指南针的发明与改进

『壹』 指南针是如何发明的

指南针概述

指南针是用以判别方位的一种简单仪器。指南针的前身是中国古代四大发明之一的司南。主要组成部分是一根装在轴上可以自由转动的磁针。磁针在地磁场作用下能保持在磁子午线的切线方向上。磁针的北极指向地理的南极，利用这一性能可以辨别方向。常用于航海、大地测量、旅行及军事等方面。

指南针的发明是我国劳动人民，在长期的实践中对物体磁性认识的结果。由于生产劳动，人们接触了磁铁矿，开始了对磁性质的了解。人们首先发现了磁石引铁的性质。后来又发现了磁石的指向性。经过多方的实验和研究，终于发明了极具实用价值的指南针。

指示方向原理

地球是个大磁体，其地磁南极在地理北极附近，地磁北极在地理南极附近。

指南针在地球的磁场中受磁场力的作用，所以会一端指南一端指北。

而最早解答“指南针为何能够指南”问题的并不是中国人，而是英国科学家吉尔伯特。

指南针的发展史

指南针也叫罗盘针，是我国古代发明的利用磁石指极性制成的指南仪器。因此，介绍司南必须从磁石说起。

磁石通常称为“吸铁石”，它把许多铁屑紧紧吸在一起，就象一个慈祥的母亲吸引自己的孩子，所以人们称它为“慈石”。

磁石吸铁是因为每块磁石两头都有不同的磁极，一头叫正极，另一头叫负极。人类居住的地球也是一块天然大磁铁，地球的南北两头也有不同的磁极，地球的北极是负磁极，地球南极为正磁极。根据同性磁极相排斥，异性磁极相吸引的原理，拿一根可以自由转动的磁针，无论站在地球的什么地方，它的正极总是指北，负极总是指南。

战国时期，人们利用磁石指示南北的特性制成了指南工具──司南。但是，战国时期的司南是什么样子无法考证。《中国历史》课本插图──“司南”，是根据中国历史博物馆展品“汉代司南模型”绘制的。这个模型是后人根据史书记载以及地下出土的汉代地盘实物制成的。地盘是青铜做成的，内圆外方，中心圆面磨得非常光滑，以保证勺体指示方向的准确性。中心圆外围依次布列八卦、天干、地支和二十八宿，共计二十四个方位。地盘中心的小勺是用整块的天然磁铁磨成的，磁铁的正极磨成司南的长柄，勺头底部是半球面，非常光滑。使用时先把地盘放平，再把司南放在地盘中间，用手拨动勺柄，使它转动，等到司南停下来，勺柄所指方向就是南方。这种勺形司南直到八世纪时仍在应用。

到了宋代，劳动人民掌握了制造人工磁体的技术，又制造了指南鱼。指南鱼是把薄钢片剪成鱼形，长二寸，宽五分，鱼的肚皮部分凹下去，使鱼象船一样能浮在水面上。然后把鱼和天然磁铁放在一起，由于磁体的吸力，钢片受磁感应也具有磁性。这种人工传磁方法制成的指南鱼比使用司南方便多了，只要有一碗水，把指南鱼放在水面上就能辨别方向了。经过长期的改进，人们又把钢针在天然磁体上摩擦，钢针也有了磁性。这种经过人工传磁的钢针可以说是正式的指南针了。沈括在他的《梦溪笔谈》中提到他对指南针的用法做过四种试验，即水浮法、缕悬法、指甲法和碗唇法。“水浮法”是把指南针放在有水的碗里，使它浮在水面上，指示方向。“缕悬法”就是在磁针中部涂上一些蜡，上面粘一根丝线，把丝线悬在木架上，针下安放一个标有方位的圆盘，静止时钢针就指示南北。“指甲法”就是把钢针放在手指甲面上，轻轻转动，由于手指甲的光滑，磁针就和司南一样也能发生指南作用。“碗唇法”是把磁针放在光滑的碗边上，转动磁什，便和指甲法一样发生指南作用。沈括经过精密的观察实验，还发现磁针指示的方向并不是正南正北，而是微偏西北和东南，这种发现在科学上叫磁偏角。

磁现象的发现

先秦时代我们的先人已经积累了许多这方面的认识，在探寻铁矿时常会遇到磁铁矿，即磁石（主要成分是四氧化三铁）。这些发现很早就被记载下来了。《管子》的数篇中最早记载了这些发现：“山上有磁石者，其下有金铜。”其他古籍如《山海经》中也有类似的记载。磁石的吸铁特性很早就被人发现，《吕氏春秋》九卷精通篇就有：“慈招铁，或引之也。”那时的人称“磁”为“慈”他们把磁石吸引铁看作慈母对子女的吸引。并认为：“石是铁的母亲，但石有慈和不慈两种，慈爱的石头能吸引他的子女，不慈的石头就不能吸引了。”据说秦始皇统一六国后，在咸阳附近修阿房宫，宫中有一座门是用磁石做成，如果有人身穿盔甲，暗藏兵器，入宫行刺，就会被磁石门吸住。这个故事告诉我们，古代劳动人民很早就掌握了磁学知识。

汉朝以前人们把磁石写做“慈石”，是慈爱石头的意思。

既然磁石能吸引铁，那么是否还可以吸引其他金属呢？我国的先民做了许多尝试，发现磁石不仅不能吸引金、银、铜等金属，也不能吸引砖瓦之类的物品。西汉的时候人们已经认识到磁石只能吸引铁，而不能吸引其他物品。

当把两块磁铁放在一起相互靠近时，有时候互相吸引，有时候相互排斥。现在人们都知道磁体有两个极，一个称N极，一个称S极。同性极相互排斥，异性极相互吸引。那时的人们并不知道这个道理，但对这个现象还是能够察觉到的。

到了西汉，有一个名叫栾大的方士，他利用磁石的这个性质做了两个棋子般的东西，通过调整两个棋子极性的相互位置，有时两个棋子相互吸引，有时相互排斥。栾大称其为“斗棋”。他把这个新奇的玩意献给汉武帝，并当场演示。汉武帝惊奇不已，龙心大悦，竟封栾大为“五利将军”。栾大利用磁石的性质，制作了新奇玩意用以取悦汉武帝。

地球也是一个大磁体，它的两个极分别在接近地理南极和地理北极的地方。因此地球表面的磁体，可以自由转动时，就会因磁体同性相斥，异性相吸的性质指示南北。这个道理古人虽不明白，但这类现象他们看的很清楚。

『贰』 古代四大发明中指南针发明过程和运用

中国是世界上公认发明指南针的国家。指南针的发明是我国劳动人民在长期的实践中对物体磁性认识的结果。由于生产劳动，人们接触了磁铁矿，开始了对磁性质的了解。人们首先发现了磁石吸引铁的性质，后来又发现了磁石的指向性。经过多方面的实验和研究，终于发明了实用的指南针。最早的指南针是用天然磁体做成的，这说明中国汉族劳动人民很早就发现了天然磁铁及其吸铁性。据古书记载，远在春秋战国时期，由于正处在奴隶制社会向封建社会过渡的大变革时期，生产力有了很大的发展，特别是农业生产更是兴盛发达，因而促使了采矿业、冶炼业的发展。在长期的生产实践中，人们从铁矿石中认识了磁石。 公元前7世纪成书的《管子·地数》中就记载：“上有磁石者，下有铜金”。意思说，如果山上有磁石时，山里就藏有铁矿。地理名著《山海经》中，也曾记载“题灌山中多磁石”。《水经注》里记载了秦国阿房宫前面，用磁石制成大门，防避有人进宫谋刺暗杀，如坏人暗披盔甲、暗藏兵器入宫，就会被门吸住而被发现，这说明人民很早就发现了磁石的吸铁性，并加以利用了。 在长期的生产斗争中，我国劳动人民进一步利用磁体的指极性，制成指示方向的机械，这就是指南针。这在《韩非子·有度篇》中和《鬼谷子》一书中都有记载。在《鬼谷子》中记载说，郑国人到深山密林中去采集玉石时，为了不迷失方向，带着“司南”。这“司南”就是指南针这种机械。东汉王充在《论衡》中描述过“司南”，它象只水勺，
用天然磁石磨制面成，勺底为球面体，勺呈椭圆状，勺柄通体渐渐缩成柱状。为了确定方向，还配有一个“地盘”，它是铜质或涂漆木制盘，中央是平滑圆槽，形状可能是内圆外方，框上刻划出定向的刻度，用“干”、“支”（即甲、乙、丙、丁……和子、丑、寅、卯……）以及八卦等表明二十四方位。将会投于地盘中央时，它的柄部就会大体停止在指南的方位上。以上可知司南是现代指南针（磁罗盘）的体型。“指南”是张衡在《东京赋》中第一次提出来的，以后经过魏晋、南北朝、隋、唐，直到宋代经过一千多年才逐渐发展起来了。宋代杰出的科学家沈括在《梦溪笔谈》中，对指南针发展的当时状况作了详尽的论述。当时在生产和科学实验发展的推动下，特别是航海事业和外贸的兴起扩大下，指南针逐步发展起来。沈括总结了劳动人民在实践在创造的四种指南针的装置方法。第一种是水浮法，将磁针浮于水面进行指南，虽然比较平稳，但容易动荡不定；第二种是指甲旋定法，将磁针置于指甲上，转动灵活，也容易滑落；第三种是碗唇旋定法，将磁针置于碗口边上，转动较灵活，但易滑落；第四种是缕旋法，用蚕丝将磁针悬挂起来，可达到转动灵活而又稳定。他还记载了人工授磁方法即“以磁石磨针锋，则能指南”。这种用人工制成磁体，是一个巨大的进步。此外，还曾制出过“指南鱼”、“旱针”、“水针”。旱针、水针这两种指南针，成为近代指南针（罗盘针）的基本结构原理奠定了基础。沈括在研究指南针的过程中，还总结和发现了地磁有偏角存在。也就是说，指南针指示的方向，“常微偏东，不全南也”。这是我国对地磁学做出的伟大贡献。
指南针一经发明很快就被应用到军事、生产、日常生活、地形测量等方面，特别是航海上。

『叁』 指南针是怎么发明的

指南针的发明并无确切的时间及发明者出现,在北宋曾公亮的《武经总要》中曾提及在行军时用「指南鱼」来帮助辨别方向,至於「指南鱼」则是一片薄如鱼状的钢片,五分宽,两寸长,肚皮处有下凹,形状有如小船般,在经过磁化的步骤后,浮于水面！
指南针
谈到指南针，许多人都会联想到黄帝大战蚩尤的故事。
但是实际上故事中所提到的指南器具并非指南针，当然黄帝更非指南针的发明者。传说中的指南器具是指南车，并非指南针。
指南车是利用齿轮让木车上的木人手指永远指向南方，完全和磁性无关，而指南针却得利用磁体的指极性制作，两者是截然不同的事物。
指南针的起源
谈到指南针的起源就得上推至战国时代，当时有一种称为「司南」的指南器具，那就是指南针的雏形。
在战国时代，采玉的工人四处去采玉时，往往需要带著「司南」以帮忙指引方向。至於「司南」究竟形状、使用方法为何，依据东汉王充在《论衡》一书中的叙述，它应该是以一块天然的磁石仔细雕琢成勺子的形状，南极位在勺子的长柄，在雕琢过程中还需使勺子的重心位在底部中心，再加上由「四维」（即乾、坤、巽、艮）、「八干」（即今之天干）、「十二支」（即今之地支）组成二十四向而雕刻其上的底盘。
其使用方法，则是先把底盘放正，再把「司南」放上让其旋转，一旦「司南」停止，长柄所指之处就是南方。
指南针的发明
指南针的发明并无确切的时间及发明者出现，在北宋曾公亮的《武经总要》中曾提及在行军时用「指南鱼」来帮助辨别方向，至於「指南鱼」则是一片薄如鱼状的钢片，五分宽，两寸长，肚皮处有下凹，形状有如小船般，在经过磁化的步骤后，浮在水面就能辨别南北。
北宋的沈括在《梦溪笔谈》一书中，更记载往后对於指南针的制作方法、及世上最早发现磁偏角、人工磁化制作指南针这三件关於指南针的相关记载，除了记录下当时发展，沈括更把制作方法加以比较出优劣，成为了解当时指南针发明的最佳参考资料。
指南针的发展
一般谈到指南针的发展，就让人立刻联想到「罗盘」。
所谓的「罗盘」指得是磁针和方位盘的相结合，它又称为「罗经盘」，我国在南宋时代就出现了，当时称为「地螺」。
「罗盘」依照磁针在方位盘的放置方法而分为水针和旱针两种，两者分述如下：
水针
出现年代：宋代
制作方式：磁针用水浮法放在方位盘上
史书证明：1、徐竞所著之《宣和奉使高丽田经》
2、《事林广记》中所称之指南鱼
旱针
出现年代：宋末元初
制作方式：不用水浮法者即是
史书证明：1、於《事林广记》中所称之指南龟│
外传与影响
指南针大约在十二世纪末十三世纪初之际，传到阿拉伯，然后又由阿拉伯传入欧洲，后来欧洲演变出旱罗盘，再於明代时经日本传回我国。
指南针对西方最大的影响莫过於西方开始海外大探险。
结合当时国家有计画的海外探险，以及天文、地理、造船、航海技术的配合，再加上罗盘的使用，因而造成西方一连串的海外探险。
在各国相竞的向外发展下，新航线、新大陆逐一被发现，让欧洲人在短时间内看到更多不同的事物与民族，进而促使欧洲人以客观的观察和比较的眼光来看待不同的民族与文化，是为指南针的另外更深远的影响。

『肆』 指南针是怎样进行改进与发明的

司南发明抄后，古人能够在远行袭中辨别方向。但司南有其局限性，用磁石制造司南，磁极不容易找准，而且在琢制的过程中，磁石因受震动而会失去部分磁性。再加上司南在使用时底盘必须放平，体积比较大，所以在使用时，很难令人满意。因此，古人在发明了司南之后，不断在进行改进。继司南之后，我们的祖先又制成了一种新的指南工具，即指南鱼。宋代时候，我国在指南针的制造方面，跟造纸法和印刷术一样，也有很大的发展。当时有一部官编的军事著作叫《武经总要》，其中记载：行军的时候，如果遇到阴天黑夜，无法辨明方向，就应当让老马在前面带路，或者用指南车和指南鱼辨别方向。《武经总要》这部书是在1044年以前写成的。这就是说，在那个时候，我国已经有指南鱼，并且把它应用到军事方面去了。钢片做成的鱼没有磁性，所以没有指南的作用。如果要它指南，还必须再用人工传磁的办法，使它变成磁铁具有磁性。我国人发明用人造磁铁做指南鱼，这是一个很大的进步。这说明我国古人很早就已具有相当丰富的磁铁知识了。

『伍』 指南针是怎样发明的

指南针的发明是我国汉族劳动人民在长期的实践中对物体磁性认识的结果。

是东汉的大科学家张衡利用机械原理和齿轮的传动作用，发明了指南车，张衡指南车是一种装有特殊的差速齿轮装置和指向器的单辕双轮车。

指南针的发明不仅解决了在研究中国科学技术史方面的一道难题，而且维护了指南车在科学技术史上的重要地位，也进一步维护了中国古老灿烂文明的声誉。

中国是最早把指南针用在航海上的，海面上雾再大也不会迷失方向。后来人们又把磁针和区分方位的装置组合在一起。这就是罗盘。后来呀，指南针又从阿拉伯传到了欧洲，欧洲的航船上都装了罗盘。

(5)指南针的发明与改进扩展阅读：

指南针的原理：指南针主要组成部分是一根装在轴上可以自由转动的磁针，磁针在地磁场作用下能保持在磁子午线的切线方向上，磁针的北极指向地理的北极，利用这一性能可以辨别方向。常用于航海、大地测量、旅行及军事等方面。

1、据古书记载，远在春秋战国时期，由于正处在奴隶制社会向封建社会过渡的大变革时期，生产力有了很大的发展，特别是农业生产更是兴盛发达，因而促使了采矿业、冶炼业的发展。

在长期的生产实践中，人们从铁矿石中认识了磁石。最初人们发现天然的磁石能吸铁，继而又发现磁铁利用地磁吸引，总是指向南端，从而在公元前三世纪的战国年代，人们用天然磁铁矿琢磨成当时称为“司南”的指南针。

2、沈括的改进：由于“司南”是用天然磁石制成的，容易失去磁性，使用起来既不方便，效果又不很好。在北宋时，著名的科学家沈括总结了前人的经验，在物理方面又发现地磁偏角的存在，利用人工磁化法制成了使用方便、效果较好的指南针，就是用天然磁石上磨擦后带磁性的钢针来指南。

3、“罗盘”：南宋时，指南针的架设问题有了新的进展。南宋陈元靓在《事林广记》中记述了两种指南针，即指南鱼和指南龟。它们可看作"水针(水罗盘)"和"旱针(旱罗盘)"的先驱。

4、传入欧洲：旱罗盘后来经阿拉伯传人欧洲，在欧洲发展成熟起来。欧洲人又进一步对这种旱罗盘做了改进，使用起来很是方便。这种改进虽然对磁的知识并未增加，甚至也未"改善"，但是却对航海事业产生了积极影响，在欧洲的航海活动和地理大发现中，发挥了不可替代的重要作用。

『陆』 指南针的发展史

指南针发展的四个阶段：

一、司南

早在两千多年前汉（公元前206－公元220年），能工巧匠把磁石打磨凿雕成一个勺形，放在青铜制成的光滑如镜的底盘上，再铸上方向性的刻纹。这个磁勺在底盘上停止转动时，勺柄指的方向就是正南，勺口指的方向就是正北，这就是我国祖先发明的世界上最早的指示方向的仪器，叫做司南。

二、古代罗盘

后来古人又在司南的基础上制作了古代罗盘。这时的罗盘已很像现在使用的指南针了，它具有指方向的磁针和显示方位的刻度盘。把罗盘装在船上，可以为人们航海指引方向。

三、指南鱼

大约在北宋初年，由于军事和航海等需要和材料与工艺技术的发展，先后利用人造的磁铁片和磁铁针以及人工磁化方法制成了在性能和使用上比司南先进的指南鱼。

四、指南针

在指南鱼发明后不久，又发明了一种意义更重大、制法更简单、使用更方便和用途更广泛的指南针。最早是北宋的著名政治家和科学家沈括在其著作《梦溪笔谈》（公元1086年）中记述的，大意是利用天然磁石磨铁针，受磨的铁针就能指向南方。还记述指南针并不完全指南，而是略微东。这就是磁偏角现象。

(6)指南针的发明与改进扩展阅读

原理：磁极间的相互作用，同名磁极互相排斥，异名磁极互相吸引。 地球本身就是一个巨大的磁体，叫地磁体，地磁体的南极在地理的北极附近，地磁体的北极在地理的南极附近，因此地球上的小磁针静止时总是一端指南，一端指北。

用法：把指南针平放、周围不要有磁场干扰，待指针摆动停止后，看指针，南、北指针对应的方向就是南北；如果标有N和S，那N是北，S是南。

『柒』 指南针的发明意义及价值

一、意义

作为中国古代四大发明之一，指南针的发明对人类的科学版技术和文明的发展，起了权无可估量的作用。在中国古代，指南针起先应用于祭祀、礼仪、军事和占卜与看风水时确定方位。

二、价值

指南针在航海上的应用对地理大发现和海上贸易有极大的促进作用。古代中国人将指南针用于军事和航海的活动，也被用于堪舆术，后来还辗转传入欧洲，在欧洲的航海活动和地理大发现中，发挥了不可替代的重要作用。

(7)指南针的发明与改进扩展阅读

指南针是中国古代劳动人民在长期的实践中对磁石磁性认识的结果。物理上指示方向的指南针的发明有三类部件，分别是司南、罗盘和磁针，均属于中国的发明。

磁针在天然地磁场的作用下可以自由转动并保持在磁子午线的切线方向上，磁针的北极指向地理的北极，利用这一性能可以辨别方向。

『捌』 指南针的发明产生了怎样的影响

指南针出现在何时 到两宋时期有何改进 指南针的发明有何重大影响
战国(司南).出现指南鱼,指南龟等,应用于航海.
影响:对军事,经济,航海意义重大;推动近代的地理大发现.

『玖』 指南针是怎样发明与改进的

我国指南针的发明经过漫长的岁月。古人在发明了司南之后，不断在进行改进，运用人工磁化的方法制成了一种新的指南工具指南鱼、指南龟。

古人在使用新指南工具的同时，还发现了地磁偏角现象，给后人以极大启发。

据说秦始皇在位时，身边网罗了一批术士来为他寻求长生不老之药。

有一天，一位叫徐福的术士奏本说：“在东方的大海上有3座神山，名叫蓬莱、方丈、瀛洲，仙人们都在那里居住。请皇帝让我率领一批男女儿童前往寻求。”

秦始皇很高兴，马上选派了几千名儿童，又为他造了艘大船，让他从现在的山东日照县附近出海，寻求不老之药。谁知徐福一去不返，不知道他把这些男女少年带到了何方。

几千年过去了，秦始皇早已成为历史的陈迹。但徐福渡海求药的故事并没有被人们忘记。如果情形真是如此的话，那么徐福可以算得上我国航海家中的先驱人物。

事实上，古代先民们面对茫茫海洋，虽然有探险探秘的愿望，但总是无法如愿。

出海困难并非是由于造船技术限制了古人们的越洋交流，更主要的原因是由于当时在海上无法辨别方向，方向不明。纵然有可以横渡大洋的船只，也会在海上迷路，最终葬身海底。

因此，指南针的发明可以说是给海船装上了眼睛，为航海业的发展提供了最基本的技术条件。

指南针是我国最早发明的，但它是经过漫长的岁月逐渐发展改进而成的。

司南发明后，古人能够在远行中辨别方向。但司南有其局限性，用磁石制造司南，磁极不容易找准，而且在琢制的过程中，磁石因受震动而会失去部分磁性。

再加上司南在使用时底盘必须放平，体积比较大，所以在使用时，很难令人满意。因此，古人在发明了司南之后，不断在进行改进。

继司南之后，我们的祖先又制成了一种新的指南工具，即指南鱼。

北宋时期，农业、手工业和商业都有了新的发展。在这个基础上，我国的科学技术获得了辉煌的成就。宋代时候，我国在指南针的制造方面，跟造纸法和印刷术一样，也有很大的发展。

当时有一部官编的军事著作叫《武经总要》，其中记载：行军的时候，如果遇到阴天黑夜，无法辨明方向，就应当让老马在前面带路，或者用指南车和指南鱼辨别方向。

《武经总要》这部书是在1044年以前写成的。这就是说，在那个时候，我国已经有指南鱼，并且把它应用到军事方面去了。

指南鱼是用一块薄薄的钢片做成的，形状很像一条鱼。它有两寸长，5寸宽，鱼的肚皮部分凹下去一些，可以像小船一样浮在水面上。

钢片做成的鱼没有磁性，所以没有指南的作用。如果要它指南，还必须再用人工传磁的办法，使它变成磁铁具有磁性。

关于怎样进行人工传磁，《武经总要》记载：把烧红的铁片放置在子午线的方向上。铁片烧红后，温度高于磁性转变点时的温度，铁片中的原来无序状态的磁畴便瓦解而成为顺磁体，蘸水淬火后，磁畴又形成，但在地磁场作用下磁畴排列有方向性，故能指南北。

我国人发明用人造磁铁做指南鱼，这是一个很大的进步。这说明我国古人很早就已具有相当丰富的磁铁知识了。

就在钢片指南鱼发明后不久，又有人发明了用钢针来指南。这种人工磁化的小钢针，可算是世界上最早制成的真正的指南针了。

北宋时期科学家沈括在《梦溪笔谈》中提到一种人工磁化的方法：技术人员用磁石摩擦缝衣针，就能使针带上磁性。

从现在的观点来看，这是一种利用天然磁石的磁场作用，使钢针内部磁畴的排列趋于某一方向，从而使钢针显示出磁性的方法。

这种方法比地磁法简单，而且磁化效果比地磁法好，摩擦法的发明不但世界最早，而且为有实用价值的磁指向器的出现，创造了条件。

关于磁针的装置方法，沈括介绍了4种方法：

一是水浮法，就是将磁针上穿几根灯心草浮在水面，就可以指示方向。

二是碗唇旋定法，就是将磁针搁在碗口边缘，磁针可以旋转指示方向。

三是指甲旋定法，就把磁针搁在手指甲上面由于指甲面光滑，磁针可以旋转自如指示方向。

四是缕悬法，就是磁针中部涂一些蜡，粘一根蚕丝，挂在没有风的地方，就可以指示方向了。

沈括还对4种方法进行比较，他指出，水浮法的最大缺点，水面容易晃动影响测量结果。碗唇旋定法和指甲旋定法，由于摩擦力小，转动很灵活，但容易掉落。

沈括比较推崇的是缕悬法，他认为这是比较理想而又切实可行的方法。沈括指出的4种方法，已经归纳了迄今为止指南针装置的两大体系，即水针和旱针。

另外，由于长江黄河流域一带地磁有大约50度左右的倾角，如水平放置指南鱼，则只有水平方向分量起作用，而以一定角度放入水中，则使鱼磁化的有效磁场强度增大，磁化效果更好。

长江黄河流域一带的地磁倾角，这一现象后来被称为磁偏角。沈括在《梦溪笔谈》第二十四卷中写道，磁针能指南，“然常微偏东，不全南也”。

这是世界上现存最早的磁偏角记录。在西方，直至1492年哥伦布在横渡大西洋时才发现磁偏角这一现象，比沈括晚了400多年。

磁偏角是指磁针静止时，所指的北方与真正北方的夹角。各个地方的磁偏角不同，而且，由于磁极也处在运动之中，某一地点磁偏角会随之而改变。

在正常情况下，我国磁偏角最大可达6度，一般情况为两三度。东经25度地区，磁偏角在一两度之间；北纬25度以上地区，磁偏角大于2度；若在西经低纬度地区，磁偏角是5度至20度；西经45度以上，磁偏角为25度至50度。毫无疑问，沈括对磁偏角的发现与认识启发了后人。

南宋学者陈元靓在《事林广记》中介绍了另一类指南鱼和指南龟的制作方法。

这种指南鱼与《武经总要》一书记载的不一样，是用木头刻成鱼形，有手指那么大。木鱼腹中置入一块天然磁铁，磁铁的S极指向鱼头，用蜡封好后，从鱼口插入一根针，就成为指南鱼。将其浮于水面，鱼头指南，这也是水针的一类。

指南龟也是南宋时期流行的一种新装置，将一块天然磁石放置在木刻龟的腹内，在木龟腹下方挖一光滑的小孔，对准并放置在直立于木板上的顶端尖滑的竹钉上，这样木龟就被放置在一个固定的、可以自由旋转的支点上了。由于支点处摩擦力很小，木龟可以自由转动指南。

这种木头指南鱼和指南龟，很可能是一些懂得方术的方士创造的，做成以后只是用来变戏法。所以《事林广记》的作者，把它们当做《神仙幻术》了。

当时它并没有用于航海指向，而用于幻术。但是这就是后来出现的旱罗盘的先驱。

人工磁化方法的发明，对指南针的应用和发展起了巨大的作用，在磁学和地磁学的发展史上也是一件大事。