物理论文800字左右 急求一篇论文——中国历史上的物理

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二．磁学成就

磁石的吸铁性及其应用

我国是对磁现象认识最早的国家之一，公元前4世纪左右成书的《管子》中就有“上有慈石者，其下有铜金”的记载，这是关于磁的最早记载。

类似的记载，在其后的《吕氏春秋》中也可以找到：“慈石召铁，或引之也”。

东汉高诱在《吕氏春秋注》中谈到：“石，铁之母也。

以有慈石，故能引其子。

石之不慈者，亦不能引也”。

在东汉以前的古籍中，一直将磁写作慈。

相映成趣的是磁石在许多国家的语言中都含有慈爱之意。

我国古代典籍中也记载了一些磁石吸铁和同性相斥的应用事例。

例如《史记·封禅书》说汉武帝命方士栾大用磁石做成的棋子“自相触击”；而《椎南万毕术》（西汉刘安）还有“取鸡血与针磨捣之，以和磁石，用涂棋头，曝干之，置局上则相拒不休”的详细记载。

南北朝（512～518年）的《水经注》（郦道元）和另一本《三辅黄图》都有秦始皇用磁石建造阿房宫北阙门，“有隐甲怀刃人门”者就会被查出的记载。

《晋书·马隆传》的故事可供参考：相传3世纪时智勇双全的马隆在一次战役中，命士兵将大批磁石堆垒在一条狭窄的小路上。

身穿铁甲的敌军个个都被磁石吸住，而马隆的兵将身穿犀甲，行动如常。

敌军以为马隆的兵是神兵，故而大败（“夹道累磁石，贼负铁镗，行不得前，隆卒悉被犀甲，无所溜碍”）。

古代，还常常将磁石用于医疗。

《史记》中有用“五石散”内服治病的记载，磁石就是五石之一。

晋代有用磁石吸出体内铁针的病案。

到了宋代，有人把磁石放在耳内，口含铁块，因而治愈耳聋。

磁石只能吸铁，而不能吸金、银、铜等其它金属，也早为我国古人所知。

《淮南子》中有“慈石能吸铁，及其于铜则不通矣”，“慈石之能连铁也，而求其引瓦，则难矣”。

磁石的指向性及其应用

在我国很早就发现了磁石的指向性，并制出了指向仪器 司南。

《鬼谷子》中有“郑子取玉，必载司南，为其不惑也”的记载。

稍后的《韩非子》中有“故先王立司南，以端朝夕”的记载。

东汉王充在《论衡》中记有“司南之杓（勺子），投之于地（中央光滑的地盘），其柢（勺的长柄）指南”。

不言而喻，司南的指向性较差。

北宋时曾公亮与丁度（990～1053）编撰的《武经总要》（1044年）在前集卷十五北宋曾公亮主编的《武经总要》中记载的指南鱼就是如此。

其法是把薄铁片剪成鱼形，烧红后把尾部蘸入水中，使鱼尾指向正北方位，并且稍微向下倾斜，然后取出，鱼形薄铁片就被磁化，让它浮在水面，就成为可以指向的指南鱼。

这种利用地磁场进行磁化的方法，是一个非常了不起的发现和发明，包含有丰富的科学道理。

近代科学表明，磁铁的磁性是由磁畴的规则排列形成的，非磁铁由于磁畴排列杂乱无章而不具磁性。

鱼形薄铁片烧红以后，内部磁畴活动加剧，沿南北方向放置，可以在强大的地磁场作用下，使磁畴顺着地磁场的方向排列。

蘸入水中，则可以使磁畴的规则排列比较快地固定下来。

至于鱼尾稍微向下倾斜，是由于地球磁场的磁倾角作用，可以增大磁化的程度，这也反映了当时中国已经发现了地球的磁倾角。

欧洲人用同样的方法进行人工磁化，比中国晚了四百多年，磁偏角的发现是哥伦布在航海探险中于1492年发现的，而磁倾角的发现则还要更晚一些时候。

我国古籍中，关于指南针的最早记载，主要的有如下几条：

《茔原总录》卷一说：客主的取，宜匡四正以无差，当取丙午针。

于其正处，中而格之，取方直之正也。

意思是说，要定东西南北四正的方向，必须取丙午向的针，然后在丙、午的位置，“中而格之”，找出正南的方向。

亦即让针指丙午中间的方向，则午向就是正南方向。

《茔原总录》是一部相墓书，撰于宋仁宗庆历元年（1041年）。

作者杨维德是当时的天文学家、星占学家和堪舆学家，大中祥符三年（1010年）左右任司天监保章正，专司占候变异。

这条记载中所说的针，虽没有明确指出是什么针，但从字里行间可以断定是磁针无疑，说明当时已把磁针与罗经盘配套，作为定向的仪器，并且已发现了地球的磁偏角，定为正南偏东7.5度。

《梦溪笔谈》卷二十四说：方家以磁石磨针锋，则能指南，然常微偏东，不全南也。

水浮多荡摇，指爪及碗唇上皆可为之，运转尤速，但坚滑易坠，不若缕悬为最善。

其法取新纩中独茧缕，以芥子许蜡，缀于针腰，无风处悬之，则针常指南。

其中有磨而指北者。

予家指南、北者皆有之。

《梦溪笔谈》是北宋沈括所著，撰于公元1088—1095年间。

这条记载明确指出指南针是方家（堪舆家）首先发明和使用的，用的是“磁石磨针锋”的人工磁化方法制成，并且记述了水浮、置指甲上、置碗唇上和悬丝等四种指南针的装置方法，以及各种方法的长处和缺陷，使人们对当时的指南针有较清晰的认识。

文中所说的指南针“常微偏东”，说明沈括也已注意到磁偏角。

从上述材料中，我们可以看到，指南针在十一世纪时已是常用的定向仪器，有多种装置方法，并已由指南针发现了地球的磁偏角，从而也表明指南针至少已经行用了一段时期。

由此可以推断，指南针至迟发明于十一世纪初期。

如果把指南针的发明时代上溯到十世纪时的唐末或五代，也是不无根据的。

如王伋（王赵卿，约十世纪末）曾留有“虚危之间针路明”的诗句；(10)佚名的《九天玄女青囊海角经》（约900年）中说：“今之象占，以正针天盘，格龙以缝针地盘”(11)等。

这里所说的“针路”、“正针”、“缝针”等，极可能就是用指南针与罗经盘配套定向的术语。

南宋时，陈元靓在《事林广记》中记述了将指南龟支在钉尖上。

由水浮改为支撑，对于指南仪器这是在结构上的一次较大改进，为将指南针用于航海提供了方便条件。

指南针用于航海的记录，最早见于宋代朱彧（yù）的《萍洲可谈》：“舟师识地理，夜则观星，昼则观日，阴晦观指南针”。

以后，关于指南针的记载极丰。

到了明代，遂有郑和下西洋，远洋航行到非洲东海岸之壮举。

西方“关于指南针航海的记载，是在1207年英国纳肯（A. Neckam，1157～1217）的《论器具》中。

其它与磁有关的自然现象

极光源于宇宙中的高能荷电粒子，它们在地磁场作用下折向南北极地区，与高空中的气体分子、原子碰撞，使分子、原子激发而发光。

我国研究人员在历代古籍中业已发现，自公元前2000年到公元1751年，有关极光记载达474次。

在公元1～10世纪的180余次记载中，有确切日期的达140次之多。

在西方最早记载极光的，当推亚里士多德，他称极光为“天上的裂缝”。

“极光”这一名称，始于法国哲学家伽桑迪。

太阳黑子，也是一种磁现象。

在欧洲人还一直认为太阳是完美无缺的天体时，我国先人早已发现了太阳黑子。

根据我国研究人员搜集与整理，自前165年～1643年（明崇祯十六年）史书中观测黑子记录为127次。

这些古代观测资料为今人研究太阳活动提供了极为珍贵、翔实可靠的资料。

遗憾的是，关于磁的认识尽管极为丰富，而关于磁现象的本质及解释，往往又是含糊的，缺乏深入细致的研究。

就连被称作“中国科学史上的坐标”的沈括，对磁现象也认为，“莫可原其理”，“未深考耳”，致使在我国历史上，一直未能产生可与英国吉尔伯特《论磁》比美的著作。

春秋战国时期（公元前770～前221年），墨子已经得到了力×力臂=重×重臂的杠杆原理，对力、运动、静止、时空等概念，墨子也都有着精辟的论述。

墨子认为，运动是由于物体受力的作用而发生，在空间中表现为位置的移动，在时间上表现为先后的变化；时间和空间既是连续的，又是由不可再分的时间基元“始”和空间基元“端”所构成的。

墨子的这些力学成就，以之与古希腊物理学相比，毫不逊色。