1.1 磁性源于電流,磁力之源
是電子的自旋運動
1.1.1 “慈石召鐵,或引之也”
——中國古代四大發明之一的指南針中就使用了磁性材料
早在公元前3世紀,《呂氏春秋·季秋記》中就有 “慈石招鐵,或引之也”的記述,形容磁石對于鐵片猶如慈母對待幼兒一樣慈悲、慈愛。而今,漢語中“磁鐵”中的“磁”,日語中“磁石”中的“磁”即起源于當初的“慈”。
司馬遷在《史記》中,有黃帝在作戰中使用指南車的記述,如果確實,這可能是世界上關于磁石應用的最早記載。
公元1044年出版的北宋曾公亮《武經總要》中描述了用人造磁鐵片制作指南魚的過程:將鐵片或者鋼片剪裁成魚狀,放入炭火燒紅,尾指北方斜放入水,便形成帶剩磁的指南針,可放在盛水的碗內,藉由剩磁與地磁感應作用而指南。《武經總要》記載該裝置與純機械的指南車并用于導航。宋朝的沈括在1088年著述了《夢溪筆談》,是第一位準確地描述地磁偏角(即磁北與正北間的差異)和利用磁化的繡花針做成指南針的人,而朱彧在1119年發表了《萍洲可談》,是第一位具體提到利用指南針在海上航行的人。有一種說法認為,馬可·波羅帶著中國人發明的羅盤返回歐洲,并對歐洲的航海業發揮了巨大作用。
指南針見圖1-1,地磁磁場示意如圖1-2所示。作為中國人引以為豪的四大發明之一,其中的關鍵就是磁性材料。
圖1-1 司南——中國發明的指南針

圖1-2 地磁磁場示意

本節重點
(1)中國古代四大發明之一的指南針中使用的是何種磁性材料?
(2)請介紹用人造磁鐵片制作指南魚的過程。
(3)請分析地磁場產生的根源是什么。