人工磁化法的發明
我國很早就發現了天然磁石能夠指示南北的特性,進而掌握了人工磁化技術。這在磁學和地磁學的發展史上是一件大的事,也對指南針的應用和發展起了巨大的作用。
人工磁化方法,是我國古代勞動人民通過長期的生產實踐和反複多次的試驗而發明的,這在磁學和地磁學的發展史上是一個飛躍。
漢武帝好神仙,所以漢武帝一朝湧現出了許多有名的術士。當時有個方士欒大,這個人喜歡說大話,誇海口時連眼睛都不眨。
有一天,欒大和漢武帝說:“我曾經出海神遊,和仙人相見。這些仙人身藏仙
藥,人吃了可以長生不老。”漢武帝對欒大的話將信將疑。欒大自告奮勇先表演一個小方術,讓漢武帝驗明正身,開開眼界。
欒大表演的是鬥棋。他事先用雞血、鐵屑和磁石摻在一起,搗好後塗在棋子上麵。表演的時候,他把棋子擺放在棋盤上,故意念念有詞,棋子由於磁力吸引,互相撞擊個不停。
不知就裏的漢武帝和在場的人看得眼花繚亂,以為有神力驅使,禁不住連聲喝彩。遂拜欒大為“五利將軍”,並讓欒大趕緊去東海尋訪神仙。
焦灼的漢武帝詢問欒大何時入海。欒大不敢冒著生命危險入海,就到泰山做法事去了。欒大欺騙漢武帝的本領確有獨到之處,他能讓棋子在磁棒牽
引下互相撞擊,但同時也說明他對磁鐵是很有認識的。其實,欒大鬥棋所用的方法,是古書中記載的人工磁化法之一,即“磁粉膠合法”。
古人對於磁鐵的認識和利用由來已久,而且掌握了一定的人工磁化法。我國古籍中有關人工磁化法的記載,基本上有3種:磁粉膠合法、地磁感應法和摩擦傳磁法。
磁粉膠合法始於漢代。西漢《淮南萬畢術》說“慈石提棋”,其做法是用起潤滑作用的雞血磨針,將磨針時所得的雞血與鐵粉混合物中拌入磁石粉末,塗在棋子表麵。晾幹後擺在棋盤上,會出現棋子相互吸引或相互排斥現象。
很明顯,這種棋子已成為人造磁體。
從理論上看,每顆磁石粉末均具有極性,摻入鐵屑能大大增強磁疇。將磁粉與鐵粉粘在棋子上,放在地磁場中慢慢晾幹,在晾幹過程中, 每個磁石與鐵的小顆粒必循著地球磁感應線作有規則的排列,棋子會顯極性,它能與磁石相吸或相斥。
南宋時期莊綽在《雞肋篇》中曾寫道:“搗磁石錯鐵末,以膠塗瓢中各半邊”,“以二瓢為試,置之相去一二尺,而跳躍相就,上下宛轉不止。”
明代方以智也記載過類似的事。結合起來看,古代也許確實使用磁粉膠合法製成了人造磁體。
地磁感應法最典型的應用就是北宋《武經總要》所記述的製指南魚法。這個關於地磁的感應法,是世界上人工磁化方法的最早實踐。
這一方法的原理是:首先把鐵葉魚燒紅,讓鐵魚內部的分子能動增加,從而使分子磁疇從原先的固定狀態變為運動狀態。
其次,鐵魚入水冷卻時必須取南北方向,這時鐵魚就被磁化了。現在分析起來是很有道理的。因為這樣使魚更加接近地磁場方向,最大限度地利用地磁感應。由此可見,古人在那時就已經意識到地磁傾角的存在。
再次,“蘸水盆中,沒尾數分則止”,使它迅速冷卻,把分子磁疇的規則排列固定下來,同時也是淬火過程。