春秋时代，人们已经能够将硬度5度至7度的软玉和硬玉琢磨成各种形状的器具，因此也能将硬度只有5.5度至6.5度的天然磁石制成司南 。东汉时的王充在他的著作《论衡》中对司南的形状和用法做了明确的记录 。司南是用整块天然磁石经过琢磨制成勺型，勺柄指南极，并使整个勺的重心恰好落到勺底的正中，勺置于光滑的地盘之中，地盘外方内圆 ， 四周刻有干支四维 ， 合成二十四向 。这样的设计是古人认真观察了许多自然界有关磁的现象 ， 积累了大量的知识和经验，经过长期的研究才完成的 。司南的出现是人们对磁体指极性认识的实际应用 。但司南也有许多缺陷，天然磁体不易找到，在加工时容易因打击、受热而失磁 。所以司南的磁性比较弱，而且它与地盘接触处要非常光滑 ， 否则会因转动摩擦阻力过大，而难于旋转，无法达到预期的指南效果 。而且司南有一定的体积和重量 ， 携带很不方便，这可能是司南长期未得到广泛应用的主要原因 。
司南由青铜盘和天然磁体制成的磁勺组成，青铜盘上刻有二十四向，置磁勺于盘中心圆面上，静止时 ， 勺尾指向为南 。
【指南针——从“吸铁石”说起】
指南针是磁铁做成的 。磁铁能吸铁，通常称为“吸铁石”，古代称为“慈石”因为它一碰到铁就吸住，好一个慈祥的母亲吸引自己的孩子一样 。后来，人们才称它为“磁石” 。
每块磁铁两头都有不同的磁极，一头叫S极，另一头叫N极 。我们居住的地球，也是一块天然的大磁体，在南北两头也有不同的磁极 ， 靠近地球北极的是S极，靠近地球南极的是N极 。我们知道，同性磁极相斥，异性磁极相吸引，所以，不管在地球表面的什么地方，拿一根可以自由转动的磁针，它的N极总是指向北方，S极总是指向南方 。
指南针是利用磁铁的特性做成的 ， 那么，世界上哪个国家最早发现磁铁和它的特性的呢？
二千多年以前，也就是春秋战国时候 ， 我国已经用铁来制造农具了 。劳动人民在寻找铁矿的时候，就发现了磁铁，并且知道它能够吸铁 。
我国古书《管子》上有这样的记载：“上有慈石者，下有铜金 。”“铜金”就是一种铁矿 。《管子》这部书产生在公元前三世纪，这说明我国最迟在公元前三世纪就知道磁石能够吸铁了 。
秦朝时候，还有这样有趣的传说，秦始皇统一中国以后，在陕西咸阳造了一个很大的阿房宫，阿房宫中有一个磁石门，完全用磁铁造成 。如果有谁带着铁器想去行刺 ， 只要经过那里，磁石门就会把这个人吸住 。
另外，根据古书记载，汉武帝时候，胶东有个栾大，献给汉武帝一种斗棋 。这种棋子一放到棋盘上 ， 就会互相碰击，自动斗起来 。汉武帝看了非常惊奇 。原来来大的棋子是用磁石做的，所以有磁性，能互相吸引碰击，只是汉武帝不懂这个道理罢了 。
【指南针的发明】
古代民间常用薄铁叶剪裁成鱼形，鱼的腹部略下凹，像一只小船，磁化后浮在水面，就能指南北 。当时以此做为一种游戏 。东晋的崔豹在《古今注》中曾提到这种“指南鱼” 。
北宋时，曾公亮在《武经总要》载有制作和使用指南鱼的的方法：“用薄铁叶剪裁，长二寸，阔五分，首尾锐如鱼型，置炭火中烧之，侯通赤，以铁钤钤鱼首出火，以尾正对子位，蘸水盆中，没尾数分则止，以密器收之 。用时，置水碗于无风处平放，鱼在水面，令浮，其首常向午也 。”这是一种人工磁化的方法，它利用地球磁场使铁片磁化 。即把烧红的铁片放置在子午线的方向上 。烧红的铁片内部分子处于比较活动的状态，使铁分子顺着地球磁场方向排列，达到磁化的目的 。蘸入水中，可把这种排列较快地固定下来，而鱼尾略向下倾斜可增大磁化程度 。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 。北宋的沈括在《梦溪笔谈》中提到另一种人工磁化的方法：“方家以磁石摩针锋，则能指南 。”按沈括的说法，当时的技术人员用磁石去摩擦缝衣针，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 。
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