维京人可能已经使用指南针在北欧海岸航行,但是关于磁罗盘的第一次记录却来自于英国学者兼牧师亚历山大?由Nickmann撰写,发表于1180。早期的欧洲指南针将一根磁化的指针垂直插入一根吸管,然后让吸管垂直漂浮在一个装满水的盘子里。

这样的设备可以在一定程度上指示准确的方向,但出行时携带极其不便。到了1250,指针被装在一个枢轴上,它的上方是一个标有主方向的圆形卡片,可以和指针一起旋转。1269,法国科学家佩特鲁斯?佩里格里纳斯首次解释了磁铁(以及指南针)的工作原理。

他描述了磁极并发明了指南针,这样指针就可以用度数来指示方向。对指南针的进一步改进包括将指针和刻度盘放在一个盒子里。早期的盒子由木头或象牙等材料制成,这些材料不会干扰施加在指针上的磁力。后来使用黄铜也是基于这种考虑。16世纪,船上的罗盘安装在自校正轴或支架上,以保证罗盘在颠簸的船上能始终保持水平位置。