魏晋南北朝时,我国先民对磁石的性质已有了很多认识。就连当时的诗人曹植在矫志诗中也用了“磁石引铁,于金不连。”的句子。可见他也了解磁石的性质。南北朝梁代的陶弘景在《名医别录》中提出了磁力测量的方法,他指出:优良磁石出产在南方,磁性很强,能吸引三、四根铁针,使几根针首尾相连挂在磁石上。磁性更强的磁石,能吸引十多根铁针,甚至能吸住一、二斤刀器。陶弘景不仅提出了磁性有强弱之分,而且指出了测量方法。这可能是世界上有关磁力测量的最早记载。
我国先民对磁石的性质的研究和认识是指南针发明和发展的基础。
指南针在古代主要被堪舆家们用于相宅相墓,同时也被用于航海及其他。正是这后者对人类社会进步发挥了巨大作用,因而指南针才得以跻身于古代四大发明的行列。我国典籍记载指南针用于航海,始于宋代朱彧1119年写的《萍洲可谈》,书中写道:“舟师识地理,夜则观星,昼则观日,阴晦观指南针。”之后,类似的文献层出不穷,这表明在航海活动中,指南针普及得相当快。这一发明后来经阿拉伯传入欧洲,对欧洲的航海业乃至整个人类社会的文明进程,都产生了巨大影响。
电子指南针
指南针是一个重要的导航工具,甚至在GPS中也会用到。电子指南针将替代旧的针式指南针或罗盘指南针,因为电子指南针全采用固态的元件,还可以简单地和其他电子系统接口。 电子指南针系统中磁场传感器的磁阻(MR)技术是最佳的解决方法,和现在很多电子指南针还在使用的磁通量闸门传感器相比较,MR技术不需要绕线圈而且可以用IC生产过程(IC-like process)生产,是一个更值得使用的解决方案。由于MR有高灵敏度,它甚至比这个应用范围中的霍尔元件更好。
指南针的发展史
指南针也叫罗盘针,是我国古代发明的利用磁石指极性制成的指南仪器。因此,介绍司南必须从磁石说起。
磁石通常称为“吸铁石”,它把许多铁屑紧紧吸在一起,就象一个慈祥的母亲吸引自己的孩子,所以人们称它为“慈石”。
磁石吸铁是因为每块磁石两头都有不同的磁极,一头叫正极,另一头叫负极。人类居住的地球也是一块天然大磁铁,地球的南北两头也有不同的磁极,地球的北极是负磁极,地球南极为正磁极。根据同性磁极相排斥,异性磁极相吸引的原理,拿一根可以自由转动的磁针,无论站在地球的什么地方,它的正极总是指北,负极总是指南。
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