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中国最早记录磁偏角和磁倾角现象 

指南针是中国古代“四大发明”之一。古代中国人不仅制造出各种各样的指南针装置,还最早发现了磁偏角和磁倾角现象。

地球内部有一个由地核形成的巨大磁体,地磁轴北极位于地理北极点附近,地磁轴南极位于地理南极点附近。指南针静止时,磁针南极指向地磁北极方向,磁针北极指向地磁南极方向。地磁南极和地磁北极虽然与地理上的南北极点距离很近,但位置并不重合。因此,指南针指示方向就与地理上的正南正北方向有一定偏差,这一偏差角度称为磁偏角。北宋科学家沈括11世纪末编撰的《梦溪笔谈》中记载:“方家以磁石磨针锋,则能指南,然常微偏东,不全南也。”这是世界上最早的磁偏角现象记录。

磁针南极永远与地磁北极方向平行,但由于地表为球形,在北半球,以地表水平面为参照系,磁针总是指向地表水平面的斜上方。磁针与地表水平面之间的夹角称为磁倾角。11世纪成书的北宋兵书《武经总要》中介绍了一种指南鱼的制作方法:加热铁片,使其在地磁场中人工磁化;然后冷却,将磁性固定下来。值得注意的是,书中提到,铁片入水冷却时要将指北的鱼尾稍微向下倾斜。这表明至少北宋时期,中国人就已经发现了磁倾角现象,并在制作指南鱼时适当予以校正。

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