人工磁化とは何ですか？北宋時代に人工磁化はどのように行われたのでしょうか？

北宋時代にはすでに方位磁針の使用が一般的であり、天然磁石を人工的に磁化する技術もすでに習得されていました。人工磁石の磁性は天然磁石の磁性よりもはるかに安定しています。次は興味深い歴史エディターが詳しく紹介しますので、見てみましょう！

北宋代、曽公良は『呉経宗要』の中で羅針盤魚の作り方と使い方を記録している。「薄い鉄板で長さ2寸、幅5分に切り、頭と尾を魚の形のように尖らせ、炭火で焼く。赤くなったら、鉄の封印で魚の頭を火から遠ざけ、尾を直接水の真ん中に置く。洗面器に水を張って尾が数分間浸るまで浸し、その後密閉容器に保存する。使用する時は、風のない場所にボウルに水を張って平らに置く。魚は水面に浮かんでいて、頭は常に正午を向いている。」

地球の磁場を利用して鉄板を磁化する人工磁化法です。つまり、赤く熱した鉄板を子午線の方向に置きます。鉄板が赤く熱せられると、温度はキュリー点よりも高くなり、鉄板内の元々無秩序だった磁区は崩壊して常磁性になります。水で急冷すると、磁区は再び形成されますが、地球の磁場の影響を受けて、磁区は方向性を持って配列されるため、北と南を指すことができます。

我が国の揚子江と黄河流域の地磁気は約50度の傾斜があるため、水平に設置すると水平成分のみが作用しますが、一定の角度で水中に設置すると、魚磁化の有効磁場強度が増加し、磁化効果がより良くなります。

人工磁化法の発明は、コンパスの応用と発展に大きな役割を果たしました。これは磁気と地磁気の発展の歴史においても大きな出来事です。

北宋時代の沈括は『孟熙線』の中で、人工的に磁化する別の方法について言及している。「専門家が磁石で針の先をこすると、針は南を指すことができる。」沈括によると、当時の技術者は磁石を使って縫い針をこすり、針を磁化させたという。

これは、現在の観点から見ると、自然磁石の磁場を利用して、鋼針内部の磁区の配列を一定の方向に向け、鋼針に磁性を発現させる方法です。この方法は地磁気法よりも簡単で、磁化効果も地磁気法より優れています。摩擦法の発明は世界最古であるだけでなく、実用的な価値のある磁気ポインターの出現の条件も作り出しました。

沈括は『孟熙碑』の補章で、摩擦磁化によって生じるさまざまな現象についても論じている。「針の先を磁石でこすると、尖った部分は常に南を指すが、時には北を指すこともある。石の性質は同じではないのではないかと思う……。北と南は反対なので、何らかの違いがあるはずだ。詳しくは研究していない。」

これは、縫い針を磁石でこすると、針の先端が南を指すこともあれば、北を指すこともあることを意味します。現状では、磁石にはN極とS極の2つの極があります。磁化時に縫い針の先端の向きが異なれば、磁化後の方向も異なります。しかし、沈括はこの真実を知らなかった。彼はこの現象を正直に記録し、それについて深く考えていなかったことを率直に認めた。将来の世代がこれをさらに探求できることを願っています。

シェン・クオ氏は、磁気針を取り付けるための 4 つの方法を紹介しました。

1. 水浮遊法 - 磁針の上に数本のイグサを置き、水に浮かべて方向を示します。

2. ボウルの縁の回転方法 - 磁針をボウルの縁に置き、磁針が回転して方向を示します。

3. 爪回転法 - 磁気針を爪に当てます。爪の表面は滑らかなので、磁気針は自由に回転して方向を示すことができます。

4. 吊り糸法 - 磁針の真ん中にワックスを塗り、その上に絹を貼り付け、風のない場所に吊るすと方向を示すことができます。

沈郭氏も4つの方法を比較し、水浮遊法の最大の欠点は水面が揺れやすく、それが測定結果に影響を与えることだと指摘した。ボウルリップねじ込み方式と爪ねじ込み方式は、摩擦が小さいため回転の柔軟性が非常に高いですが、外れやすいという欠点があります。

沈括は、絹糸で吊るす方法がより理想的で実現可能な方法であると信じ、それを好みました。実際、沈括が指摘した 4 つの方法は、これまでのコンパス装置の 2 大システムである水針と陸針を要約したものです。

『孟熙比譚』は沈括（1031-1095）が書いた古代中国の科学技術に関する書物です。この本では磁気と方位磁針に関するいくつかの問題について論じられています。