El inventor de la brújula
El creador de la brújula apareció en el Período de los Reinos Combatientes. Está elaborado a partir de imanes naturales. Parece una cuchara de fondo redondo que se puede colocar y equilibrar sobre un "campo" liso y girar libremente. Cuando esté en reposo, el mango de la cuchara apuntará hacia el sur. Los antiguos lo llamaban "Sinan". En el libro "Han Feizi" de esa época, se decía: "Wang Li tomó el tiempo de Sinan primero". "Guiguzi" registra el uso de Si Nan. La gente de Zheng se llevaba a Si Nan con ellos cuando recogían jade para asegurarse de que no se perdieran.
En el período de primavera y otoño, la gente podía pulir nefrita y jadeíta con una dureza de 5 a 7 grados en varias formas, por lo que también podían usar imanes naturales con una dureza de solo 5,5 a 6,5 grados para hacer sinán. Wang Chong, de la dinastía Han del Este, dejó un registro claro de la forma y el uso de Sinan en su libro "Lunheng". Sina está hecho de una pieza entera de imán natural después de una cuidadosa consideración. El mango de la cuchara es extremadamente direccional, de modo que el centro de gravedad de toda la cuchara cae exactamente en el centro del fondo de la cuchara y la cuchara se coloca. en un sitio liso que está rodeado por un tallo y ramas de cuatro dimensiones y compuesto en 24 direcciones. Este diseño se completó después de una larga investigación por parte de los antiguos, después de observar cuidadosamente muchos fenómenos relacionados con el magnetismo en la naturaleza y acumular mucho conocimiento y experiencia. El surgimiento de Sinan es una aplicación práctica de la comprensión que tiene la gente sobre la polaridad de los dedos magnéticos.
Sin embargo, Sina también tiene muchos defectos. Los imanes naturales no son fáciles de encontrar y pueden perder fácilmente su magnetismo debido al impacto y al calentamiento durante el procesamiento. Por lo tanto, el magnetismo de Sina es relativamente débil y el contacto con el sitio web debe ser muy suave; de lo contrario, será difícil girar debido a una resistencia de fricción excesiva y no se podrá lograr el efecto de guía esperado. Además, Sina tiene cierto tamaño y peso, lo que lo hace incómodo de transportar. Esta puede ser la razón principal por la que Sina no se ha utilizado ampliamente durante mucho tiempo.
Sina está compuesta por un plato de bronce y una cuchara magnética fabricada con imanes naturales. La placa de bronce está grabada con 24 direcciones y se coloca una cuchara magnética en la superficie circular central de la placa. Cuando está en reposo, la cola de la cuchara apunta hacia el sur.
La invención de la brújula
En la antigüedad, la gente solía cortar finas hojas de hierro en forma de pez. El vientre del pez estaba ligeramente hundido, como un pequeño barco. Después de ser magnetizado, flota en el agua y puede guiarse de norte a sur. En aquella época se utilizaba como juego. Cui Bao, de la dinastía Jin del Este, mencionó una vez este tipo de "pez guía" en "Notas antiguas y modernas".
En la dinastía Song del Norte, Zeng Gongliang registró el método de fabricación y uso del pez guía en "Wu Jing Tong Lun": "Utilice finas hojas de hierro para cortarlo, de dos pulgadas de largo y cinco minutos de ancho, con la cabeza y la cola como un pescado. Afilado, quemarlo en el fuego de carbón. "Hou Tongchi, usando el wok de hierro y el pescado al wok como primer fuego, coloca la cola en la posición correcta, sumérgela en el recipiente y deténgala. un dispositivo denso. Al usarlo, coloque el recipiente de agua en un lugar plano sin viento, los peces flotarán en el agua y su primera dirección siempre será el mediodía. "Este es un método de magnetización artificial que utiliza el campo magnético de la tierra para magnetizar láminas de hierro. Es decir, coloca la lámina de hierro al rojo vivo en la dirección del meridiano. Las moléculas dentro de la lámina de hierro al rojo vivo están en una posición relativamente estado activo, lo que hace que las moléculas de hierro se alineen en la dirección del campo magnético de la Tierra para lograr la magnetización. Esta disposición se puede arreglar rápidamente sumergiéndola en agua, y el grado de magnetización se puede aumentar inclinando la cola del pez ligeramente hacia abajo. La invención del método de magnetización artificial tiene la aplicación de brújulas. El desarrollo jugó un papel importante. Este es también un evento importante en la historia del magnetismo y el geomagnetismo. Shen Kuo de la dinastía Song del Norte mencionó otro método de magnetización artificial en "Meng". Bi Tan de Qian": "La familia Fang puede usar imanes como guía. "Según Shen Kuo, los técnicos de aquella época utilizaban imanes para frotar las agujas y hacerlas magnéticas. Desde el punto de vista actual, este es un método que utiliza el campo magnético de los imanes naturales para hacer la disposición de los dominios magnéticos en el acero. Las agujas tienden a una determinada dirección. Este método hace que la aguja de acero exhiba magnetismo. Este método es más simple que el método geomagnético y el efecto de magnetización es mejor que el método de fricción. , pero también crea las condiciones para el surgimiento de conductores magnéticos prácticos.
Shen Kuo también habló sobre varios fenómenos en el proceso de magnetización por fricción en el "Suplemento Bi Tan de Meng Qian": "Si usa imanes para oponerse entre sí. ojo por ojo, serás muy agudo y siempre dirigido. Algunas personas señalarán hacia el norte, pero no le temen a las piedras... Al contrario, debería haber diferencias entre el Norte y el Sur, lo cual no ha sido así. estudiado en profundidad.
"Es decir, después de frotar la aguja de coser con un imán, la aguja a veces apuntará hacia el norte. Desde el punto de vista actual, todos los imanes tienen dos polos magnéticos, N y S. Cuando se magnetizan, la orientación de la aguja de coser es diferente, entonces después de la magnetización La dirección también es diferente. Pero Shen Kuo no lo sabía. Honestamente registró este fenómeno y admitió que no pensó profundamente en el método de instalación de la aguja magnética. Kuo introdujo cuatro métodos:
1. Flotación en agua: coloque algunas mechas en la aguja magnética y déjela flotar en el agua para indicar la dirección del método de rotación del borde del recipiente. - Coloque la aguja magnética en el borde del recipiente y la aguja magnética podrá girar para indicar la dirección.
3. Método de rotación de la uña: coloque la aguja magnética en la superficie de la uña y la aguja magnética podrá girar. gire libremente e indique la dirección.
4. Método de colgar al atardecer: aplique un poco de cera en el medio de la aguja magnética, pegue un trozo de alambre y cuélguelo en un lugar sin viento para indicar la dirección.
Shen Kuo también comparó estos cuatro métodos. Señaló que la mayor desventaja del método de flotación de agua es que la superficie del agua es fácil de agitar, lo que afecta los resultados de la medición. La rotación de las uñas es flexible debido a una pequeña fricción, pero es fácil que se caigan. Shen Kuo enfatizó que este es un método ideal y práctico. De hecho, los cuatro métodos señalados por Shen Kuo han resumido los dos sistemas de brújula. dispositivos hasta ahora: acupuntura con agua y acupuntura seca.
"Meng Qian's Bi Tan" está escrito por Shen Kuo (1031-1095), escribió un trabajo sobre la ciencia y la tecnología de la antigua China, que hablaba de algunos problemas del magnetismo. y brújula.
En la dinastía Song del Sur, Chen introdujo otro tipo de pez guía y tortuga guía en Guangji. El método de producción de este tipo de pez sin dedos es diferente al registrado en la "Teoría general de las artes marciales". ". Se talla en forma de pez colocando un imán natural en el abdomen del pez de madera, con el polo S del imán apuntando hacia la cabeza del pez. Después de sellarlo con cera, inserte una aguja desde la boca del pez. Para hacerla flotar en el agua, se utiliza una guía de cabeza de pez, que también es una aguja de agua. La tortuga era un dispositivo nuevo y popular en ese momento. Coloque un imán natural en el abdomen de la tortuga de madera y cave un agujero liso debajo del abdomen de la tortuga. , alinéelo y colóquelo sobre un clavo de bambú puntiagudo. Los clavos de bambú se colocan en posición vertical sobre la tabla de madera, de modo que la tortuga de madera se coloque sobre un punto de apoyo fijo y que gira libremente. Debido a que la fricción en el punto de apoyo es muy pequeña, la tortuga de madera. puede girar libremente sobre el riel guía En aquel momento no se utilizaba para la navegación. Se utilizaba para las alucinaciones, pero fue el precursor de la posterior brújula árida.
La tortuga guía se inventó a más tardar en 1325. Se talló un bloque de madera en forma de tortuga con un imán incrustado en el centro de su vientre. La tortuga de madera se coloca sobre un pilar puntiagudo, cuando está estacionaria apunta al norte y al sur respectivamente. p>Posicionamiento de la brújula
Para determinar la dirección, además de la brújula, se necesita un disco de azimut para coincidir. Cuando se usó la brújula por primera vez, es posible que no haya un disco de azimut fijo. Con la necesidad de medir el azimut, aparecieron las brújulas que integraban agujas magnéticas y discos de azimut, incluidas las brújulas de Feng Shui, las brújulas de agua y las brújulas de sequía.
El disco de azimut todavía tiene 24 direcciones, pero el disco ha evolucionado de un cuadrado a un círculo. De esta manera, la orientación se puede determinar simplemente mirando la posición de la aguja magnética en la placa de orientación. Durante la dinastía Song del Sur, Zeng Sanyi registró documentos relevantes a este respecto en "Yinhua Lu": "Los caracoles pueden tener una aguja meridiana o una puntada entre las agujas meridianas". Este es el documento más antiguo sobre brújulas. El "caracol de tierra" mencionado en la literatura es el caracol de tierra, que también es una brújula. En la literatura se ha aplicado el conocimiento de la declinación magnética a las brújulas. Este tipo de brújula no sólo tiene una aguja meridional (la aguja magnética que determina la dirección de los polos norte y sur del campo magnético terrestre), sino también una aguja meridional (la dirección geográfica de los polos norte y sur determinada por la dirección del sol). sombra). El ángulo entre estas dos direcciones es la declinación magnética.
Veinticuatro direcciones están talladas alrededor del disco, que contiene agua. La aguja magnética pasa a través de la hierba de la lámpara y flota en el agua.
Ahora se sabe que los dos polos magnéticos de la Tierra sólo están cerca de los polos geográficos Norte y Sur, pero no coinciden. La aguja magnética apunta a los polos magnéticos de la Tierra en lugar de a los polos geográficos Norte y Sur, por lo que la aguja magnética apunta ligeramente hacia afuera en lugar de hacia el sur y el norte. Este ángulo se llama declinación magnética.
Debido a que la Tierra es casi esférica, una aguja magnética se inclina hacia abajo cuando apunta hacia los polos magnéticos, en un ángulo con la horizontal conocido como inclinación magnética. Los ángulos de declinación magnética y de inclinación magnética son diferentes en diferentes lugares. "Wu Jingzong Yao" de la dinastía Song del Norte prestó atención al uso de la inclinación magnética cuando discutió el método geomagnético para hacer brújulas. Shen Kuo habló sobre la brújula incompleta en "Bi Tan de Meng Qian", que a menudo estaba ligeramente hacia el este. Se señala la existencia de declinación magnética. El descubrimiento de la declinación magnética y la inclinación magnética hizo que la orientación de la brújula fuera más precisa.
Aplicaciones del Magnetismo
Una vez que se inventó la brújula, se utilizó rápidamente en el ejército, la producción, la vida diaria, los estudios topográficos y otros aspectos, especialmente la navegación. La aplicación de la brújula en la navegación tiene un proceso de desarrollo paulatino. En "Zhou Pingke Tan", que es un poco posterior a "Meng Qian's Bi Tan", hay un registro de este tipo: "Un capitán sabe geografía, pero mira las estrellas por la noche, el sol durante el día y la brújula en noche." Este es el primer uso de una brújula en la historia de la navegación mundial. Registro. Señalar que la brújula sólo se usaba cuando el sol, la luna y las estrellas no eran visibles sugiere que, en primer lugar, la brújula no se usó con habilidad. Más de 20 años después, había un registro similar en el "Libro ilustrado de Xuanhe Peak Li Zhigao" de Xu Jing: "Solo mira hacia las estrellas. Si hay nubes tristes, usa la aguja flotante de la brújula para marcar el norte y el sur". En la dinastía Yuan, la brújula se convirtió en la herramienta más importante para la navegación marítima. Ya sea que esté soleado o nublado, navego con una brújula. Además, se compiló un diagrama de conexión de las posiciones del puntero de la brújula en diferentes ubicaciones de navegación utilizando la navegación con brújula, llamado "camino del puntero". Cuando un barco se dirige a un lugar determinado, la dirección de la posición del puntero y la ruta a lo largo del camino son claras. marcado como base para la navegación.
La invención de la brújula es el resultado de la observación e investigación de los fenómenos magnéticos por parte de los ancestros antiguos. En el proceso de observación y estudio de los fenómenos magnéticos, los ancestros antiguos comprendieron mejor las propiedades del magnetismo y trataron de aplicarlas más. Cuenta la leyenda que cuando Qin Shihuang construyó el Palacio Epang, una de las puertas del palacio estaba hecha de imanes. Si un asesino pasa con una espada, los guardias lo atrapan inmediatamente. Hay muchas más historias como esta. El "Libro de Jin: La biografía de Ma Long" registra que Ma Long dirigió su ejército hacia el oeste, hacia Gansu y Shaanxi, y amontonó imanes a ambos lados de los estrechos caminos por los que debía pasar el enemigo. Cuando pasaron soldados enemigos con armadura real, fueron agarrados y incapaces de moverse. Los soldados de Malone usan armaduras de rinoceronte y los imanes no tienen ningún efecto sobre ellos, por lo que pueden moverse libremente. El enemigo pensó que el arma mágica se retiraría sin luchar. Las "Crónicas de objetos extranjeros" de la dinastía Han del Este registran que algunos arrecifes y bancos de arena alrededor de las islas del Mar de China Meridional contienen imanes. Estos imanes tienden a atraer barcos que están "protegidos por hojas de hierro" y les dificultan escapar.
Durante las dinastías Wei, Jin, Sur y Norte, nuestros antepasados sabían mucho sobre las propiedades de los imanes. Incluso Cao Zhi, un poeta de la época, utilizó la frase "un imán atrae el hierro y el oro no es puro" en el poema de Jiao Zhi. oración. Se puede ver que también comprende las propiedades de los imanes. Tao Hongjing de la dinastía Liang y las dinastías del Sur y del Norte propuso el método de medición magnética en "Registros de médicos famosos". Señaló que en el Sur se producen excelentes imanes. Su magnetismo es muy fuerte y pueden atraer tres o cuatro agujas de hierro, de modo que se pueden colgar varias agujas de un extremo a otro del imán. Un imán más fuerte puede atraer más de una docena de agujas de hierro e incluso medio kilo o dos de cuchillos. Tao Hongjing no sólo señaló que el magnetismo es fuerte o débil, sino que también señaló el método de medición. Este puede ser el registro más antiguo del mundo de mediciones magnéticas.
La investigación y la comprensión de las propiedades de los imanes por parte de nuestros antepasados son la base para la invención y el desarrollo de la brújula.